ejemplos de simulaci n 2 07

U NIVERSIDAD N ACIONAL DE Q UILMES
´ Y C ONTROL I NDUSTRIAL
I NGENIERIA EN AUTOMATIZACI ON
´
Procesos y Maquinas
Industriales II

Ejemplos de Simulaci´on - Tres TAC en serie

Tres TAC en serie

1.Escribir el modelo matem´atico para un sistema de tres tanques en serie, isot´ermicos y a la misma temperatura, con vol´umenes iguales y constantes.

a.- Sistema a lazo abierto
Simularemos elcomportamiento din´amico del proceso para las siguientes condiciones iniciales:
CA1,0 = 0,4 kgmol de A/m3
CA2,0 = 0,2 kgmol de A/m3
CA3,0 = 0,1 kgmol de A/m3
La variable manipulada es CA,0 . A tiempo t = 0 suvalor se ajusta a CA,0 = 1,8 kgmol/m3 y se
mantiene constante. Los otros par´ametros del sistema son: τ = 2 min y k = 0,5 min−1 .
b.- Sistema a lazo cerrado
Supongamos ahora que la variable controladaes la concentraci´on del ractivo A en la salida del tercer tanque (CA3 ). Agregaremos un controlador PI para cerrar el lazo.
El controlador ”mira”la concentraci´on del producto que sale del tercertanque y realiza ajustes en
la concentraci´on de entrada al primero (CA0 ) para mantener a CA3 pr´oximo al valor deseado (set
set ).
point, CA3
Supongamos que CA0 = CAM + CAD , siendo CAM la variablemanipulada, y CAD la perturbaci´on de carga.
Esta es una idealizaci´on del sistema f´ısico real, en el cual la se˜nal de control act´ua para mover la
posici´on de una v´alvula que regula el caudal de unacorriente rica en el reactivo A (alta concentraci´on de A). Esta se mezcla con la corriente de alimentaci´on del proceso, para modificar entonces
CA0 en funci´on del valor deseado de CA3 .
Elcontrolador es PI (proporcional + integral):
CAM = 0,8 + Kc (E +

1
τI

E(t)dt)

set
E = CA3
− CA3

Kc = ganancia del controlador (adimensional)
τI = constante de tiempo integral (unidades de tiempo)

Acontinuaci´on presentamos el desarrollo de la S-Function para resolver el ejercicio.
function [sys,z0,str,ts]=tac_serie(t,z,u,flag,zi)
%Sfunction para un sistema de tres TAC en serie
%par´
ametros por...