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Tema 1-unidad-3

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UNIDAD 3 GRUPO ERP ICI

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Tema 1-unidad-3

  1. 1. Universidad de Oriente Núcleo de Monagas Departamento de Ingeniería de Sistemas Curso Especial de Grado - Área: ACPI Instrumentación y Control Industrial. Controladores, definición y tipos. Unidad III: Aplicaciones de control. Profesor: Bachilleres: Ing. Edgar Goncalves Pinto, Rosmar C.I 20.404.889 Rodríguez, Mario C.I 19.875.930 Equipo ERP Maturín, Febrero de 2016
  2. 2. ÍNDICE INTRODUCCIÓN ...........................................................................................................................................................1 MARCO TEÓRICO........................................................................................................................................................2 1. Control.........................................................................................................................................................2 2. Controlador.................................................................................................................................................2 3. Ventajas ydesventajasde uncontrolador en unsistema de control...........................................2 4. Tiposdecontroladores............................................................................................................................3 5. Tiposdecontroladoressegúnsu variable..........................................................................................3 5.1 Controladores de Presión.........................................................................................................................3 5.2 Controladores de Temperatura..............................................................................................................4 5.3 Controlador deNivel................................................................................................................................4 5.4 Controlador de Flujo.................................................................................................................................5 5.5 Controlador de Velocidad.......................................................................................................................5 5.6 Controlador de Posición..........................................................................................................................6 DISCUSIÓN.......................................................................................................................................................................7 CONCLUSION.................................................................................................................................................................9 REFERENCIAS..............................................................................................................................................................10
  3. 3. 1 INTRODUCCIÓN Antiguamente en el área de la regulación y control eran los operarios los que, manualmente, realizaban las modificaciones que su experiencia y buen criterio aconsejaban, para mantener la variable de salida controlada, para alcanzar los resultados finales deseados. Hoy en día, en las aplicaciones industriales, se utilizan los ordenadores como elemento de control. El regulador o controlador constituye el elemento básico de un sistema de control, ya que determina su comportamiento, condicionando la acción de los actuadores en función de la señal de error obtenida. En torno a esto, el estudio de los controladores y sus tipos será definido en la siguiente investigación, aunado a esto se utilizara toda la información contenida para obtener un análisis de modo que permita realizar la aplicabilidad del tema con respecto a nuestra propuesta de investigación
  4. 4. 2 MARCO TEÓRICO Antes de entrar en materia en lo que concierne al tema de controladores, es necesario conocer el término control. 1. Control Significa mantener una variable controlada dentro de ciertos rangos previamente establecidos. Esta es precisamente la función del controlador. 2. Controlador Los controladores son los instrumentos diseñados para detectar y corregir los errores producidos al comparar y computar el valor de referencia o “set point”, con el valor medido del parámetro más importante a controlar en un proceso. Se puede esquematizar como un manual de instrucciones que le indica cómo debe controlar y comunicarse con un dispositivo en particular. Este manipula la entrada al sistema para obtener el efecto deseado en la salida del sistema (retroalimentación). La retroalimentación puede ser negativa (regulación autocompensatoria) o positiva (efecto "bola de nieve" o "círculo vicioso"). Es de gran importancia en el estudio de la ecología trófica y de poblaciones. 3. Ventajas ydesventajas de un controlador enun sistema de control Ventajas  Potencialidad: Realización de acciones de control de elevada complejidad.  Control multivariable: Es capaz de controlar simultáneamente varios procesos o varias variables de un mismo proceso.  Flexibilidad: Fácil cambio de estrategias de control, modificando o sustituyendo el programa. Precisión: Es capaz de presentar un margen de precisión tan fino como se necesite.  Inmunidad: Al actuar con señales digitales, éstas son inmunes al ruido y a las distorsiones, pudiendo regenerarse en caso de ser necesario.  Versatilidad: Además de la propia función de control puede desempeñar otras simultáneamente, estadísticas, informes, emisión de alarmas. Desventajas  Fallo en el sistema paraliza todo el proceso, así como el que para controlar sistemas sencillos se necesita elementos desoftware yhardware sofisticados.
