Este documento presenta un método de control basado en optimización no lineal para un secador rotatorio directo. El método permite auto-ajustar dinámicamente los parámetros de un controlador PI o PID mejorando el control del proceso en comparación con métodos de ajuste clásicos. El control se simula usando Matlab y se verifica en un proceso piloto, mostrando la efectividad del ajuste dinámico propuesto. Los resultados muestran tiempos de respuesta mejorados y un control dinámico que podría aplicarse a procesos industriales
Este documento describe los conceptos fundamentales del modelado matemático de procesos industriales para el control de procesos. Explica dos enfoques para modelar procesos (experimental y teórico) y la necesidad de modelado matemático para el diseño de controladores. También define variables y ecuaciones de estado, y conceptos como grados de libertad y modelos de entrada-salida, ilustrando con ejemplos de un tanque de calentamiento.
El documento describe varias técnicas de control estadístico de procesos, incluyendo pre-control, gráficas de control, y gráficas de control por atributos. El pre-control se utiliza para detectar cambios en el proceso que podrían resultar en productos defectuosos. Las gráficas de control monitorean las variaciones del proceso y ayudan a identificar causas especiales de variación. Existen gráficas para variables cuantitativas y atributos cualitativos como la presencia de defectos.
Este documento presenta una introducción a la ingeniería de procesos. Cubre temas como el diseño de procesos, anatomía de un proceso de manufactura química, selección entre procesos continuos y procesos batch, organización de un proyecto de ingeniería química, documentación de proyectos, códigos y estándares, factores de diseño, representación matemática de procesos, y grados de libertad en el diseño de procesos. También incluye ejemplos y ejercicios sobre balances de materia.
El documento trata sobre los métodos de control clásico, en particular sobre las acciones de control proporcional, integral y derivativa. Explica las ecuaciones y funciones de transferencia de cada acción, así como ejemplos de su implementación en Simulink. Finalmente, describe la acción de control PID, la cual combina las tres acciones anteriores para obtener sus ventajas.
Este documento presenta un estudio sobre el control estadístico de la calidad mediante gráficas de control para variables en una industria automotriz. Se midió el diámetro de piezas cilíndricas producidas en 7 subgrupos de 6 mediciones cada uno. Las gráficas X-R muestran que el proceso es inestable con valores Cp y Cpk menores a 0.67, lo que requiere modificaciones. Se recomienda mejorar la organización de los turnos, calcular mejor los límites de control y realizar revisiones regulares
CPI2 clase 4 - PARTE 2- Análisis y diseño de sistemas con Matlab y SimulinkBlogsalDescubierto
Este documento describe cómo utilizar la herramienta Sisotool de Matlab para analizar sistemas de control SISO. Explica cómo introducir datos de plantas y controladores, visualizar gráficos de Bode y lugar de las raíces, y diseñar controladores PID mediante la modificación de parámetros para satisfacer especificaciones de diseño.
Este documento presenta definiciones básicas sobre control de procesos industriales. Define variables de proceso, setpoint, variables controladas y manipuladas. Explica sistemas de control en lazo abierto y cerrado, y presenta un ejemplo de control de temperatura en un intercambiador de calor. También introduce conceptos como transformada de Laplace y su uso para el análisis matemático de sistemas de control.
Este documento describe los conceptos básicos de los procesos industriales y el control de procesos. Define un proceso como el cambio o refinamiento de materias primas para producir un producto final. Explica que el control de procesos se refiere a los métodos para controlar las variables clave de un proceso industrial, como la temperatura o presión, con el fin de mantener la calidad del producto y la eficiencia del proceso. También describe los componentes clave de un sistema de control de procesos, como sensores, controladores y elementos finales de control.
Este documento describe los conceptos fundamentales del modelado matemático de procesos industriales para el control de procesos. Explica dos enfoques para modelar procesos (experimental y teórico) y la necesidad de modelado matemático para el diseño de controladores. También define variables y ecuaciones de estado, y conceptos como grados de libertad y modelos de entrada-salida, ilustrando con ejemplos de un tanque de calentamiento.
El documento describe varias técnicas de control estadístico de procesos, incluyendo pre-control, gráficas de control, y gráficas de control por atributos. El pre-control se utiliza para detectar cambios en el proceso que podrían resultar en productos defectuosos. Las gráficas de control monitorean las variaciones del proceso y ayudan a identificar causas especiales de variación. Existen gráficas para variables cuantitativas y atributos cualitativos como la presencia de defectos.
Este documento presenta una introducción a la ingeniería de procesos. Cubre temas como el diseño de procesos, anatomía de un proceso de manufactura química, selección entre procesos continuos y procesos batch, organización de un proyecto de ingeniería química, documentación de proyectos, códigos y estándares, factores de diseño, representación matemática de procesos, y grados de libertad en el diseño de procesos. También incluye ejemplos y ejercicios sobre balances de materia.
El documento trata sobre los métodos de control clásico, en particular sobre las acciones de control proporcional, integral y derivativa. Explica las ecuaciones y funciones de transferencia de cada acción, así como ejemplos de su implementación en Simulink. Finalmente, describe la acción de control PID, la cual combina las tres acciones anteriores para obtener sus ventajas.
Este documento presenta un estudio sobre el control estadístico de la calidad mediante gráficas de control para variables en una industria automotriz. Se midió el diámetro de piezas cilíndricas producidas en 7 subgrupos de 6 mediciones cada uno. Las gráficas X-R muestran que el proceso es inestable con valores Cp y Cpk menores a 0.67, lo que requiere modificaciones. Se recomienda mejorar la organización de los turnos, calcular mejor los límites de control y realizar revisiones regulares
CPI2 clase 4 - PARTE 2- Análisis y diseño de sistemas con Matlab y SimulinkBlogsalDescubierto
Este documento describe cómo utilizar la herramienta Sisotool de Matlab para analizar sistemas de control SISO. Explica cómo introducir datos de plantas y controladores, visualizar gráficos de Bode y lugar de las raíces, y diseñar controladores PID mediante la modificación de parámetros para satisfacer especificaciones de diseño.
Este documento presenta definiciones básicas sobre control de procesos industriales. Define variables de proceso, setpoint, variables controladas y manipuladas. Explica sistemas de control en lazo abierto y cerrado, y presenta un ejemplo de control de temperatura en un intercambiador de calor. También introduce conceptos como transformada de Laplace y su uso para el análisis matemático de sistemas de control.
