laboratorio n_2 algebra booleana

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laboratorio control

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  • CONTROL DE PROCESOS 2015-II

    Franklin Andree Salas Camacho 1

    LABORATORIO N 2

    APLICACIN DE LGICA EN LABVIEW

    28/09/2015

    1. Introduccin

    El entorno de LABVIEW favorece al trabajo de control de procesos basados en lgica y algebra booleana, en este laboratorio se demuestra como LABVIEW puede ser usado para la creacin de diversos sistemas de control.

    2. Control de Nivel y Temperatura

    Se pretende realizar un sistema en el que se usa controles numricos para simular

    entradas e indicadores numricos y visuales (LEDs). Este control ser posible usando

    un rango de funcionamiento ptimo, proponiendo valores mximos y mnimos tanto de

    nivel como de temperatura. A continuacin se muestra paso a paso el cmo

    implementar este sistema.

    Se inicia ubicndose en el panel frontal, y se selecciona un controlador numrico

    (Pointer Slide) para la temperatura, cambindose la escala de 0 a 100, y el color de

    fondo a rojo.

    Luego se agrega otro controlador numrico (Knob), para el control de nivel, el cual

    tambin tendr una escala de 0 a 100.

  • CONTROL DE PROCESOS 2015-II

    Franklin Andree Salas Camacho 2

    Seguidamente agregamos un tanque (Tank), en la opcin Modern NumericTank.

    Quedando como sigue, igualmente cambiamos la escala de 0 a 100.

    Ahora se adiciona cuatro LEDs, a modo de indicadores de alarmas de Nivel Alto (LH),

    Nivel Bajo (LL), Temperatura Alta (TH) y Temperatura Baja (TL).

  • CONTROL DE PROCESOS 2015-II

    Franklin Andree Salas Camacho 3

    Finalmente se agrega cuatro controladores numricos (Num Ctrl), para establecer los

    valores numricos de las alarmas.

    Ahora se proceder a realizar el trabajo en la ventana de Diagrama de Bloques,

    reordenando los bloques de acuerdo a cada control (nivel o temperatura).

  • CONTROL DE PROCESOS 2015-II

    Franklin Andree Salas Camacho 4

    Despus es necesario crear la lgica del control de nivel, asumiendo que el tanque

    tiene una altura de 100m de un fluido, la alarma de nivel bajo (LL) se encender

    cuando est por debajo de 20m, y la alarma de nivel alto (LH) se encender cuando

    este por encima de 80m.

    Se disea en el diagrama de bloques la condicin anterior:

    Haciendo clic derecho en la ventana en la opcin de Comparison, se agregan los

    signos mayor igual y menor igual, para hacer la comparacin de los valores:

    Quedando de la siguiente manera:

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    Franklin Andree Salas Camacho 5

    La lgica de control para el control de temperatura se da de la misma manera la alarma

    de temperatura alta (TH) se encender cuando la temperatura sea mayor a 60C,

    asumiendo que se trabaja en esas unidades, y la alarma de temperatura baja (TL) se

    encender si la temperatura est por debajo de 30C.

    Implementando esa lgica en la ventana de diagrama de bloques:

    Ahora el panel frontal y el diagrama de bloques de muestran de la siguiente manera:

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    Franklin Andree Salas Camacho 6

    Haciendo clic en correr continuamente, se muestra como cuando la tempera tura pasa

    los 60 se enciende la alarma de TH, y de la misma manera para las dems alarmas

    representadas con los LEDs.

    Una vez comprobado esto, se da por concluido que el uso de LABVIEW para este tipo

    de problemas es mucho ms simple y didctico, posteriormente en los laboratorios se

    realizara la adquisicin de datos en tiempo real, para que se pueda observar el

    dinamismo de este sistema bsico, tanto para el control de nivel como el de

    temperatura.

    3. Problemas Propuestos

    1) Seleccin de Bombas en Serie y Paralelo (Nota: 10 puntos)

    Hgase un diseo de control con algebra booleana (tabla de verdad y circuito

    lgico) para el siguiente sistema mostrado en la figura:

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    Franklin Andree Salas Camacho 7

    Caso I. Seleccin de Bomba 1

    La bomba 1 esta encendida y solo se abre la vlvula 1, las dems vlvulas

    permanecen cerradas.

