control en cascada

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CONTROL AVANZADO DE PROCESOS

CONTROL EN CASCADA

Ing. Ernesto Godinez De La Cruz

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Control en cascada

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Control en cascada

• Es una técnica que usa dos sistemas de medición y control para manipular un solo elemento final de control

• El controlador primario o maestro corresponde a la variable cuyo valor es el mas importante

• El controlador secundario o esclavo corresponde a la variable cuyo valor afecta a la variable primaria

• La salida del controlador primario es el set point del controlador secundario

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Control en cascada

Funciones del control en cascada

• Reduce los efectos de una perturbación en la variable secundaria sobre la variable primaria

• Reduce los efectos de los retardos de tiempo

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Control en cascada

Requisitos para el control en cascada:

• El lazo interno ( secundario) debe ser más rápido que el lazo externo (primario)

• La frecuencia de oscilación en el lazo secundario debe ser al menos tres veces la frecuencia en el lazo primario, si estos están bien sintonizados

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Control en cascada

Sintonía de un sistema de control en cascada

• Primero se debe sintonizar el controlador secundario en modo manual, luego pasar al modo automático

• Luego se debe sintonizar el controlador primario aplicando cualquiera de los procedimientos conocidos

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Control en cascada

Control de simple lazo

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Control en cascada

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Control en cascada

Tenemos que analizar el comportamiento del proceso

•Efecto de la perturbación de P sobre T del producto

•Las mediciones que son afectadas cuando ocurre una perturbación de P

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Control en cascada

SP1

MV1=SP2

T=PV1

F=PV2

V=MV2

Una nueva estructura de control

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Control en cascada

LAZO SIMPLE CASCADA

PV1

PV1

COMPARANDO DOS ESTRATEGIAS DE CONTROL

Con el control en cascada se obtiene un mejor funcionamiento

SPSP

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Control en cascada

La perturbación en el flujo es rápidamente corregido

Comportamiento del control en cascada

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Control en cascada

vapor

producto

alimentación

SP1

MV1 =SP2

PV1

PV2

MV2

PERTURBACIÓN CASCADA SIMPLE LAZO

PRESIÓN DE VAPOR X

TEMPERATURA DE ALIMENTACIÓN

FLUJO DE ALIMENTACIÓN CAMBIO DE SP1

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Control en cascada

1. A1 mide la concentración del producto

2. Un incremento de la temperatura, aumenta la velocidad de reacción

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Control en cascada

PV1

LAZO SIMPLE DE CONTROL

PERTURBACIÓN

Respuesta no aceptable

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Control en cascada

PV1

SP1

SP2=OUT1PV2

OUT2

Primario

Secundario

CONTROL EN CASCADA

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Control en cascada

LAZO SIMPLE CASCADA

COMPARACIÓN DE DOS ESTRATEGIAS DE CONTROL

Con el control en cascada se obtiene mejores resultados

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Control en cascada

La perturbación en la temperatura es rápidamente corregida.

El control en cascada permite compensar la perturbación

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Control en cascada

SP1

TT

TC

q

T

Condensado

pa

Fv

FC

FT

El controlador primario o externo (TC) fija la consigna del controlador secundario o interno (FC) el cual corrige el efecto del cambio en pa sobre Fv antes de que alcancen al intercambiador significativamente

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Control en cascada

SP1

Mediciónde flujo

Controlador primario

Procesode

temperatura

pa

Procesode vapor

Controlador secundario

Mediciónde

temperatura

++

+

+

--

Lazo interior

Diagrama de bloques

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Control en cascada

El controlador primario (LC) fija la consigna del controlador secundario (FC) el cual corrige el efecto de las perturbaciones de la presión ps sobre el caudal q antes de que alcancen significativamente al nivel del depósito

q

FC

SP1

LT

qi

LC

FT

ps

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Control en cascada

Refrigerante

Refrigerantealimentación

Producto

TC1TT1 SP1

TT2 TC2

Control de temperatura en un reactor

Cualquier cambio en la temperatura del refrigerante será absorbido por el controlador secundario TC2, antes que pueda afectar significativamente a la temperatura en el reactor

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alimentación

TC1

TT1

PSP

FT2

FC2

Temperatura del

producto

Combustible

PPV

POUT=SSP

SOUT

SPV

PLOAD

SL

OA

D

Control en cascada

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PSP

Transmisorde flujo

Controlador primario

Procesode

temperatura

Perturbación

Procesode flujo

Controlador secundario

transmisorde

temperatura

++

--

Lazo interior

PPV

Temperatura

POUT

Flujo

SPV

SSP

SOUT

Lazo externo