  5. 5. 3  Otra desventaja significativa, es que a día de hoy el precio de este tipo de controladores es bastante superior a los controladores continuos, aunque el precio se reduce día a día de forma exponencial. 4. Tipos de controladores El tipo de control puede ser de tres tipos:  Analógico  Digital  Híbrido En función del tipo de la señal que use el detector de error, en caso de ser un sistema en bucle cerrado, o en el regulador en caso de ser un sistema en bucle abierto. Vamos a ver cada uno: Controles o computadores analógicos: Las variables están representadas por ecuaciones con cantidades físicas continuas. El proceso directo de la señal analógica está ligado al uso de amplificadores operacionales ysus propiedades. Controladores o computadores digitales: Funcionan con variables discontinuas codificadas, son utilizados generalmente para la resolución de problemas referidos al funcionamiento óptimo global de una planta industrial, la toma de decisiones es una función inherente a los controladores digitales. Controladores o computadores analógico-digitales: Son los denominados controladores híbridos, los controles de funcionamiento más sofisticados suelen ser de este tipo, ya que es probable que tengan que procesar diversas señales de ambos tipos. Las ventajas más significativas de los controladores digitales ante a los analógicos son: Los controladores digitales pueden realizar cálculos muy complejos a una velocidad muy alta y con el grado de exactitud que se necesite, con un coste relativamente reducido, mientras que en los analógicos el coste aumenta rápidamente ante la complejidad de los cálculos si se requiere una elevada exactitud y no es posible alcanzar la misma velocidad de resolución. 5. Tipos de controladores segúnsuvariable Existen varios tipos de controladores, dependiendo del tipo de variable que se busque controlar se dividen en: 5.1 Controladores de Presión Consiste en un elemento primario (tubo Bourdón o fuelle) que conectado a la presión que se desea controlar, la transforma a través de un mecanismo mecánico-neumático a una señal neumática de control. Esta señal es amplificada en caudal ypresión por un piloto que produce la señal de salida.
  6. 6. 4 Los controladores de presión son dispositivos que permiten reducir la presión de un fluido en una red. El más sencillo consiste en un estrangulamiento en el conducto que produce que produce una pérdida de carga y de presión para reducir la presión; ejemplo, válvula medio cerrada. Figura 1.Controlador de Presión 5.2 Controladores de Temperatura El controlador de temperatura es un dispositivo con el cual se establece la temperatura que se desea de un medio ambiente, con este dispositivo se monitorea la temperatura, y se produce una orden de cambio de ésta misma, que se hace mediante un control inalámbrico o una computadora, en ambos controles (computadora y control inalámbrico) se observa en todo momento la temperatura actual. Hay tres tipos básicos de controles: controlador PID, ON/OFF y proporcional. Dependiendo del sistema a ser controlado, el operador será capaz de utilizar uno uotro tipo para controlar el proceso. Figura 2.Controlador de temperatura. 5.3 Controlador de Nivel Los controles de nivelson dispositivos o estructuras hidráulicas cuya finalidad es la de garantizar el nivel del agua en un rango devariación preestablecido.
  7. 7. 5 Figura 3.Controlador de Nivel. 5.4 Controlador de Flujo Las válvulas de control de flujo se usan para regular o controlar el flujo de un líquido a través de un sistema. Por lo general, ese sistema es industrial o tiene un propósito industrial. Una refinería de gas o planta de agua residual utilizará muchas válvulas de control de flujo para mantener el flujo de agua y compuestos químicos bajo control. El controlador de flujo está diseñado para industrias petroquímica, depetróleoy gas, química, agua y aire acondicionado (HVAC), posee detección de flujo, sistemas de refrigeración, protección de la bomba, control de lubricación y alarma de cavitación. Figura 4.Controlador de Flujo. 5.5 Controlador de Velocidad También conocido comoregulador de velocidad o autocrucero es un sistema que controla de forma automática el factor de movimiento de unvehículode motor. El conductor configura la velocidad y el sistema controlará laválvula de aceleraciónodel vehículo para mantener la velocidad de forma continua. El controlador de velocidad tiene por misión regular la velocidad máxima y mínima (principalmente) que el motor puede alcanzar cuando decrece su par resistente o cuando trabaja en vacío, actuando sobre la cremallera que regula la dosificación de combustible a inyectar en los cilindros del motor.
  8. 8. 6 Figura 5Controlador de Velocidad. 5.6 Controlador de Posición Los reguladores de posición comparan el valor real de la posición de la cinta con el valor nominal prescrito yenvían la señal decorrección correspondiente al actuador. Figura 6.Controlador de Posición. 5.7 Controlador de Corriente Uncontrolador o regulador de tensióno también llamadoregulador de voltajees un dispositivoelectrónicodiseñado para mantener un nivel detensión constante. Los controladores de corriente se usan para controlar la potencia en cargas que requieren cualquier tipo de corriente (alterna o continua) para operar: motores, resistencias, etc. Se usan en hornos industriales, hornos de inducción, control de iluminación, control de reactivos, relés de estado sólido, arranque y control de velocidad de motores de inducción, entre otros. Figura 7.Controlador de corriente.
