Profesor: Erick Velsquez Alumno: Michael Trigo ndiceIntroduccin....3Desarrollo4Ejemplos de estrategias de control algunas de ellas pueden ser5Control de cascada objetivo principal5Conclusin..11

Introduccin

En este informe se explicara lo que es estrategia de control en la automatizacin , cules son sus controles estratgicos y se desarrollara principalmente la estrategia de control (Cascada)Las estrategias de control se ven en muchos Situaciones e mbitos de la vida. Cualquier persona para lograr objetivos se ve obligada a realizar una estrategia, con un control de esta, un proceso y un objetivo final. En funcin de esto podemos indicar que para determinadas problemticas existen estructuras o circuitos que son encargados de tomar un dato inicial respecto de una necesidad y lograr, segn una determinada distribucin de piezas o componentes, alcanzar una meta (fin o propsito). A este concepto por lo general se le denomina estrategia. Cuando hablamos de estrategia determinamos una distribucin de piezas, las cuales tienen ciertas tareas que efectuar y en algn orden. Todo esto para alcanzar nuestro objetivo.En todos los procesos controlados existen variables que se pueden modificar o presentar perturbaciones. Para ello existen una serie de estrategias que se pueden implementar para lograr de buena forma el objetivo final.Aquellas controles estratgicos que pueden implementar para conseguir un objetivo final alguno de ellos Son:-Pre-alimentado - Serie o Cascada-Realimentacin-SeguimientoEn los procesos existen estructuras la cuales se deben seguir, pero en otros hay que intervenir debido a errores en la estructura.

Desarrollo

Los sistemas de control y automatizacin forman parte importante de la cadena del proceso de confort dentro de un espacio, controlando y generando informacin crtica para el anlisis y la validacin de los procesos productivos, de ah la necesidad de su integracin correcta en las diferentes actividades del edificioEl presupuesto es una de las interrogantes ms comunes con la que se topan los dueos de edificios, ya que de ah partir la diferencia entre ofrecer el mayor ndice de confort y servicio o no hacerlo. Derivado de esto, en los ltimos aos, con frecuencia, nos encontramos con inversionistas y operadores que presentan fuertes iniciativas financieras que sirvan para equilibrar los proyectos de aire acondicionado e iluminacin, en cuanto al tema de control y zonificacin, dimensionamiento del equipo, estrategias de operacin, recursos y administracin, puntos que logran su armona dentro de un edificio, justamente gracias a los sistemas de automatizacin.Estos sistemas han alcanzado gran rating y los propietarios de los inmuebles, regularmente se han dado a la tarea de instalarlos dentro de sus edificaciones para proveer un ambiente seguro, confortable y productivo.La demanda no slo se queda ah, su uso prolifera en la mayora de las construcciones comerciales, las cuales cuentan por lo menos, con un control bsico de encendido/apagado para la iluminacin y aire acondicionado a travs de dispositivos, como apagadores y termostatos. Son varios los edificios que estn dotados con controles que se basan en temporizadores para el encendido de la iluminacin, sobre todo en das en los que se encuentran desocupados.Las estrategias de control y los algoritmos son los encargados de mantener una variable controlada para operar dentro de rangos aceptables y cumplir las funciones deseadas. Por ejemplo, una unidad paquete mantiene confortable el espacio controlando, los niveles de temperatura, humedad y ventilacin. La operacin automtica de un sistema de control permite el encendido, apagado, modulacin y arranque secuencial de equipos mecnicos y elctricos para cumplir con el enfriamiento, calefaccin y ventilacin del espacio, a travs de los controladores y horarios dependiendo de los requerimientos del usuario finalPodemos definir dos grupos de estrategias de control:

Estrategias bsicasEvaluacin de los set points de controlHorarios de zonaHorarios de das festivosReset de la temperatura de inyeccin de sistemas de volumen variableReset de la presin de inyeccin de aireReset de la temperatura de inyeccin de agua helada/calienteReset de la presin de inyeccin de agua helada/caliente

Estrategias avanzadasControl de demanda elctricaControl de demanda de ventilacin a travs del monitoreo de CO2Control de ventilacin naturalControl de iluminacin de salidas de emergenciaOptimizacin de las torres de enfriamientoIntegracin de los sistemas de iluminacin para eliminar cargas parsitas

