El documento trata sobre el control de procesos. Explica que el control implica mantener una variable del proceso igual a un valor mediante la modificación de otra variable que le afecta. Esto permite que una planta industrial mantenga valores constantes como la temperatura o el nivel. También describe los diferentes tipos de controladores, incluyendo los controladores proporcionales que generan una salida proporcional al error entre el valor deseado y el medido.
Este documento describe los diferentes tipos de lazos de control, incluyendo control todo-nada, lazo abierto, y lazo cerrado. Explica que el control de lazo cerrado usa un elemento de medición para comparar la variable del proceso con el punto de ajuste y ajustar la salida para mantener el proceso en el punto de ajuste. También describe los diferentes tipos de controladores, incluyendo proporcional, integral, derivativo y PID, y cómo cada uno afecta la salida.
Este documento describe diferentes tipos de controladores, incluyendo controladores proporcionales, proporcional-integrales, proporcional-derivativos y proporcional-integral-derivativos. Explica cómo cada tipo de controlador responde a errores y cómo sus acciones de control afectan el comportamiento del sistema. También presenta un ejemplo práctico para ilustrar cómo calcular la ganancia, la presión de salida y el tiempo integral de un controlador neumático.
El documento introduce los conceptos básicos de control de procesos. Explica que un sistema de control mantiene las variables de proceso en un valor deseado a pesar de las perturbaciones mediante el uso de variables manipulables. Describe los componentes clave de un sistema de control como sensores, controladores y actuadores, y cómo interactúan para medir, tomar decisiones y realizar acciones. El objetivo final es mantener la variable controlada en el punto de control de forma automática.
El documento presenta definiciones básicas sobre instrumentación, control y procesos. Define instrumentación como la medición de variables de un proceso para optimizar los recursos, control como la regulación de un sistema, y proceso como un conjunto de fases de un fenómeno natural o operación artificial. Explica que la instrumentación, control y automatización son necesarios para mantener procesos dentro de rangos deseados y satisfacer restricciones de seguridad, especificaciones y regulaciones.
El documento describe los componentes de un sistema de control, incluyendo lazos de control abiertos y cerrados. Explica que un lazo de control cerrado tiene realimentación que permite corregir perturbaciones y es más preciso, aunque más costoso que un lazo abierto. También identifica los elementos clave de un lazo de control cerrado como el transmisor, controlador, elemento final de control y proceso.
Este documento describe una práctica de laboratorio sobre el diseño de control proporcional de tanques de drenaje. La práctica se divide en dos partes: 1) determinar los parámetros del proceso mediante saltos en la señal de entrada y 2) diseñar un controlador proporcional para seguir cambios en el punto de consigna y contrarrestar perturbaciones. El documento también presenta conceptos teóricos sobre sistemas de control de lazo abierto y cerrado, parámetros de procesos como ganancia, constante de tiempo y tiempo muerto,
Este documento describe los diferentes tipos de lazos de control, incluyendo control todo-nada, lazo abierto, y lazo cerrado. Explica que el control de lazo cerrado usa un elemento de medición para comparar la variable del proceso con el punto de ajuste y ajustar la salida para mantener el proceso en el punto de ajuste. También describe los diferentes tipos de controladores, incluyendo proporcional, integral, derivativo y PID, y cómo cada uno afecta la salida.
Este documento describe diferentes tipos de controladores, incluyendo controladores proporcionales, proporcional-integrales, proporcional-derivativos y proporcional-integral-derivativos. Explica cómo cada tipo de controlador responde a errores y cómo sus acciones de control afectan el comportamiento del sistema. También presenta un ejemplo práctico para ilustrar cómo calcular la ganancia, la presión de salida y el tiempo integral de un controlador neumático.
El documento introduce los conceptos básicos de control de procesos. Explica que un sistema de control mantiene las variables de proceso en un valor deseado a pesar de las perturbaciones mediante el uso de variables manipulables. Describe los componentes clave de un sistema de control como sensores, controladores y actuadores, y cómo interactúan para medir, tomar decisiones y realizar acciones. El objetivo final es mantener la variable controlada en el punto de control de forma automática.
El documento presenta definiciones básicas sobre instrumentación, control y procesos. Define instrumentación como la medición de variables de un proceso para optimizar los recursos, control como la regulación de un sistema, y proceso como un conjunto de fases de un fenómeno natural o operación artificial. Explica que la instrumentación, control y automatización son necesarios para mantener procesos dentro de rangos deseados y satisfacer restricciones de seguridad, especificaciones y regulaciones.
El documento describe los componentes de un sistema de control, incluyendo lazos de control abiertos y cerrados. Explica que un lazo de control cerrado tiene realimentación que permite corregir perturbaciones y es más preciso, aunque más costoso que un lazo abierto. También identifica los elementos clave de un lazo de control cerrado como el transmisor, controlador, elemento final de control y proceso.
Este documento describe una práctica de laboratorio sobre el diseño de control proporcional de tanques de drenaje. La práctica se divide en dos partes: 1) determinar los parámetros del proceso mediante saltos en la señal de entrada y 2) diseñar un controlador proporcional para seguir cambios en el punto de consigna y contrarrestar perturbaciones. El documento también presenta conceptos teóricos sobre sistemas de control de lazo abierto y cerrado, parámetros de procesos como ganancia, constante de tiempo y tiempo muerto,
Un controlador integral es un mecanismo de control por realimentación ampliamente usado en sistemas de control industrial. Calcula la desviación entre un valor medido y uno deseado. Funciona con tres parámetros: proporcional, integral y derivativo. Se usa para regular procesos como temperatura, nivel y presión, manteniendo valores como flujo dentro de rangos deseados. Requiere un sensor, controlador y actuador como una válvula o bomba. La acción integral disminuye o elimina el error a largo plazo al incrementar la salida en proporción
El documento describe los principios básicos de control de procesos, incluyendo los conceptos de lazo abierto y lazo cerrado, y los diferentes modos de control como control de dos posiciones, proporcional, integral y PID. Explica que el control automático en lazo cerrado es necesario para mantener las variables de un proceso en los valores deseados a pesar de perturbaciones, mientras que el control manual o en lazo abierto solo es útil cuando no hay perturbaciones.
EL CONTROL COMO HERRAMIENTA FUNDAMENTAL EN EL PROCESO DE AUTOMATIZACIÓN EN LA...UDO Monagas
Este documento describe los sistemas de control y su importancia en la automatización industrial. Explica los diferentes tipos de procesos industriales y clasifica los sistemas de control en continuos y discretos. Describe varios métodos de control como control on-off, PID, anticipatorio y en cascada. También clasifica los sistemas de control según su dimensión, conocimiento de parámetros, transmisión en el tiempo, linealidad, comportamiento en el tiempo y aplicaciones. Concluye que los sistemas de control son indispensables en la industria moderna y se han adapt
Este documento describe los componentes básicos de un sistema de control industrial, incluyendo el sensor, el controlador, el elemento de control final y el proceso. Explica los diferentes tipos de controladores como proporcional, integral y derivativo y sus funciones. También cubre conceptos como compensación, modelos matemáticos y ejemplos prácticos de sistemas de control de nivel, flujo y caudal de combustible-aire.
Este documento describe los componentes básicos de un sistema de control industrial, incluyendo el sensor, controlador, elemento de control final y proceso. Explica los diferentes tipos de controladores como proporcional, integral y derivativo, así como los conceptos de compensación de adelanto, atraso y atraso-adelanto. Finalmente, presenta algunos modelos matemáticos para describir las acciones de los controladores.
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
Este documento presenta una introducción a los sistemas de control de procesos. Explica la diferencia entre control de procesos y servomecanismos, y describe los componentes básicos de un lazo de control, incluyendo el sensor, controlador, actuador y proceso. También discute el control manual, control automático y control de estado discreto, y proporciona ejemplos para ilustrar los principios fundamentales de cómo funcionan los sistemas de control.