  9. 9. 7 DISCUSIÓN Si bien es cierto, el control permite tener una variable controlada de acuerdo a los rangos que se tienen establecidos, esto varía de acuerdo al tipo de sistema que se posee, sea en el ámbito industrial o en pequeños sectores donde se requiera mantener una determinada revisión omonitoreo. En este sentido, los controladores son de gran importancia en un sistema de control, ya que este constituye el elemento básico del mismo, determina el comportamiento de la variable y a su vez condiciona la acción que será emitida por el actuador en función de la señal deerror. Dependiendo del tipo de variable que se requiera controlar, se utilizara un tipo de controlador diferente, esto a su vez permite trabajar con mejor eficiencia, ya que el control sobre la variable se da de manera oportuna y especifica. Entre ellos, anteriormente mencionados, el de temperatura, presión, posición, nivel, corriente, flujo y velocidad. Ahora bien, en lo que se refiere a nuestra propuesta que está basada en, Diseño de un sistema de Control, Supervisión y Monitoreo para Automatizar Ambiente Inicial de Pollos de Engorde en su Primera Fase de Crecimiento. Sector Avícola Venezolano. La necesidad de nuevos tipos de control ambiental surge debido al mayor desarrollo de las aves genéticamente mejoradas y mejor alimentadas. De toda esta tipología de controladores nombrados solo serán aplicadas las siguientes:  Controlador de temperatura: teniendo como finalidad regular la temperatura la cual debe ser la adecuada para mantener a los pollos bebé en conciliación con el ambiente requerido en sus primeros días de crecimiento, la cual debe oscilar entre los 35°C será necesario poseer dicho controlador de modo que se pueda mantener monitoreado y que con otros instrumentos de control se autorregule.  Controladores de presión: En vista de que contaremos con un sistema suministro de agua automatizado para las crías, será necesario contar con un controlador de presión, de tal forma que reduzca o aumente la presión del flujo de agua que sea aprovisionado a los mismos durante los primeros días de crecimiento.  Controladores de flujo: El mismo se utilizará con la intención de controlar el flujo de líquido que pase por el sistema de suministro de agua para los pollos bebé. Garantizando que la misma sea correspondida a las horas pertinentes durante su proceso de desarrollo.  Controladores de nivel: Estos también tendrán lugar en la aplicabilidad de nuestra propuesta, ya que se pretende contar con un sensor de nivel que indique la capacidad y alarme cuando tenga la capacidad mínima para el posterior suministro de comida y agua y sea necesario llenar
  10. 10. 8 respectivamente. Entonces con un controlador de nivel van a proporcionar la información necesaria para realizar la ejecución pertinente.  Controlador de posición: Para el caso bajo estudio, la implementación del mismo será necesario, debido a que, se necesitara mantener controlada la posición de los comederos y bebederos, al igual que los calentadores que van a proveer a las crías durante su proceso de desarrollo, las características adecuadas para su posterior salida. Todos estos van a ir variando de acuerdo al progreso y a la evolución de la cría.  Controlador de corriente: Estos tipos de controladores, van a ser utilizados para proporcionar mayor seguridad de control en lo que se refiere a la alimentación de corriente de todos los elementos encontrados y del galpón como tal. Permitiendo aportar información acerca de las diferentes variables de corriente que se puedan presentar. En este sentido todos estos controladores van a servir para regular y constatar la información que será requerida para poseer mayor confidencialidad y certeza al momento de presentarse un cambio en cualquier variable que se tenga presente.
  11. 11. 9 CONCLUSION  Los controladores permiten mejorar la respuesta de un sistema, por esta y otras razones son de mucha importancia para cualquier proceso, aunque esta respuesta no siempre sea óptima. Las reglas de ajuste propuestas, presentan una forma de obtener los parámetros del controlador, siempre y cuando tenga un modelo matemático del sistema. Un controlador permite que la respuesta de un sistema pueda llegar a tener un error nulo.  Por otra parte, los diferentes tipos de controladores permiten en su área específica regular las diversas variables, como lo son temperatura, presión, nivel, corriente, flujo, velocidad y posición.  De este mismo modo, estos tipos de controladores existentes, para efectos de nuestra propuesta de investigación tienen la usabilidad para cada aspecto del área que se desea abarcar.
  12. 12. 10 REFERENCIAS  Controladores y tipos. Consultada el 18 de febrero de 2016 desde: http://e- ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/4750/4926/html/index.html  Controladores. Consultado el 18 de febrero de 2016 desde:  http://www.galeon.com/machver/CONTROLPROC_I/1BASICASCONTROL.pdf  Tipos de control. Consultado el 19 de febrero de 2016 desde: http://agrega.juntadeandalucia.es/repositorio/03022011/47/es- an_2011020313_9094443/TI2_U4_T2_Contenidos_v01.pdf  Controlador de nivel. Consultado el 20 de febrero de 2016 desde: https://es.wikipedia.org/wiki/Control_de_nivel  Controlador de posición tomado el día 20 de febrero de 2016 desde: http://www.erhardt- leimer.com/index/Mexico/Regulador+de+posici%C3%B3n--3111.html

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