Trabajo gabo

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Trabajo gabo

  1. 1. INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA EXTENSIÓN MATURÍNAcciones de ControlProfesor: Realizado por:Ing. Mariangela Pollonais Br. Jose Rosas C.I 12.983.866 Maturín, Agosto de 2012
  2. 2. INTRODUCCIÓNBajo la perspectiva amplia, el control es concebido como una actividad no sólo a niveldirectivo, sino de todos los niveles y miembros de la entidad, orientando a laorganización hacia el cumplimiento de los objetivos propuestos bajo mecanismos demedición cualitativos y cuantitativos. Este enfoque hace énfasis en los factores socialesy culturales presentes en el contexto institucional ya que parte del principio que es elpropio comportamiento individual quien define en última instancia la eficacia de losmétodos de control elegidos en la dinámica de gestión.Todo esto lleva a pensar que el control es un mecanismo que permite corregirdesviaciones a través de indicadores cualitativos y cuantitativos dentro de un contextosocial amplio, a fin de lograr el cumplimiento de los objetivos claves para el éxitoorganizacional, es decir, el control se entiende no como un proceso netamente técnicode seguimiento, sino también como un proceso informal donde se evalúan factoresculturales, organizativos, humanos y grupales. 2
  3. 3. ESQUEMA DE UN SIATEMA DE CONTROLControl por retroalimentaciónEl control por realimentación (feedback) constituye la infraestructura básica de casitodos los esquemas de control de procesos, corrigiendo las perturbaciones. El controlpor realimentación mide la variable de proceso, la compara con el punto de ajuste ymanipula la salida en la dirección en que debe moverse el proceso para alcanzar elpunto de ajuste.Control de adelantoEl control adelantado (feedforward) es una estrategia usada para compensar losdisturbios en un sistema, antes que afecten la variable controlada. La idea es medir eldisturbio, predecir el efecto en el proceso y aplicar la acción correctiva correspondiente.Usualmente se usa este esquema de control en combinación con el control porrealimentación (feedback). 3
  4. 4. Control de relaciónEl control de relación asegura que dos o más flujos se mantengan en la misma relaciónaunque estos cambien. Se usa para obtener mezclas con una composición o propiedadesfísicas específicas, para mezclas aire/combustible. El flujo controlado equivale al flujomedido por el FT101 por algún valor previamente ajustado en FF102. Si lacaracterística física (densidad, viscosidad, etc.) es medida, un controlador PID puede serusado para manipular la válvula de relación.Control en CascadaEl controlador en cascada usa la salida del controlador primario para manipular el puntode ajuste del controlador secundario. Este sistema de compone de dos estructuras decontrol por realimentación. El lazo secundario debe tener influencia sobre el primario y,la dinámica del proceso de este lazo deber ser mas rápida que la del primero (porejemplo flujo y temperatura). Este esquema de control permite una respuesta rápida decontrol y manipular independientemente los dos lazos si se requiere. 4
  5. 5. Control PredominanteEl control predominante (override), permite seleccionar entre dos o más controladores,la salida que actuará sobre el elemento final de control, dependiendo de la importanciaque se le dé a cada variable en el sistema. La realimentación externa evita que se salgande control cualquiera de las dos variables.Control AdaptativoEl control adaptativo es un sistema del cual se espera se adapte a los cambios en ladinámica del proceso. Es un tipo de control para procesos no lineales y cambiantes en eltiempo (envejecimiento del sistema, perturbaciones, etc).El Control adaptativo puede lograrse mediante: Sistemas Auto-Ajustables. Sistemas Adaptativos con Modelo de ReferenciaLa técnica de los sistemas autoajustables parte del conocimiento del modelo del procesoy se basa en disponer de un método válido de identificación en línea, se asume queexiste una separación entre las tareas de identificación y control. Se dispone de unsistema en paralelo al control, que se encarga de calcular continuamente los valoresóptimos de sintonización del controlador. 5
