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INTRODUCCIN

Segn K. Ogata, un Sistema es () una combinacin de componentes que actan juntos y

realizan un objetivo determinado (). Un Sistema de Control tiene la finalidad de obtener

resultados deseados a travs de la manipulacin de las variables de control.

La Empresa italiana De Lorenzo S.p.A. se encarga del diseo, desarrollo y produccin de

equipos para la capacitacin tcnica y profesional en especialidades como Ingeniera Elctrica,

Electrnica Bsica, Electrnica de Potencia, Electrnica Industrial, Telecomunicaciones,

Neumtica, Hidrulica, Automatizacin, etc., y para el presente Informe, se trabaj con el

sistema de control DL 2314.

El sistema de control de procesos DL 2314 est compuesto de: un panel didctico, con un

depsito presurizado y un juego de sensores y actuadores de nivel, presin, temperatura y

flujo, y de un mdulo de control, que contiene los circuitos de interface para los sensores y

actuadores y circuitos de control ON/OFF, proporcional, integral y derivativo (PID).

En el presente Informe se manifestar la experiencia de trabajo de la Unidad Didctica 9

Control Proporcional Del Nivel Con Anillo Cerrado con el sistema de control segn la gua

utilizada (Unidad Control de Proceso y Transductores DL 2314, pginas 56 y 57).

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MTODOS Y MATERIALES UTILIZADOS

Metodologa

La metodologa para realizar cada actividad planteada en la gua ser el Descubrimiento

Guiado, con ayuda del Encargado del Laboratorio.

Materiales

Los materiales a utilizar son:

DL 2314

Multmetro Digital

Conjunto de Cables

Cronmetro

Entre los materiales no considerados estn los que se requieren para el trabajo en laboratorio

(esencialmente guardapolvo y guantes dielctricos).

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PROCEDIMIENTOS EXPERIMENTALES

El procedimiento para obtener resultados est basado en el Manual (pp. 56 y 57):

1) Conectar, mediante los cables, el casquillo 19 del LINEAR DRIVER al

casquillo 19 y el casquillo 20 al 20 (ficha 9.1 fig. 9.1).

2) Conectar el casquillo del SET POINT 1 al casquillo 18 del LINEAR

DRIVER (ficha 9.1 fig. 9.1)

3) Cerrar ligeramente la vlvula MAN VALVE (rotacin horaria).

4) Apretar el interruptor general (ON).

5) Regular le vlvula MAN VALVE de manera que se lea en el indicador

de flujo una capacidad de aprox. 20 litros/h.

6) Poner en OFF el interruptor general.

7) Nivelar el agua del depsito a 8 cm.

8) Quitar el cable del casquillo 18 del LINEAR DRIVER y del casquillo del

SET POINT 1 y poner en 0 V la manivela.

9) Conectar el casquillo 1 del Sensor de Nivel al casquillo 1 de la

respectiva interface y el casquillo 2 al casquillo 2 (ficha 9.1 fig. 9.1).

10) Conectar el casquillo del SET POINT 2 al casquillo 14 del regulador

PID y el casquillo 13 del interface de nivel al casquillo 13 del regulador

PID (ficha 9.1 fig. 9.1).

11) Introducir un terminal del voltmetro digital, preparado en corriente

continua, en el casquillo del SET POINT 2 y el otro en el casquillo de

masa.

12) Regular la tensin en el SET POINT 2 a 2 V.

13) Cambiar el terminal del voltmetro digital del casquillo del SET POINT

2 al casquillo 13 del regulador PID : el valor de tensin ledo tendr

que ser igual a 2 V; si la tensin tuviera un valor distinto, controlar

que el nivel del agua en el depsito est a 8 cm de altura, en caso

contrario calibrar el sensor segn los procedimientos indicados en la

Unidad Didctica 1.

14) Poner el terminal del voltmetro digital en el casquillo X5 del

regulador PID : el valor de tensin ledo tiene que ser igual a la

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diferencia entre la tensin aplicada en el casquillo 14 y la aplicada en

el casquillo 13 es decir 0 V.

15) Conectar el casquillo del SET POINT 1 al casquillo EXT del regulador

PID.

16) Introducir el terminal del voltmetro digital en el casquillo X5.

17) Regular la tensin del SET POINT 1 de manera que se pueda leer en

el voltmetro digital una tensin de 3 V : esta tensin representa la

amplitud del peldao de referencia que corresponde a un aumento

de 3 cm del nivel de agua.

18) Quitar de momento el cable del casquillo EXT del regulador PID.

19) Regular la manivela PROPORTIONAL al 25 %.

20) Conectar el casquillo 15 del regulador PID al casquillo 15 y el casquillo

18 al 18 del LINEAR DRIVER.

21) Poner el terminal del voltmetro digital en el casquillo 13 del regulador

PID : anotar en la tabla 9.1 el valor de tensin ledo (2 V).

22) Volver a introducir el cable en el casquillo EXT del regulador PID y

accionar contemporneamente el cronmetro.

23) Anotar en la tabla 9.1 el valor de tensin relevado cada 15 segundos

hasta el final del transitorio.

24) Poner el terminal del voltmetro digital en el casquillo X5 del

regulador PID : el valor ledo, que tiene que ser anotado, representa

el error de rgimen.

25) Quitar momentneamente el cable del casquillo EXT del regulador

PID.

