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