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 diferentes tipos de controladores y sus funciones. Define un controlador como un dispositivo que corrige la señal medida por un sensor para aproximarla a un valor programado previamente. Explica esquemas de control como realimentación, adelanto y cascada, así como controladores proporcionales, PI, PD y PID. Concluye que los controladores han mejorado los procesos industriales al eliminar errores y aumentar la producción.
Este documento proporciona información sobre conceptos básicos de control de procesos como control manual y automático, lazos de control abiertos y cerrados, control PID, instrumentación industrial, PLC, SCADA y DCS. Explica que el control de procesos se refiere a las técnicas y métodos para mantener las variables de un proceso dentro de rangos operacionales que permitan obtener un producto que cumpla las especificaciones, mediante el uso de sensores, controladores y actuadores.
Este documento describe los conceptos básicos de los sistemas de control y los controladores. 1) Explica los elementos clave de un sistema de control como sensores, controladores y actuadores. 2) Define un controlador como un bloque electrónico que controla uno o más procesos. 3) Describe las compensaciones en adelanto y atraso y cómo afectan la respuesta del sistema.
Este documento describe los elementos básicos de un sistema de control, incluyendo el controlador, sensores y actuadores. Explica los diferentes tipos de controladores como de dos posiciones, proporcional, integral, proporcional integral y proporcional derivativo e integra sus funciones de transferencia matemáticas. Finalmente, menciona el uso de amplificadores operacionales en controladores electrónicos.
Este documento trata sobre controladores automáticos. Explica que un controlador detecta desviaciones entre el valor medido y el deseado de una variable y emite una señal de corrección. Describe diferentes tipos de controladores como proporcional, integral y derivativo, así como compensaciones de adelanto y atraso. El objetivo final de un controlador es mantener la variable controlada lo más cerca posible al punto de referencia.
Este documento presenta una introducción a los sistemas de control. Explica conceptos básicos como variables de entrada, salida y perturbación. Distingue entre sistemas de control en lazo abierto y cerrado. Proporciona ejemplos de diferentes tipos de sistemas de control como control de presión, velocidad y temperatura. Finalmente, describe los elementos clave y etapas en el diseño de sistemas de control.
Este documento describe los conceptos básicos de la instrumentación industrial, incluyendo variables de proceso comunes (presión, temperatura, nivel, caudal), instrumentos de medición, simbología estandarizada, lazos de control, tipos de controladores y aplicaciones. El objetivo es entender los elementos y procesos involucrados en la instrumentación básica para la medición y control a nivel industrial.
El documento trata sobre controladores industriales. Explica los diferentes tipos de controladores como proporcionales, integrales y derivativos, así como sus funciones. También describe los conceptos básicos de un lazo de control cerrado e introduce los principios de control de proceso industrial.
Contenido
01 - Introducción a los sistemas de control.
02 - Definiciones básicas.
03 - Ejemplos de sistema.
04 - Sistemas de control.
05 - Sistemas de control en lazo abierto y en lazo cerrado.
06 - Tipos de control.
07 - Ejemplos de sistemas de control.
08 - Etapas en la realización
de un sistema de control
Este documento presenta una introducción a los sistemas de control automático. Explica los componentes clave de un sistema de control como sensores, controladores y actuadores. Describe los diferentes tipos de controladores como proporcional, integral, derivativo y PID. También cubre conceptos como compensación de adelanto y atraso. El control automático juega un papel vital en la ingeniería moderna al mejorar el desempeño de sistemas dinámicos y reducir tareas manuales.
Este documento presenta una introducción a los sistemas automáticos de control. Explica conceptos clave como lazo abierto y lazo cerrado, variables de estado, entrada, salida y control, y provee ejemplos de sistemas de control en diferentes contextos como un depósito de agua y un intercambiador de calor. Además, describe los componentes típicos de un sistema de control como comparadores, reguladores, transductores y actuadores.
Este documento describe los criterios para seleccionar un controlador, incluyendo la sincronización de controladores y la comunicación con otros instrumentos. Explica que las acciones PID (proporcional, integral y derivativa) son usadas para controlar procesos, y que los controladores digitales incorporan estas tres acciones. También cubre cómo los controladores se comunican con otros instrumentos usando señales analógicas, electrónicas y digitales.
Un controlador integral es un mecanismo de control por realimentación ampliamente usado en sistemas de control industrial. Calcula la desviación entre un valor medido y uno deseado. Funciona con tres parámetros: proporcional, integral y derivativo. Se usa para regular procesos como temperatura, nivel y presión, manteniendo valores como flujo dentro de rangos deseados. Requiere un sensor, controlador y actuador como una válvula o bomba. La acción integral disminuye o elimina el error a largo plazo al incrementar la salida en proporción
El documento describe los principios básicos de control de procesos, incluyendo los conceptos de lazo abierto y lazo cerrado, y los diferentes modos de control como control de dos posiciones, proporcional, integral y PID. Explica que el control automático en lazo cerrado es necesario para mantener las variables de un proceso en los valores deseados a pesar de perturbaciones, mientras que el control manual o en lazo abierto solo es útil cuando no hay perturbaciones.
EL CONTROL COMO HERRAMIENTA FUNDAMENTAL EN EL PROCESO DE AUTOMATIZACIÓN EN LA...UDO Monagas
Este documento describe los sistemas de control y su importancia en la automatización industrial. Explica los diferentes tipos de procesos industriales y clasifica los sistemas de control en continuos y discretos. Describe varios métodos de control como control on-off, PID, anticipatorio y en cascada. También clasifica los sistemas de control según su dimensión, conocimiento de parámetros, transmisión en el tiempo, linealidad, comportamiento en el tiempo y aplicaciones. Concluye que los sistemas de control son indispensables en la industria moderna y se han adapt
Este documento describe los componentes básicos de un sistema de control industrial, incluyendo el sensor, el controlador, el elemento de control final y el proceso. Explica los diferentes tipos de controladores como proporcional, integral y derivativo y sus funciones. También cubre conceptos como compensación, modelos matemáticos y ejemplos prácticos de sistemas de control de nivel, flujo y caudal de combustible-aire.
Este documento describe los componentes básicos de un sistema de control industrial, incluyendo el sensor, controlador, elemento de control final y proceso. Explica los diferentes tipos de controladores como proporcional, integral y derivativo, así como los conceptos de compensación de adelanto, atraso y atraso-adelanto. Finalmente, presenta algunos modelos matemáticos para describir las acciones de los controladores.
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
Este documento presenta una introducción a los sistemas de control de procesos. Explica la diferencia entre control de procesos y servomecanismos, y describe los componentes básicos de un lazo de control, incluyendo el sensor, controlador, actuador y proceso. También discute el control manual, control automático y control de estado discreto, y proporciona ejemplos para ilustrar los principios fundamentales de cómo funcionan los sistemas de control.
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 diferentes tipos de controladores y sus funciones. Define un controlador como un dispositivo que corrige la señal medida por un sensor para aproximarla a un valor programado previamente. Explica esquemas de control como realimentación, adelanto y cascada, así como controladores proporcionales, PI, PD y PID. Concluye que los controladores han mejorado los procesos industriales al eliminar errores y aumentar la producción.
Este documento proporciona información sobre conceptos básicos de control de procesos como control manual y automático, lazos de control abiertos y cerrados, control PID, instrumentación industrial, PLC, SCADA y DCS. Explica que el control de procesos se refiere a las técnicas y métodos para mantener las variables de un proceso dentro de rangos operacionales que permitan obtener un producto que cumpla las especificaciones, mediante el uso de sensores, controladores y actuadores.
