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TIPOS DE CONTROL
TIPOS
• Controladores
• Tipos de control • Controles o computadores analógicos:
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•Controladores computadores analógicodigitales. • Las ventajas más significativas de los controladores digitales ante los analógicos
• Tipos de controladores
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Cristian Ghassibe Editor Adjunto Andreina Betancourt Diseñadora gráfica Andreina Betancourt Producción: Andreina Betancourt Cristian Ghassibe © EDITORIAL CAM, C.A
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Año 3, Nº 3.Curso Especial de Grado. III- Cohorte: Automatización y Control de Sistemas Industriales. Instrumentación y control Industrial Todos los derechos reservados. 2015.
Maturín, Abril de 2015
Nota Editorial CAM es una revista académica concebida dentro el curso especial de grado “Automatización y control de procesos Industriales”, de la especialidad de Ingeniería de Sistemas, en la Universidad de Oriente, Núcleo Monagas. En esta segunda edición dedicada al seminario de Instrumentación y Control Industrial y te presentamos
los aspectos mas importantes referente a los controladores y tipos de controladores, ejemplos de algunos de ellos. Esperamos que este segundo material sea del agrado de todos los lectores, y los invitamos a seguir de cerca nuestras próximas publicaciones, como parte de nuestro paso por este curso especial de grado. Los editores.
Introducción a los controladores En muchos procesos industriales la función de control es realizada por un operario (ser humano), este operario es el que decide cuando y como manipular las variables de modo tal que se obtenga una cadena productiva Continua y eficiente. 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. El controlador es el elemento que permite comparar la variable controlada con el valor deseado. Dependiendo del tipo de variable que se requiera controlar, se utilizara un tipo de controlador diferente, como lo son: controladores de temperatura, de presión, de nivel, de flujo, de posición, entre otros. -1-
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Los controladores comparan la variable controlada (presión, nivel, temperatura) con un valor deseado y ejercen una acción correctiva de acuerdo con la desviación. La variable controlada la pueden recibir directamente como controladores locales o bien indirectamente en forma de señal neumática, electrónica o digital procedente de un transmisor. Los controladores pueden estar en un armario de control (a varios metros del equipo de medida) en la sala de control (a decenas de metros) o en otro edificio (a centenares de metros). El controlador es una componente del sistema de control que detecta los desvíos existentes entre el valor medido por un sensor y el valor deseado “set-point”, programado por un operador; emitiendo una señal de corrección hacia el actuador.
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Tipos de Control El tipo de control puede ser de tres tipos: analógico, digital e 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 y sus propiedades.
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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 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. Los controladores digitales son mucho más versátiles, simplemente cambiando el programa de aplicación, se pueden modificar absolutamente las operaciones a realizar.
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Existen varios tipos de controladores, dependiendo del tipo de variable que se busque controlar se dividen en:
CONTROLADORES DE PRESIÓN Los controladores de presión son aparatos de control de flujo diseñados para mantener una presión constante de los mismos, independientemente de las variaciones de presión a la entrada o los cambios de requerimientos de flujo. Estos deben ser capaces de mantener la presión, sin afectarse por cambios en las condiciones operativas del proceso para el cual trabaja. Los controladores de presión tienen la misión de mantener constante la presión de trabajo con independencia de las variaciones de presión de la red general. -4-
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Qué es un controlador de temperatura? Como el nombre indica, un Controlador de temperatura es un instrumento usado para el control de la temperatura. El controlador de temperatura tiene una entrada procedente de un sensor de temperatura y tiene una salida que está conectada a un elemento de control tal como un calentador o ventilador.
¿Cuáles son los diferentes tipos de controlador de temperatura? 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 u otro tipo para controlar el proceso. -5-
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Los controles de nivel Los controles de nivel son dispositivos o estructuras hidráulicas cuya finalidad es la de garantizar el nivel del agua en un rango de variación preestablecido. Existen algunas diferencias en la concepción de los controles de nivel, según se trate de: canales; plantas de tratamientos, tanques de almacenamiento de agua o un embalse.
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Los controles 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, de petróleo y 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.
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Los controladores de velocidad También conocido como regulador de velocidad o autocrucero es un sistema que controla de forma automática el factor de movimiento de un vehículo de motor. El conductor configura la velocidad y el sistema controlará la válvula de aceleración o del 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.
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Los controladores de posición Los reguladores de posición comparan el valor real de la posición de la cinta con el valor nominal prescrito y envían la señal de corrección correspondiente al actuador.
Los controladores de corriente Un controlador o regulador de tensión o también llamado regulador de voltaje es un dispositivo electrónico diseñado para mantener un nivel de tensión 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. -9-
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PARA CONCLUIR Los controladores comparan la variable controlada (presión, nivel, temperatura) con un valor deseado y ejercen una acción correctiva de acuerdo con la desviación. El regulador o controlador constituye el elemento básico de un sistema de control. Llegaron a la industria para facilitar el trabajo de los operadores de control. Existen diferentes tipos de controladores, cada uno depende de la variable que se quiera controlar.
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REFERENCIAS Cortés, M. y Garibay R. (sin fecha). Tipos de Controladores. [Documento en Línea]. Consultado el 12 de abril de 2015 en: http://www.biblioteca.upibi.ipn.mx/Archivos/Material%20Didactico/Apuntes%20para%20la%20a signatura%20de%20instrumentaci%C3%B3n%20y%20control/cap4.pdf Creus, A. (2011). Instrumentación Industrial (8va Edición) [Libro en Línea]. Consultado el 22 de marzo de 2015 en: http://www.freelibros.org/ingenieria-industrial/instrumentacion-industrial8vaedicion-antonio-creus-sole.html Martínez, E. (2013). CONTROLADORES AUTOMATICOS. [Documento en Línea]. Consultado el 12 de abril de 2015 en: http://es.slideshare.net/martinezeduardo/controladores-teoria-de-control24587590 Sin nombre. (sin fecha). Tipos de Control. [Documento en Línea]. Consultado el 12 de abril de 2015 en: http://agrega.juntadeandalucia.es/repositorio/03022011/47/esan_2011020313_9094443/TI2_U4_T2_Contenidos_v01.pdf
http://es.omega.com/prodinfo/controladores-de-temperatura.html http://es.wikipedia.org/wiki/Regulador_de_tensi%C3%B3n
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