26) Nivelar el agua en el depsito a 8 cm.

27) Poner el terminal del voltmetro digital en el casquillo 13 del regulador

PID : anotar en la tabla 9.1 el valor de tensin ledo (2 V).

28) Regular la manivela PROPORTIONAL al 50 % y repetir las operaciones

a partir del punto 22.

29) Repetir sucesivamente las operaciones con la manivela

PROPORTIONAL al 75 % y al 100 %.

30) Poner en OFF el interruptor general.

31) Trazar las curvas de la respuesta dinmica de anillo cerrado para cada

valor de la posicin de la manivela PROPORTIONAL.

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RESULTADOS

Luego de haber realizado los procedimientos indicador por el Manual del Sistema de Control, se obtienen los siguientes registros:

PRIMER REGISTRO:

TIEMPO 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390

KP=25%;

KI=25% 2 4.4 4.92 5.04 5.09 5.11 5.07 5.08 5.09 5.09 5.08 5.11 5.11 5.1 5.11 5.12 5.11 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.09 5.07 5.08 5.08

ALTURA 8 9,7 10,3 10,5 10,5 10,5 10,5 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6

0

1

2

3

4

5

6

0 45 90 135 180 225 270 315 360

Vo

ltaje

Grfico N 01

Voltaje vs. Tiempo

KP=25%; KI=25%

0

2

4

6

8

10

12

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

Vo

ltaje

Grfico N 02

Altura vs. Tiempo

ALTURA (CM)

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SEGUNDO REGISTRO:

TIEMPO 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390

KP=25%; KI=50% 2 4.32 4.73 4.83 4.88 4.89 4.92 4.94 4.99 4.87 4.98 4.99 5.01 5.01 5.01 5.02 5.02 5.02 5.04 5.03 5.03 5.04 5.05 5.05 5.05 5.06 5.05

ALTURA 8 9,7 10,1 10,2 10,3 10,3 10,3 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4

0

1

2

3

4

5

6

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

Vo

ltaje

Grfico N 03

Voltaje vs. Tiempo

KP=25%; KI=50%

0

2

4

6

8

10

12

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390

Vo

ltaje

Grfico N 04

Altura vs. Tiempo

ALTURA (CM)

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TERCER REGISTRO:

TIEMPO 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390

KP=25%; KI=75% 2 4.2 4.64 4.75 4.81 4.82 4.81 4.85 4.85 4.85 4.87 4.88 4.91 4.92 4.93 4.94 4.95 4.96 4.96 4.96 4.99 4.99 4.99 4.99 4.39 4.01 4.02

ALTURA 8 9,7 10 10,1 10,1 10,2 10,2 10,2 10,3 10,3 10,3 10,3 10,3 10,3 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4

0

1

2

3

4

5

6

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

Vo

ltaje

Grfico N 05

Voltaje vs. Tiempo

KP=25%; KI=75%

0

2

4

6

8

10

12

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390

Vo

ltaje

Grfico N 06

Altura vs. Tiempo

ALTURA (CM)

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CUARTO REGISTRO:

TIEMPO 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390

KP=25%;

KI=100% 2 4.16 4.67 4.74 4.77 4.8 4.82 4.82 4.81 4.83 4.86 4.86 4.88 4.89 4.91 4.91 4.92 4.92 4.93 4.95 4.97 4.98 4.98 4.99 4.98 4.98 4.98

ALTURA 8 9,7 10,1 10,1 10,2 10,2 10,2 10,3 10,3 10,3 10,3 10,3 10,3 10,3 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4

0

1

2

3

4

5

6

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

Vo

ltaje

Grfico N 07

Voltaje vs. Tiempo

KP=25%; KI=100%

0

2

4

6

8

10

12

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390

Vo

ltaje

Grfico N 08

Altura vs. Tiempo

ALTURA (CM)

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DISCUSIN DE RESULTADOS

En los diversos registros se evidenci la tendencia hacia la estabilidad. Inicialmente se calibr

el sistema dejando el nivel del agua en 8 cm., as como activando en el PID., a los correctores

PROPORTIONAL e INTEGRAL, que eran los encargados de estabilizar el flujo del agua hacia

el tanque.

Ilustracin 1 Configuracin del Sistema de Control

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Ilustracin 2 Nivel Inicial de Agua en el Tanque

Cuando se encenda el Sistema el nivel del agua empez a aumentar pero cada vez ms

lentamente, y se observ a travs del voltmetro que el voltaje del Sensor de Nivel del Agua

tenda hacia determinado valor, generalmente muy cerca a los 5.00 V.

La curvatura generada al plasmar los valores de voltaje y altura, cada uno con respecto al

tiempo, muestra una lnea creciente en el tiempo, con casi una expresin logartmica o de

raz, es decir, inicialmente tienden rpidamente al crecimiento para luego estabilizarse

alrededor de cierto valor. Para los cuatro casos fue muy similar el resultado, excepto en el

tiempo en el que los valores empezaban a estabilizarse.

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CONCLUSIONES

Con el presente Informe se concluye en que:

Los Sistemas de Control tienen por objetivo desempear determinada tarea buscando la

estabilidad en la misma.

Todo sistema elctrico siempre presenta fluctuaciones con respecto al voltaje, por lo que

es importante calibrar cada cierto periodo el sistema.

Se verific los efectos de la ganancia del anillo sobre la respuesta dinmica del sistema.