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    Franklin Andree Salas Camacho 8

    Caso II. Seleccin de Bomba 2

    La bomba 2 esta encendida y las vlvulas 3 y 4 estn abiertas las dems

    vlvulas permanecen cerradas.

    Caso III. Seleccin de Bombas en Serie

    Las bombas 1 y 2 estn encendidas y vlvulas 2 y 3 estn abiertas las dems

    vlvulas permanecen cerradas

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    Franklin Andree Salas Camacho 9

    Caso IV. Seleccin de Bombas en Paralelo

    Las bombas 1 y 2 estn encendidas y las vlvulas 1, 3 y 4 estn abiertas la

    vlvula 2 permanece cerrada.

    RECOMENDACIONES

    Este problema tiene 4 entradas (las que se encuentran en el panel de seleccin:

    Bomba 1, Bomba 2, Bombas en Serie y Bombas en Paralelo) y 6 salidas (B1,

    B2, V1, V2, V3, V4).

    2) Tanque Separador de Petrleo Agua (Nota: 10 puntos)

    Hgase un diseo de control con algebra booleana (tabla de verdad y circuito

    lgico) para el siguiente sistema mostrado en la figura:

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    Esquema de panel frontal para el separador (no considerar el indicador G.E.

    (petroleo), en indicador manomtrico, y el grafico de presin y tiempo).

    Este separador se fundamenta en la diferencia de densidades, ya que el

    petrleo queda en la parte superior del tanque puede ser drenado por una

    tubera colocada en la parte superior, mientras que el agua es drenada por la

    parte inferior, tenindose una tubera para este fin.

    El sistema de control realiza lo siguiente, se tiene una alimentacin manipulable

    la cual esta graduada de 0 a 10, el tanque tiene la misma graduacin, se

    dispone de dos vlvulas una en la parte superior tubera para el petrleo y otra

    para el agua en la parte inferior, las cuales se abren o cierran dependiendo del

    nivel de agua y petrleo presente en el tanque.

    El tanque tiene un nivel mximo de 7m, cuando se supera este nivel se enciende

    una alarma de nivel mximo y se abre la vlvula de agua, mientras que se tiene

    un nivel mnimo es de 3m, si el nivel mnimo es alcanzado se enciende una

    alarma de nivel mnimo y se abre la vlvula de petrleo. Adems se cuenta con

    un indicador (LED), cuando el tanque se encuentra entre los 7m y 3m de altura

    para lo cual las vlvulas de agua y petrleo permanecen abiertas.

    A continuacin se muestra las combinaciones de este problema:

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    Caso I: Nivel bajo, se enciende la alarma de nivel mnimo, se abre la vlvula de

    petrleo y se cierra la vlvula de agua.

    Caso II: Nivel normal, se enciende el indicador de nivel normal y se abren las

    vlvulas de petrleo y de agua.

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    Caso III: Nivel alto, se enciende la alarma de nivel mximo, se abre la vlvula de

    agua y se cierra la de petrleo.

    RECOMENDACIONES:

    Ntese que aqu solo hay una entrada (alimentacin), y tres salidas (alarma de

    nivel mximo, alarma de nivel mnimo, nivel normal), estas salidas hacen de

    entradas para las vlvulas de agua y de petrleo.

    Este problema combina tanto las compuertas lgicas como los signos de

    comparacin ya que se manejas valores numricos.

    TIP:

    Las alarmas de nivel mximo y mnimo se trabajan con comparadores de

    desigualdad.

    El indicador de nivel normal se trabaja con comparadores y una

    compuerta lgica.

    Las vlvulas son trabajadas con compuertas lgicas, teniendo a las

    alarmas como entradas.

    LAS TABLAS DE VERDAD SOLO SE CONSTRUYEN CON VALORES DE

    1 Y 0.

    En la lgica de control, no solo hay una forma de llegar a una respuesta, hay muchas

    combinaciones posibles. Tnganlo presente.