Este documento describe los conceptos básicos de los sistemas de control y los controladores. 1) Explica los elementos clave de un sistema de control como sensores, controladores y actuadores. 2) Define un controlador como un bloque electrónico que controla uno o más procesos. 3) Describe las compensaciones en adelanto y atraso y cómo afectan la respuesta del sistema.
Este documento describe los elementos básicos de un sistema de control, incluyendo el controlador, sensores y actuadores. Explica los diferentes tipos de controladores como de dos posiciones, proporcional, integral, proporcional integral y proporcional derivativo e integra sus funciones de transferencia matemáticas. Finalmente, menciona el uso de amplificadores operacionales en controladores electrónicos.
Este documento trata sobre controladores automáticos. Explica que un controlador detecta desviaciones entre el valor medido y el deseado de una variable y emite una señal de corrección. Describe diferentes tipos de controladores como proporcional, integral y derivativo, así como compensaciones de adelanto y atraso. El objetivo final de un controlador es mantener la variable controlada lo más cerca posible al punto de referencia.
Este documento presenta una introducción a los sistemas de control. Explica conceptos básicos como variables de entrada, salida y perturbación. Distingue entre sistemas de control en lazo abierto y cerrado. Proporciona ejemplos de diferentes tipos de sistemas de control como control de presión, velocidad y temperatura. Finalmente, describe los elementos clave y etapas en el diseño de sistemas de control.
Este documento describe los conceptos básicos de la instrumentación industrial, incluyendo variables de proceso comunes (presión, temperatura, nivel, caudal), instrumentos de medición, simbología estandarizada, lazos de control, tipos de controladores y aplicaciones. El objetivo es entender los elementos y procesos involucrados en la instrumentación básica para la medición y control a nivel industrial.
El documento trata sobre controladores industriales. Explica los diferentes tipos de controladores como proporcionales, integrales y derivativos, así como sus funciones. También describe los conceptos básicos de un lazo de control cerrado e introduce los principios de control de proceso industrial.
Contenido
01 - Introducción a los sistemas de control.
02 - Definiciones básicas.
03 - Ejemplos de sistema.
04 - Sistemas de control.
05 - Sistemas de control en lazo abierto y en lazo cerrado.
06 - Tipos de control.
07 - Ejemplos de sistemas de control.
08 - Etapas en la realización
de un sistema de control
Este documento presenta una introducción a los sistemas de control automático. Explica los componentes clave de un sistema de control como sensores, controladores y actuadores. Describe los diferentes tipos de controladores como proporcional, integral, derivativo y PID. También cubre conceptos como compensación de adelanto y atraso. El control automático juega un papel vital en la ingeniería moderna al mejorar el desempeño de sistemas dinámicos y reducir tareas manuales.
Este documento presenta una introducción a los sistemas automáticos de control. Explica conceptos clave como lazo abierto y lazo cerrado, variables de estado, entrada, salida y control, y provee ejemplos de sistemas de control en diferentes contextos como un depósito de agua y un intercambiador de calor. Además, describe los componentes típicos de un sistema de control como comparadores, reguladores, transductores y actuadores.
Este documento describe los criterios para seleccionar un controlador, incluyendo la sincronización de controladores y la comunicación con otros instrumentos. Explica que las acciones PID (proporcional, integral y derivativa) son usadas para controlar procesos, y que los controladores digitales incorporan estas tres acciones. También cubre cómo los controladores se comunican con otros instrumentos usando señales analógicas, electrónicas y digitales.
Similar a TEMA 7 Acciones de Control S_y_C.PDF (20)
El curso de Texto Integrado de 8vo grado es un programa académico interdisciplinario que combina los contenidos y habilidades de varias asignaturas clave. A través de este enfoque integrado, los estudiantes tendrán la oportunidad de desarrollar una comprensión más holística y conexa de los temas abordados.
En el área de Estudios Sociales, los estudiantes profundizarán en el estudio de la historia, geografía, organización política y social, y economía de América Latina. Analizarán los procesos de descubrimiento, colonización e independencia, las características regionales, los sistemas de gobierno, los movimientos sociales y los modelos de desarrollo económico.
En Lengua y Literatura, se enfatizará el desarrollo de habilidades comunicativas, tanto en la expresión oral como escrita. Los estudiantes trabajarán en la comprensión y producción de diversos tipos de textos, incluyendo narrativos, expositivos y argumentativos. Además, se estudiarán obras literarias representativas de la región latinoamericana.
El componente de Ciencias Naturales abordará temas relacionados con la biología, la física y la química, con un enfoque en la comprensión de los fenómenos naturales y los desafíos ambientales de América Latina. Se explorarán conceptos como la biodiversidad, los recursos naturales, la contaminación y el desarrollo sostenible.
En el área de Matemática, los estudiantes desarrollarán habilidades en áreas como la aritmética, el álgebra, la geometría y la estadística. Estos conocimientos matemáticos se aplicarán a la resolución de problemas y al análisis de datos, en el contexto de las temáticas abordadas en las otras asignaturas.
A lo largo del curso, se fomentará la integración de los contenidos, de manera que los estudiantes puedan establecer conexiones significativas entre los diferentes campos del conocimiento. Además, se promoverá el desarrollo de habilidades transversales, como el pensamiento crítico, la resolución de problemas, la investigación y la colaboración.
Mediante este enfoque de Texto Integrado, los estudiantes de 8vo grado tendrán una experiencia de aprendizaje enriquecedora y relevante, que les permitirá adquirir una visión más amplia y comprensiva de los temas estudiados.
Soluciones Examen de Selectividad. Geografía junio 2024 (Convocatoria Ordinar...Juan Martín Martín
Criterios de corrección y soluciones al examen de Geografía de Selectividad (EvAU) Junio de 2024 en Castilla La Mancha.
Soluciones al examen.
Convocatoria Ordinaria.
Examen resuelto de Geografía
conocer el examen de geografía de julio 2024 en:
https://blogdegeografiadejuan.blogspot.com/2024/06/soluciones-examen-de-selectividad.html
http://blogdegeografiadejuan.blogspot.com/
SEMIOLOGIA DE HEMORRAGIAS DIGESTIVAS.pptxOsiris Urbano
Evaluación de principales hallazgos de la Historia Clínica utiles en la orientación diagnóstica de Hemorragia Digestiva en el abordaje inicial del paciente.
1. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
ACCIONES DE CONTROL.
Tipos de acción.
Elemento Final de control
Control de Procesos
TEMA 7. LAZOS DE CONTROL
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
¿QUE ES EL CONTROL?
Procurar, mediante un determinado algoritmo, que una determinada variable
del proceso, se mantenga igual a un determinado valor, modificando para ello
el valor de otra variable que le afecta. En definitiva, se trata de hacer posible
que una planta industrial se puedan mantener de una forma constante unos
valores de trabajo (temperatura, nivel, presión, composición, caudal, pH, etc…).
¿POR QUÉ CONTROLAR?
Cualquier planta de producción, y en concreto, cualquier planta química, debe
ser capaz de operar permanentemente en unas determinadas condiciones.
Existen tres razones principales para esto:
• SEGURIDAD
• OPERATIVIDAD
• ECONOMÍA
2. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
SEGURIDAD: la seguridad de las personas y equipos, así como las
limitaciones medioambientales, deben de estar garantizadas.
OPERATIVIDAD: Para que determinadas reacciones u operaciones sean
llevadas a cabo, es preciso que se cumplan ciertas condiciones (caudales,
temperaturas, presiones, etc…).
Debe de ser posible para la planta química en que se lleven a cabo, asegurar
el cumplimiento.
ECONOMÍA: Las plantas de proceso químico son caras, y tiene como finalidad
ganar dinero. Para que los productos finales puedan entrar en el mercado, es
preciso que se cumplan los requisitos de pureza necesaria, ya que sino el
producto no será vendible.
