3.2 definiciones de estrategias de cntrl
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3.2.1. Control On – Off.
3.2.2. Control SISO y MIMO.
3.2.3. Control retroalimentado.
3.2.4. Control Inferencial.
3.2.5. Control anticipado.
3.2 DEFINICIONES DE ESTRATEGIAS DE CONTROL
AUTOMÁTICO.
3.2 DEFINICIONES DE ESTRATEGIAS DE CONTROL AUTOMÁTICO.
EL CONTROL ON-OFF
= =
Es la forma más simple de control por realimentación.
CONTROL
ON-OFF CONTROL
TODO O NADACONTROL
ABIERTO - CERRADO
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EL CONTROL ON-OFF
Es un control de dos posiciones en el que el elemento final de control sólo ocupa una de las dos posibles posiciones.
ON OFF
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EL CONTROL ON-OFF
El controlador no tiene la capacidad para producir un valor exacto en la variable controlada para un valor de referencia dado.
Produce una continua desviación del valor de referencia.
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EL CONTROL ON-OFF
Tiene un mecanismo simple de construcción, por esa razón este tipo de controladores es de los de más amplio uso.
Comúnmente utilizado en sistemas de regulación de temperatura.
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EL CONTROL ON-OFF
Se puede describir matemáticamente de la siguiente manera:
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EL CONTROL ON-OFF
El controlador actuará de la siguiente manera:
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EL CONTROL ON-OFF
Dinámica de la variable controlada (T) y manipulada con un controlador On-Off.
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EL CONTROL ON-OFF
Los controladores mecánicos de dos posiciones poseen histéresis.
Por el contrario los controladores electrónicos usualmente funcionan sin histéresis.
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EL CONTROL ON-OFF
La histéresis está definida como la diferencia entre los tiempos de apagado y encendido del controlador.
El usar un controlador de acción de dos posiciones da como resultado una oscilación de la variable controlada, x.
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EL CONTROL ON-OFF
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EL CONTROL ON-OFF
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Ventajas del controlador ON-OFF
• El controlador es económico.
• Las válvulas de solenoides son también más económicas que los posicionadores incorporados en el elemento de acción final.
• El sistema es confiable.
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Ventajas del controlador ON-OFF
• Es fácil de instalar y de ajustar.
• Siempre que el ciclo límite pueda tolerarse, un controlador On-Off es un candidato a tener en cuenta.
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Desventajas del controlador ON-OFF
• Hay una oscilación continua.
• Si es un controlador On-Off con histéresis se producen:
- o grandes desviaciones respecto al punto de consigna
- o constantemente se está abriendo y cerrando la válvula.
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EL CONTROL ANTICIPADO
Contiene una etapa de control de realimentación.
En este tipo de control la señal de salida (variable controlada) es comparada con un valor deseado (punto de consigna) y, la señal de error actúa sobre el controlador.
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EL CONTROL ANTICIPADO
En lo sistemas con retardos, la señal de error es detectada tiempo después de que es emitida en el sistema.
Las correcciones también se realizan de forma retardada.
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EL CONTROL ANTICIPADO
Para solucionar éste problema se utiliza el Control en cascada, dentro de un control primario.
El Control en cascada es un sistema secundario.
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EL CONTROL ANTICIPADO
La inserción de éste sistema mejora la velocidad de respuesta de nuestro sistema, en general, aunque aun con retardos.
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EL CONTROL ANTICIPADO
El control anticipativo (feed forward) parte de la medida de una o más variables de entrada y actúa simultáneamente sobre la variable manipulada que produce la salida deseada del proceso.
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En resumen, puede afirmarse que el control de realimentación puede controlar bien en régimen permanente, pero no lo hace satisfactoriamente en condiciones dinámicas de funcionamiento del proceso.
Es decir, con cambios en la entrada.
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En cambio, el control anticipativo es capaz de seguir rápidamente los cambios dinámicos, pero puede presentar un offset considerable en la variable de salida.
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Afortunadamente, las dos técnicas pueden combinarse para obtener un control dinámico sin offset.
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El control anticipativo es apropiado en:
a) Procesos con tiempos muertos y retardos considerables, difíciles o casi imposibles de controlar con el clásico control de realimentación (caso más frecuente de aplicación del control en adelanto).
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El control anticipativo es apropiado en:
b) Procesos en los que la variable a controlar no puede medirse con precisión o de modo continuo.
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El control anticipativo es apropiado en:
c) Procesos en los que la variable a controlar no es fija y viene determinada por otra variable o variables que deben ser máximas o mínimas.
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EL CONTROL CASCADA
Se utiliza para mejorar las características de un circuito de control complejo.
Es un sistema secundario generalmente.
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EL CONTROL CASCADA
Se utiliza cuando la variable controlada no puede mantenerse dentro del punto de consigna, debido a las perturbaciones que se producen en alguna condición del proceso.
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EL CONTROL CASCADA
Para que el control en cascada sea eficaz es necesario:
Tomar en cuenta las perturbaciones que pueden presentarse.
Las velocidades de respuesta de los distintos componentes del proceso.
Escoger adecuadamente la variable secundaria.
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• Proceso:
• Calentamiento del elemento A, para producir al elemento B.
• Se precalienta el componente A en el horno, que se suministra al reactor para transformarlo en el componente B.
BA
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• Proceso:
• La reacción es exotérmica.
• Es necesario un fluido de enfriamiento en la camisa que rodea al reactor.
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• La variable de control es la temperatura del reactor TR.
• La variable manipulada, es el flujo de enfriamiento por la camisa del reactor.
• TER se controla con el flujo de combustible en el horno.
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• Una vez puesto en marcha, se encontraron las deficiencias:
• La camisa no se desempeñaba eficientemente (no enfriaba).
• La válvula del FEF, se mantuvo siempre abierta.
• Se opto, por controlar la temperatura del reactor, con el flujo de combustible al precalentador.
• Con ésta estrategia se pudo lograr la puesta en marcha.
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Durante el funcionamiento delproceso se observó:
• La temperatura del reactor se desviaba del valor deseado.
• El producto no era el deseado.
• Posibles perturbaciones.- Flujo del combustible.- Características del entorno.- Fluido de enfriamiento y propiedades.- Etc…
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Desajustes en el horno:
- Cambio en la temperatura del reactivo, TH.
- Temperatura en el reactor, TR.
- Cambios en la válvula del flujo del combustible (retardo).
- Atrasos en el proceso horno-reactor.