Metodos Finales De Control

INSTITUTO TECNOLOGICO DE ORIZABA

INSTRUMENTACIÓN

III UNIDAD: ACTUADORES Y ELEMENTOS FINALES DE CONTROL
ELEMENTO FINAL DE CONTROL.- Es el dispositivo (mecánico, eléctrico ó electrónico) que altera el valor de la variable manipulada en respuesta a una señal de salida del controlador automático.

Fig. No. 1.- Ubicación de la válvula de control en un lazo cerrado de control.

Observando laFig. No.1, de inmediato observamos donde queda ubicado el elemento primario de medición, el transmisor, el registrador y el controlador. Del controlador sale una señal que va al elemento final de control, que en este caso es una válvula de control. Los elementos finales de control son los elementos que se instalan en los puntos finales de los circuitos de control automático. Dentro del grupo deelementos finales, las válvulas de control son las que con mayor frecuencia se utilizan en los procesos industriales, de ahí su importancia. Las válvulas de control son instrumentos que sirven para regular el paso del fluido (Agente de control) permitiendo pasar únicamente la cantidad que se requiera. Las válvulas de control se fabrican en una variedad tal que cubren todas las necesidadesimaginables, lógicamente las formas, los materiales y sus modos de actuar son también muy variados. La Fig. No.2. Nos muestra una serie de de fotografías, de válvulas de control, en ellas se observa como son físicamente.

Ing. Miguel Santamaría Martínez

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Fig. No.2. Diferentes tipos de válvulas de control.
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1.- PARTES DE UNA VÁLVULA DE CONTROL La válvula de control generalmente consiste en: a).- Un ACTUADOR, que transforma la señal de salida del controlador o del convertidor de corriente a presión (3 a 15 PSI) en una posición de una flecha (vástago) capaz de ejercer una fuerza considerable sobre el obturador de unaválvula. b).- La VÁLVULA, que accionada por el actuador, es capaz de hacer variar a la variable manipulada.

COMPONENTES. Los componentes particulares que forman parte de la válvula de control consisten en: 1.- E L A C T U A D O R. a).- Diafragma flexible. b).- Resorte y ajuste de tensión del resorte, ajustes de la posición de rango y cero. c).- Plato, vástago y contratuerca. d).- Caja ó alojamiento.2.- L A

V A L V U L A.

a).- Cuerpo. b).- Obturador y asiento. c).- Vástago. d).- Conexión hermética. Fig. No. 3.- Válvula de control representativa.

La figura No. 4. Nos muestra una válvula de control en forma explotada la cual por si sola nos da la información de cómo están formadas y cuales son cada una de sus partes, las cuales debemos memorizar.

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Fig. No.4. Vista explotada de una válvula de control.

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OPERACIÓN DE LA VÁLVULA DE CONTROL. El diafragma, generalmente hecho de hule sintético, se mueve bajo la acción de dos fuerzas; aquella producida por la presión delaire actuando de arriba hacia abajo (Fig. No.1) y la ejercida por el resorte cuando se comprime y actuando de abajo hacia arriba. Llamando F1 y F2 a esas dos fuerzas tenemos: F1 = p . A F2 = k . x

En que: p es la presión del aire (3 a 15 PSI). A es el área del diafragma. k es la constante elástica del resorte. Fig. No. 5.- Símbolo de la válvula de control. x es el movimiento del vástago.Generalmente, la gama de operación de los actuadores es de 3 a 15 PSI. La carrera del vástago se sitúa entre ¼” y 3”. Teóricamente, la posición del vástago es proporcional a la presión aplicada. En la práctica puede haber una desviación de la linealidad debida a diversos factores, tales como: 1.- La fricción entre el vástago y las partes fijas del actuador y de la válvula. 2.- La respuesta del...