Estrategias de control:Es la que determina la estructura o circuito que sigue la Informacin o seales en el lazo. Dependiendo de la aplicacin (entorno de trabajo, mquina) a gobernar se debe definir el actuar de las variables de proceso (presin, flujo, temperatura, etc,). En funcin de esta informacin se incorporaran determinados instrumentos y/o equipos con los cuales se debe lograr la estabilidad en la aplicacin o sistema. Estos instrumentos y/o equipos podrn estar en cantidades (varios sensores, varios controladores, etc.) y dispuestos en una jerarqua o circuito especfico determinado por el Ingeniero de proceso. Por lo general cada entorno de trabajo tiene sus estrategias establecidas. Ejemplos de estrategias de control algunas de ellas pueden serControl pre-alimentado:aplicacin ms usual; se mide en la salida del lazo o circuito y luego se acta sobre el dispositivo salida-Es un medio para corregir el efecto de las perturbaciones-Permite compensar el efecto de las perturbaciones antes que se produzca el error en la variable controlada-Este sistema est afectado por la exactitud de las medidas, los clculos efectuados y las perturbaciones no medidas

Control pre-alimentado

Control en serie o cascada (0bjetico a desarrollar)Es una tcnica que usa dos sistemas de medicin y control para manipular un solo elemento final de controlEl controlador primario o maestro corresponde a la variable cuyo valor es el mas importanteEl controlador secundario o esclavo corresponde a la variable cuyo valor afecta a la variable primariaLa salida del controlador primario es el set point del controlador secundario.Es decir que en este caso existe un controlador para la variable principal y otro para la variable secundaria; la idea general es analizar y mejorar la dinmica de la variable manipulada (que es muy inestable) en perjuicio de la variable principal.

Cuando se utiliza este controlador-Se utiliza cuando las perturbaciones afectan directamente a la variable de proceso manipulada (en la mayora de los casos ser un caudal de materia o flujo de energa)- Este tipo de perturbaciones se denominan perturbaciones a la entrada-Utiliza la medida de variables internas (auxiliares) para detectar rpidamente el efecto de las perturbaciones e iniciar antes la accin correctora- Se realiza mediante bucles de realimentacin anidados

En mayor profundidadExisten algunas ocasiones en que el desempeo de un esquema de control feedback puede mejorarse notablemente mediante el empleo de un esquema de control de nominado en cascada. En el control en cascada se disea un lazo de control interno al lazo de control de la variable principal, y su finalidad es neutralizar, en su punto de origen, algunas perturbaciones impidindoles su propagacin hacia el proceso principal.

Es decir Este tipo de estructura es efectiva solamente cuando la perturbacin acta solamente sobre una parte secundaria de la planta antes de transmitirse a la parte principal de la misma y adems es controlable en el sentido de que su efecto, (por ejemplo un cambio en la variable manipulada), puede ser compensado actuando sobre el actuador del lazo principal. En un desarrollo ms ampliado sobre el tema El control en cascada consta de dos lazos de realimentacin, uno de los cuales es interno al otro. Su objetivo es el de mejorar el desempeo de un lazo de control realimentado que no funciona satisfactoriamente, aunque su controlador est bien sintonizado, debido a la lentitud de respuesta de su variable controlada, que entra en diferentes puntos del lazo y cuyo efecto sobre la variable controlada no se puede detectar rpidamente, desmejorando la controlabilidad.

Una de las principales aplicaciones del control en cascada es en procesos donde lavariable manipulada es un fluido de servicio ( como el agua o el vapor) sometido aperturbaciones. En el control en cascada la salida del lazo externo o principal , llamado el controlmaestro, fija el punto de referencia del lazo interno o secundario, denominado elcontrolador esclavo.Ejemplo: Control en cascada de temperatura de un horno

Principios bsicos para la realizacin de un control en cascada

Algunas normas a tener en cuenta cuando queremos disear un esquema decontrol en cascada son las siguientes:

1. En primer lugar hay que determinar aquellas perturbaciones que sean medibles y controlables con una dinmica rpida en comparacin con el proceso principal bajo control.

