control en cascada modulo de presion

7/24/2019 Control en Cascada Modulo de Presion

1/7

CONTROL EN CASCADA

Jess D. Garca*; Omar D. Moreno*; Diana M. Romero*; Keity K. Romero*.

*Estudiante de ingeniera de Alimentos de la Uniersidad de !"rdo#a.

RESUMEN

En la $r%ctica e&iste gran cantidad de $rocesos con la'os sim$les de control (eed)#ac entre los

+ue se $roduce interacci"n. ,ara eliminarla es necesario medirla y controlarla $or medio de un

sistema de control denominado cascada. ,ara reali'ar el a-uste del controlador en cascada del

m"dulo de $resi"n del la#oratorio de sistema de control en la Uniersidad de Antio+ua

Medelln/ se utili'" el m0todo de ensayo y error o m0todo de tanteo. 1e dio inicio al

(uncionamiento del sistema a#riendo el (lu-o de aire corres$ondiente y se identi(icaron los

controladores en estudio2 el de $resi"n 3controlador 4 ) e&terno5 y el de (lu-o 3controlador 6 )

interno5/ el o#-etio es ariar los datos con el (in de encontrar el modelo $ara +ue el modelo se

a-uste al $roceso.

Palabras clave: control/ cascada/ tanteo/ modelo matem%tico.

SUMMARY

7n $ractice t8ere are $lenty o( sim$le $rocesses 9it8 (eed#ac loo$s t8at control #et9een

interaction. :o remoe it is necessary to measure and control t8roug8 a system o( control called

9ater(all. :o ad-ust t8e cascade controller module $ressure control system la#oratory at t8e

Antio+uia Uniersity ) Medellin/ t8e met8od o( trial and error or scoring met8od 9as used. egan

t8e o$eration o( o$ening t8e corres$onding air (lo9 system and driers in t8e study 9ere

identi(ied2 t8e $ressure 3controller 4 ) e&ternal5 and (lo9 3controller 6 ) internal5 / t8e aim is to

c8ange t8e data in order to (ind t8e model t8at (its t8e $rocess model .

Keywords:control/ 9ater(all/ gro$e/ mat8ematical model.

INTRODUCCIN

Una de las t0cnicas $ara me-orar la

esta#ilidad de un circuito com$le-o es elem$leo del control en cascada. 1e utili'a

cuando la aria#le controlada no $uede

mantenerse dentro del $unto de consigna/

$or "$timos +ue sean los a-ustes del

controlador/ de#ido a las $ertur#aciones +ue

se $roducen en alguna condici"n del

$roceso.

1i la se


2/7

$rimario. Estos dos instrumentos

conectados en serie actan manteniendo la

tem$eratura constante/ el controlador de

tem$eratura manda y el de caudal o#edece.

Esta dis$osici"n se denomina control encascada.

,ara +ue el control en cascada sea e(ica'

es necesario escoger/ adecuadamente/ la

aria#le secundaria/ teniendo en cuenta las

$ertur#aciones +ue $ueden $resentarse y

las elocidades de res$uesta de los

distintos com$onentes del $roceso.

,ara seleccionarla $ueden seguirse los

siguientes $asos2

4. Di#u-ar el diagrama de #lo+ues del

$osi#le sistema en cascada.6. El la'o secundario de#e incluir la

$ertur#aci"n $osi#le m%s im$ortante.=. El la'o secundario de#e ser de res$uesta

r%$ida y/ $ara ello/ de#e incluir los

retardos mnimos del sistema de control.

!omo gua/ la relaci"n de constantes de

tem$o entre el la'o $rinci$al y el la'o

secundario de#e ser como mnimo de =/

e idealmente de > a 4?.@. os $untos de consigna de la aria#le

secundaria de#en estar relacionados

directamente con los de la aria#le

$rimaria y/ a ser $osi#le/ su relaci"n de#e

estar re$resentada $or una recta en

$re(erencia a una lnea cura. De este

modo se sim$li(icar% el a-uste del

controlador $rimario.>. El la'o secundario de#e contener el

mayor nmero $osi#le de $ertur#acionesmientras sea su(icientemente r%$ido.

B. a aria#le secundaria seleccionada

de#e $ro$orcionar una esta#ilidad al

control secundario con la ganancia m%s

alta +ue sea $osi#le 3, m%s #a-a5.

Esr!c!ra

a estructura de control en cascada tiene

dos la'os un la'o $rimario con un

controlador $rimario tam#i0n llamado

Cmaestro K43s5 y un la'o secundario con un

controlador secundario tam#i0n

denominado Cesclao K63s5/ siendo la

salida del $rimario el $unto de consigna del

controlador secundario a salida del

controlador secundario es la +ue acta

so#re el $roceso.

"#$!ra %&Estructura de control en cascada.

