EL ACTUADOR FINAL
Por cada proceso debe haber un actuador final, que regule el suministro de energía o material al proceso y cambie la señal de medición. Por lo regular es algún tipo de válvula, pero puede ser además una correa o regulador de velocidad de motor, posicionador, etc.
Los tipos de procesos encontrados en las plantas industriales son tan variados como los materiales que producen. Estos se extienden desde lo simple y común, tales como los lazos que controlan caudal, hasta los grandes y complejos procesos, un ejemplo pequeño de proceso (para controlar) es una caldera, un intercambiador de calor, un horno etc.
El último elemento del lazo es el controlador automático, su trabajo es controlar la medición. Recuerde que “controlar” significa mantener la medición dentro de límites aceptables.
Todos los controladores automáticos usan las mismas respuestas generales, a pesar de que los mecanismos internos y las definiciones dadas para esta respuesta pueden ser ligeramente diferentes de un fabricante al otro.
Un concepto básico es que para que el control realimentado automático exista, es que el lazo de realimentación esté cerrado. Esto significa que la información debe ser continuamente transmitida dentro del lazo. El controlador debe poder mover a la válvula, la válvula debe poder afectar a la medición, y la señal de medición debe ser reportada al controlador. Si la conexión se rompe en cualquier punto, se dice que el lazo está abierto.
Tan pronto como el lazo se abre, como ejemplo, cuando el controlador automático es colocado en modo manual, la unidad automática del controlador queda imposibilitada de mover la válvula. Así las señales desde el controlador en respuesta a las condiciones cambiantes de la medición no afectan a la válvula y el control automático no existe.
TRANSMISOR
Dispositivo que traslada una señal de una forma a otra, estandarizándola según una escala común (señal eléctrica de una termocupla a presión en el rango de 3 a 15 psi). Hoy en dia son hibridos e inteligentes.
EL SENSOR O ELEMENTO PRIMARIO
El sensor nos proporciona las señales eléctricas con información sobre las magnitudes a medir, dentro del mismo, a través de las cuales lo podemos controlar. Ejemplos de ellos caudalímetros, sondas de nivel, transductores de presión, presostátos, tensiómetros, termómetros, higrómetros, piranómetros, anemómetros, etc.
Sobre las variables a controlar en un proceso, se definen de la siguiente forma:
Variable controlada: variable cuyo valor se desea mantener estable (pv)
Variable manipulada: aquella variable del proceso que manipula el sistema de control a fin de mantener estable la variable de control.
Carga: aquella variable de proceso la cual afecta el valor de la variable controlada y no puede ser manipulada por el sistema de control.
Error: diferencia entre le valor real y el valor deseado de la variable controlada
Perturbación: agente físico, ajeno al proceso y aleatoria, la cual afecta a la variable controlada.
Como ilustracion didáctica se exponen procesos y se define sus variables previo a su control.
Caso de estudio: Al llevar a cabo la función de control, por ejemplo de nivel en un tanque, el controlador automático usa la diferencia entre el valor de consigna y las señales de medición para obtener la señal de salida hacia la válvula. La precisión y capacidad de respuesta de estas señales es la limitación básica en la habilidad del controlador para controlar correctamente la medición. Si el transmisor (de nivel) no envía una señal precisa, o si existe un retraso en la medición de la señal, la habilidad del controlador para manipular el proceso será degradada. Al mismo tiempo, el controlador debe recibir una señal de valor de consigna precisa (set-point). En la gráfica se representa el lazo de control para medir nivel.
En controladores que usan señales de valor de consigna neumática o electrónica generadas dentro del controlador, una falla de calibración del transmisor de valor de consigna resultará necesariamente en que la unidad de control automático llevará a la medición a un valor erróneo. La habilidad del controlador para posicionar correctamente la válvula es también otra limitación. Si existe fricción en la válvula, el controlador puede no estar en condiciones de mover la misma a una posición de vástago específica para producir un caudal determinado y esto aparecerá como una diferencia entre la medición y el valor de consigna. En la práctica los intentos repetidos para posicionar la válvula exactamente pueden llevar a una oscilación en la válvula y en la medición, o, si el controlador puede sólo mover la válvula muy lentamente, la habilidad del controlador para controlar el proceso será degradada.
Una manera de mejorar la respuesta de las válvulas de control es el uso de posicionadores de válvulas, que actúan como un controlador de realimentación para posicionar la válvula en la posición exacta correspondiente a la señal de salida del controlador. Los posicionadores, sin embargo, deberían ser evitados a favor de los elevadores de volumen en lazos de respuesta rápida como es el caso de caudal de líquidos a presión.
En la siguiente entrada se especifíca la selleccion del controlador.
No hay comentarios:
Publicar un comentario