Por otro lado, la obtención de una pureza excesiva supondrá unos costes de
producción innecesarios.
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
LAZO ABIERTO – LAZO CERRADO
Lazo abierto No se realimenta la información del proceso al controlador, en
consecuencia la acción correctora no conduce a un cambio en la variable
manipulada
CONTROLADOR PROCESO
d
y
u
r
u: variable de control o variable manipulada
r: variable referencia o consigna
d: señal de alteración
y: variable controlada ( salida del proceso)
3. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Ejemplo: tanque de almacenamiento
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
h
H
Qe
Qs
Tanque al que entra un caudal Qe y sale un
caudal Qs. En estado estacionario Qe = Qs y
el nivel en el tanque es h
Conocidas los parámetros del sistema
(densidad del fluido, superficie tanque,
características de válvula...) el nivel será h
SISTEMA EN LAZO ABIERTO
Objetivo de control: el nivel del tanque en estado estacionario sea H
Calcular Qe para que h = H
Problema: ¿qué ocurre si hay perturbaciones en Qe?
Ejemplos: Tanque de almacenamiento, calentador continuo de agua
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Lazo cerrado Control por retroalimentación. La salida del controlador es la
calculada en función de la información recibida del proceso y la ley de control
implementada
h
H
Qe
Qs
SENSOR
CONTROLADOR
ACTUADOR
h
H
Qe
Qs
OPERADOR (control manual):
h>H abre válvula
h < H cierra válvula
h = H no hace nada
CONTROL AUTOMÁTICO
• elemento sensor – transmisor
• elemento controlador
• elemento actuador
4. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Proceso
m(t)
d(t)
y(t)
Elemento
final de
control
Controlador
Medidor
-
Transmisor
ysp +
ym(t)
e(t) c(t)
-
Proceso
m(t)
d(t)
y(t)
Elemento
final de
control
Controlador
Medidor
-
Transmisor
ysp +
ym(t)
e(t) c(t)
-
Punto de
consigna
error
Vapor
de
Agua
Agua
fría
Agua
caliente
Tc
m
Te, W
T, W
e = Tc-T
ysp: valor deseado (pto. consigna)
e(t): señal de error
c(t): salida del controlador
m(t): variable manipulada
d(t): señal de alteración
y(t): variable controlada
e(t) = ysp – y(t)
PROCESO CONTROLADO EN REALIMENTACIÓN
LAZO CERRADO
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
VARIABLES DE UN LAZO DE CONTROL:
Asociadas con un sistema de control hay una serie de variables de
diferentes tipos.
• Variable controlada. Esta es la variable principal del sistema y la que se
desea regular.
• Setpoint o punto de consigna. valor deseado para la variable
controlada. El objeto del control es mantener la variable controlada en el
setpoint.
• Variables manipuladas. Variable que alterar o ajustar para compensar o
corregir el efecto de la perturbación.
• Variable perturbación. Variables externas del sistema de control que
afectan a las variables controladas.
5. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
-Interacciones:
Interacciones entre lazos, también son importantes. Si manipula una variable quizá
estoy influyendo sobre otras más lejanas.
- Estabilidad
-Perturbaciones:
En el diseño de un control hay que tener en cuenta del tipo de perturbación y su
intensidad (y su naturaleza).
Puede existir perturbaciones de caudal y hay que analizar con que frecuencia.
Si la frecuencia es cada 3 minutos habrá que controlarla.
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
ANALISIS DE LOS SISTEMAS DE LAZO CERRADO
Acción
Control
Elemento
Final
Proceso
Registro
de Media
Elemento
Recepción
Medida
-Clasificación de Controladores:
-Según la fuente de energía que genera la acción de control
- Según la acción de control que generan los controladores
6. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Control Lazo cerrado
Control Lazo cerrado
Proceso
m(t)
d(t)
y(t)
Elemento
final de
control
Controlador
Medidor
-
Transmisor
ysp +
ym(t)
e(t) c(t)
-
Proceso
m(t)
d(t)
y(t)
Elemento
final de
control
Controlador
Medidor
-
Transmisor
ysp +
ym(t)
e(t) c(t)
-
Punto de
consigna
error
Vapor
de
Agua
Agua
fría
Agua
caliente
Tc
m
Te, W
T, W
e = Tc-T
ysp: valor deseado (pto. consigna)
e(t): señal de error
c(t): salida del controlador
m(t): variable manipulada
d(t): señal de alteración
y(t): variable controlada
e(t) = ysp – y(t)
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Control Lazo cerrado
Control Lazo cerrado
ELEMENTOS DEL LAZO DE CONTROL:
• Sensor. Elemento primario de mediada. Detecta el valor de la variable
proceso a controlar produciendo un efecto cuya magnitud está
relacionada con la variable del proceso.
• Transmisor. Convierte la señal física procedente del elemento de medida
primario en una señal estándar que puede ser transmitida a larga
distancia
• Controlador. La señal estándar recibida se compara con el punto de
consigna determinando el error. De acuerdo con el algoritmo de control
produce otra señal que envía al elemento.
• Elemento final de control. Elemento que manipula la variable de proceso
de acuerdo con la acción calculada por el controlador
Otros elementos son:
• Convertidor de señal
• Líneas de transmisión.
7. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Clasificación de los controladores
Clasificación de los controladores
• Según la fuente de energía que genera la acción de control:
Neumáticos
Eléctricos
Electrónico o digital (microprocesador)
Hidráulicos
Mecánico
• Según la acción de control que generan los controladores
Acción de control discontinua
Bifuncionales
Multifuncionales
Acción de control continua
Proporcionales, P
De acción integral, I
De acción derivada, D
Combinación de los tres, PI, PD, PID.
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
El controlador:
Compara el valor real de la salida de una planta con la entrada de referencia
(el valor deseado)
Calcula el error: e = Tc-T
determina la desviación y produce una señal de control que reducirá la
desviación a cero ó a un valor pequeño
Genera una salida que es función del error m = f(e)
La manera en la cual el controlador
automático produce la señal de control
se denomina acción de control.
8. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Actuación de los controladores
Acción directa o reversa: crítica para el funcionamiento del controlador
Acción directa:
Si al aumentar la variable medida la señal del controlador aumenta
Ganancia controlador Kc<0
Acción reversa:
Si al aumentar la variable medida la señal del controlador
disminuye
Ganancia controlador kc>0
Selección de la acción del controlador: depende del tipo de válvula: AO; AC
Tipo de acción:
• Acción todo-nada
• Acción proporcional (P)
• Acción Integral (I)
• Acción derivativo (D)
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Acción de control TODO-NADA, ON/OFF
Acción de control TODO-NADA, ON/OFF
• El dispositivo final tiene sólo dos posiciones. La señal de salida del
controlador depende únicamente del signo de la señal de error, no de su
magnitud.
• EL dispositivo corrector tiene 2 posiciones. Si la señal de error es negativa, el
controlador envía el dispositivo corrector final a la otra posición
•Si el rango es 0 – 100
0 % e(t) < 0 → m(t) = M2
100% e(t) > 0 → m(t) = M1
• Ejemplo típico de este control es el de una estufa con termostato.
• El mecanismo de generación es un simple relé.
GC
e(t)
m(t)
m
9. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
CARACTERÍSTICAS:
• Existe una zona inactiva en la que no actúa el sistema de control (entre los
valores máx. y min.
• La válvula sólo tiene dos posiciones: cerrado o abierto.
• Se sobrepasan los valores máx. y min. debido a la inercia del sistema.
• La variable controlada oscila permanentemente.
• Cuanto más estrecha sea la zona intermedia mayor es el número de oscilaciones.
