7/23/2019 EXAMEN 2005

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SOLUCION DEL EXAMENPARCIAL 2005 -1

PARTE CONCEPTUAL.-

1. Explique los siuie!"es #o!#ep"os$

%& Po'que el "eo'e(% )e l% "'%sl%#i*! 'e%l expli#% (%"e(+"i#%(e!"e el

#o!#ep"o )el "ie(po (ue'"o

El teorema de traslación de una función en el eje del tiempo, trabaja como unatraslación. Como la función trasladada es la función original con retardo detiempo. Este se conoce comúnmente como tiempo muerto. 

 L {f  (t −t o)}=e−st o . F (s )

,& Si )ese% #%l#ul%' l% 'espues"% "'%!si"o'i% )e u!% u!#i*! )e #o!"'ol e!el es"%)o es"%#io!%'io %pli#%'% el "eo'e(% )el /%lo' i!%l.

El teorema del valor final, permite el cálculo del valor final o de estadoestacionario de una función a partir de la transformada:

limt → ∞

f  (t )=lims →0

s . F (s)

Siempre que el límite eista cuando el tiempo tienda al infinito, se puede

calcular la transformada.

#& P%'% l% (e)i#i*! )el luo )el %s N%"u'%l #o! ele(e!"os )e posi#i*!)ie'e!#i%l es !e#es%'io %#e' #o''e##io!es po' ee#"o )e l% P 3 T %s #o(o #o''ei' l% i)e%li)%) )el sis"e(%. U! #%so es el uso )e l% E#. DeRe)li# - 4o! )%)o po'$

 P= R . T 

V −b−

  a

T 0.5

V . (V +b)

Se pi)e$ Li!e%'i6%' )i#% e#u%#i*! #u%!)o 7 3 T so! /%'i%,les

INTERANTES$

!"#C$%"&' !'(E#', $)"* #$)"S #$C"%+$, CES"# S"E*& E#*"*+E&, "*-'*/

)$SC"##" (0C", E#$C"

7/23/2019 EXAMEN 2005

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%ineari1ando la función de dos variables usando la ecuación de -a2lor de dosvariables:

f  ( x , y )=f  ( ́ x , ´ y )+df 

dx ( x−´ x )+

df 

dy ( y− ́ y )

 P (V , T )= P ( V́ ,T́ )+ dPdV  ( V − V́  )+ dPdT  ( T −T́ )

 P (V , T )=¿

∂ F (V ,T )∂V    |

t 0

=  R

Vo−b+

  a

2∗(Vo+b )∗Vo∗T 3 /2 … .( I )

∂ F (V ,T )∂V    |

t 0

→ F (V ,T  )=   RT 

V −b+

  a

b√ T  ( 1

V  −

  1

V +b )− P

∂ F (V ,T )∂V    |

t 0

=  − RTo

(V  −b)2+

  a

b√ ¿ (−1

Vo2−

  1

(Vo +b)2 )…..(2)

#eempla1ando: 3)o,-o4

Vo ,

 F ( ¿ )=  RTo

Vo−b+

  a

√ ¿∗Vo∗(Vo+b)− P

 R T 0

( V 0−b )2

 +  a

b√ T 0

(  1

V 0

2−

  1

(V 0+b )2

 )(V −Vo)

−¿ F ( V , T )=

  RTo

Vo−b+

  a

√ ¿∗Vo∗(Vo+b)− P+(   R

Vo−b−

  a

2T O

3

2 (Vo+b ) Vo ) (T −¿)+¿

 R T 0

V 0

(V 0−b)2

+  a

b√ T 0

(  1

V 0

2 −

  1

(V 0+b )2

 )

 F ( V , T )=  a

√ T 0

V 0

(V 0

+b)− P+

  RT 

V 0−b

−  aT 

2T 0

3

2 V 0 (V 0+b )

+V  [  a

b√ T 0

(  1

V 02 −

  1

(V 0+b )

2)]−¿

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e& Dei!% que se e!"ie!)e po'$ SCADA8 MES 3 CIM8 DCS9 :IELD;US8Repe"i,ili)%) 3 P'e#isi*!8 e! el #o!"ex"o )e l% Au"o(%"i6%#i*! I!)us"'i%l.

