PRACTICAS DE LABORATORIO

INTRODUCCION

Como tal en las siguientes prácticas que se estarán a punto de ver son sistemas de control

básicos donde se intercambiara tanto la información entre computadora y ser humano, donde

el proceso se realiza de forma manual y utilizando la computadora.

La utilización de módulos será el factor determinante en el proceso de control que se realizara,

tal es el caso que se hará la utilización de una UNIDAD DE CONTROL DE PROCESOS (UCP) de la

empresa EDIBON el cual nos permitirá hacer la utilización de sensores y distintos dispositivos

que permitirán realizar dispositivos que nos permitirán realizar los diferentes procesos que nos

pedirán realizar las practicas.

UCP o Unidad de Control de Procesos que como tal es un módulo a partir del cual

nosotros podemos realizar diferentes prácticas en las cuales se verán diferentes procesos tanto

desde el control de caudal, presión y temperatura, en nuestro caso de las practicas nosotros

haremos la utilización del módulo de control de proceso de caudal, para lo cual utilizaremos los

siguiente:

UNIDAD BASE

TARJETA DE ADQUISION DE DATOS

SET DE CONTROL DE PROCESOS DE CAUDAL

SET DE CONTROL DE PROCESOS DE NIVEL

Ahora bien, que vimos los componentes del módulo que se harán uso para el control de

procesos se pasa a ver cuál es el modulo que hará el proceso donde no intervenga la mano del

hombre, por lo tanto el módulo UCP viene con un Software donde en el cual se podrá realizar el

control desde la computadora, el Software tiene el siguiente aspecto.

La imagen nos muestra el aspecto del software que se utilizara donde se puede ver cuatro

aspectos importantes, que son: la utilización de sensores, una unidad de control, descripción

gráfica del módulo a estar utilizando y más importante la respuesta en el tiempo de los

diferentes procesos.

También cabe recalcar que el software consta también con un control PID donde se podrá

realizar análisis un poco más complejos.

En conclusión el módulo UCP para el control de distintos procesos será de una gran ayuda en

nuestras prácticas a realizar tanto en el tema practico y teórico ya que el alumno podrá adoptar

criterios acerca dela materia en la práctica misma.

PRIMERA PRACTICA

LAZOS DE CONTROL DE CAUDAL (MANUAL)

INTRODUCCION

En el proceso de realizar el control de caudal de forma manual se hará la utilización solo de la

parte física y por parte del software en la computadora, en los cuales se podrá censar el flujo de

agua que hará una variación en el nivel de agua.

La utilización de los aspectos físicos tanto como del software será importantes, ya que por la

parte física se podrá apreciar como varia el nivel de agua dependiendo al flujo que nosotros

estamos controlando, ahora a partir del software nosotros podremos ver de forma gráfica

como está variando el caudal y por lo tanto nuestra practica estará realizada.

El diagrama de bloques que rige nuestro sistema quedara de la siguiente forma:

En este diagrama de bloques del sistema de control a realizar contara con cuatro aspectos

importantes:

Un controlador – Válvula en el sistema físico o a partir del software de la computadora con el

cual el cual controlamos el caudal.

Actuador – Nuestro brazo humano será el actuador con el cual nosotros haremos el proceso de

hacer variar los dichos valores de control.

Proceso – Realización del control de caudal en el sistema.

Sensor – Sensor de caudal que se lo puede ver tanto físico como gráficamente en un software.

PRACTICA A REALIZAR

OBJETIVOS

El objetivo de este experimento es el control de caudal que circula por una conducción de agua

mediante un procedimiento manual. Entendemos que el control manual viene dado por :

− Regulación manual de la válvula regulable colocada debajo del caudalímetro de área.

− Control manual de los elementos dispuestos en el equipo; válvula motorizada,

electróvalvulas, etc.

CONTROLADOR ACTUADOR PROCESO SENSOR

MATERIAL REQUERIDO

Para la realización de esta práctica se requiere:

− UCP-C

− Agua

− Software SACED.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1.- Conecte la interface del equipo y ejecute el programa SACED UCP-C.

2.- Dentro del programa, seleccione la opción Configuración y conecte la bomba 1.

3.- En la regulación manual (ausencia de controlador) el caudal puede regularse

mediante la válvula regulable manual VR1, colocada en la parte inferior del

caudalímetro. Varíe la posición de ésta y observe el ajuste del caudal en función de su

posición.

4.- Seleccione la opción “Control Manual” del software suministrado con el equipo.

5.- Conecte la bomba 1 y varíe la posición de la válvula motorizada mediante la barra

deslizante ó el comando asociado a esta acción. Compruebe como una posición fija, el

caudal queda regulado.

6.- Varíe la posición de la válvula y repita los valores para observar la reproducibilidad

del control del caudal.

7.- Utilice los controles dispuestos en el software para el control de las electroválvulas

EV1 y el encendido y apagado de la bomba. Observe cómo un encendido y apagado de

la misma también produce un control del caudal del líquido

CONCLUSIONES

En la practica como tal se pudo ver la utilizacion de un proceso de control, en nuestro caso el

caudal, medio por el cual tambien se pudo definir cuales fueron los factores que compusieron

la realizacion de la practica tanto asi que se pudo realizar un diagrama de bloques indicando

que cosas estaban participando en el sistema, como tambien se vio como se realizaba el control

de forma manual y se lo podia ver mendiante un software.