'e(a)as del co(rol e( cascada

a. ,roduce esta#ilidad en la o$eraci"n#. as $ertur#aciones en el la'o interno o

secundario son corregidas $or el

controlador secundario/ antes de +ue

ellas $uedan a(ectar a la aria#le

$rimaria.c. !ual+uier ariaci"n en la ganancia

est%tica de la $arte secundaria del

$roceso es com$ensada $or su $ro$io

la'o.d. as constantes de tiem$o asociadas al

$roceso secundario son reducidas

dr%sticamente $or el la'o secundario.e. El controlador $rimario reci#e ayuda del

controlador secundario $ara lograr una

gran reducci"n en la ariaci"n de la

aria#le $rimaria.(. Es menos sensi#le a errores de

modelado.g. 7ncremento de la ca$acidad de

$roducci"n.


3/7

L#*#ac#o(es de a+l#cac#,( del co(rol e(cascada

a. Es a$lica#le solo cuando $ueden

o#tenerse mediciones de aria#les

adicionales de $roceso.#. Re+uiere medir las $ertur#aciones en

(orma e&$lcita/ y adem%s es necesario

un modelo $ara calcular la salida del

controlador.c. En algunas a$licaciones la aria#le

controlada no $uede medirse y la

realimentaci"n no $uede reali'arse.

O-.ETI'OS

Ob)e#vo $e(eral

Ealuar la esta#ilidad de un m"dulo de

$resi"n del la#oratorio de control de la

Uniersidad de Antio+uia Medelln/ a

tra0s del control de cascada a


4/7

"#$!ra 3& Re$resentaci"n del com$ortamiento de las aria#les de $resi"n y tiem$o en unsistema de control en cascada.

En la gr%(ica tenemos +ue2

nea a'ul2 set $oint.

nea (ucsia2 aria#le de salida

3$resi"n5. nea naran-a2 aria#le de salida

3(lu-o5. nea morada2 A$ertura de la %lula

de $resi"n. nea erde2 anda $ro$orcional.

!onociendo las (unciones de la #anda

$ro$orcional y el tiem$o deriatio iniciales

3ta#la 45 se reali'aron las ariaciones

corres$ondientes en los alores de estos

8asta alcan'ar el control en la $rimeraaria#le 3(lu-o5. uego de controlar el (lu-o se

$rocedi" a ariar los mismos $ar%metros

3$ y :i5 y se controlaron las dos aria#les2

,resi"n y (lu-o. os alores de la #anda

$ro$orcional y del tiem$o integral +ue

lograron el control 3ta#la 65

Co(rolador

S' -P I D

4 44 >4/ 66 ?

6 ) =44/ =>? ?

Tabla %& !ondiciones iniciales

Co(rolador

S' -P I D

4 F 44?.6 4= =

6 ) 6F? 6? ?

Tabla 3& !ondiciones (inales de esta#ilidad.

,ara er m%s claramente y con(irmar +ue el

sistema esta#a #a-o control se comen'" a

gra(icar de cero con los $ar%metros

esta#lecidos y se reali'" una $ertur#aci"n

en el set $oint $as%ndolo del alor de 44 mA

a F mA/ o#ser%ndose +ue am#as aria#lesse a-usta#an casi inmediatamente 3er

(igura =5.

Una r%$ida res$uesta de las aria#les con

res$ecto a las $ertur#aciones siem$re es lo

deseado/ ya +ue $or e-em$lo/ en este caso

lo +ue se de#e eitar es la a$ertura y cierre


5/7

continuo de la %lula neum%tica con el (in

de eitar el desgaste y el da


6/7

!ontrol aan'ado de $rocesos; Jos0

Acedo 1%nc8e'; ediciones Das de

1antos 1.A. Sistemas de control avanzado.

Control en cascada. Captulo 10;visto en:

http://web.udl.es/usuaris/w3511!"/

Control#de#procesos/$nidades#%les/

Cap10#1 0&11.pd'; accedido

"0/11/"013. ()*+,-) Claudia otros.

inmica Control. 2isto en:

http://dinamicacontrol.%les.wordpr

ess.com/"01"/03/resumen&control&

cascada.pd'; accedido el "0/11/13.

!ontrol En !ascada. HEn lneaI H!itado2

4B?>6?44I Dis$oni#le en2

8tt$2999.galeon.coming$rocesos!O

:ROL77=!A1!ADA.$d(. !ontrol En !ascada. HEn lneaI H!itado2

4B?>6?44I Dis$oni#le en2

8tt$2$ro(.us#.elamannacursosEs+ue

mas)de)control.$d( Acciones %sicas Del !ontrol 6. HEn

lneaI H!itado2 4B?>6?44I Dis$oni#le en2

8tt$2materias.(i.u#a.arNB?Fmaterial!la

se6?446?,ertur#acionesAcciones

6?de6?!ontrol6?6.$d(P


7/7

control en cascada modulo de presion

Documents