Gestion Ambiental

SISTEMAS DE CONTROL CON REALIMENTACIÓN.

Son sistemas de control de bucle cerrado en los que existe una realimentación continuade la señal de error del proceso al controlador, actuando éste conforme a esta señalbuscando una reducción gradual del error hasta su eliminación.
Es el tipo de sistemas que más extendido se encuentra en la actualidad.
Existen diversos diagramas deactuación con la característica común de la realimentaciónde la señal de error. Sin embargo, seguirán distintos fundamentos de actuando paraconseguir la eliminación del error del sistema.

1. Control proporcional

La razón por la que el control on-off resulta en oscilaciones es que el sistema sobreactúa cuando ocurre un pequeño cambio en el error que hace que la variable manipuladacambie sobre su rango completo; este efecto se evita en el control proporcional.

El modo de control proporcional, está basado en un algoritmo lineal y proporcional, que tiene como objetivo reducir la magnitud del error (diferencia entre el punto de ajuste y la medición), así dará estabilidad al proceso. El modo de control proporcional no considera el tiempo y solo se ve afectado por el tiempomuerto y el tiempo de reacción del retardo del proceso.

El modo proporcional depende de:
* El valor del error (diferencia entre el S.P. y la Medición).
* El % de Banda Proporcional (inverso de la ganancia proporcional).
* Posición inicial de la válvula (bias).

1.1. Ecuación.
y = Kc*e + yo |

donde:
y = salida delcontrolador.
Kc = ganancia proporcional.
e= error.
yo= condiciones iniciales o bias.

1.2. Ventajas y desventajas
Ventajas
* Aplicación instantánea.
* Fácil de comprobar los resultados.
* Simple

Desventajas
* Falta de inmunidad al ruido.
* Imposibilidad de corregir algunos errores en el régimen permanente (presencia de offset).1.3. Banda Proporcional (BP).
Es el porcentaje de variación de la variable controlada necesario para provocar una carrera completa del elemento final de control. También se le conoce como el reciproco de la ganancia proporcional expresado en porcentaje.
BP = 100% Kc |

donde:
BP = Banda Proporcional.
Kc = Ganancia proporcional.Otra forma:
m = 100% (r - b) + yo BP |

donde:
m = salida de controlador
100% = ganancia proporcional
BP
r= valor deseado
b = variable medida
yo = bias

Diagrama de bloques de la acción proporcional.




1.4. Ejercicios.
Teórico.
Tenemos un controlador de nivel por flotador que nospermitirá comprender el funcionamiento de dicho control.
Mediante la válvula de control V conseguimos que el caudal de entrada de agua al depósito sea igual al caudal de salida, a base de mantener el nivel constante en el depósito. Con el tomillo A fijamos el punto de ajuste para el nivel deseado. Si se produce un aumento del caudal de salida, disminuye el nivel del depósito, entonces elflotador, a través de un brazo, actúa sobre la válvula V, haciendo aumentar el caudal de entrada hasta que se iguale al saliente. Cuando se haya alcanzado la igualdad de los caudales, el flotador estará a un nivel más bajo que al principio, por lo que se produce un error permanente.
Observamos que el regulador de acción proporcional responde bien a las necesidades operativas, si el error que se producees tolerable.

Practico.
a) Calcular la banda y ganancia proporcional.

Solución
* Calculo de BP * Calculo de Kc
40% 50% Sabemos que:
X 100% Kc = 100 %
X = 100 * 40 % BP
50 % Reemplazando:
BP = 80 % Kc = 100 %
80 %
Kc = 1.25
b) Calcular la banda y ganancia proporcional.

Solución
* Calculo de BP * Calculo de Kc
80% 50% Sabemos que:
X 100% Kc =...