Este documento describe los conceptos básicos de los procesos industriales y el control de procesos. Define un proceso como el cambio o refinamiento de materias primas para producir un producto final. Explica que el control de procesos se refiere a los métodos para controlar las variables clave de un proceso industrial, como la temperatura o presión, con el fin de mantener la calidad del producto y la eficiencia del proceso. También describe los componentes clave de un sistema de control de procesos, como sensores, controladores y elementos finales de control.
Este documento describe varios métodos para sintonizar controladores PID, incluyendo el método de Ziegler-Nichols, Cohen-Coon, López-Miller-Smith-Murril, Kayay-Sheib y Sung-O-Lee-Lee-Yi. También describe un método de sintonización de lazo cerrado que implica aumentar gradualmente la ganancia hasta que el sistema oscile y medir la ganancia crítica y el periodo de oscilación para calcular los parámetros del controlador PID.
Este documento presenta conceptos básicos de ingeniería de control. Explica que la ingeniería de control utiliza elementos como PLC y PAC para controlar procesos industriales de manera automática. Define conceptos clave como variable controlada, variable manipulada, sistema, proceso y planta. Distingue entre sistemas de control de lazo abierto y de lazo cerrado. También cubre sistemas lineales y no lineales, y el concepto de estabilidad. El objetivo es que los estudiantes obtengan conocimientos básicos sobre ingeniería de control.
Este documento proporciona instrucciones para construir diferentes tipos de cartas de control en Minitab, incluyendo cartas X-R y X-S para variables, y cartas C, U, P y NP para atributos. Incluye ejemplos detallados de cómo construir cada tipo de carta de control usando datos de ejemplo. El objetivo es ayudar a los lectores a aplicar estas herramientas estadísticas de manera práctica y objetiva para monitorear y mejorar procesos de calidad.
El documento describe los componentes de un bucle de control por retroalimentación, incluyendo el proceso, el medidor, el controlador y el elemento final de control. Explica que cada componente tiene su propia función de transferencia y cómo se puede encontrar la función de transferencia total del bucle a partir de las funciones individuales. También describe los diferentes tipos de controladores, incluyendo control proporcional, integral y derivativo.
Formulario para control estadístico del proceso, SPC, CEP. Gráficos xr, gráficos xs, gráficos p, gráficos np, gráficos c, gráficos u.
Tabla de coeficientes para gráficos de control.
El documento presenta conceptos básicos sobre el diseño de procesos de ingeniería. Explica que el diseño de procesos implica conjugar conocimientos para lograr un objetivo considerando restricciones. Describe las etapas típicas de un proceso de diseño e introduce conceptos como grados de libertad y anatomía básica de procesos químicos. Finalmente, propone ejercicios de aplicación relacionados al cálculo de grados de libertad en diferentes procesos.
El documento describe un gráfico de control tipo p para monitorear la calidad de obleas de semiconductores. Se midió la proporción de obleas defectuosas en 40 muestras tomadas cada hora. Se calculó la media de las proporciones, la desviación estándar y los límites de control superior e inferior. El gráfico muestra que un punto está fuera del límite superior, indicando una variación no aleatoria en el proceso.
Este documento presenta información sobre diferentes métodos de tiempos predeterminados para calcular el tiempo necesario para realizar una tarea. Explica conceptos como el tiempo de reloj, el factor de ritmo, el tiempo normal y los suplementos. También describe varios métodos como el cronometraje, los tiempos predeterminados y los datos tipo, indicando que el objetivo es determinar el tiempo estándar para una tarea realizada de manera eficiente.
Este documento describe las gráficas de control por atributos, incluyendo su introducción, objetivos, tipos, límites de control, origen, utilidad y ventajas y desventajas. Explica los pasos para construir y analizar gráficas de control por atributos como la gráfica p, np, c y u. Incluye un ejemplo numérico para construir una gráfica p.
Este documento describe diferentes tipos de diagramas utilizados en ingeniería química, incluyendo diagramas de flujo, diagramas de bloques, diagramas de instrumentación y diagramas de distribución de equipos. Los diagramas de flujo muestran los equipos e interconexiones de un proceso, los diagramas de bloques usan cajas para representar operaciones, los diagramas de instrumentación especifican la instrumentación de control y los diagramas de distribución de equipos muestran la ubicación física de los equipos.
Ejercicios cartas de control p y np, c y uMarilaguna
Este documento presenta un ejemplo del uso de una carta de control p para monitorear la calidad de producción de lámparas. Los datos iniciales muestran tres puntos fuera de control, indicando problemas con la cablería en esos días. Tras descartar esos subgrupos y recalcular los límites de control, aún queda un punto fuera. Después de iterativamente descartar más subgrupos y recalcular, finalmente no quedan puntos fuera de control, concluyendo que el proceso parece estar estable. Adicionalmente, se presenta un ejemplo
El documento habla sobre el control estadístico de procesos. Explica que este método permite detectar fallas en la fabricación y también identificar las causas de variabilidad para mejorar el proceso. Describe conceptos como límites de especificaciones, capacidad e índices de capacidad de procesos, y la metodología Seis Sigma para reducir la variabilidad y defectos en la entrega de productos o servicios.
métodos de sintonización de controladores P, PI, PD, PID.Alejandro Flores
Este documento describe los métodos de sintonización de controladores P, PI, PD y PID. Explica que los controladores PID incluyen acciones proporcional, integral y derivativa. Luego detalla los métodos clásicos de Ziegler-Nichols para sintonizar los parámetros de estos controladores basados en la oscilación del sistema o en su respuesta a una señal de escalón. Finalmente, discute posibles modificaciones a los esquemas de control PID como filtrar la acción derivativa.
Este documento define varios conceptos clave relacionados con instrumentos de medición, incluyendo: campo de medida, dinámica de medida, alcance, error, incertidumbre, exactitud, precisión, zona muerta, sensibilidad, repetibilidad, histéresis. También clasifica los instrumentos por su función e identifica variables comúnmente medidas como caudal, nivel, presión y temperatura. Finalmente, menciona que la norma ISA S5 se utiliza para normalizar la simbología de instrumentos.
