SIMULACIÓN DE UN CONTROLADOR PARA SISTEMA DE TANQUES EN CASCADA

1. INTRODUCCIÓN

El control automático ha desempeñado un papel muy importante en el avance de la ingeniería y la ciencia permitiendo operaciones más fiables y sencillas al encargarse de obtener unas condiciones de operación estables y corregir desviaciones que se producen respecto a los valores de ajuste; día a día se hace más necesario disponer de este control que permite mejorar y optimizar una gran cantidad de procesos donde la sola presencia del hombre es insuficiente para gobernarlos.

El sistema dinámico de estudio consta de dos tanques en cascada ubicados en el laboratorio de Operaciones Unitarias de la Universidad Pontificia Bolivariana; su modelación se realiza planteando los balances de materia para cada tanque, uno de los cuales posee un vertedero no lineal y el segundo un vertedero lineal y ambos están relacionados mediante una función de transferencia característica de primer y segundo orden.

Para hallar el mejor ajuste del controlador del sistema es necesario parametrizar la ganancia global, mediante ensayos experimentales en el sistema del comportamiento de una variable con otra.

El objetivo de este artículo es identificar las variables, los elementos presentes en el sistema de tanques en cascada del laboratorio de Operaciones Unitarias de la UPB, la terminología y símbolos apropiados, según la norma ANSI/ISA S5.1–1984 (R1992). Finalmente se va a encontrar el mejor ajuste del controlador, dicho ajuste se hace mediante el uso de diferentes modelos de sintonización que se encuentran en la literatura para controladores P, PI y PID; para seleccionar el modelo de sintonización más apropiado se analizan las ventajas y desventajas que presenta cada modelo con respecto a los demás como por ejemplo el tiempo que tarda el controlador en estabilizarse o el error que presenta el proceso con respecto al escalón. Dichas normas facilitan la simbología y notación usada para instrumentación diversa.

2. MARCO TEÓRICO

2.1. Sistema Automático de control

Un Sistema Automático de Control es un conjunto de componentes físicos conectados o relacionados entre sí, de manera que regulen o dirijan su actuación por sí mismos, es decir sin intervenciones de agentes exteriores (incluido el factor humano), corrigiendo además los posibles errores que se presenten en su funcionamiento. (1)

Control manual

Ayuda directa del ser humano, que es el encargado de mantener en un valor determinado la variable controlada. (2)

Entre las desventajas del control manual es posible destacar la incertidumbre y poca precisión que introduce la intervención humana en el control del proceso, poca seguridad.

Control automático. Trata de regular, con la mínima intervención humana, el comportamiento dinámico de un sistema mediante órdenes de mando. (2)

Las ventajas que presenta frente al control manual es la posibilidad de

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