control por relacion

Universidad Nacional Experimental
Francisco de Miranda
Área de tecnología
Unidad Curricular: Instrumentación y Control




CONTROL POR RELACION










Punto Fijo 03 de Mayo de 2013
Control por Relación
El control de relación es un sistema de control en el que una variable de proceso es controlada con relación a otra variable. Mientras que el control en cascada es sólo unmétodo que mejora la regulación de una variable, el control de relación satisface una necesidad específica, el control de la relación entre dos cantidades.
Estas cantidades suelen ser caudales de fluidos, tal como puede verse en la figura. La señal del transmisor de caudal es multiplicada por un factor fijado manual o automáticamente. La señal de salida del multiplicador es el punto deconsigna del controlador cuya señal de salida actúa directamente sobre la válvula de control.



Hay que señalar que el ajuste del relé de relación es función de los campos de medida relativos de los transmisores. Si en el ejemplo de la figura, el transmisor del caudal variable (sin controlar) tiene un campo de medida 1,5 veces mayor que el del transmisor del caudal controlado y se desea que elcaudal controlado esté siempre en la proporción de 1 : 2 con relación al caudal variable, deberemos ajustar el dial del relé de relación en la posición:

Por otro lado, los campos de medida de los transmisores deben estar expresados en las mismas unidades, y es necesario considerar sus campos de control que influirán inevitablemente en la precisión de la relación entre las dos variables. En efecto,si los transmisores son cuadráticos con la «rangeability» 4 : 1 y hay que mantener una razón de 0,75 el controlador perderá su precisión cuando el caudal variable (primario) baja por debajo de 0,25 % de su campo de medida, lo que equivaldrá a que se pierda también la precisión si el caudal controlado (secundario) es inferior a 33 % de su campo de medida, ya que el instrumento tiende a mantener supunto de consigna en 0,75 = caudal primario/caudal secunderio. Evidentemente 25 % señal salida transmisor primario 25/075 = 33,3 % señal salida transmisor secundario= 33,3 % secundario.
Una aplicación típica del controlador de relación se encuentra en la relación caudal aire/caudal fuel en la combustión de una caldera de vapor.


Objetivo: Controlar el flujo o el volumen de una variable enfunción de otra. Esta técnica de control, se aplica por lo general a dos cantidades de flujos, que deben mantener una relación prefijada por el usuario.
Por lo general se tiene una línea de flujo de un fluido libre y sobre esta se mide la cantidad del fluido existente en velocidad o volumen, este valor se envía a un controlador que contiene un factor multiplicador o un divisor, cuya señal actúasobre la válvula de control de otra línea con flujo proporcional al valor censado (flujo controlado).
El flujo libre se llama variable independiente y el flujo controlado se llama flujo dependiente.

Para este tipo de estrategia de control, es muy importante tomar las siguientes consideraciones:
1. Ambas señales deben tener las mismas unidades.
2. Ambas señales deben estar linealizadas o enforma cuadrática.
3. El rango de los controladores deben ser compatibles con las señales recibidas de un 0% a un 100%.
4. Tomar en cuenta que en la medición de fluidos la linealidad se pierde en los extremos de la medición.
5. Las características de los fluidos deben ser muy similares.
Diseño en base a relaciones
Muchas veces, cuando se introduce una señal en escalón en la entrada de unproceso la señal de salida se puede aproximar a una función de primer orden con tiempo muerto:

Los parámetros de la función pueden determinarse gráficamente en forma aproximada, de modo que:
K = B / altura del escalón aplicado
ʈ = B / S
Ѳ= tiempo que “demora” en responder
Cohen y Coon desarrollaron empíricamente ciertas relaciones para obtener respuestas de bucle cerrado con una relación de...