Metodos De Sintonizacion

Control de Presión.

1. Introducción.

En el siguiente informe se abordara un sistema no lineal de primer orden, en el cual se requiere controlar la presión del sistema y eventualmente que controle dicha presión ante perturbaciones que afecten a nuestro proceso.

Se propone en esta práctico realizar el control del sistema utilizando una estrategia de control, Además, utilizando un método analítico de sintonización para obtener los parámetros necesarios para cada estrategia implementada en este práctico.

2. Objetivo Generales.

-Sintonizar una maqueta de presión.

3. Objetivos Específicos.

Conocer los elementos que componen la maqueta de control de presión.

Establecer los cálculos necesarios para realizar la función de transferencia del proceso.

Establecer los cálculos necesarios para encontrar los parámetros de sintonización del sistema.

Elección de un método de sintonía que satisfaga los requerimientos del sistema.

Verificar el perfecto funcionamiento del proceso

4. Marco Teórico.

4.1. Modelado de un Proceso de Presión.

El presente proceso de presión se puede definir como un proceso de 1° orden con retardo, cuya constante de tiempo es bastante pequeña, por lo que, la acción derivativa de control puede ser descartada porque genera en el proceso una sobrecorrección convirtiéndolo en inestable.

La esquematización del proceso en cuestión queda representado mediante el siguiente diagrama funcional:

Donde:

Ha (t)= Cabeza total de energía suministrada por la bomba.

Hl (t)= Pérdidas de energía expresada en metro/metro.

Ahora bien, por medio de la ecuación general de la conservación de la energía, tenemos que:

E_1+H_A (t)-H_L (t)=E_2

Teniendo presente que E1 es la Energía total del sistema en el punto 1, E1 queda subdividida en las siguientes expresiones:

• P1/γ = Cabeza de Presión.

• 〖v_1〗^2/2g = Cabeza de velocidad.

• z_1 = Cabeza de altura.

Estas expresiones quedan completamente representadas por medio de la ecuación de Bernoulli, es decir:

P1/γ+〖v_1〗^2/2g+z_1+h_A-h_L-h_R=P2/γ+〖v_2〗^2/2g+z_2

Donde:

h_R= Energía retirada del sistema (ej. turbina).

Esquema ISA del Proceso Presión.

4.1. Partes relevantes de la maqueta

a.- Generalidad de la maqueta.-

b. –VDF (variador de frecuencia)

Variador de frecuencia que responde a una señal de 4-20mA proveniente del controlador (en este caso el PLC), el cual admite una señal de corriente variante según el nivel de nuestro estanque respecto al fondo de escala, variación de frecuencia y por ende velocidad de la bomba gobernada por el algoritmo de control aplicado, que en este caso especifico nos permite la regulación de presin de un sistema.

Marca Allen-bradley

Modelo PowerFlex4

Rango de temperatura ambiente -40 – 85[°C]

Voltaje entrada 200 – 240 [V]

Frecuencia de salida 0 – 240[hz]

Corriente máxima 6[A]

Para que el VDF considere variación de la señal de corriente de 4-20[mA] como una representación análoga a la frecuencia de salida que debe entrar a la motobomba debemos ajustar el siguiente parámetro dentro de su configuración:

Considerando que la conexión que la señal de corriente tiene que cumplir con el siguiente esquema:

-Visualización general del conexionado y significado de terminales.-

Conexionado de la entrada que admite la señal de corriente terminales 14 y 15 (incorporando también la señal de tensión).-

c.- Cerabar T PMC131 (transductor de presión para la medida de presiones absolutas y relativas).

Aplicaciones:

Con el Cerabar T PMC131 pueden medirse presiones absolutas y relativas en líquidos, vapores y gases. El funcionamiento seguro está garantizado gracias a la estabilidad a largo plazo y la resistencia frente a sobrecargas que presentan los sensores capacitivos de cerámica.

Este equipo es un transductor de presión dotado de un sensor capacitivo de cerámica que es muy preciso. El sensor de material cerámico es además muy resistente a la corrosión y abrasión.

Funcionamiento:

La presión a medir deforma ligeramente el diafragma sensor. El equipo mide esta deformación, que es proporcional a la presión medida, y emite una señal en la salida de 4… 20 mA. El transductor de presión se suministra con un conector DIN 43650/ISO 4400 o con una entrada de cable que permite la conexión con un sistema de alimentación y amplificación (p.ej., la fuente de alimentación

RN221N de E-direct).

Campo de aplicación:

Ejemplo de aplicación:

d.- pantalla del proceso

Pantalla la cual permite manipular el proceso, básicamente lo visto en el practico se centró en la asignación de un set point (SP) y la visualización del comportamiento de la variable de proceso según el escalón aplicado.

e.- Bomba Humboldt tpm-60

La bomba cumple la función de circular el fluido desde el estanque de almacenamiento, pasando por el intercambiador de calor para posteriormente retornar.

Modelo Tpm-60

Numero de serie 0809020356

Q 5 – 30 [lt/min]

H 0 – 30[m]

Hmax 31[m]

Qmax 31[lt/min]

Voltaje 220[V]

Velocidad 2850 [rpm]

Frecuencia 50[Hz]

Potencia 0.5 [hp] , 0.37[kW]

f.- manómetro

La

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