Este documento describe el diseño de un controlador PID para regular la posición de un servomotor de corriente directa utilizando amplificadores operacionales LM741, transistores TIP41 y TIP42, resistencias y potenciómetros. Explica los componentes del circuito, incluido un sumador, amplificadores proporcionales y de potencia, y proporciona diagramas del circuito PID propuesto.
Este documento presenta los conceptos básicos de los controladores PD, PI y PID. Explica que los diagramas de bloques muestran la interrelación entre los componentes de un sistema de control. Luego describe las funciones de transferencia de los controladores proporcional, proporcional-integral y proporcional-derivativo. Finalmente, discute el proceso de calibración de los parámetros de los controladores PID usando el método de Ziegler-Nichols.
El documento describe los diferentes tipos de controladores, incluyendo controladores PID. Explica cómo diseñar y sintonizar controladores PID usando métodos como las reglas de Ziegler-Nichols, las cuales proporcionan parámetros iniciales para el controlador PID basados en la respuesta del sistema. El objetivo final es obtener una respuesta deseada del sistema controlado.
El documento trata sobre conceptos fundamentales de modelado matemático de procesos industriales y sistemas de control. Explica las funciones de transferencia, elementos básicos de un sistema de control como proceso, variable controlada, actuador y controlador. También describe instrumentos comunes usados en control como transmisores, válvulas y sensores, así como su clasificación, simbología y etiquetado. Por último, presenta ejemplos de diagramas de instrumentación y bloques de sistemas de control.
Ejemplo metodo de sincronizacion de controladoresluis Knals
(1) Se propone un método para sincronizar un controlador PI para un sistema de control de nivel cuya función de transferencia del proceso es desconocida. (2) Utilizando la curva de reacción del proceso ante un escalón unitario, se identifican los parámetros de la función de transferencia y se aplica el método de Ziegler-Nichols. (3) Ajustando los parámetros del controlador PI, se logra que la respuesta del sistema cumpla con los requisitos impuestos de error cero, tiempo de establecimiento menor a 0,5
Este documento trata sobre controladores automáticos. Explica que un controlador detecta desviaciones entre el valor medido y el deseado, emitiendo una señal de corrección al actuador. Describe los tipos de compensación de adelanto y atraso, así como los tipos de controladores como P, I, D, PI, PD y PID. Finalmente, detalla las acciones de control proporcional, integral y derivativa que usan estos controladores.
Este documento presenta el diseño e implementación de un controlador PID autosintonizado. Utiliza el método de mínimos cuadrados recursivo para estimar los parámetros de un modelo discreto de la planta y diseñar el controlador mediante reubicación de polos. El controlador se implementa en sistemas simulados estables e inestables, mostrando que los controladores de parámetros adaptativos tienen una mejor respuesta ante variaciones paramétricas que los controladores de parámetros fijos.
Un controlador PID (Proporcional, Integral, Derivativo) o dispositivo de cont...GerardoRodrguezBarra
En el mundo de la automatización y el control, el controlador PID es una piedra angular. Sus siglas en inglés representan las tres acciones fundamentales que realiza: Proporcional (P), Integral (I) y Derivativa (D). Este tipo de controlador es ampliamente utilizado en una variedad de aplicaciones industriales, desde sistemas de control de temperatura hasta control de velocidad en motores eléctricos. En este artículo, exploraremos en detalle qué es un controlador PID, cómo funciona y por qué es tan importante en la ingeniería de control moderna.
Este documento describe varios métodos para sintonizar controladores PID, incluyendo el método de Ziegler-Nichols, Cohen-Coon, López-Miller-Smith-Murril, Kayay-Sheib y Sung-O-Lee-Lee-Yi. También describe un método de sintonización de lazo cerrado que implica aumentar gradualmente la ganancia hasta que el sistema oscile y medir la ganancia crítica y el periodo de oscilación para calcular los parámetros del controlador PID.
Este documento presenta conceptos básicos de ingeniería de control. Explica que la ingeniería de control utiliza elementos como PLC y PAC para controlar procesos industriales de manera automática. Define conceptos clave como variable controlada, variable manipulada, sistema, proceso y planta. Distingue entre sistemas de control de lazo abierto y de lazo cerrado. También cubre sistemas lineales y no lineales, y el concepto de estabilidad. El objetivo es que los estudiantes obtengan conocimientos básicos sobre ingeniería de control.
Este documento proporciona instrucciones para construir diferentes tipos de cartas de control en Minitab, incluyendo cartas X-R y X-S para variables, y cartas C, U, P y NP para atributos. Incluye ejemplos detallados de cómo construir cada tipo de carta de control usando datos de ejemplo. El objetivo es ayudar a los lectores a aplicar estas herramientas estadísticas de manera práctica y objetiva para monitorear y mejorar procesos de calidad.
El documento describe los componentes de un bucle de control por retroalimentación, incluyendo el proceso, el medidor, el controlador y el elemento final de control. Explica que cada componente tiene su propia función de transferencia y cómo se puede encontrar la función de transferencia total del bucle a partir de las funciones individuales. También describe los diferentes tipos de controladores, incluyendo control proporcional, integral y derivativo.
Formulario para control estadístico del proceso, SPC, CEP. Gráficos xr, gráficos xs, gráficos p, gráficos np, gráficos c, gráficos u.
Tabla de coeficientes para gráficos de control.
El documento presenta conceptos básicos sobre el diseño de procesos de ingeniería. Explica que el diseño de procesos implica conjugar conocimientos para lograr un objetivo considerando restricciones. Describe las etapas típicas de un proceso de diseño e introduce conceptos como grados de libertad y anatomía básica de procesos químicos. Finalmente, propone ejercicios de aplicación relacionados al cálculo de grados de libertad en diferentes procesos.
El documento describe un gráfico de control tipo p para monitorear la calidad de obleas de semiconductores. Se midió la proporción de obleas defectuosas en 40 muestras tomadas cada hora. Se calculó la media de las proporciones, la desviación estándar y los límites de control superior e inferior. El gráfico muestra que un punto está fuera del límite superior, indicando una variación no aleatoria en el proceso.
