Variables de control o manipuladas
Son las variables que pueden ser manipuladas, por un operario o automáticamente. Ej: el gas que quieres que entre en la cocina
Perturbaciones
Son cambios que podemos prever o no las cuales influyen en el proceso.
Entre ellas están las condiciones ambientales del sistema.
Variables controladas
Son variables que se miden, que nos permiten obtener información y seguir en cada momento el proceso. :ej: la temperatura a la que quieres cocinar.
Control de proceso
Se trata de determinar en cada proceso los valores que deben tomar las variables de control para que puedan llegar y se mantengan a unos valores fijados anteriormente pesar de las perturbaciones
Señal de consigna o set point
Es un valor establecido a priori que sirve de referencia de una variable controlada.
Se puede fijar de forma manual, automática o por programa.
Ley de control
Manera en el que cambia las variables manipuladas en el transcurso del tiempo, para contrarrestar la influencia de las perturbaciones o para conseguir un nuevo valor deseado en caso de que cambien el set point.
En el control manual es el operario quien modifica el set point (SP) mientras visualiza la variable controlada (PV). Es el operario quien toma las decisiones.
En el control automático las variables manipuladas no interviene el operario.
Rango partido
2 controladores finales, uno que va desde 0 a 50 y otro de 50 a 100
Razón de amortiguación
Cociente entre 1er impulso y el 2do
Pendiente más negativa significa campo de salida más grande:
sensibilidad: salida/entrada.
Los instrumentos de medida sirven para medir la variable controlada. Los valores leídos se comparan con el set point, y determinan el error existente entre el SP y la PV, el error puede ser positivo o negativo.
Error = SP – PV
Basándose en dicho error, se determina para cada variable manipulada qué nuevos valores han de tener para conseguir que el error sea 0. Para eso sirve el control realimentado para cada momento del proceso. No exige saber qué perturbaciones existen en el proceso.
CONTROL ANTICIPATIVO MANUAL
Es el mismo operario quien fijándose en las perturbaciones cambia los valores de la variable manipulada para obtener la variable controlada necesaria. Sí el operario se equivoca se desviará de su consiga, y existirá un error de forma permanente siempre y cuando sea puramente anticipativo
Lo mismo que el anterior, pero esta vez, las perturbaciones las tiene en cuenta el propio sistema. Para ello tendrá que saber los efectos de las perturbaciones sobre la variable controlada. Poder medir esas perturbaciones y cómo afecta directamente las variables manipuladas a las variables controladas. Siempre acompañado del control de realimentación.
El ritmo de producción es una variable de perturbación para todos los procesos, porque afecta a todas las demás variables controladas: ej: acelerador coche, subes el ritmo.
Caso 1: Interviene una perturbación en el proceso
Se mide la variable controlada, y se compara con el set point, como es lazo cerrado, hará los cálculos para que se adecue con el valor deseado. Entonces si se tratase de una válvula se abriría o se cerrará según lo necesario hasta que se determine error=0.
Caso 2: Se cambia el valor de consigna
Al cambiar el set point, se origina un error que afecta a la variable controlada. El cambio producido en la salida del controlador provoca, a su vez, una modificación de la variable controlada, la situación se repite continuamente hasta que el proceso alcance el nuevo valor de consigna
CarácterÍSTICAS DEL LAZO DE CONTROL REALIMENTADO
Lazo cerrado
Se dispone de forma automática
Lazo abierto: No tiene realimentación. Cuando no hay interacción entre la variable manipulada y la controlada
Causas de que se abra un lazo:
-Fallo del sensor. Los datos recibidos son erróneos, entonces no tiene en cuenta la var. Controlada
-Saturación de la salida del controlador: El controlador no puede influir sobre el proceso
-Fallo del actuador: El actuador no cambia su posición para corregir el error
– Tuning
Ajuste de las ganancias, set time, y el tiempo derivativo
SIC:
Variador de frecuencia, controla la velocidad de giro del motor.
Neumáticas:
Air-to-close (fail open): aire cierra, abierta sin aire
Air-to-open(fail closed): aire abre, cerrada sin aire
Eléctricas:
Acción directa: servomotor no excitado, válvula abierta. Aumento salida del regulador. Por ejemplo, si sube la temperatura, seguirá subiendo descontroladamente.
Acción inversa: servomotor no excitado, válvula cerrada. Disminución salida del regulador. Lo mismo, decrecimiento de la temperatura descontroladamente.
OSICILACIONES
Un lazo oscilará de forma uniforme en el periodo en que el atraso de fase total, producido por todos los elementos, es igual a 180º, y cuando el producto de las ganancias de los elementos es igual a 1.0 en dicho periodo. 0 sea:
Estabilidad:
Es la capacidad que tiene una variable controlada para volver al punto de consigna después de intervenir una perturbación en el proceso, o alcanzar un nuevo valor de consigna cuando ésta cambie
Elemento primario
Es el elemento de un instrumento que está en contacto con la variable de proceso. Ej. Presión, fuerza, posición, medida eléctrica,- Transmisor:
Capta la variable de proceso a través del elemento primario y la transmite a distancia en forma de señal neumática - Convertidor:
Recibe una señal de entrada neumática o eléctrica procedente de un instrumento y la modifica generando una salida estándar. Controlador
Compara la variable controlada con un valor deseado (consigna) y genera una señal de control normalizada que actúa sobre el elemento final de control. Un controlador ejerce una acción correctiva en función de la desviación resultante entre la variable controlada y la consigna- Elemento final de control:
Recibe la señal del controlador y ajusta la cantidad necesaria del agente de control (variable manipulada); por ejemplo, válvulas de control. Campo de medida (Range)
Es el rango de medida de un instrumento, es decir, el conjunto de valores de la variable medida que están comprendidos entre el límite superior e inferior de la capacidad de medida o de transmisión del instrumento. Se especifica fijando los valores máximos xmin, y xmax- Campo de salida [ymin, ymax]: Es el rango de la señal de medida o señal de salida del instrumento. El límite superior del campo de salida ymax se designa por las siglas FSO (Full Scale Output) o URV (Upper Range Valúe), y el inferior ymin por LRV (Lower Range Valúe).
Exactitud
: Error = valor leído – valor verdadero
Histéresis
Cuando existe el fenómeno de histéresis, al recorrer la variable medida toda la escala en los dos sentidos, ascendente y descendente, el índice del instrumento describe un bucle (curva cerrada) o curva de histéresis (figura 2.11). El fenómeno de histéresis está causado generalmente por un atraso en la acción del elemento sensor. Este atraso está típicamente provocado por holguras mecánicas, deformaciones elásticas, carácterísticas magnéticas,…, pero principalmente por los efectos de rozamiento.Linealidad
Es la propiedad de que la salida es proporcional a la entrada en todo el campo de medida, es decir, la sensibilidad del instrumento es constante- Constante de tiempo T:
Para un sistema de primer orden, T es el tiempo requerido para alcanzar el 63,2% del valor estacionario de la respuesta ante un escalón Para sistemas de orden superior, la constante de tiempo se define para cada componente de primer orden del proceso - Máximo sobreimpulso (overshoot): Es la máxima desviación de la medida por encima del valor estacionario producida por un cambio ocurrido en la entrada.
Tiempo de respuesta (Response time). Es el intervalo de tiempo que tarda la respuesta en alcanzar por primera vez el valor final.