• El cierre no es instantáneo, las bajadas de la válvula no son perpendiculares a la
abcisa
Màximo
Mínimo
0
100
tiempo
m
M2
M1
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Sobreactuación
brecha diferencial, ,
(aumenta el intervalo de
oscilación). Se define
como: el más pequeño
rango de valores medidos
que debe atravesar para
hacer que el actuador vaya
de una posición a la otra.
La señal de error tendrá
que superar ese para
comenzar a actuar
e(t) >
e(t) < -
10. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
En general:
• Es un control adecuado cuando se tarda un tiempo relativamente grande en
notar una variación relativamente pequeña de la variable controlada, es
decir en sistemas lentos. Ej. Nivel y temperatura.
• No es adecuados en sistemas rápidos como el control de caudal y la presión.
• Es muy barato
• Se desgastan muy rápido
Usos:
•Sistema de calefacción
•Baños de temperatura
•Controladores de nivel
CONTROL MULTIPOSICINAL
• Es una variante, tiene tres posiciones en la zona inactiva (100-50-0). Disminuye
las oscilaciones. Poco usados
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Acción Proporcional
Acción Proporcional
La señal de salida del controlador es proporcional al error
)
(
)
( t
e
K
t
m p
Kp
e(t)
m(t)
CONTROLADOR
En variables de perturbación )
(
)
( t
e
K
t
m p
Kp: ganancia proporcional del
controlador
e(t) = ysp-y(t)
La salida del controlador es proporcional al error: a mayor error mayor es la
actuación del controlador
La proporcionalidad se establece por la ganancia del controlador Kp
Ganancia del controlador Kp: determina cuanto cambia la salida del
controlador para un cambio dado en el error: sensibilidad del controlador
Kp: positiva o negativa en función del modo de acción reversa o inversa (se
selecciona manualmente en el controlador)
11. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
F. T. controlador Proporcional: en términos de variables de desviación:
)
( p
K
s
e
s
m
s
G
F.T. de un controlador proporcional
)
(
)
( t
e
K
t
m p
En Lapace )
(
)
( s
e
K
s
m p
GANANCIA PROPORCIONAL
Unidades de la ganancia:
Variable de entrada: señal estándar procedente del sensor-transmisor: 4-20 mA,
3-15 psi. Frecuentemente: % salida del transmisor
Variable de salida: señal estándar producida por el controlador: 4-20 mA, 3-15
psi. Frecuentemente: % salida del controlador (%CO)
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
t
m(t)
Kp1
Kp2
Cuanto mayor es Kp mayor será el aumento en la
señal de salida del controlador.
La perturbación en la variable de salida se corrige
más fácilmente cuanto menor es Kp
El control proporcional tiene una ventaja importante sobre el control todo o nada.
Elimina la constante oscilación alrededor del valor de referencia. Con esto
proporciona un control de la planta más preciso, y reduce el desgaste y rotura de
actuadores mecánicos.
Desventaja : siempre habrá un OFFSET, (diferencia entre la referencia y la
respuesta del sistema).
Una Kp muy grande implica la aparición de oscilaciones, de manera que el
sistema no llega a estabilizarse.
Una Kp muy pequeña, pude no producir oscilaciones pero determina un OFFSET
muy elevado.
t
e(t)
Si el error varía en
escalón unitario
con el tiempo
1 Kp1 < Kp2
12. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Comercialmente la ganancia proporcional se expresa en terminos de la
llamada Banda Proporcional, BP.
BP: es el % del error máximo que da lugar a una variación del 100% en la
salida del controlador
e(t)
m(t)
Kp
E(t) %
100 %
Perturbación
del error
Perturbación
de la salida
BP
BP
t
e
t
m
K
pte p
100
)
(
)
(
p
K
BP
100
En el límite (Kp ); BP 0, es decir, se aproxima todo-nada
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Acción Integral
Acción Integral
La señal de salida del controlador es proporcional a la integral del error
dt
t
e
t
m
t
i
0
)
(
1
)
(
i = tiempo integral (unidades de tiempo)
Tomando las T.L. se obtiene la función de transferencia:
s
s
e
s
m
s
B
i
1
)
(
)
(
)
(
Supongamos que el punto de consigna aumenta una cierta cantidad A
respecto del estado estacionario (señal de entrada en escalón)
t
A
t
m
s
A
s
m
S
A
s
e
S
A
e
L
D
I
I
)
(
1
)
(
)
(
;
.
.
A;
e
2
Metiendo una señal en escalón, la
respuesta es una función creciente
con el tiempo
13. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
t
e(t) A1
t1
t
m(t)
A1
A2
Metiendo una perturbación en escalón, la respuesta es una función creciente
con el tiempo
Ventaja: Bien sintonizado es capaz de eliminar el error en la señal de salida
OFFSET
Desventajas: Si el error de la primera gráfica se mantiene infinito el área
aumenta y también la señal de salida
↑t1 A1 ↑
t
A
t
m
I
)
(
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Acción Proporcional - integral
Acción Proporcional - integral
La acción de control PI, es la suma de una acción proporcional y una integral
0
)
(
)
(
)
( m
dt
t
e
K
t
e
K
t
m
i
p
p
la acción proporcional nos acerca al valor deseado
rápidamente, y la acción integral nos lleva
exactamente al valor deseado, eliminando el error
residual.
La función de transferencia es:
s
s
K
s
K
s
e
s
m
s
B
i
i
p
i
p
1
1
1
)
(
)
(
)
(
Kp
Kp
is
En este tipo de controladores tenemos dos parámetros:
Ganancia, Kp
Tiempo integral i
14. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
En la acción PI la variable manipulada
aumenta, pero no parte de cero, parte de
Kp, no siendo para tiempos cortos el error
pequeño, ni la salida del controlador.
La acción proporcional actúa
inmediatamente, y su acción se mantiene
mientras dura el error, y el integral cuando
el error está dado sirve para eliminar el
offset.
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Acción Derivativa
Acción Derivativa
La señal de salida del controlador es proporcional a la derivada del error
respecto al tiempo en el sistema
dt
t
de
t
m D
)
(
)
(
D = tiempo derivativo
La acción de control derivativa se le llama a veces como control de velocidad.
D es el intervalo de tiempo durante el cual la acción de velocidad hace
avanzar el efecto de la acción proporcional.
No sirve para perturbaciones constantes
La acción derivativa tiene la ventaja de ser de previsión, pero amplifica las
señales de ruido
Este tipo de acción nunca se usa sola, esto es bebido a que los cambios que
provoca son muy grandes en la salida del controlador, ya sea con error
positivo o negativo.
Función de transferencia: s
s
s
e
s
m
s
B
D
D
1
1
)
(
)
(
)
(
15. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
dt
t
de
dt
t
e
t
e
K
dt
t
de
K
dt
t
e
K
t
e
K
t
m
D
i
p
D
p
i
p
p
)
(
1
)
(
t
0
t
0
1
1
)
(
s
s
K
s
e
s
m
s
B D
i
p
Función de transferencia PID
Acción Proporcional Integral Derivativa
Acción Proporcional Integral Derivativa
La acción de control PID, es la suma de una acción proporcional, una
integral y una diferencial
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
El controlador proporcional-integral-derivativo (PID), combina las acciones
de los tres controladores.
Este controlador puede usarse en casi todos los procesos que involucren
retardos y tiempos muertos.
El PID elimina el offset del controlador proporcional, a través de su acción
derivativa y suprime oscilaciones con su acción derivativa.
Cuando se ajusta correctamente el PID regulará suavemente la respuesta de
cualquier proceso.
Combina las tres acciones, posee las ventajas e inconvenientes de los tres
Si D↓ Actúa como PI
Si D↓ y i↑ Actúa como P
16. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Específicamente, hay dos características de procesos, para los cuales
no es suficiente un PI:
• Cambios muy rápidos en la carga
• Retardos de tiempo grandes entre la aplicación de la acción
correctora y el aparecimiento de los resultados de dicha acción
en la variable medida.
