Control sistema de flujo.

CONTROL DEL SISTEMA DE FLUJO

Identificación de entrada, salidas y perturbaciones del sistema

Entradas:

• Apertura de válvula.

Salidas:

• Flujo volumétrico de salida de la válvula.

Perturbaciones:

• Flujo volumétrico de entrada a la válvula.

Objetivo de control

Mantener  el flujo de líquido alimentado al sistema de tanques, dentro del rango o valor predeterminado manipulando la apertura de la válvula, para evitar variaciones u oscilaciones significativas en los niveles de líquido de los tanques que conforman el sistema.

DISEÑO DE CONTROLADORES PID

El objetivo de mantener la variable de salida de un proceso en el valor deseado puede llevarse a cabo empleando cualquiera  de los controladores feedback con acciones PID. De acuerdo a la ecuación que define a cada uno de ellos, la respuesta alcanzada es diferente para una misma información en la variable de entrada en el controlador, es decir el error. Por lo tanto la escogencia del tipo de controlador (es decir P, PI, PD o PID) a emplear en un determinado proceso es un punto crucial.

La selección del controlador y de los valores de los parámetros para el controlador escogido debe hacerse de manera que satisfaga algún criterio objetivo de desempeño en el lazo cerrado de control. Por lo tanto, es necesario decidir primero el criterio de desempeño  del sistema dentro del lazo cerrado de control para poder emitir un juicio acerca de lo acertado del diseño.

Sintonización

La determinación de los parámetros del controlador PID requeridos para obtener una respuesta en lazo cerrado que satisfaga algunos requerimientos, se realizó mediante un procedimiento en lazo abierto. Debido a que se contaba con datos experimentales obtenidos de las prácticas del laboratorio de control correspondientes a la respuesta del sistema (variación en el flujo volumétrico) para un cambio del 25% en la variable de entrada a la válvula.

Los perfiles gráficos obtenidos de dicha respuesta se ajustaron a un modelo de función de transferencia de primer orden con tiempo muerto.

Después de obtener el modelo empírico aplicamos las reglas de sintonización de Ziegler y Nichols en lazo abierto, las cuales se basan en los parámetros del modelo aproximado (ganancia estacionaria, tiempo muerto y constante de tiempo) para alcanzar respuestas con una razón de decaimiento de un cuarto.[1??]

[1??] Coronado M, Juliao J, y Fuentes A (2012). Procesos Químicos-control, modelamiento y simulación dinámica (tesis pregrado).Universidad del Atlántico, Barranquilla, Colombia. Pág. 60.

...