Este documento presenta información sobre diferentes métodos de tiempos predeterminados para calcular el tiempo necesario para realizar una tarea. Explica conceptos como el tiempo de reloj, el factor de ritmo, el tiempo normal y los suplementos. También describe varios métodos como el cronometraje, los tiempos predeterminados y los datos tipo, indicando que el objetivo es determinar el tiempo estándar para una tarea realizada de manera eficiente.
Este documento describe las gráficas de control por atributos, incluyendo su introducción, objetivos, tipos, límites de control, origen, utilidad y ventajas y desventajas. Explica los pasos para construir y analizar gráficas de control por atributos como la gráfica p, np, c y u. Incluye un ejemplo numérico para construir una gráfica p.
Este documento describe diferentes tipos de diagramas utilizados en ingeniería química, incluyendo diagramas de flujo, diagramas de bloques, diagramas de instrumentación y diagramas de distribución de equipos. Los diagramas de flujo muestran los equipos e interconexiones de un proceso, los diagramas de bloques usan cajas para representar operaciones, los diagramas de instrumentación especifican la instrumentación de control y los diagramas de distribución de equipos muestran la ubicación física de los equipos.
Ejercicios cartas de control p y np, c y uMarilaguna
Este documento presenta un ejemplo del uso de una carta de control p para monitorear la calidad de producción de lámparas. Los datos iniciales muestran tres puntos fuera de control, indicando problemas con la cablería en esos días. Tras descartar esos subgrupos y recalcular los límites de control, aún queda un punto fuera. Después de iterativamente descartar más subgrupos y recalcular, finalmente no quedan puntos fuera de control, concluyendo que el proceso parece estar estable. Adicionalmente, se presenta un ejemplo
El documento habla sobre el control estadístico de procesos. Explica que este método permite detectar fallas en la fabricación y también identificar las causas de variabilidad para mejorar el proceso. Describe conceptos como límites de especificaciones, capacidad e índices de capacidad de procesos, y la metodología Seis Sigma para reducir la variabilidad y defectos en la entrega de productos o servicios.
métodos de sintonización de controladores P, PI, PD, PID.Alejandro Flores
Este documento describe los métodos de sintonización de controladores P, PI, PD y PID. Explica que los controladores PID incluyen acciones proporcional, integral y derivativa. Luego detalla los métodos clásicos de Ziegler-Nichols para sintonizar los parámetros de estos controladores basados en la oscilación del sistema o en su respuesta a una señal de escalón. Finalmente, discute posibles modificaciones a los esquemas de control PID como filtrar la acción derivativa.
Este documento define varios conceptos clave relacionados con instrumentos de medición, incluyendo: campo de medida, dinámica de medida, alcance, error, incertidumbre, exactitud, precisión, zona muerta, sensibilidad, repetibilidad, histéresis. También clasifica los instrumentos por su función e identifica variables comúnmente medidas como caudal, nivel, presión y temperatura. Finalmente, menciona que la norma ISA S5 se utiliza para normalizar la simbología de instrumentos.
Este documento describe el diseño de un controlador PID para regular la posición de un servomotor de corriente directa utilizando amplificadores operacionales LM741, transistores TIP41 y TIP42, resistencias y potenciómetros. Explica los componentes del circuito, incluido un sumador, amplificadores proporcionales y de potencia, y proporciona diagramas del circuito PID propuesto.
Este documento presenta los conceptos básicos de los controladores PD, PI y PID. Explica que los diagramas de bloques muestran la interrelación entre los componentes de un sistema de control. Luego describe las funciones de transferencia de los controladores proporcional, proporcional-integral y proporcional-derivativo. Finalmente, discute el proceso de calibración de los parámetros de los controladores PID usando el método de Ziegler-Nichols.
El documento describe los diferentes tipos de controladores, incluyendo controladores PID. Explica cómo diseñar y sintonizar controladores PID usando métodos como las reglas de Ziegler-Nichols, las cuales proporcionan parámetros iniciales para el controlador PID basados en la respuesta del sistema. El objetivo final es obtener una respuesta deseada del sistema controlado.
El documento trata sobre conceptos fundamentales de modelado matemático de procesos industriales y sistemas de control. Explica las funciones de transferencia, elementos básicos de un sistema de control como proceso, variable controlada, actuador y controlador. También describe instrumentos comunes usados en control como transmisores, válvulas y sensores, así como su clasificación, simbología y etiquetado. Por último, presenta ejemplos de diagramas de instrumentación y bloques de sistemas de control.
Ejemplo metodo de sincronizacion de controladoresluis Knals
(1) Se propone un método para sincronizar un controlador PI para un sistema de control de nivel cuya función de transferencia del proceso es desconocida. (2) Utilizando la curva de reacción del proceso ante un escalón unitario, se identifican los parámetros de la función de transferencia y se aplica el método de Ziegler-Nichols. (3) Ajustando los parámetros del controlador PI, se logra que la respuesta del sistema cumpla con los requisitos impuestos de error cero, tiempo de establecimiento menor a 0,5
Este documento trata sobre controladores automáticos. Explica que un controlador detecta desviaciones entre el valor medido y el deseado, emitiendo una señal de corrección al actuador. Describe los tipos de compensación de adelanto y atraso, así como los tipos de controladores como P, I, D, PI, PD y PID. Finalmente, detalla las acciones de control proporcional, integral y derivativa que usan estos controladores.
Este documento presenta el diseño e implementación de un controlador PID autosintonizado. Utiliza el método de mínimos cuadrados recursivo para estimar los parámetros de un modelo discreto de la planta y diseñar el controlador mediante reubicación de polos. El controlador se implementa en sistemas simulados estables e inestables, mostrando que los controladores de parámetros adaptativos tienen una mejor respuesta ante variaciones paramétricas que los controladores de parámetros fijos.
Un controlador PID (Proporcional, Integral, Derivativo) o dispositivo de cont...GerardoRodrguezBarra
En el mundo de la automatización y el control, el controlador PID es una piedra angular. Sus siglas en inglés representan las tres acciones fundamentales que realiza: Proporcional (P), Integral (I) y Derivativa (D). Este tipo de controlador es ampliamente utilizado en una variedad de aplicaciones industriales, desde sistemas de control de temperatura hasta control de velocidad en motores eléctricos. En este artículo, exploraremos en detalle qué es un controlador PID, cómo funciona y por qué es tan importante en la ingeniería de control moderna.