Existe algunos procedimientos para ajustar el PID, que dependen del
proceso que se quiere regular.
La finalidad es ajustarlo de tal forma que al provocar una perturbación el
controlador lleve al proceso a la estabilidad (variable proceso = punto de
consigna) en le menor tiempo posible o el permitido por el proceso.
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Control de retroalimentación
Control de retroalimentación
• Se analizará la respuesta dinámica de control, (variación con el tiempo de la
variable controlada para perturbaciones de entrada)
Conocer las ecuaciones diferenciales de cada elemento que
componen el circuito
Combinarlas adecuadamente
Empleo de la transformada de Laplace y de las funciones de
transferencia simplifican el tratamiento matemático
DINAMICA DEL LAZO DE CONTROL
DINAMICA DEL LAZO DE CONTROL
17. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Proceso
m(t)
d(t)
y(t)
Elemento
final de
control
Controlador
Medidor
-
Transmisor
ysp +
ym(t)
e(t) c(t)
-
Proceso
m(t)
d(t)
y(t)
Elemento
final de
control
Controlador
Medidor
-
Transmisor
ysp +
ym(t)
e(t) c(t)
-
Punto de
consigna
error
ysp: valor deseado (pto. consigna): Xc
e(t): señal de error: e
c(t): salida del controlador: m1
m(t): variable manipulada m2
d(t): señal de alteración: L
y(t): variable controlada X
Control Lazo cerrado
Control Lazo cerrado
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
X
m2
L
B(s)
XT
e m1
-
+
Controlador
Medidor - Transmisor
Elemento final
de control
Proceso
+
+
Gv
Xc
GM
GL
GT
Cada elemento del sistema se caracteriza por su propia función de transferencia,
que relaciona la entrada con la salida.
F.T. proceso X = G M m2+ GLL
F.T. dispositivo de medida XT = GT X
F.T. controlador:
comparador e = XC - XT
acción de control m1 = B(s) e
F.T. elemento final de control m2 = Gv m1
Dinámica de las líneas de transmisión: despreciables
18. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
X
m2
L
B(s)
XT
e m1
-
+
Controlador
Medidor - Transmisor
Elemento final
de control
Proceso
+
+
Gv
Xc
GM
GL
GT
Serie de bloques entre el comparador y la salida controlada: B, Gv, GM:
trayecto de ida
Serie de bloques entre la salida controlada y el comparador: GT: trayecto
de vuelta
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Partiendo de F.T. elemento final de control m2 =Gv m1
m
2
1
2
X
G
X
s
B
G
m
X
X
s
B
G
e
s
B
G
m
G
T
c
v
T
c
v
v
v
L
2
L
G
X
G
X
s
B
G
G
G
m
G
X
L
T
c
v
M
L
M
X
1 c L
G
s
B
G
G
X
G
s
B
G
G L
v
M
T
v
M
Sustituyendo m2 en la F.T. del proceso:
1
1
X L
G
s
B
G
G
G
X
G
s
B
G
G
s
B
G
G
T
v
M
L
c
T
v
M
v
M
Formado por dos términos:
•1º: efecto de un cambio en el punto de consigna sobre la salida
•2º: efecto de una perturbación (“carga”) sobre la salida
F.T del proceso (lazo cerrado)
X
m2
L
B(s)
XT
e m1
-
+
Controlador
Medidor - Transmisor
Elemento final
de control
Proceso
+
+
Gv
Xc
GM
GL
GT
X
m2
L
B(s)
XT
e m1
-
+
Controlador
Medidor - Transmisor
Elemento final
de control
Proceso
+
+
Gv
Xc
GM
GL
GT
19. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
1
1
,
,
s
G
G
s
B
G
G
G
s
G
G
s
B
G
G
s
B
G
G
L
X
T
v
M
L
C
X
T
v
M
v
M
F.T del proceso en lazo cerrado
1
1
X L
G
s
B
G
G
G
X
G
s
B
G
G
s
B
G
G
T
v
M
L
c
T
v
M
v
M
• Denominador (ambos términos): 1+ producto de las funciones de transferencia en el
lazo
• Numerador: producto de las funciones de transferencia entre el punto de consigna y
la salida controlada ó entre la carga y la salida controlada
(a) F.T. en el camino de ida entre el punto de consigna Xc y la salida “X”: GM Gv B
(b) F.T. en el camino de ida entre la carga “L” y la salida: GL
L
X ,
c
, s
G
s
G
X L
X
C
X
X
m2
L
B(s)
XT
e m1
-
+
Controlador
Medidor - Transmisor
Elemento final
de control
Proceso
+
+
Gv
Xc
GM
GL
GT
X
m2
L
B(s)
XT
e m1
-
+
Controlador
Medidor - Transmisor
Elemento final
de control
Proceso
+
+
Gv
Xc
GM
GL
GT
Pueden considerarse 2 F.T en el lazo cerrado
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
L
X ,
c
, s
G
s
G
X L
X
C
X
Las funciones de transferencia en lazo cerrado,
G X,C y G X,L dependen
• de la dinámica del proceso
• de la dinámica del sensor de medida, del
controlador y del elemento final de control
X
GX,C(s)
L
Xc
+
+
GX,L (s)
Para control en realimentación podemos distinguir dos tipos de problemas de control:
Problema del servomecanismo: se desea un buen comportamiento del lazo de control
frente a cambios en el punto de consigna. El controlador debe actuar de forma que X
siga los cambios de Xc, ya que L=0
X= GX,C(s) XC
Problema del regulador, (más frecuente en control de procesos): el punto de consigna
no cambia (XC=0); el controlador intenta eliminar el impacto de los cambios de la carga y
mantener X en el punto de consigna deseado
X= G X,L(s) L
20. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Por simplicidad, suponemos F.T. elemento de medida y elemento final de
control:
GT =1 Gv =1
F.T. controlador proporcional: Gc(s) = Kp
1
1
X
p
p
p
L
K
G
G
X
K
G
K
G
M
L
c
M
M
Por tanto la F.T. de un lazo cerrado quedaría:
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Simplificando el diagrama de bloques:
X
GX,C(s)
L
Xc
+
+
GX,L (s)
En lazo abierto sería:
X
GM
L
M
+
+
GL
1
1
X
cerrado
Lazo
T.