  6. 6. Los Sistemas Adaptativos con Modelo de Referencia se basan en un concepto simple: sedesea que el comportamiento del proceso sea idéntico al de un modelo que se da comoreferencia. Si existe diferencia entre el desempeño actual del proceso con el modelo, unmecanismo de adaptación ajusta los parámetros del controlador.Aplicaciones prácticas del control adaptativo son el control de velocidad de un vehículo yel control de un péndulo invertido (un cohete sobre la plataforma de transporte a su basede lanzamiento) entre muchos otros. CONTROLADORESUn controlador de dispositivo, llamado normalmente controlador es un programainformático que permite al sistema operativo interactuar con un periférico, haciendo unaabstracción del hardware y proporcionando una interfaz -posiblemente estandarizada-para usarlo. Se puede esquematizar como un manual de instrucciones que le indica alsistema operativo, cómo debe controlar y comunicarse con un dispositivo en particular.Por tanto, es una pieza esencial, sin la cual no se podría usar el hardware.Existen tantos tipos de controladores como tipos de periféricos, y es común encontrarmás de un controlador posible para el mismo dispositivo, cada uno ofreciendo un nivel 6
  7. 7. distinto de funcionalidades. Por ejemplo, aparte de los oficiales (normalmentedisponibles en la página web del fabricante), se pueden encontrar también losproporcionados por el sistema operativo, o también versiones no oficiales hechas porterceros.Debido a que el software de controladores de dispositivos se ejecuta como parte delsistema operativo, con acceso sin restricciones a todo el equipo, resulta esencial quesólo se permitan los controladores de dispositivos autorizados. TIPOS DE CONTROLADORES Los TIPOS básicos de controlador son: o Controlador PROPORCIONAL (abreviado a control "P") o Controlador PROPORCIONAL/INTEGRAL ("PI") o Controlador Proporcional/Integral y Diferencial ("PID"). Controlador Proporcional "P" La acción de control es Proporcional al error. Es decir, en el tiempo: c(t)=KC* (t) + c S Donde cS es la señal de la condición de estado estacionario (señal "ESTANCO") KC es la constante de proporcionalidad del controlador. Sin duda, sólo KC caracteriza completamente al controlador P. Se suele usar una notación diferente, pero equivalente, al hablar de la Banda Proporcional (PB) del controlador, definida como PB=100/KC Usualmente, la banda proporcional cae entre 1,0 y 500. La PB es conceptualmente más clara que la ganancia pues se relaciona con el cambio del error que se necesita para recorrer el 100% del actuador "c". Mientras menor sea la PB, mayor será la SENSIBILIDAD del controlador. Definida la variable desviación de la señal al actuador mediante c’(t)=c(t)-cS(t) y ya que c’(t)=KC*(t) 7
  8. 8. entonces, la Función de Transferencia del Controlador P es: GC(s)=KC La presencia de un controlador en un sistema implica que se debe incorporar su comportamiento al sistema global modelado. Similarmente, se debe incorporar el sensor y el actuador. Las perturbaciones, naturalmente, deben figurar a fin de poder examinar el comportamiento del sistema frente a sus cambios. Controlador Proporcional/Integral "PI" La acción de control está dada, en el tiempo, por: El tiempo integral suele tomar valores en el rango de 0,1 a 50 minutos. Pero, en variable desviación, c’(t): c’(t)=c(t)-cS(t) entonces, la Función de Transferencia del Controlador P es: GC(s)=KC {(1+ 1/( s)} I Controlador Proporcional/Integral/Derivativo "PID"La acción de control está dada por:cuya función de transferencia es: GC(s) = KC { (1+ 1/(s) +  s } I D 8
  9. 9. COMPENSADOR POR ADELANTO O ATRASO MEDIANTE RESPUESTA EN FRECUENCIAUn compensador de primer orden por adelanto puede diseñarse usando la respuesta enfrecuencia. Un compensador en adelanto en la forma respuesta en frecuencia está dadaporNote que esto es equivalente a la forma lugar de raíces (mapa polo-cero)con p = 1/T, z = 1/aT, y Kc = a. En diseño por respuesta en frecuencia, el compensadorpor adelanto agrega fase positiva al sistema en el rango de frecuencias de 1/aT a 1/T. Eldiagrama de Bode de un compensador por adelanto se ve como el siguiente:Las dos frecuencias de corte están en 1/aT y 1/T; note que la fase positiva que seadiciona al sistema entre esas dos frecuencias. Dependiendo del valor de a, la máximafase adicionada puede ser hasta 90 grados; si necesita más que 90 grados de fase, puedeusarse dos compensadores en adelanto. La cantidad máxima de fase se adiciona en lafrecuencia central, la cual se ubica enLa ecuación que determina la máxima fase es 9