SEGUNDA PRACTICA

LAZO DE CONTROL DE CAUDAL (TODO/NADA) – (ON/OFF)

INTRODUCCION

En el siguiente practico realizaremos lo que talvez se realiza muchas veces en sistemas de

control de procesos, tales son los sistemas de apagado y encendido (ON/OFF) o más conocidos

como los limitadores de nivel de control, los cuales funcionan a partir de limitar dos niveles de

los que uno define dichos niveles y a partir de esto ver si se produce algún perturbación entre

estos dos niveles. El análisis del proceso se lo hará a partir de un control de lazo cerrado donde

el sensor tomara los valores y retroalimentara al sistema cada momento produciendo los dos

niveles requeridos.

Diagrama de bloques que rige el sistema:

En este diagrama de bloques del sistema de control a realizar contara con cuatro aspectos

importantes:

Un controlador – Válvula en el sistema físico o a partir del software de la computadora con el

cual el cual controlamos el caudal.

Actuador – Nuestro brazo humano y a la vez el computador será el actuador con el cual

nosotros haremos el proceso de hacer variar los dichos valores de control y como también

limitarlos.

Proceso – Realización del control ON/OFF en el sistema.

Sensor – Sensor de caudal que se lo puede ver tanto físico como gráficamente en un software.

Resultado que se quiere obtener:

CONTROLADOR ACTUADOR PROCESO

SENSOR

PRACTICA A REALIZAR

OBJETIVOS

El objetivo de esta práctica es realizar un control de lazo cerrado mediante un controlador de

Todo / Nada. Para ello, el alumno seleccionará un valor deseado para el caudal y el controlador

ajustará este control mediante el cierre y apertura de la válvula de solenoide AVS-1.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1.- Conecte la interface del equipo y el software de control.

2.- Seleccione la opción de control todo / nada.

3.- Mediante un doble clic sobre el control todo / nada, seleccione el caudal deseado.

Por defecto viene determinado un caudal, una tolerancia y un tiempo de actuación. El

control todo/nada permite que sus alumnos jueguen con estos parámetros y puedan ver

las influencias de cada uno de ellos.

CONCLUSION

Como tal los resultados obtenidos con el control TODO/NADA sobre la variable de control de

caudal se puede afirmar que no es la mas adecuada ya que la respuesta a las variaaciones son

muy rapidas y estas se producen con pequeñas perturbaciones, ahora solo con valores

pequeños en los tiempos de activacion y la tolerancia podemos obtener un control de caudal al

valor de consigna.

TERCERA PRACTICA

LAZOS DE CONTROL DE CAUDAL (PROPORCIONAL)

INTRODUCCION

Para la siguiente practica se hará la realización de un control de proceso a partir de un

PID un controlador PROPORCIONAL INTEGRADO – DERIVATIVO, como tal el control se lo

realizara de tal forma que nosotros podamos ver la respuesta en el tiempo, y como tal vemos la

ganancia proporcional con la cual nosotros podemos ir variando la misma. Cabe recalcar que

los PIDs también tienen otros usos dentro del control de procesos ya que en otras prácticas se

podrá ver como corrigen los sobre picos de tensión y estabilidad de sistemas. El análisis se lo

hará a partir de un lazo cerrado

Resultados gráficos a obtener del control por PID

CONTROLADOR ACTUADOR PROCESO

SENSOR

Diagrama del control PID

PRACTICA A REALIZAR

OBJETIVOS

Esta configuración permite estudiar la dinámica del sistema y la respuesta a las acciones

de control en lazo cerrado. El objeto de los experimentos es regular la variable de consigna

(caudal) mediante el empleo de controladores que operan automáticamente sobre el elemento

final del lazo (válvulas de control).

Se puede controlar el caudal en el tanque mediante un sensor y un controlador

configurado para salida proporcional al actuador sin las oscilaciones típicas del control

todo/nada. Se puede estudiar la respuesta del lazo de control frente a perturbaciones en las

variables del proceso (flujo de efluente) o variaciones en el punto de consigna (el caudal se

cambia fijando diferentes puntos de consigna).

Modificando el punto de consigna de forma remota se pueden observar los cambios de

caudal oscilando sobre el nuevo valor. Se puede dar el caso de que no se alcance el punto de

consigna si el rango del actuador (variable manipulada) no es suficiente para controlar las

perturbaciones o los cambios en el punto de consigna, de modo que se estabilizará sólo hasta el

máximo que permita el agua disponible. En nuestro caso, la variable manipulada es el flujo de

agua que pasa a través de una válvula motorizada manejada automáticamente desde el

controlador (señal de 010V), mediante acciones superpuestas de tipo proporcional, integral y

derivativo.

MATERIAL REQUERIDO

Para la realización de la práctica se requiere:

− UCP-F

− Software de Control y Adquisición.

− Agua.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1.- Conecte la Interface y ejecute el software de control.

2.- Seleccione la Opción “Control PID” de la pantalla de captura.

3.- Seleccione un valor de Consigna, un tipo de controlador PID (Posición y Velocidad) y una

constante proporcional.

4.- Indique un valor de 0 para la actuación integral y derivativa. En este experimento queremos

observar los efectos de una acción proporcional

5.- Active el controlador PID , salga y almacene los valores. Observará que la válvula

motorizada comienza a actuar.

6.- Conecte la bomba 1.

7.- El controlador modificará la posición de la AVP (Válvula Proporcional) para ajustar el

caudal al valor de consigna.

CONCLUSION

En la práctica se pudo ver la gran aporte que tiene el utilizar controles PIDs donde estos son

factores fundamentales donde a partir de estos se pueden realizar correcciones tanto

estabilidad, ganancia y sobre picos de tensión.