2. Despus hay que dividir el proceso en subprocesos para establecer los lazos primarios y secundarios atendiendo a la eliminacin por los lazos internos del mayor nmero de perturbaciones, la seguridad de la instalacin y el rechazo de otras perturbaciones que acten sobre la planta.

3. Por ltimo habr que establecer los lazos de acuerdo a las variables intermedias seleccionadas y sintonizar los reguladores.Caractersticas del Control en Cascada

El sistema bajo control puede dividirse en dos procesos ms simples, para cerrar alrededor de ellos los lazos de control principal y secundario.

El lazo secundario incluye el mayor nmero de perturbaciones sin llegar a decrecer demasiado su velocidad de respuesta.

El lazo secundario es de respuesta ms rpida. Como regla prctica el proceso secundario debe tener respuesta dinmica no mayor de 1/3 del tiempo de respuesta del proceso primario.

La variable secundaria seleccionada debe proporcionar estabilidad al control primario con la ganancia ms alta posible.

Los puntos de consigna de la variable secundaria, deben estar relacionadas directamente con los de la primera y de ser posible su relacin debe estar representada por una recta.

Hay dos tipos de control en cascada en serie y en paralelo En el control cascada en serie la variable manipulada u tiene un efecto tipo domino sobre la variable a controlar y. En el control en cascada en paralelo la variable manipulada u afecta directamente a la variable controlada y lavariable adicional yi

Funciones del control cascadaReduce los efectos de una perturbacin en la variable secundaria sobre la variable primariaReduce los efectos de los retardos de tiempo.Requisitos para el control cascadaEl lazo interno (secundario) debe ser ms rpido que el lazo externo (primario)La frecuencia de oscilacin en el lazo secundario debe ser al menos tres veces la frecuencia en el lazo primario, si estos estn bien sintonizados.Sintona de un sistema en control cascadaPrimero se debe sintonizar el controlador secundario en modo manual, luego pasar al modo automtico Luego se debe sintonizar el controlador primario aplicando cualquiera de los procedimientos conocidosEstructura La estructura de control en cascada tiene dos lazos un lazo primario con un controlador primario tambin llamado maestro K1(s) y un lazo secundario con un controlador secundario tambin denominado esclavoK2(s), siendo la salida del primario el punto de consigna del controlador secundario La salida del controlador secundario es la que acta sobre el procesoVentajas del control en cascada a) Produce estabilidad en la operacin b) Las perturbaciones en el lazo interno o secundario son corregidas por el controlador secundario, antes de que ellas puedan afectar a la variable primaria. c) Cualquier variacin en la ganancia esttica de la parte secundaria del proceso es compensada por su propio lazo. d) Las constantes de tiempo asociadas al proceso secundario son reducidas drsticamente por el lazo secundario. e) El controlador primario recibe ayuda del controlador secundario para lograr una gran reduccin en la variacin de la variable primaria. f) Es menos sensible a errores de modelado. g) Incremento de la capacidad de produccin. Limitaciones de aplicacin del control en cascada a) Es aplicable solo cuando pueden obtenerse mediciones de variables adicionales de proceso. b) Requiere medir las perturbaciones en forma explcita, y adems es necesario un modelo para calcular la salida del controlador. c) En algunas aplicaciones la variable controlada no puede medirse y la realimentacin no puede realizarse. Diseo de Control en Cascada Los criterios para el diseo de control en cascada son: Puede ser considerado: 1. Cuando el control realimentado simple no provee un desempeo satisfactorio a lazo cerrado. 2. La medida de la variable es disponible.

La variable secundaria debe satisfacer los siguientes criterios: 1. Debe indicar la ocurrencia de una importante perturbacin. 2. Debe haber una relacin causal entre la variable manipulada y la segunda variable. La variable secundaria debe tener una dinmica ms rpida que la variable primaria. Tpicamente tp (tiempo pico) debe ser mayor que 3ts (constante de tiempo del proceso secundario). Implementacin de Controlador en Cascada Consideraciones Principales para la Implementacin de Control en Cascada. Una cuestin importante en la implementacin de control en cascada es cmo encontrar la variable secundaria controlada ms ventajosa, es decir, determinar cmo el proceso puede ser mejor dividido. La seleccin de la variable controlada secundaria es tan importante en un sistema de control en cascada que es muy til formalizar algunas reglas que ayuden a la seleccin. Regla 1.- Disear el lazo secundario de manera que contenga las perturbaciones ms serias. Regla 2.- Hacer el lazo secundario tan rpido como sea posible incluyendo solamente los menores retrasos del sistema completo de control. Regla 3.- Seleccionar una variable secundaria cuyos valores estn definidamente y fcilmente relacionados a los valores de la variable primaria. Regla 4.- Incluir en el lazo secundario tantas perturbaciones como sea posible, mantenindolo al mismo tiempo, relativamente rpido. Regla 5.- Escoger una variable secundaria de control que permita al controlador secundario operar a la ganancia ms alta posible (la ms baja banda proporcional). Esto es difcil de predecir.