  10. 10. Una fase positiva adicional incrementa el margen de fase y por lo tanto incrementa laestabilidad del sistema. Este tipo de compensador se diseña determinando a de lacantidad de fase necesaria para satisfacer el requerimiento del margen de fase, ydeterminando T donde ubicar la fase adicionada a la nueva frecuencia de cruce deganancia.Otro efecto del compensador en adelanto puede verse en el gráfico de magnitud. Elcompensador en adelanto incrementa la ganancia del sistema a altas frecuencias (estaganancia es igual a). Esto puede incrementar la frecuencia de corte, lo cual ayudará abajar el tiempo de elevación y tiempo de asentamiento del sistema. EJEMPLOS PRÁCTICOSSe desea controlar el caudal de un flujo de entrada en un reactor químico. En primerlugar se tiene que poner una válvula de control del caudal de dicho flujo, y uncaudalímetro, con la finalidad de tener una medición constante del valor del caudal quecircule. El controlador irá vigilando que el caudal que circule sea el establecido pornosotros; en el momento que detecte un error, mandará una señal a la válvula de controlde modo que esta se abrirá o cerrará corrigiendo el error medido. Y tendremos de esemodo el flujo deseado y necesario. El PID es un cálculo matemático, lo que envía lainformación es el PLC.Se desea mantener la temperatura interna de un reactor químico en su valor dereferencia. Se debe tener un dispositivo de control de la temperatura (puede ser uncalentador, una resisténcia eléctrica,...), y un sensor (termómetro). El P, PI o PID irácontrolando la variable (en este caso la temperatura). En el instante que esta no sea lacorrecta avisará al dispositivo de control de manera que este actúe, corrigiendo el error.De todos modos, lo más correcto es poner un PID; si hay mucho ruido, un PI, pero un Pno nos sirve mucho puesto que no llegaría a corregir hasta el valor exacto.Un ejemplo muy sencillo que ilustra la funcionalidad básica de un PID es cuando unapersona entra a una ducha. Inicialmente abre la llave de agua caliente para aumentar latemperatura hasta un valor aceptable (también llamado "Setpoint"). El problema es quepuede llegar el momento en que la temperatura del agua sobrepase este valor así que lapersona tiene que abrir un poco la llave de agua fría para contrarrestar el calor ymantener el balance. El agua fría es ajustada hasta llegar a la temperatura deseada. Eneste caso, el humano es el que está ejerciendo el control sobre el lazo de control, y es elque toma las decisiones de abrir o cerrar alguna de las llaves; pero no sería ideal si enlugar de nosotros, fuera una maquina la que tomara las decisiones y mantuviera latemperatura que deseamos? 10
  11. 11. Esta es la razón por la cual los lazos PID fueron inventados. Para simplificar las laboresde los operadores y ejercer un mejor control sobre las operaciones. Algunas de lasaplicaciones más comunes son: Lazos de Temperatura (Aire acondicionado, Calentadores, Refrigeradores, etc.) Lazos de Nivel (Nivel en tanques de líquidos como agua, lácteos, mezclas, crudo, etc.) Lazos de Presión (para mantener una presión predeterminada en tanques, tubos, recipientes, etc.) Lazos de Flujo (mantienen la cantidad de flujo dentro de una línea o tubo)1 11
  12. 12. CONCLUSIONEl control se apoya en la comprobación, fiscalización e inspección de las variablesorganizativas para descubrir desviaciones reales o potenciales que influyen o puedenllegar a influir sobre los objetivos de la empresa.La aplicación del control a una unidad, elemento, proceso o sistema puede generardistintos beneficios y logros, sin embargo, su aplicación indistintamente del proceso quese quiera "controlar" es importante porque establece medidas para corregir lasactividades, de forma que se alcancen los planes exitosamente, se aplica a todo; aunidades, a personas, y a los actos, determina y analiza rápidamente las causas quepueden originar desviaciones, para que no vuelvan a presentar en el futuro, localiza lossectores responsables de la administración, desde el momento en que se establecen lasmedidas correctivas, proporciona información acerca de la situación de la ejecución delos planes, sirviendo como fundamento al reiniciarse en el proceso de planeación,reduce costos y ahorra tiempo al evitar errores, su aplicación incide directamente en laracionalización de la administración y consecuentemente, en el logro de laproductividad de todos los recursos de la empresa.El Sistema de Control de Gestión es en términos sencillos definir: quién, cómo ycuándo, aplicará las estrategias de control y evaluará los Factores Críticos de Éxito de laorganización (FCE), además de quién tomará y ejecutará las decisiones correctivas enlos diferentes niveles de la entidad. 12

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