F. L
B
G
G
X
B
G
B
G
M
L
c
M
M
X
abierto
lazo
F.T. L
G
M
G L
M
Variable perturbada
X
L
B(s)
e
-
+
Controlador
Proceso
+
+
Xc
GM
GL
XT
m
Variable manipulada
En lazo cerrado sería:
X
m2
L
B(s)
XT
e m1
-
+
Controlador
Medidor - Transmisor
Elemento final
de control
Proceso
+
+
Gv
Xc
GM
GL
GT
X
m2
L
B(s)
XT
e m1
-
+
Controlador
Medidor - Transmisor
Elemento final
de control
Proceso
+
+
Gv
Xc
GM
GL
GT
21. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Efecto de la acción de control proporcional en la respuesta de un
proceso controlado
Efecto de la acción de control proporcional en la respuesta de un
proceso controlado
1
1
X
p
p
p
L
K
G
G
X
K
G
K
G
M
L
c
M
M
Para un sistema de 1º orden en lazo abierto (en términos de variables de
perturbación):
)
(
L
G
s
m
G
1
1
0
0
0
0
X
L
M s
s
L
s
K
s
m
s
K
s
X
L
K
s
m
K
s
X
s
X
s
L
m
L
K
m
K
X
dt
dX
L
M
L
M
L
M
: constante de tiempo sistema en lazo abierto
KM: ganancia de la variable de salida respecto a la manipulada
KL: ganancia de la variable de salida respecto a la carga
Efecto de un controlador proporcional en un sistema de 1º orden
La dinámica de un sistema no controlado cambia al cerrar el lazo de
control
F.T. sistema en lazo cerrado: (suponiendo GM = 1; Gv = 1 y B = Kp
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Luego
1
1
1
1
1
1
s
p
p
s
L
K
s
K
s
K
s
X
K
s
K
K
s
K
X
p
M
L
c
M
M
1
G
1
G L
M
s
K
s
K L
M
1
1
1
1
1
1
1
1
s
X
p
s
L
K
K
s
K
s
X
K
K
s
K
K
s
L
s
K
K
s
s
K
s
X
s
K
K
s
K
s
K
p
M
L
c
p
M
p
M
p
M
L
c
p
M
M
1
)
(
1
s
X
p
p
s
L
K
G
s
G
s
X
K
s
G
K
s
G
p
M
L
c
M
M
Sustituyendo en la ec. de lazo cerrado
22. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Reordenando
s
1
´
´
1
´
´
s
X L
s
K
s
X
s
K L
C
p
1
K´
1
K´
1
´ L
p
p
M
L
p
M
p
M
p
M K
K
K
K
K
K
K
K
K
F.T. proceso en lazo cerrado
´: constante de tiempo del proceso controlado
K´p: ganancia estática en lazo cerrado de la variable de salida respecto a
cambios en el punto de consigna
K´L: ganancia estática en lazo cerrado de la variable de salida respecto a
cambios en la variable de perturbación
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
s
1
´
´
1
´
´
s
X L
s
K
s
X
s
K L
c
p
F.T. proceso en lazo cerrado
Por tanto, podemos concluir que, para un proceso de 1º orden, el control
del proceso mediante control proporcional conduce a los siguientes
resultados:
El sistema en lazo cerrado sigue siendo de 1º orden
• con respecto a cambios en la variable de perturbación y
• con respecto a cambios en el punto de consigna
La constante de tiempo se ha reducido (´<). Por tanto:
• la respuesta del sistema en lazo cerrado es más rápida que en
lazo abierto con respecto a cambios en la variable de perturbación
y cambios en la carga
Las ganancias estáticas disminuyen con respecto al sistema no
controlado
23. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Dinámica del lazo cerrado en el dominio del tiempo: cambio en
escalón unitario en el punto de consigna
• ¡recordar que trabajamos en variables de perturbación!
1
1
´
´
:
tan
1
X
0
1
X
:
consigna
de
punto
Nuevo
c
c
s
s
K
s
X
to
lo
Por
s
s
s
L
p
• En el dominio del tiempo:
1
1
´
´
exp
1
´
p
M
p
M
p
p
K
K
K
K
K
t
X
t
K
t
X
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
• Por tanto, la variable de salida NO alcanza el nuevo estado estacionario
• Esta discrepancia: offset: EFECTO CARACTERÍSTICO DEL CONTROL
PROPORCIONAL
• Valor del offset:
offset = (nuevo punto de consigna - valor final de la variable de salida)
0
offset
1
1
1
1
p
p
M
p
M
p
M
K
K
K
K
K
K
K
offset
XC =1
X(t)
t
1
p
M K
K
offset
1
1
24. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Dinámica del lazo cerrado en el dominio del tiempo: cambio en
escalón unitario en la variable de perturbación
¡recordar que trabajamos en variables de perturbación!
• Valor del offset:
0
offset
1
p
p
M
L
K
K
K
K
offset
Sin control
XC =0
X(t)
t
1
Con control
1 p
M
L
K
K
K
offset
exp
1 ´
´
t
K
t
X L
exp
1
t
K
t
X L
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Efecto de la acción de Control Integral en la respuesta de un
proceso controlado
Efecto de la acción de Control Integral en la respuesta de un
proceso controlado
s
L
G
s
m
G
1
1 L
M
s
d
s
K
s
m
s
K
s
X L
M
F.T. de una acción integral simple:
1
1
s
K
s
e
s
c
B
s
e
s
K
s
m
dt
t
e
K
t
m
i
p
i
p
i
p
Suponemos F.T. elemento de medida y elemento final de control:
GT(s)=1 Gv (s)=1
Para una perturbación en escalón unitario en el punto de consigna,
permaneciendo constante la variable de perturbación, e introduciendo estas
ecuaciones en la F.T. del proceso en lazo cerrado.
Sistemas de 1º orden: F.T. en lazo cerrado
25. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
X
1
1
1
1
X
1
1
1
1
1
1
)
(
1
B
s
X
c
c s
s
s
K
K
s
s
s
K
s
K
s
s
K
s
K
s
K
s
K
s
X
s
L
s
G
s
B
s
G
G
s
G
s
X
s
G
s
B
s
G
s
G
s
s
G
s
G
i
p
M
i
i
p
M
i
p
M
i
p
M
T
v
M
L
c
T
v
M
v
M
Reorganizando
X
s
X
s
X
1
X
1
1
1
1
2
2
c
s
K
K
K
K
K
K
K
K
s
K
K
K
K
s
K
K
s
K
K
s
X
s
K
K
s
s
K
K
s
s
s
K
K
s
s
s
K
s
K
s
X
c
p
M
p
M
p
M
i
c
M
i
p
M
p
M
c
p
M
i
i
p
M
c
p
M
i
p
M
i
p
M
i
i
p
M
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
X
1
´
´
2
´
1
2
2
s
s
s
s
X c
n
n
F.T. proceso en lazo cerrado
2
1
´
K
´
2
´
´
2
k
´
M
i
M
i
p
M
i
p
M
i
p
n
c
n
K
K
K
K
K
K
Por tanto, podemos concluir que, para un sistema de 1º orden, el
control del proceso mediante acción de control integral pura conduce a
los siguientes resultados:
se incrementa el orden del proceso al cerrar el lazo de control
puede cambiar drásticamente el comportamiento dinámico del
sistema (1º orden pasa a 2º orden)
el incremento del orden del sistema trae consigo una mayor
lentitud en la respuesta de la variable de salida ante los cambios
26. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
2
1
´
K
´
M
i
p
M
i
p
n
K
K
K
La forma de la respuesta en lazo cerrado (sobreamortiguado,
críticamente amortiguado, subamortiguado):
• depende de los parámetros de los controladores Kp y i
• los parámetros Kp y i deberán ajustarse para conseguir el
comportamiento deseado
El coeficiente de amortiguamiento ´ disminuye al aumentar kp y
al disminuir í
Al disminuir el coeficiente de amortiguamiento ´:
la respuesta se hace más rápida, pero oscilatoria, con
mayores desviaciones del punto de consigna y mayores
oscilaciones, al pasar de comportamiento sobreamortiguado a
subamortiguado
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Figura 5.20. Efecto de la ganancia del controlador, kc,
(Kp) en la respuesta en lazo cerrado de un sistema de
1º orden con acción de control integral pura
Figura 5.21. Efecto de la constante de tiempo integral,
I, en la respuesta en lazo cerrado de un sistema de
1º orden con acción de control integral pura
27. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Por tanto
• offset = (nuevo punto de consigna-valor final variable a controlar)
= 1-1 = 0
• La acción integral elimina el offset
Sistemas de 1º orden: dinámica del lazo cerrado en el dominio del tiempo:
cambio en escalón unitario en el punto de consigna
(¡recordar que trabajamos en variables de desviación’)
• Valor final de la variable a controlar (aplicando el teorema del valor
final):
1
1
´
´
2
´
1
lim
s
X´
s
lim
t
X´
s
1
1
´
´
2
´
1
X
1
´
´
2
´
1
2
2
0
0
2
2
2
2
s
s
s
s
s
s
s
s
X
n
n
s
s
n
n
c
n
n
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Efecto de la acción de Control diferencial en la respuesta de un