Este documento describe un método para implementar un controlador PID digital en un microcontrolador PIC para aplicaciones de bajo costo en control de potencia e industria. Explica cómo modelar un sistema de calefacción, calcular los parámetros PID usando el método de Ziegler-Nichols, y programar el controlador PID en el PIC usando C CCS Compiler. El documento también incluye el diagrama esquemático y la simulación del controlador PID en el sistema de calefacción usando el software ISIS Proteus.
Controladores - Teoria de control virtualLeonard Stark
Este documento describe los conceptos básicos de los sistemas de control automático, incluyendo controladores, compensación de adelanto y atraso, y diferentes tipos de acciones de control como proporcional, integral y derivativa. Explica cómo un controlador detecta el error y genera una señal de control, y cómo las acciones P, I y D trabajan juntas en un controlador PID para lograr un control efectivo. En conclusión, enfatiza la importancia del control automático en una variedad de aplicaciones industriales y el progreso logrado a través del uso
TECSUP 2007 - Optimizacion Lazos de Control rev 2 ext.pptpedroojeda36
Este documento trata sobre la optimización de lazos de control. Presenta los conceptos básicos de teoría de control como funciones de transferencia, controladores PID y sus diferentes formulaciones. Explica la importancia de realizar auditorías y sintonía de lazos de control para mejorar el desempeño y optimizar la operación de los procesos industriales.
Este documento trata sobre la optimización de lazos de control. Presenta los conceptos básicos de teoría de control como funciones de transferencia, controladores PID y sus diferentes formulaciones. Explica la importancia de realizar auditorías y sintonía de lazos de control para mejorar el desempeño y optimizar la operación de los procesos industriales, lo que puede generar ahorros significativos. Finalmente, incluye la agenda de temas que serán abordados en el simposio sobre automatización, entre los que se encuentran la sintonía de lazos, an
Este documento describe diferentes métodos para ajustar los parámetros de un controlador PID para controlar procesos industriales. Explica criterios como la razón de amortiguamiento, área mínima y mínimo error cuadrático. También describe métodos experimentales como el de ganancia última de Ziegler-Nichols y métodos analíticos basados en la función de transferencia del proceso. El objetivo es obtener una respuesta estable que satisfaga los requisitos del proceso controlado.
Este documento presenta el modelado matemático de un sistema de control de temperatura en un cuarto térmico industrial. Se describe el proceso de identificación, incluyendo la obtención de datos, elección de estructura de modelo y ajuste de parámetros. Se desarrollan modelos matemáticos del proceso basados en balances de energía y se simulan en Simulink. La validación muestra que la respuesta del modelo es muy similar a la del proceso real.
Este documento presenta una introducción a los controladores automáticos. Explica que los controladores son necesarios para controlar procesos industriales de manera más eficiente y precisa que los seres humanos. Luego describe los elementos clave de un sistema de control, incluidos el controlador, la planta y la retroalimentación. Finalmente, resume los diferentes tipos de controladores como proporcional, integral, derivativo y PID, y explica cómo cada uno genera una señal de control.
Este documento describe los controladores PID, incluyendo su estructura básica con acciones proporcional, integral y derivativa. Explica los métodos clásicos de Ziegler-Nichols para ajustar los parámetros de un controlador PID, incluyendo el método de oscilación y el método basado en la curva de reacción. También cubre modificaciones como el filtrado de la acción derivativa para evitar respuestas excesivas a ruido.
Modelizacion de una planta de pasteurización y diseño de controlador Fuzzyxavi_g2
El documento describe el modelado y diseño de control de un proceso de pasteurización. Presenta los modelos de los componentes del sistema como depósitos, intercambiadores de calor y tubos. Explica la metodología de modelización utilizada y la estimación de parámetros. Propone diferentes controles como fuzzy y PID para validar el modelo completo del proceso.
Este documento describe los conceptos básicos de los controladores y las acciones de control. Explica que un controlador detecta los desvíos entre el valor medido y el valor deseado y emite una señal de corrección al actuador. Luego describe las acciones de control proporcional, integral y derivativa y cómo se combinan en controladores PID. Finalmente, concluye que el control automático es vital en la ingeniería moderna para aplicaciones como el control de procesos industriales.
The document covers the PID controller, including its principles of operation, implementation details, and applications in industrial process control. PID controllers are the most widely used type of feedback controller in industry, with approximately 95% of control loops using PID control. The document also discusses tuning techniques for PID controllers and provides examples of simulations done in Simulink.
Este documento propone el diseño de un sistema de control PID para los formadores de bucle de perfiles de acero en una planta siderúrgica. Revisa antecedentes de automatización e investigaciones relacionadas con control PID. Explica las bases teóricas del control PID, incluyendo las acciones proporcional, integral y derivativa y cómo estas se combinan para lograr un control efectivo de variables como la velocidad y temperatura. El objetivo es automatizar el proceso para mejorar la productividad.
Este documento trata sobre la estabilidad de sistemas de control con retardos. Explica que los retardos son comunes en sistemas que tienen tiempos de procesamiento o transporte considerables y provee ejemplos como plantas de destilación o procesos de secado. Describe cómo los retardos se representan mediante funciones de transferencia y cómo afectan la estabilidad del sistema, reduciendo el margen de fase. Finalmente, explica métodos para analizar y ajustar la estabilidad de sistemas con retardos como el criterio de Nyquist y controladores PID.
Este documento describe los conceptos básicos de los controladores y las diferentes acciones de control. Explica que un controlador detecta los desvíos entre el valor medido y el valor deseado, emitiendo una señal de corrección al actuador. Luego describe los tipos de controladores P, I, D, PI, PD y PID, y cómo cada uno usa la señal de error de manera diferente para lograr el control. Finalmente, explica cómo las acciones combinadas de un controlador PID aprovechan las ventajas de cada acción individual para lograr un control más preciso y est
Este documento describe el diseño, construcción y automatización de un prototipo a escala de laboratorio para simular un proceso de trituración de cobre. El prototipo fue diseñado utilizando herramientas CAD como SolidWorks y AutoCAD. Se realizaron experimentos para identificar el modelo matemático del proceso, midiendo variables como el torque y el peso a la entrada y salida. El modelo matemático se identificó utilizando la caja de herramientas Ident de MATLAB, eligiendo un modelo ARIMA. El prototipo permitirá aplicar técnicas de
El documento describe los diferentes tipos de control adaptativo. Explica que el control adaptativo permite ajustar los parámetros de control de un sistema en tiempo real para mantener un funcionamiento adecuado ante cambios en la dinámica del sistema o perturbaciones. Describe tres tipos principales: control adaptativo programado, control adaptativo con modelo de referencia, y control adaptativo auto-ajustable. El objetivo final es lograr un control óptimo ante variaciones en el proceso controlado.
ACERTIJO DESCIFRANDO CÓDIGO DEL CANDADO DE LA TORRE EIFFEL EN PARÍS. Por JAVI...JAVIER SOLIS NOYOLA
El Mtro. JAVIER SOLIS NOYOLA crea y desarrolla el “DESCIFRANDO CÓDIGO DEL CANDADO DE LA TORRE EIFFEL EN PARIS”. Esta actividad de aprendizaje propone el reto de descubrir el la secuencia números para abrir un candado, el cual destaca la percepción geométrica y conceptual. La intención de esta actividad de aprendizaje lúdico es, promover los pensamientos lógico (convergente) y creativo (divergente o lateral), mediante modelos mentales de: atención, memoria, imaginación, percepción (Geométrica y conceptual), perspicacia, inferencia y viso-espacialidad. Didácticamente, ésta actividad de aprendizaje es transversal, y que integra áreas del conocimiento: matemático, Lenguaje, artístico y las neurociencias. Acertijo dedicado a los Juegos Olímpicos de París 2024.
Examen de Selectividad. Geografía junio 2024 (Convocatoria Ordinaria). UCLMJuan Martín Martín
Examen de Selectividad de la EvAU de Geografía de junio de 2023 en Castilla La Mancha. UCLM . (Convocatoria ordinaria)
Más información en el Blog de Geografía de Juan Martín Martín
http://blogdegeografiadejuan.blogspot.com/
Este documento presenta un examen de geografía para el Acceso a la universidad (EVAU). Consta de cuatro secciones. La primera sección ofrece tres ejercicios prácticos sobre paisajes, mapas o hábitats. La segunda sección contiene preguntas teóricas sobre unidades de relieve, transporte o demografía. La tercera sección pide definir conceptos geográficos. La cuarta sección implica identificar elementos geográficos en un mapa. El examen evalúa conocimientos fundamentales de geografía.
La Unidad Eudista de Espiritualidad se complace en poner a su disposición el siguiente Triduo Eudista, que tiene como propósito ofrecer tres breves meditaciones sobre Jesucristo Sumo y Eterno Sacerdote, el Sagrado Corazón de Jesús y el Inmaculado Corazón de María. En cada día encuentran una oración inicial, una meditación y una oración final.
1. Dyna, año 79, Nro. 171, pp. 199-204. Medellín, Febrero, 2012. ISSN 0012-7353
CONTROL BASADO EN OPTIMIZACIÓN DE UN SECADOR
ROTATORIO DIRECTO
OPTIMIZATION BASED CONTROL OF A DIRECT ROTARY DRYER
HÉCTOR VALDÉS-GONZÁLEZ
PhD, Escuela de Industrias, Facultad de Ingeniería, Universidad Andres Bello, Santiago, Chile, hvaldes@unab.cl
JOSE LUIS SALAZAR
PhD, Escuela de Industrias, Facultad de Ingeniería, Universidad Andres Bello, Santiago, Chile, jlsalazar@unab.cl
LORENZO REYES-BOZO
PhD, Escuela de Industrias, Facultad de Ingeniería, Universidad Andres Bello, Santiago, Chile, lreyes@unab.cl
EDUARDO VYHMEISTER
PhD, Escuela de Industrias, Facultad de Ingeniería, Universidad Andres Bello, Santiago, Chile, eduardo.vyhmeister@gmail.com
MARCO GÓMEZ-VARELA
Escuela de Industrias, Facultad de Ingeniería, Universidad Andres Bello, Santiago, Chile, marcoa.gomezvarela@gmail.com
FRANCISCO CUBILLOS MONTECINOS
PhD, Facultad de Ingeniería, Universidad de Santiago de Chile, Santiago, Chile, francisco.cubillos@usach.cl
Recibido para revisar Mayo 20 de 2011, aceptado Diciembre 2 de 2011, versión final Diciembre 19 de 2011
RESUMEN: Este trabajo presenta el control de un secador rotatorio directo basado en optimización no lineal. Esta metodología permite
auto-sintonizar dinámicamente un controlador PI o PID, mejorando claramente el control del proceso respecto de la sintonización clásica. El
control del proceso se realiza a través de simulación computacional vía Matlab y su verificación a través de un proceso piloto, lo que permite
apreciar la potencialidad de la sintonía dinámica que se propone. Los resultados, tiempo de respuesta y dinámica de control posibilitan que
investigación futura pueda escalar esta propuesta desde el laboratorio a procesos industriales.
PALABRAS CLAVE: controlador PID; optimización no lineal; sintonía dinámica; control predictivo.
ABSTRACT: This paper presents the control of a direct rotary dryer based on nonlinear optimization. This methodology allows the
dynamic self-tuning of PI or PID controller, clearly improving process control over the classic tuning approach. Process control is done
through Matlab via computer simulation and verification through a pilot process, which allows us to appreciate the potential of the proposed
dynamic tuning. The results, response time and dynamic control allow us to scale future research from the laboratory (pilot scale) to
industrial processes.
KEYWORDS: PID controller; nonlinear optimization; dynamic tuning; predictive control.
1. INTRODUCCIÓN
Los secadores rotatorios se emplean para secar grandes
volúmenesdematerialparticuladoquesoneconómicamente
significativos en producción, tales como, harina de
pescado y concentrado de mineral [1]. La complejidad
de los fenómenos combinados de transferencia de calor y
materia que ocurren en su interior hacen que la operación
y control de un secador rotatorio sea un gran desafío. En
este sentido, la ingeniería de control de procesos juega
un papel clave en la mejora de la operación y calidad de
producto, sin embargo, los largos tiempos de respuesta
del proceso y tiempos muertos, la composición variable
de la materia prima y la falta de instrumentos adecuados
para medir en línea son factores que impiden el desarrollo
y aplicación de un sistema de control eficaz para controlar
secadores rotatorios [2-4]. Se busca que un proceso de
secado sea óptimo, en este sentido, entendemos por ello
que se maximice la producción con la calidad especificada,
utilizando un mínimo de energía, lo cual está estrechamente
relacionado con la eficiencia energética del secador
empleado y su control [5].
2. Valdés-González et al200
El objetivo de este trabajo ha sido evaluar la factibilidad
de utilización de una estrategia de optimización no
lineal para obtener auto-sintonía de controladores
PID, cuantificando la respuesta del lazo de control
realimentado y probando sus resultados en un proceso
no lineal.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1 Controlador PI/PID auto-sintonizado
El controlador tipo PI o PID auto-sintonizado (en adelante
PI/PID) basado en optimización no lineal, utiliza un
enfoque de horizonte de predicción y se basa en un modelo
de referencia [6-8]. De este modo, frente a un cambio
en la referencia del lazo de control, los parámetros Kc
(ganancia), Ti (tiempo integral) y Td (tiempo derivativo)
óptimos se determinan instantáneamente a través del
método de optimización tipo Quasi-Newtoniano (BFGS)
que permiten diseñar un controlador PI/PID óptimo para
un lazo de control realimentado.
En la Figura 1, podemos observar un esquema donde se
muestra el funcionamiento del algoritmo de control, en
que J(ψ) es la función objetivo, y(t) es la salida medida
del proceso, e(t) es el error entre la referencia y la
salida medida, PI/PID es la estructura del controlador,
además Kc es la ganancia, Ti, el tiempo integral y Td
el tiempo derivativo asociado a un controlador PID. El
algoritmo de optimización se integra al lazo de control,
entregando los valores óptimos para Kc, Ti, Td, según
sea la respuesta dinámica de los sistemas.
Figura 1. Diagrama de bloques para el método de auto-
sintonización propuesto
2.2 Diseño del controlador
Se trabaja bajo el supuesto que un controlador PI/PID
robusto, puede ser diseñado a través de la formulación
de un problema que permita obtener dinámicamente
los parámetros óptimos Kc, Ti y Td, a través de la
optimización numérica en un horizonte de tiempo
preestablecido , tal como se describe en la Figura 1.
Es decir, resolver el problema (1) para un vector óptimo
ψ = [Kc, Ti, Td]:
( ) ( )
2
i ii 1
1
ˆMin J y (t) y (t)
2 =
ψ= −∑
(1)
Si el sistema asociado a la función objetivo J(ψ)
es no lineal (donde ˆy(t) es la salida del modelo de
referencia), en general no hay solución analítica
conocida del problema de optimización planteado en
(1). Una manera de resolver este problema es mediante
optimización numérica tipo BFGS.
Problema de control en un horizonte de tiempo
Considérese el modelo genérico no lineal (2), donde f y
g son funciones no lineales de un proceso típico, donde
x(t) representa el vector de estados del sistema,
u(t) el vector de entrada y donde ˆy(t) es la salida
o el vector de medidas simulado del sistema.
( )
dx(t)
f x,u
dt
ˆy(t) g(x)
=
=
(2)
Para el problema de control se propone que la
salida del sistema sea predicha para ciertos instantes
en un horizonte de tiempo indicado por desde
i it , ,t + donde it indica el tiempo actual del
proceso. El objetivo del problema de control es
proveer los valores óptimos de los parámetros Kc,
Ti y Td, para un controlador tipo PI/PID para i 1t t +≤
, usando el modelo de proceso (2) y el valor actual
de la variable manipulada 1u(t ) PI /PID(e(t))= , es
decir (que permanecerá constante en el horizonte de
tiempo), ( )u 1 2 1 i 1(t) u(t ),u(t ) u(t ),...,u(t ) u(t )+ρ= = = , esto
para cada salida predicha ( )y i i(t) y(t ),...,u(t )+ρ = . Un
algoritmo que considera las salidas predichas y(t)ρ
puede ser considerado como un controlador óptimo. El
componente clave de este algoritmo es la asignación
( )u y(t), (t) (t)ρ ρ → ψ que puede ser entendida como un
conjunto de parámetros estimados para la configuración
3. Dyna 171, 2012 201
de un controlador PID, y que es en definitiva un tipo
de inversión del sistema dinámico asociado a la salida
predicha durante el largo de horizonte predefinido
. Este conjunto sólo tiene un elemento, si y sólo si,
el sistema (2) es controlable [7,9,10]. Se debe notar
que el lazo de control debido a (2) puede ser difícil
de estabilizar considerando la generalización de un
sistema no lineal. Por lo tanto, y para efectos teóricos
puramente, se supone que el modelo representado por
(2) es perfectamente conocido y controlable. En este
caso, la precisión del vector de estado (t)ψ depende del
nivel de ruido en la medición de la salida en el tiempo
it . Un buen controlador debe ser capaz de eliminar el
efecto de este tipo de ruido. Si hay perturbaciones en los
estados del sistema, es decir, variaciones inesperadas
en una o más variables de estado, el papel de la auto-
sintonización del algoritmo de control PI/PID rechazará
estas perturbaciones tan pronto como sea posible.
2.3 Modelo dinámico de secador rotatorio
El modelado de un secador rotatorio incluye balances
de masa y energía aplicados a un proceso que exhibe
los efectos combinados junto al transporte de sólidos.
Hay varios trabajos publicados que tratan el estado de
equilibrio y modelo asociado de un secador rotatorio.
Difieren en la forma en la que se describen, la cinética
de secado, el tiempo de retención y la transferencia
de calor [4,11]. Sin embargo, hay pocos documentos
que tratan con el modelado dinámico de un secador
rotatorio. Entre estos últimos podemos mencionar la
referencia [10], donde se obtienen cuatro ecuaciones
diferenciales parciales hiperbólicas.
El modelo dinámico desarrollado en [11], representa la
dinámica de un secador rotatorio directo, dicho modelo es
utilizado en el presente trabajo para efectos de simulación
e implementación del sistema de control avanzado que
motiva este artículo.Además, la simplificación de diseño
incluye las consideraciones siguientes:
• Secador adiabático.
• Gradientes radiales despreciables.
• Constante de tiempo de residencia medio de sólidos
a lo largo del tambor.
• Efectos insignificantes de radiación, difusión y
conducción.
• Espacio de gases constante.
• Propiedades físicas constantes.
• Pérdidas de presión despreciables.
El modelo se obtiene aplicando los balances dinámicos
de masa y energía para las dos fases en un volumen de
control discreto, como se muestra en la Figura 2. Los
balances serán:
Contenido de humedad en el sólido, X (base seca):
Humedad del gas, Y (base seca):
Temperatura del sólido, TS
:
Temperatura del gas, Tg
:
Notar que para la fase gaseosa un balance dinámico de
la energía interna debe ser utilizado, para más detalles
ver las referencias [11-14].
Figura 2. Control de volumen para el balance de masa y
energía
4. Valdés-González et al202
La calibración experimental de este modelo se ha
realizado para diferentes puntos de operación en
mediciones efectuadas a lo largo del tambor de un
Secador rotatorio piloto de 3 metros de largo. Un
ejemplo de ello es mostrado en la Figura 3, presentando
diferentes perfiles de trabajo para el secador rotatorio.
Figura 3.Perfiles experimentales de las variables de
estado que se indican en el secador rotatorio
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 Simulación del modelo del secador rotatorio
Para poder llegar a nuestro objetivo, es necesario
simular el modelo del secador rotatorio descrito en la
sección 2.3, definido como un secador con k etapas de
secado, y luego programar las diferentes estructuras
del bloque de auto-sintonía. La respuesta del sistema
simulado se puede observar en las Figuras 4, 5 y 6 para
k=3 etapas del secador rotatorio. La cinética de secado
fue calculada usando un modelo de difusividad variable
con un término.
3.2 Simulación del lazo de control con sintonía
clásica
El modelo del secador rotatorio, anteriormente
mencionado, es controlado y simulado vía Simulink.
Un bloque tipo S-function permite implementar
un sistema de control utilizando las ecuaciones
diferenciales no-lineales que definen la dinámica del
sistema (Figura 7).
Se debe notar que la variable controlada (Humedad del
producto) como la manipulada (Temperatura de gases
de entrada) han sido trabajadas en forma adimensional,
con el fin de que el algoritmo de control opere bajo el
concepto de semejanza estadística.
Figura 4. Secador rotatorio, primera etapa
Figura 5. Secador rotatorio, segunda etapa
Figura 6. Secador rotatorio, tercera etapa
5. Dyna 171, 2012 203
Figura 7. Sistema de control convencional para un
secador rotatorio de corrientes directas
Para realizar este lazo de control se utiliza un
controlador PID convencional, el cual, utiliza
sintonización sugerida en la referencia [11]. La Figura
8 muestra la salida controlada del secador rotatorio
utilizando el modelo descrito en la sección 2.3, el cual
considera un controlador PID sintonizado clásicamente
por Kc=100, Ti=1 y Td=1, con respuesta a un escalón
unitario de magnitud -0.2 (humedad del sólido). En este
caso, la acción de control es calculada a través de un
PID que idealmente se describe como en (3):
t
c d
i 0
1 de(t)
u(t) K e(t) e(t)dt T
T dt
= + +
∫ (3)
Los procesos industriales comunes no son lineales
y exhiben dinámicas variantes en el tiempo. Como
resultado de ello, los controladores PID no siempre
trabajan adecuadamente y requieren que sus sintonías
sean ajustadas [6,15-17]. Este hecho fundamenta la
propuesta PI/PID auto-sintonizado cuyos resultados
se muestran a continuación.
3.3 Control PI/PID auto-sintonizado basado en
optimización no lineal
Al aplicar el algoritmo de optimización para obtener
auto-sintonía del controlador PID, es decir, variación
instantánea de los valores de las constantes de sintonía,
Kc, Ti, Td dentro de un rango durante el proceso de
simulación. La Figura 9, muestra la resultante para la
tercera etapa del reactor con valores óptimos de sintonía
para el controlador PID para un horizonte de predicción
de = 15 minutos.
Figura 8. Lazo de control clásico aplicado al secador
rotatorio, respuesta de la tercera etapa (horizonte = 15
minutos).
Figura 9. Lazo de control PID clásico (rojo) y sintonía
optima propuesta (azul).
En general, la velocidad de respuesta en lazo cerrado
y la calidad de ésta, dependerán de las capacidades del
algoritmo de optimización empleado. En particular, la
sub-optimalidad de la sintonía está directamente ligada
a la capacidad del algoritmo de optimización para evitar
o salir de óptimos locales.
Por otro lado, es interesante destacar que el controlador
opera como un controlador predictivo, en un horizonte
preescrito de tiempo [6, 17]. De modo tal que la
respuesta en lazo cerrado no podrá nunca poseer ni
sobre-oscilaciones, ni sobre-pasos desde la referencia
fijada para su operación. Esto es válido, para procesos
que aún siendo no lineales, puedan ser adecuadamente
6. Valdés-González et al204
aproximadas como plantas de primer o segundo orden
más retardo de tiempo.
3. CONCLUSIONES
Aun cuando la composición variable de la materia
prima y la falta de instrumentos adecuados para medir
en línea son factores que complican el control eficiente
de un secador rotatorio, los resultados expresados por
la Figura 8, muestran la supremacía de la propuesta
respecto de la sintonía clásica que se ha utilizado para
este proceso. En efecto, los valores de auto-sintonía
obtenidos a través del algoritmo de optimización y
su respuesta asociada a la tercera etapa del secador
rotatorio (Figura 8) muestran similar estabilización,
pero si un mejor tiempo de respuesta y sin oscilaciones
típicas del sobre-amortiguamiento en torno a la
referencia alcanzada.
El proceso y su dinámica reproducen adecuadamente
el comportamiento del secador rotatorio piloto. En
particular, las dificultades para realizar el control son
los largos tiempos de retardo y los tiempos de respuesta
en la fase sólida. El proceso es extremadamente no
lineal pues el valor de los parámetros es altamente
dependiente del punto de operación del secador
rotatorio, aun así la propuesta aplicada a un secador
rotatorio piloto se revela alentadora, y con factibilidad
de ser escalada industrialmente.
AGRADECIMIENTOS
Esta investigación fue financiada por la Universidad
Andres Bello a través del proyecto UNAB DI-05-10/R
y el fondo de investigación FONDECYT proyecto
1090062.
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