Sistemas de control

Tema 5. Estructuras Avanzadas de control

ÍNDICE:
• Introducción
• Estructuras avanzadas de control
‰Control de relación (ratio)
‰Control selectivo
‰Control con restricciones
‰Control de gama partida
‰Control anticipativo
‰Control en cascada
‰Control de procesos con grandes tiempo muertos1
Tema 5. Estructuras avanzadas de control
Introducción

CARACTERÍSTICAS DEL CONTROL REALIMENTADO

9 VENTAJAS:

• Produce acción correctora en cuanto existe error

• La acción correctora es independiente de la fuente y tipo de la perturbación

• Necesita poco conocimiento del proceso a controlar (un modelo aproximado)

• El controlador PID esuno de los controladores de realimentación más versátil y robusto

9 DESVENTAJAS:

• No produce acción correctora hasta que la perturbación se propaga a la variable controlada
• No es capaz de generar una acción preventiva (aunque las perturbaciones sean conocidas o se puedan medir)
• En procesos con grandes tiempo muertos, la dinámica del sistema en bucle cerrado nosuele ser aceptable
• En algunas aplicaciones la variable controlada no puede medirse y la realimentación no puede realizarse

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Tema 5. Estructuras avanzadas de control
Introducción

9 A pesar de sus desventajas, la mayoría (> 80%) de las
aplicaciones industriales utilizan bucles de realimentación simple
9 Para las situaciones en las que el controlrealimentado
no resulta satisfactorio, es necesario utilizar otras estrategias para obtener las prestaciones requeridas
9 A estas estrategias, que se combinan con el bucle de
realimentación (no lo sustituyen) se les denomina estructuras avanzadas de control

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Tema 5. Estructuras avanzadas de control
Control de Relación (Ratio)

Objetivo: Mantener la relación entredos variables a un valor predeterminado

9 Caso particular de control anticipativo, ampliamente utilizado en la industria de procesos

Aplicaciones:
9 Normalmente las variables son caudales.
9 Mezcla de dos corrientes de distinta composición o Tª, para conseguir
una mezcla de composición o Tª determinadas
9 Relación aire/combustible en el control de la combustión enun horno o
caldera

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Tema 5. Estructuras avanzadas de control
Control de Relación (Ratio)

Ejemplo:

9 Mezcla de dos corrientes de proceso
9 Normalmente uno de los caudales sólo se puede medir, no manipular.
Se le denomina caudal de referencia

Objetivo: Mantener la relación entre ambos caudales R=B/A Alternativas
9 Controlar directamente losdos caudales y ajustar los valores de
consigna a unos valores previamente calculados
9 Medir el caudal de referencia A (no manipulable), multiplicarlo por R, y
hacer B=R*A (punto de consigna del controlador de caudal)
9 Medir ambos caudales, calcular la relación entre ellos (ratio real) y
ajustar la válvula de producto B

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Tema 5. Estructuras avanzadas decontrol
Control de Relación (Ratio)

Ejemplo: Sistema de mezcla de corrientes de proceso

Objetivo: Mantener un relación constante entre los caudales A y B

A(t), m3/h

B(t), m3/h

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Tema 5. Estructuras avanzadas de control
Control de Relación (Ratio)

Ejemplo: Sistema de mezcla de corrientes de proceso

A(t), m3/h

B(t), m3/h
FT FC
1 1

FT FC2 2

Solución: controlar ambos caudales de forma que los SP cumplan la relación

Problema: suele ocurrir que uno de los dos caudales sólo se puede medir (caudal de referencia)

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Tema 5. Estructuras avanzadas de control
Control de Relación (Ratio)

Ejemplo: Sistema de mezcla de corrientes de proceso

A(t), m3/h
FT
1

FY
1B

FT FC
2 2

R*A SP...