proceso controlado
Efecto de la acción de Control diferencial en la respuesta de un
proceso controlado
s
L
G
s
m
G
1
1
L
M
s
L
s
K
s
m
s
K
s
X L
M
F.T. de una acción diferencial simple:
1
s
G
s
G
Suponiendo
s
K
s
B
T
v
D
p
Para un cambio en escalón unitario en la variable de perturbación,
permaneciendo constante el punto de consigna, e introduciendo estas
ecuaciones en la F.T. del proceso en lazo cerrado
Sistemas de 1º orden: F.T. en lazo cerrado
28. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
1
s
1
1
1
1
1
1
1
)
(
1
s
X
s
L
K
K
K
s
X
s
L
s
s
K
K
s
s
K
s
L
s
K
s
K
s
K
s
X
s
L
s
G
s
B
s
G
G
s
G
s
X
s
G
s
B
s
G
s
G
s
B
s
G
s
G
D
p
M
L
D
p
M
p
L
D
p
M
L
T
v
M
L
c
T
v
M
v
M
1
s
s
L
K
K
K
s
X
D
p
M
L
Por tanto, podemos concluir que, para un sistema de 1º orden, el
control del proceso mediante acción de control diferencial pura
conduce a los siguientes resultados:
La acción de control diferencial no cambia el orden del sistema
La constante de tiempo en lazo cerrado es mayor que en lazo
abierto: la respuesta del proceso controlado es más lenta que la
del proceso original de 1º orden
Para mayor Kp, la constante de tiempo en lazo cerrado aumenta
F.T. proceso en lazo cerrado
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Efecto de las acciones de control compuestas: P, PI, PID
Controladores usuales: Efecto del control PI
La combinación de los modos de control Proporcional e integral produce
los siguientes efectos en la respuesta de un sistema en lazo cerrado:
El orden del sistema se incrementa (efecto del modo integral)
El offset se elimina (efecto del modo integral)
Para mayor Kp, la respuesta del sistema se hace más rápida
(efectos de los modos proporcional e integral) y más oscilatoria (el
sobrepasaje y la relación de amortiguamiento se incrementan, como
efecto del modo integral)
Elevados valores de Kp crean una respuesta muy sensible y pueden
conducir a sistemas inestables (apartado siguiente)
Para Kp constante, para mayor i la respuesta se hace más rápida
pero más oscilatoria (efecto del modo integral)
29. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Efecto del control PID
Combinación de los modos de control Proporcional, integral y
derivativo
Cualitativamente, tiene las mismas características dinámicas que un
sistema PI
Principales ventajas introducidas por la acción de control diferencial:
• La presencia de control integral hace más lenta la respuesta en
lazo cerrado de un sistema.
• Para compensarlo, puede incrementarse la ganancia del
controlador Kp.
• El aumento de Kp puede causar una respuesta oscilatoria y llevar a
la inestabilidad del sistema
Figura 5.22. Efecto de la ganancia del controlador en la
respuesta en lazo cerrado de un sistema de 1º orden
con control PID
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Efecto del control PID (continuación)
Principales ventajas introducidas por la acción de control diferencial
(continuación):
• La introducción del modo derivativo estabiliza el sistema
• Pueden seleccionarse un valor apropiado de Kp de forma que
proporcione una velocidad de respuesta aceptable
se mantengan valores de sobrepasaje y relación de
amortiguamiento moderados
Efecto de un controlador PID en la respuesta de un proceso controlado
ante cambios en el punto de consigna.
Para mayor Kp:
• El sistema responde más rápidamente
• El sobrepasaje prácticamente no varía
30. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Elemento final de control
Elemento final de control
Recibe la señal procedente del controlador
Actúa sobre la variable manipulada de acuerdo a esta señal recibida
Procesos químicos: generalmente una válvula neumática de regulación
de caudal.
Entrada a la válvula: señal de salida del controlador (generalmente
eléctrica 4-20 mA).
Usualmente: transductor IP a la salida del controlador: transforma señal
eléctrica a neumática.
Señal salida de la válvula: caudal .
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
x(t)
F(t)
Vástago
Actuador
Cuerpo de
la válvula
señal salida
controlador
c(t), % CO
x(t)
F(t)
Vástago
Actuador
Cuerpo de
la válvula
c(t), mA
I/P
(a) Detallada (b) Esquemática
x(t)
F(t)
Vástago
Actuador
Cuerpo de
la válvula
señal salida
controlador
c(t), % CO
x(t)
F(t)
Vástago
Actuador
Cuerpo de
la válvula
señal salida
controlador
c(t), % CO
x(t)
F(t)
Vástago
Actuador
Cuerpo de
la válvula
c(t), mA
I/P
x(t)
F(t)
Vástago
Actuador
Cuerpo de
la válvula
c(t), mA
I/P
I/P
(a) Detallada (b) Esquemática
Dinámica válvulas control: suficiente modelar la válvula como un elemento de 1º
orden
Esquema de instrumentación de una válvula de control
1
s
k
s
G
f
f
f
kf: ganancia de la válvula (caudal/señal salida del
controlador)
f: constante de tiempo del actuador (s)
Dinámica de la válvula: mucho más rápida que la del proceso:
f: del orden de pocos segundos
f :puede despreciarse cuando las constantes de tiempo del proceso son del
orden de minutos (f <<< p)
31. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
%
%
r
controlado
salida
señal
salida
de
caudal
válvula
apertura
salida
de
caudal
r
controlado
salida
señal
válvula
apertura
kf
Ganancia de una válvula: depende de:
modo de acción (AO, AC)
característica inherente de la válvula (depende de la forma geométrica del
obturador): relaciona el caudal con el % apertura de la válvula: lineal,
isoporcentual, apertura rápida
caída de presión en la válvula
Ganancia de una válvula lineal, AO, con caída de presión constante:
mA
caudal
16
apertura
%
caudal
100
mA
%
4
20
0
100
apertura
%
caudal
100
%
max
max
F
F
apertura
k
F
válvula
apertura
salida
de
caudal
k
máx
f
v
F.T. de la válvula: se reduce al valor de la ganancia kf
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Ganancia de una válvula isoporcentual, AO, con caída de presión constante:
válvula
la
de
apertura
%
x
min
constante
apertura
%
caudal
LnR
R
%
max
1
-
x
max
F
F
R
F
válvula
apertura
salida
de
caudal
kv
Modo de acción de una válvula: aire para abrir (AO), aire para cerrar (AC)
Afecta directamente a la acción del controlador en feedback
Determina el signo de la ganancia de la válvula
32. CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Válvula aire para abrir (necesito aire para abrir, Kf >0):
Un incremento en la señal que recibe del controlador aumenta el
grado de apertura de la válvula y por tanto aumenta el caudal
A mayor presión neumática, mayor caudal: ganancia positiva: kv>0
si falla el suministro de aire, válvula completamente cerrada
Válvula aire para cerrar (necesito aire para cerrar, Kf<0):
Un incremento en la señal que recibe del controlador disminuye el
grado de apertura de la válvula y por tanto disminuye el caudal
A mayor presión neumática, menor caudal: ganancia negativa:
kv<0
si falla el suministro de aire, válvula completamente abierta
CONTROL DE PROCESOS
Curso 2014-2015
Selección modo de acción de la válvula: en función de la seguridad
Ejemplo válvula aire para abrir:
válvula que administra el caudal de vapor en un tanque
calefactor de agua (emergencia: la válvula se cierra
totalmente si falla el suministro de aire, el caudal de vapor se
detiene )
Ejemplo válvula aire para cerrar:
válvula que maneja el caudal de refrigeración de un reactor
exotérmico (emergencia: la válvula queda totalmente abierta,
el caudal de refrigeración se hace máximo)