- SCADA <Supe'/iso'3 

Co!"'ol 

A!) 

D%"% 

A#quisi"io!&

Es un soft5are para ordenadores que permite controlar 2 supervisar procesosindustriales a distancia. acilita retroalimentación en tiempo real con losdispositivos de campo 3sensores 2 actuadores4 2 controlando el procesoautomáticamente. 6rovee de toda la información que se genera en el procesoproductivo 3supervisión, control calidad, control de producción, almacenamientode datos, etc.4 2 permite su gestión e intervención.

- MES <M%!u%#"u'i! Exe#u"io! S3s"e(&

%os (ES dirigen 2 monitori1an los procesos de producción en la planta,inclu2endo el trabajo manual o automático de informes, así como preguntas on7line 2 enlaces a las tareas que tienen lugar en la planta de producción. (ESpuede incluir uno o más enlaces a órdenes de trabajo, recepción demercancías, transporte, control de calidad, mantenimiento, programación 2otras tareas relacionadas. 

7 CIM <Co(pu"e' I!"e'%"e) M%!u%#"u'i!&

Es una filosofía 2 estrategia de producción, caracteri1ada por integrar toda lainformación de las distintas áreas de una empresa a trav8s de sistemasinformáticos 2 la utili1ación de equipos electrónicos para el control, supervisión2 gestión de los procesos.

C$( inclu2e todas las actividades que se reali1an para la fabricación de unproducto, desde la percepción de la necesidad, la concepción, el dise9o 2 sudesarrollo, pasando por su producción, mareting 2 soporte del producto enuso. "demás está ligado a la "utomati1ación que es la utili1ación de t8cnicas 2equipos para gobernar un proceso industrial en forma óptima 2 de maneraautomática.

- DCS <sis"e(% )e #o!"'ol )is"'i,ui)o &

Se refiere a un sistema de control por lo general de un sistema defabricación , proceso o cualquier tipo de sistema dinámico , en el quelos controlador de elementos no son centrales en la locali1ación 3como elcerebro4, pero se distribu2en en todo el sistema con cada sub7sistema decomponentes controlados por uno o más controladores.

Es un sistema de control informático utili1ado para controlar la línea deproducción en la industria. -odo el sistema de controladores está conectado por las redes de comunicación 2 de supervisión. +CS es un t8rmino mu2 amplio

que se utili1a en una variedad de industrias, para supervisar 2 controlar equiposdistribuidos.

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- :iel),us <;us )e C%(po&

0n bus de campo es un sistema de transmisión de información 3datos4 quesimplifica enormemente la instalación 2 operación de máquinas 2

equipamientos industriales utili1ados en procesos de producción.

- Repe"i,ili)%)

Es la proimidad de concordancia entre los resultados de mediciones sucesivasuna prueba, bajo las mismas condiciones de medición. +onde estascondiciones son llamadas condiciones de repetibilidad. %as condiciones derepetibilidad inclu2en: el mismo procedimiento de medición, el mismoobservador, el mismo instrumento de medición, utili1ado bajo las mismascondiciones, el mismo lugar, repetición en un periodo corto de tiempo.

- P'e#isi*!

Se denomina precisión a la capacidad de un instrumento de dar el mismoresultado en mediciones diferentes reali1adas en las mismas condiciones. Estacualidad debe evaluarse a corto pla1o.

P%'"e P'+#"i#%

2.- E! u! "%!que %i"%)o </e' i.& se #%lie!"% u!% #o''ie!"e )e p'o#eso#o! /%po' % "'%/=s )e u! se'pe!"! )e (%!e'% )e o,"e!e' u!%#o(posi#i*! u!io'(e )e los #o(po!e!"es p'e(e6#l%)os. Se #o!"'ol% l%T> pues los p'o)u#"os se )es#o(po!e! % %l"%s "e(pe'%"u'%s 3 si es (u3,%% l% (e6#l% es i!#o(ple"%9 po' lo #u%l se u"ili6% u! #o!"'ol%)o' PID.

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D%"os ope'%"i/os$ d ; <=.>lb?ft@, