DISEÑO DE SISTEMA FOTOVOLTAICO

7/29/2019 DISEO DE SISTEMA FOTOVOLTAICO

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AO DE LA INVERSION PARA EL DESARROLLORURAL Y LA SEGURIDAD ALIMENTARIA

FACULTAD DE INGENIERAMECNICA ELCTRICA

CONTROL AUTOMTICO

ASIGNATURA:Castellano y Redaccin Tcnica

AUTORES :Eglin Walder Flores Daz --122038-C: Jorge Luis Hernndez Nez--124534-H

CICLO :2012-ll

DOCENTE :Dra. Miriam Valladolid Montenegro

LAMBAYEQUE 2013

Universidad Nacional

Pedro Ruiz Gallo


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DEDICATORIA

A mi maestra por su gran apoyo y motivacin para la culminacinde este trabajo, por haberme transmitidos los conocimientosobtenidos y haberme llevado pas a paso en el aprendizaje.


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NDICE

N PgPORTADA

DEDICATORIA

INTRODUCCIN......................................................................................

I.-INSTRUMENTACIN INDUSTRIAL........1.1-DEFINICIONES.

1.1.1-Campo de medida o rango (range)..1.1.2-Alcance (span)....................................................................1.1.3-Precisin (accuracy)1.1.4-Zona muerta (dead zone o dead band).

1.1.5-Sensibilidad (sensitivity)...1.1.6-Repetibilidad (repeatibility)..1.1.7-Histeresis (hysteresis)

1.2-CLASES DE INSTRUMENTOS

1.2.1-Isntrumentos ciegos1.2.2-Instrumentos indicadores

1.2.3-Instrumentos registradores1.2.4-Ilementos primarios1.2.5-Trasmisores... 1.2.6-Transductores..1.2.7-Receptores.. 1.2.8-Controladores... 1.2.9-Elemento final de control..


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II.-CONCEPTOS BSICOS DE CONTROL..

2.1-DEFINICIONES DE SISTEMA DE CONTROL..

2.2-TIPOS DE SISTEMA DE CONTROL..

2.2.1-Sistema de control de lazo abierto.2.2.2-Sistema de control de lazo cerrado

2.3-CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE CONTROL DE

ACUERDO A SUS APLICACIONES.2.3.1-Servomecanismos.2.3.2-Sistema de control secuencial...2.3.3-Control numrico..2.3.4-Control de procesos.

2.4-CARACERISTICAS DE UN SISTEMA DE CONTROL

2.4.1-Estabilidad..2.4.2Exactitud2.4.3-Velocidad de respuesta...2.4.4-Sensibilidad

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFA

ANEXOS


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INTRODUCCINLa monografa titulada: CONTROL AUTOMTICO

Trata sobre: los principales fundamentos tericos que se dan a explicardetalladamente que el controlador es un dispositivo responsable de elaborar laseal correctora que constantemente es enviada al elemento final del procesocon el fin de alcanzar ,restablecer y mantener las condiciones de regulacindeseada y cumpla con el objetivo del control propuesto.

Los captulos a tratar son:

PRIMER CAPTULO: INSTRUMENTACIN INDUSTRIALLos instrumentos de medicin y control son ampliamente utilizados enla industria. En generales, el porcentaje econmico que ocupan en lainversin de una planta de proceso vara desde un 5% en plantas depoca instrumentacin hasta un 10-15% mximo en plantasautomatizadas. De aqu que sea importante el que los instrumentos, entodas sus versiones (transmisores, registradores, controladores, vlvulasde control), estn continuamente en perfecto estado defuncionamiento, a fin de evitar paros parciales o totales en planta o dereducir al mximo el coste del mantenimiento. Los instrumentos

permiten garantizar la calidad de los productos terminados y aseguransu produccin masiva manteniendo una buena respetabilidad en suscaractersticas finales.

SEGUNDO CAPTULO: CONCEPTOS BSICOS DECONTROLEl objetivo de este curso es introducir al no especialista en los conceptos ytcnicas bsicas en control automtico e instrumentacin.

La importancia de esta investigacin es: una estrategia clavepara la mejora de la competitividad de la empresa y tambin para alcanzarobjetivos que de otro modo difcilmente podran conseguirse (precisin,seguridad, homogeneidad, etc.). La mejora de la competitividad se consigue, porejemplo, mediante: Reduccin de costes, Ahorro de tiempo, etc.

LOS AUTORES.


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PRIMER CAPTULO:

INSTRUMENTACIN INDUSTRIAL

1.1DEFINICIONESSe indica a continuacin la terminologa empleada en losinstrumentos de control siguiendo las sugerencias de la SAMA(Scientififc Apparatus Maker Asociation)

1.1.1 CAMPO DE MEDIDA O RANGO (Range): conjuntode valores de la variable medida que estncomprendidos dentro de los lmites superior einferior de la capacidad de medida o de transmisin

del instrumento. Ejemplo, sensor de temperaturaentre 50C a 300C.

1.1.2 ALCANCE (Span): es la diferencia algebraica entrelos valores superior e inferior del campo de medidadel instrumento. Del ejemplo anterior del sensor detemperatura el alcance ser:

Lmite superior=300CLmite inferior=50C

Entonces, Alcance (Span) = Lsup- Linf=250C

1.1.3 PRECISION (Accuracy):la precisin es la toleranciade medida o de transmisin del instrumento y definelos lmites de los errores cometidos cuando elinstrumento se emplea en condiciones normales defuncionamiento. Existen varias formas de cmoexpresar la precisin de un instrumento.

a. Tanto por ciento del alcance, que es la forma usualde expresar la precisin. Ejemplo, para uninstrumento de nivel cuyo rango es de 0 m a 10m ypara una lectura de 6m con una precisin de 1%, elvalor real del nivel estar comprendido entre:61%*(10-0/100)=60.1%.


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b. Directamente en unidades de la variable de medida.Ejemplo precisin de 0.1m

c.

Tanto por ciento de la lectura efectuada. Ejemplo:precisin de 1% de 100%, es decir, 1C

d. Tanto por ciento del valor mximo del campo demedida. Ejemplo: precisin de 0.5% de 200C, esdecir, 1C

Algunas veces los fabricantes de instrumentos especifican la precisin en todoel campo de medida del instrumento. Por ejemplo, un manmetro puede teneruna precisin de 1% en toda la escala y de0.5 % en la zona central.

ERRORSETPOINT

Fig1.2Lazo cerrado de regulacin

PROCESO

ELEMENTOFINAL DEL

CONTROLADOR

INDICADORO

REGISTADOR

ELEMENTO DE

TRANSMISIONELEMENTO

PRIMARIO DE

MEDIDA

CONTROLADOR

ENTRADA DEL

PRODUCTOSALIDA DEL

PRODUCTO


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1.2 CLASES DE INSTRUMENTOSSegn la funcin del instrumento podemos clasificarlos en los siguientes

1.2.1 INSTRUMENTOS CIEGOS: no tienen indicador visible dela variable.

1.2.2 INSTRUMENTOS INDICADORES:son aquellos que tienenun indicador ya sea este analgico o digital.

1.2.3 INSTRUMENTOS REGISTRADORES: pueden existir envarios tipos los registradores circulares (1 revolucin en 24horas), los rectangulares o alargados (normalmente tienenuna velocidad de20 mm/hora) y los registradores digitalesque por medio de un puerto serial se conecta a una

computadora.

1.2.4 ELEMENTOS PRIMARIOS: son aquellos que estn encontacto con la variable a medir.

1.2.5 TRANSMISORES: son todos aquellos que transmiten lavariable a distancia en forma de seal neumtica oelectrnica.

1.2.6 TRANSDUCTORES: son aquellos que modifican el tipo deseal de entrada. Son transductores un rel, un transmisor,un convertidor PP/I (presin de proceso a intensidad).Enesta clasificacin encontramos los convertidores P/I o I/P(seal neumtica de entrada a electrnica de salida oviceversa )

1.2.7 RECEPTORES: son aquellos que reciben la sealprocedente de los transmisores y la indican, registran ocontrolan.

1.2.8 CONTROLADORES: son aquellos que comparan la variablecontrolada con un valor deseado y ejerce una accincorrelativa de acuerdo con la desviacin.

1.2.9 ELEMENTO FINAL DE CONTROL: en este tipoencontramos los instrumentos que reciben la seal de losinstrumentos controladores y modifica el caudal del fluido oagente de control.


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SEGUNDO CAPTULO:

CONCEPTOS BSICOS DE CONTROLINTRODUCCIN:

El objetivo de este curso es introducir al no especialista en los conceptos ytcnicas bsicas en control automtico e instrumentacin.

2.1 DEFINICIONES DE SISTEMA DE CONTROL

Un proceso productivo o mquina, puede ser caracterizado, engeneral, por conjunto de atributos mensurables, un conjunto deparmetros susceptibles de ser modificados a voluntad y otroconjunto de parmetros sobre los cuales no existe posibilidad deaccin.

El proceso determina un interrelacin entre los conjuntos devariables, de tal manera que stas y sus relaciones es lo que Se

denomina "un Sistema".

Todo proceso productivo tiene asociado un objetivo, que determinaun patrn deseado de comportamiento de las variables.

Ejemplo1. En la figura 2.1, se muestra un sencillo sistema decalentamiento de agua, indicndose los conjuntos de variables yobjetivos del sistema.


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De la figura mostrada enumeremos cada uno de los atributos yparmetros que se necesitan:

Atributos Mensurables: Es decir todos aquellos atributos que sepueden medir para realizar un sistema de control de temperatura.

Volumen del agua. Temperatura del agua Temperatura ambiente Color del agua

Corriente por el calefactor

Etc.

Parmetros modificables: son todos aquellos parmetros que sepueden modificar por el hombre o por el sistema de controlpropuesto.

Corriente por el calefactor.


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Parmetros no modificables: Son aquellos parmetros que no Sepueden modificar ya sea por el hombre o por el sistema de control

propuesto, constituyen lo que se define como las perturbaciones delsistema.

Temperatura ambiente Temperatura inicial

La determinacin de que atributos mensurables, parmetrosmodificables se emplearn depender del objetivo de controlpropuesto para mantener la temperatura del agua y aunque no engran magnitud del balance de energa que se desee lograr.

Veamos dos casos para poder explicar ms estos conceptos.

Caso A: Mantener la temperatura del agua a 50 C dentro de unrango de5%.

En este caso no se requiere de precisin por lo que lo ms adecuadodentro del objetivo de control propuesto es establecer un control deltipo On-Off, tal como se muestra en la figura 2.2


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Observemos que de acuerdo al objetivo de control planteado paraeste caso, se escogen los instrumentos de medicin ms adecuados,as como el controlador que satisfaga con este objetivo. Bajo estasconsideraciones para este caso A, bastar como instrumento demedicin un interruptor de temperatura el cual ser calibrado a50eC. Para el controlador, al no requerirse un buena precisin,

bastar con un interruptor el cual corte la energa elctrica alcalefactor cuando este alcance el valor seteado.

Caso B: Mantener la temperatura del agua a 50eC dentro de unrango de01%.

En este caso, el objetivo de control indica claramente que se requiereuna gran precisin. Por lo que se escoger un sistema de controlregulado, tal como se muestra en la figura 2.3.


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De estos requerimientos se puede determinar el tipo de instrumentosa emplear.En este caso, el sensor de temperatura ms apropiado sera un RTDpues es muy lineal, tiene una precisin, exactitud y repetibilidad.Como controlador se requiere un control tipo PI para este caso (TC) y

una fuente regulada como actuador.Del ejemplo 1 planteado nosotros podemos Ver como es importanteantes de proponer un sistema de control automtico, determinar conprecisin cuales son los objetivos de control. Estos requerimientosson determinados por el personal especialista de Procesos.La definicin del objetivo establece la siguiente clasificacin devariables.

a. Variables controladas: Son el conjunto de variables que interesa secomporten de acuerdo a un patrn pre-establecido (valor constante,no mayor que..., no menor que"', etc.)

b. Variables manipuladas: son el conjunto de variables sobre lascuales tenemos la posibilidad de actuar y que permiten modificar losvalores de las variables controladas.


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c. Perturbaciones: Este conjunto de variables tiene influencias sobreel comportamiento de las variables controladas pero no se tiene laposibilidad de accin sobre ellas. Por ejemplo, en el caso de la

temperatura ambiente del ejemplo 1, nosotros no podemos hacernada para modificar este parmetro y por lo tanto escapa a nuestrocontrol.

Por lo tanto un sistema de control es: un conjunto de dispositivosque permite al Operador prefijar y mantener un objetivo defuncionamiento del proceso frente a la influencia de lasperturbaciones.

2.2 TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL

2.2.1SISTEMA DE CONTROL DE LAZO ABIERTOUn sistema de control de lazo abierto es uno en el cual no existerealimentacin del proceso al controlador. Un diagrama de bloquespara un sistema de lazo abierto se muestra en la figura 2.4.

Ejemplos de sistemas de lazo abierto los podemos encontrar en laslavadoras, horno, tostadoras, licuadoras, etc.

Ventajas: son simples de implementar, econmicos y de fcilmantenimiento.

Desventajas: No son exactos, no corrigen las perturbaciones queocurren y su buen desempeo depender de la calibracin inicial delsistema.

ENTRADA SALIDA

Figura2.4 Diagrama de bloques de un sistema de lazo abierto.

CONTROLADOR ELEMENTO FINAL

DE CONTROL PROCES


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2.2.2 SISTEMA DE CONTROL DE LAZO CERRADO

Un sistema de control de lazo cerrado, es aquel en donde la seal desalida o parte de la seal de salida es realimentada y tomada comouna seal de entrada al controlador. Un diagrama de bloques paraeste lazo cerrado se muestra en la figura 5.

Se distingue dos tipos:

Realimentacin positiva: Tambin se le conocecomo regenerativa, es aquella en donde la sealrealimentada se suma a la seal de entrada. Se usa encasos especiales, como por ejemplo en los osciladores.No se aplica en el campo de control automtico deprocesos industriales.

Realimentacin negativa: Es aquella en donde la sealrealimentada, se resta de la seal de entrada, generando unaseal de error' Es la que se aplica en el campo de controlautomtico de procesos industriales.


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2.3 CLASIFICACIN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL DEACUERDO A SUS APLICACIONES

2.3.1 SERVOMECANISMOS:Es aquel en donde la variable controlada es la posicin o elincremento de la posicin con respecto al tiempo. Ejemplo, unsistema de control de velocidad y control de movimiento de un motorpaso a paso, el mecanismo del brazo de un robot, etc.

2.3.2 SISTEMA DE CONTROL SECUENCIAL:Es aquel en donde un conjunto de operaciones pre establecidas esejecutada. Ejemplo: una mquina lavadora, arranque y parada de un

motor, conmutacin delta-estrella, etc.

2.3.3 CONTROL NUMERICO:Es una informacin numrica almacenada en un sistema de control.Esta informacin incluye algunas variables como la posicin,direccin, velocidad, etc.; el cual es normalmente codificada pormedio de instrucciones. Ejemplo: Tornos, taladros, esmeriles, etc.


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2.4 CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA DE CONTROL

2.4.1 ESTABILIDAD:Un sistema es estable, cuando despus de un tiempo "t" su valorpermanece constante. Este tiempo Se denomina "tiempo deestablecimiento: ts" (time settling) y su valor se denomina "valor enestado estable" (steady-state value). Un sistema es inestable cuandoa pesar del tiempo transcurrido su valor contina creciendo hastallegar a un punto de ruptura del sistema (shut down).

2.4.2 EXCTITUD:

La exactitud indica la desviacin entre el valor deseado y el valor realde Ia variable controlada. Es una forma de medir el performance delsistema.

2.4.3 VELOCTDAD DE RESPUESTA:Es la medida de que tan rpidamente llega la variable controlada a suvalor en estado estacionario.

Podemos distinguir:

Respuesta oscilatoria Respuesta sub amortiguada Respuesta crticamente amortiguada Respuesta sobre amortiguada


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2.4.4 SENSIBILIDAD:Como se explic anteriormente, las variables estn interrelacionadasentre s, de tal manera que una variable manipulada puedainfluenciar ms de una variable controlada y esta a su vez puededepender de ms de una variable manipulada. Como el diseo de unsistema de control implicar finalmente la .adquisicin de equipos ypor lo tanto hay costos asociados, es inevitable una "seleccin" de las

variables sobre las cuales se desea actuar y de las que se deseacontrolar. Aparece entonces el concepto de sensibilidad.


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OBJETIVOSGENERALES:

Conocer las especificaciones y requerimientos en un sistema de control. Analizar propiedades fundamentales de los sistemas como la estabilidad y

el comportamiento en rgimen permanente y en transitorio.

Estudiar el modelado y anlisis de sistemas dinmicosen tiempo continuo.

Aprender los conceptos bsicos del control automtico.ESPECIFICOS:

comprender la mayora de los controles automticos industriales utilizancomo fuentes de energa la electricidad o un flujo de presin que puedeser aceite o aire lo que puede hacer una clasificacin dependiendo de lafuente de energa usada en controles neumticos, hidrulicos oelectrnicos.

comparar diferentes sistemas de automatizacin para as escoger elmejor destacado para un mejor rendimiento y gane de tiempo.

Lograr que el sistema tenga un comportamiento esttico adecuado: errorde estado estacionario, rechazo de perturbaciones.


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CONCLUSIONES

El Control Automtico usualmente presenta la informacin al personaloperativo de manera grfica, en forma de un diagrama de representacin.Esto significa que el operador puede ver un esquema que representa la plantaque est siendo controlada.

Mdulo de proceso: ejecuta las acciones de mando pre programadas a partirde los valores actuales de variables ledas.

Configuracin: permite definir el entorno de trabajo del Control Automtico,adaptndolo a la aplicacin particular que se desea desarrollar.

El uso intensivo de la ciencia de control automtico es producto de de unaevolucin que es consecuencia del uso difundido de las tcnicas de mediciny control.

Es necesaria la compresin del principio del control automtico en laingeniera moderna , por ser su uso tan comn como el uso de los principiosde electricidad o termodinmica, siendo importante para la ingeniera.


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BIBLIOGRAFA

KUO, BenjamnSistemas de Control Automtico. 7 edicinEditorial Prentice-HALL, S.A 1996 Hispanoamrica. 198 Pgs.

KUO, BenjamnSistema de Control Digital. 1 edicin (Espaola). CompaaEditorial Continental, S.A. 1997 Mxico. 254 Pgs.

OGATA, KatsuhikoIngeniera de Control Moderna, 3 edicin.Editorial Prentice-HALL, S.A 1998. Hispanoamrica. 500 Pgs.

PHILLIPS, C.L. y NAGLE, H.TAnlisis del Sistema de Control Digital y Diseo. 3 edicin.Editorial Prentice-HALL Internacional, U.S.A 1990. 110 Pgs.

LINKOGRAFIA http://www.aie.cl/files/file/comites/ca/abc/sistemas-de-control-

automatico.pdf

http://www.sapiensman.com/control_automatico/control_automatico10.htm

http://www.sapiensman.com/control_automatico/
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ANEXOS


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ANEXON01


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ANEXON02

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