capitulo_1c

Control 1Introduccin

Vctor HugoCornejo Solrzano

Contenido

Historia del control

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Control moderno

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Planta de Hidrocarburos

Tipos de control

Control manual: valor de la seal de control decidida por un operador.

Control automtico: valor de la seal de control es generada automticamente por un algoritmo de control

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Sistema

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Sistemas de instrumentacin

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Diagrama de bloques de un sistema de control tpico

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Elemento de control Planta

Error

Variable manipulada

Perturbacin

Salida

Elementos de retroalimentacin

Entradadereferencia

Seal deretroalimentacin

Variable controlada

Ejemplo

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Calefaccin, EnfriamientoMezclaFundicinSeparacin, DestilacinLlenado y vaciadoEvaporacinCoccinTransporteVelocidadesetc

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Ejemplos de Control en lazo abiertoAgua: temperatura, presin,

Detergente: cantidad,

Ropa: Cantidad, color,grado suciedad,...

Seleccinprograma

Seleccint. ciclos

ControladorManual

Cruce SemaforizadoLavadora

Trafico: Cantidad, origen,destino,

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Sensores:Humedad, temperatura,

Sensores:Nivel, llama,

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Instrumentacin aplicada al control

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TT-A1-2 Transmisor de

Temperatura del rea A1,

Instrumento 2FRC-10-2

Controlador Registrador de

Flujo del rea 10, Instrumento 2

FT-12-1 Transmisor de

Flujo del rea 12, Instrumento 1.

PDI-10-1 Indicador de

Presin Diferencial del

rea 10, Instrumento 1.

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ZONA PRINCIPAL

SALA DE CONTROL)

ZONA SECUNDARIA

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EN CAMPO) NO ACCESIBLE

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Vlvula Manual

Vlvula ControlNeumtica

Vlvula ControlMotorizada

Vlvula Solenoide

Bomba Elctrica

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CONEXIN AL PROCESO

O ENLACE MECANICO

NEUMATICA (PRESIN

AIRE)

-

HIDRAULICA (PRESIN ACEITE)

ELECTRICA (ELECTRONICO) ELECTROMAGNETICA

( INALAMBRICO)

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Vapor

Vlvula

Intercambiador de calor

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Temperatura

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PV-01-1

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PC

S-7

MEDIDOR (TRANSMISOR DE

PRESIN)

CONVERTIDOR (CORRIENTE A

PRESIN)

VALVULA NEUMATICA PARA CONTROL DE

PRESIN

CONTROLADOR DE PRESIN

(ELECTRONICO)

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SP (VALOR DESEADO)

LNEA DISTRIBUCIN DE GAS

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Controlador no tiene potencia Implementa la decisin tomada por el controlador. La fuente de

energa comn puede ser elctrica, neumtica e hidrulica Elctricos: motores AC y DC, motores paso a paso, vlvulas de

control motoricas, solenoides, rels, entre otros. Hidrulicos y neumticos: vlvulas neumticas, pistones

hidrulicos y neumticos, motores hidrulicos y neumticos, etc

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Primer transmisor realiza la operacin , donde C esuna constante de proporcionalidad, y luego convertir estaoperacin en una seal de corriente estandarizada (4 a 20 mA).

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Ejemplos de sistemas

Saln de clases


Vehculo


Cuerpo humano Temperatura frecuencia cardiaca humedad de la piel

Sistemas biolgicos Nivel de poblaciones

temas biomdicos Nivel de insulina Control de anestesia,

Sistemas econmicos Bolsa ,

Otros ejemplos de sistemas

Telefona mvil Terminal (control de potencia de emisin) Control de la red y trfico Control de antenas

Telefona fija Control de redes Control en centralitas

Control a travs de redes

Control de posicin en robots manipuladores

Sistemas de equilibrio

Robots

En el rea de la robtica, el controljuega un papel central:

Por ejemplo en la foto se presentaun robot caminador diseado porHonda, en donde el controlautomtico de balance del robot paraque este guarde el equilibrioy no se caiga

Industria aero-espacial

Misiles

Los misiles son pioneros en laaplicacin del control automtico:El control automtico se usapara controlar la trayectoriapredefinida a seguir, al igual quela velocidad, y a la vez comocontrarrestar las rfagas de vientoy de esta forma poder dar en elblanco propuesto.

Vehculos Espaciales

En los vuelos espaciales, los sistemasde control son de gran utilidad:Sirven para que el vehculo

siga fielmente la trayectoria(hiperblica) deseada de vuelo,la velocidad de escape necesariapara vencer la fuerza degravedad, y a la vez, contrarrestar el efecto del viento sobre elvehculo espacial.

Industria automotriz

En la industria automotriz, el control automtico est jugando unpapel muy importante que marca los avances de la tecnologaautomotriz:El control automtico se usa en la inyeccin electrnica decombustibles, frenos abs, bolsas de aire, control de velocidad decrucero, entre otros.

Planta piloto

Secadero industrial

Planta solar (generacin de fro)

Planta solar

Ahorro de energa

Los motores elctricos en la industria son los principales consumidores de energa endonde el control automticojuega de nuevo un papel importante:El control automtico puede minimizar de manera optima los consumos de energa de los motores elctricos, adems demantener sus velocidades constante sin importar las variaciones de la cargas que estn soportando.

Reactor Nuclear

Ejemplo de sistemas controlados

Procesos de primer orden

Procesos de Segundo Orden

Procesos integrales - tiempo Muerto

Procesos de Orden Superior

Ejemplo

Fenmeno fsico

Sensor

Variable delproceso

Seal

Acon. de

seal

Proceso

temperatura

presin

caudal

nivel

pH

peso

corriente

tensin

radiacin

Sensor/

transductor

Seal

elctrica

Transformadas de Laplace

Algebra matricial

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