Simulacion

SISTEMA DE CONTROL
PRESENTACION : ING. EMERSON COLLADO DOMINGUEZ

SISTEMA DE CONTROL
EL CONTROL AUTOMATICO ES UNA PARTE DE LA CIENCIA DE LA CIBERNETICA TODOS LOS PROBLEMAS EN LOS PROCESOS DE INGENIERIA DEBERIAN INCLUIR ESTAS 5 PREGUNTAS: 1.- CUAL ES LA IDENTIFICACION O ESTADO DEL SISTEMA 2.- QUE CANTIDADES DE MATERIAL Y ENERGIA SON CONSERVADO EN EL SISTEMA. 3.- QUE LIMITACIONES SON IMPUESTASEN EL SISTEMA POR EL EQUILIBRIO TERMODINAMICO. 4.-QUE TIPO Y TAMAÑO DE EQUIPO SON NECESARIOS POR EL SISTEMA PARA ACOMODAR CONSIDERACIONES DE FLUJO. 5.- CUAL ES LA NATURALEZA DEL COMPORTAMIENTO Y CONTROL DEL SISTEMA.

CASO PRACTICO:
TENEMOS UN SISTEMA QUE CONSISTE EN LA CALEFACCION DE UNA CASA PARA EL BUEN CONTROL ESTAMOS PROPONIENDO UN CONTROL POR RETROALIMENTACION ,EL CUAL ES LA REALIZACIONY MANTENIMIENTO DE UNA CONDICION DESEADA USANDO UNA VALOR ACTUAL DE ESTA CONDICION Y COMPARANDOLA A UN VALOR DE REFERENCIA (SET POINT),ASI USANDO LA DIFERENCIA ENTRE ESTOS DOS ENVIA UNA SEÑAL CORRECTIVA AL ELEMENTO DE CONTROL FINAL. EL OBJETIVO DEL PROBLEMA ES MANTENER EL CUARTO A UNA TEMPERATURA DESEADA DE 72ºF .ESTE VALOR DESEADO ES REFERIDO AL SET-POINT DE LA CONDICION REFERENCIAL O VALORDESEADO.

CALEFACCION DE UNA CASA

TERMOSTATO aire de circulacion del cuarto
HORNO

valvula

perdida de calor a traves de las paredes

alimentacion de combustible

LA TEMPERATURA ACTUAL EN EL CUARTO ES REFERIDA A LA VARIABLE CONTROLADA .ESTA VARIABLE CONTROLADA ES MEDIDA POR EL TERMOSTATO Y COMPARADA AL SET POINT (FRECUENTEMENTE INTRODUCIDO POR ROTACION DE EL TERMOSTATO) Y LA DIFERENCIAES UNA SEÑAL QUE ES ENVIADA A LA VALVULA DEL COMBUSTIBLE .LA DIFERENCIA ES REFERIDA COMO ERROR EN LA SEÑAL Y ENTONCES LA ALIMENTACION DEL COMBUSTIBLE ES REFERIDO COMO LA VARIABLE MANIPULADA.ASI EL TERMOSTATO ES USADO PARA COMPARAR LA VARIABLE CONTROLADA Y EL SET-POINT ,ESTO ES REFERIDO COMO ERROR EN ELDETECTOR O COMPARADOR.

UN DIAGRAMA PARA ESTUDIAR ESTE FENOMENO ES EL LLAMADO DIAGRAMA DEBLOQUES: CAMBIO EN LAS
PERTURBACIONES

CAMBIO EN EL SET POINT

COMPARADOR

CAMBIO EN EL ERROR DE LA SEÑAL

CAMBIO EN LA VARIABLE MANIPULADA

CAMBIO EN LA VARIABLE CONTROLADA

COMPONENTES DE UN SISTEMA DE CONTROL
1.- PROCESO (CALEFACCION DEL CUARTO) 2.- ELEMENTO DE CONTROL PRIMARIO (SENSOR DEL TERMOSTATO) 3.- CONTROLADOR (TERMOSTATO) 4.-ELEMENTO DE CONTROL FINAL (VALVULA DE CONTROL)DIAGRAMA DE BLOQUES:
EXISTEN 2 SIMBOLOS USADOS EN LA CONSTRUCCION DEL DIAGRAMA DE BLOQUES :

EL SIMBOLO EN CIRCULO INDICA UNA SUMA ALGEBRAICA: r+ e r-c=e
C -

EL SIMBOLO EN RECTANGULO INDICA MULTIPLICACION e c c= G(p) e
G(P) G(p) ,FUNCION DE TRANSFERENCIA

CONFIGURACION DE UN CONTROLADOR Y/O METER
ENTRADAS
señal continua: entrada termocupla, termistor,RTD. 4-20 mA 0-10 V entrada deelectrodo pH, conductividad,Humedad relativa etc.

SALIDAS

INDICADOR DIGITAL

señal continua: (salida registrador, bomba peristaltica) 4-20 mA 0-10V señal discreta: salida por Relay(para activar alarmas, solenoides,pilotos) en modo ON-OFF. señal digital: (para una PC) salida por serial RS-232, RS-485

ESTRATEGIAS DE CONTROL
1.- CONTROL POR RETROALIMENTACION(FEEDBACK CONTROL) 2.- CONTROL DEACCION ADELANTADA (FEEDFORWARD CONTROL) 3.- CONTROL EN CASCADA 4.- CONTROL DE RELACION 5.- CONTROL DE RANGO COMPARTIDO 6.- CONTROL DE PUNTO FINAL

CONTROL RETROALIMENTACION
CONTROLA LA VARIABLE DESPUES QUE OCURRIO EL PROCESO. LA DESVENTAJA ES QUE NO PUEDE HACER UNA ACCION CORRECTIVA AL SISTEMA HASTA QUE DESPUES QUE ESTE HAYA SIDO CORREGIDA POR EL CONTROLADOR. EJEMPLO :SE TIENE EL REACTOR DETANQUE CON CHAQUETA DE CALENTAMIENTO.SE DESEA CONTROLAR LA TEMPERATURA DE LA REACCION. W,Ti Tm TC TR
ALIMENTACION

VAPOR CONDENSADO

W,T

DIAGRAMA DE BLOQUES DEL SISTEMA DE RETROALIMENTACION :
MECANISMOS DEL CONTROLADOR

Ti + +
PERTURBACION VARIABLE CONTROLADA

+

COMPARADOR ERROR CONTROLADOR ELEMENTO DE ELEMENTO DE CONTROL FINAL CONTROL FINAL

T
PROCESO

TR SET POINT

-...