Control realimentadoEs el principio de todo sistema de control automtico Es la aplicacin del concepto de realimentacin o feedback (medicin tomada desde el proceso que entrega informacin delestado actual de la variable que se desea controlar) cuya caracterstica especial es la de mantener al controlador central informado del estado de las variables para generar acciones correctivas cuando as sea necesario. Los sistemas de control realimentados se denominan tambin sistemas de control de lazo cerrado. En la prctica, los trminos control realimentado y control en lazo cerrado se usan indistintamente.

Control realimentado

Control de SeguimientoEl seguimiento persigue que el proyecto se ajuste a la planificacin inicial 1) Creacin de un plan de referencia -Es la planificacin del proyecto que se considera definitiva antes de empezar a ejecutar el proyecto -Se utiliza para comparar la evolucin del proyecto real con la evolucin que se esperaba -Si el proyecto se aleja mucho del plan de referencia, llega un momento en que es necesario crear un nuevo plan de referencia, ms prximo a la realidad del proyecto 2) Recoleccin de datos reales -Determinacin de la periodicidad del seguimiento. Podr ser diario, semanal, quincenal o mensual, en funcin de la duracin y naturaleza de las actividades-Determinacin de la informacin a recoger para cada actividad.-Fecha de inicio y finalizacin real .-Tiempo que falta para completar las actividades iniciadas.-Recursos utilizados y gastos reales -Es importante que la informacin recogida sea fiable y verificable, para asegurar el control del proyecto. 3) Anlisis del seguimiento del plan original -Realimentacin de la programacin con valores reales para obtener una planificacin que incorpore el estado real del proyecto -Comparacin de la planificacin basada en valores reales con el plan original -Determinacin de los ajustes a realizar para corregir las desviaciones en la programacin y en los recursos-Si el proyecto se aleja mucho del plan de referencia, llega un momento en que es necesario crear un nuevo plan de referencia, ms prximo a la realidad del proyecto.

Control de seguimiento

Conclusin

-En ste informe se tuvo como objetivo presentar tcnicas que se han Desarrollado, y frecuentemente utilizado, con el fin de mejorar el desempeo del Control que se logra por medio controles estratgicos que pueden implementar para conseguir un objetivo final, los cuales son vlidos en un gran nmero de aplicaciones, principalmente tema de desarrollado control de cascada .Sin embargo en muchas de ellas la sintonizacin del regulador se hace complicada, y los resultados que se pueden llegar a obtener no son enteramente satisfactorios. Siempre en todo control habr un contra, un pero etc. Que causara una des conformidad pero eso no quita que se vuelva rectificar para su totalidad satisfaccin y su propsito de estrategia. -Todos los sistemas necesitan tener una estrategia, y un control guiado al mejoramiento de este, para poder llegar de buena forma a un objetivo de ciado. Todas las estrategias son guiadas a un sistema de calidad. Sabemos que se puede controlar despus de cada etapa, pero eso no quita no conseguir siempre la satisfaccin deseada en ocasiones debemos re corregir el proceso para conseguir la satisfaccin para tener un mejor control del proceso. Estas estrategias son muy necesarias en todos los sistemas, debido a la gran ayuda que son para un objetivo final ptimo. El sistema de control en cascada tiene mucha importancia dentro de todos los sistemas de control, ya que nos permite controlar despus de cada etapa del sistema, verificando alguna imperfeccin o perturbacin en la variable con el propsito de conseguir nuestra satisfaccin.

Laboratorio de Automatizacion 1