Control Automatico

3. CONCEPTOS BÁSICOS TERMINOLOGÍA Y TÉCNICAS PARA CONTROL DE PROCESOS

3.1. El PROBLEMA DE CONTROL

Variables, en un proceso se pueden distinguir 3 tipos de variables a saber:
Variables controlada: Es la variable a la cual deseo mantener en un valor determinado.
Variable manipulada: Es la variable que se manipula o mueve con el fin de corregir o mantener el valor deseado de lavariable controlada.
Variables de carga o perturbadora: Es aquella que repercute y modifica la variable controlada, exceptuando a la manipulada, o dicho con otras palabras, son aquellas variables que no puedo manipular pero tienen influencia sobre la variable controlada.
Como ejemplo veremos un proceso de calentamiento
[pic][pic]
En este ejemplo se pueden diferenciar claramenteeste tipo de variables:
Variable controlada: Es la temperatura del agua caliente que sale del intercambiador.
Variable manipulada: Es la apertura de la válvula que me permite mayor o menor pasaje de vapor.
Variable perturbadora: Caudal de agua fría, temperatura del agua fría, temperatura del vapor, ensuciamiento del intercambiador, etc.
Los procesos pueden ser representado dela siguiente manera:
[pic]
Por lo general un proceso complejo está compuesto por varios procesos más pequeños entre los cuales la variable controlada de uno de ellos será perturbadora para otros procesos, es por ello que tenerla controlada se hace tan importante.

¿Por que es necesario un sistema de control?

Supongamos el caso que las variables perturbadoras se mantenganconstantes, en este caso se podría buscar una posición de la válvula manipulada para la cual se satisfaga la temperatura de salida deseada y esta se mantendría en ese valor indefinidamente, pero esta condición teórica que se planteó aquí no se cumple nunca en la práctica, siempre las variables perturbadoras tienen cambios, por lo tanto sería continua la búsqueda de nuevas posiciones en la válvulamanipulada para satisfacer las distintas condiciones, es aquí donde trabaja el sistema de control, este es el encargado de encontrar dicha posición para la cual se satisfaga el valor deseado en la variable controlada.
Analizando estrictamente el problema de control deberían tenerse en cuenta además otros factores que afectan al mismo como ser: velocidad de respuesta del proceso, forma de larespuesta, interfase con el operador, etc.

3.1.1. Resolución del problema de control

El problema de control puede ser resuelto de dos maneras:
1-Sistemas con realimentación (feedback), este sistema genera la corrección a partir del error o diferencia entre la medición y el valor deseado.
2-Sistemas con avanacción (feedforward), este genera la corrección teniendo en cuenta losmovimientos de las variables perturbadoras y a partir de ellas genera un movimiento en la var. manipulada (mediante un cálculo, un balance de masa, un modelo
, etc.).
El primero de ellos es el más común y se ejemplifica en el siguiente esquema
[pic]

Aquí, el valor de la variable controlada responde al efecto neto de las perturbaciones y la variable manipulada. Un sensor/transmisor mide el valor actual de temperatura, la que posteriormente se compara en el controlador con el valor deseado para dicha variable y partir de la diferencia entre ellas la ¨función de control¨ genera una señal que será la que finalmente cambia la posición de la válvula.
En el ejemplo del intercambiador de calor si el valor de temperatura coincide con el valor deseado, la función de controlno variará su salida hacia la válvula, en cambio en el caso de ser más alta la temperatura que la deseada la función de control generará un movimiento en la válvula (con realimentación negativa), que en este caso sería cerrándola, para poder restablecer el valor deseado de la temperatura, esto se resuelve haciendo lo mismo varias veces con un procedimiento tipo de prueba y error que recién...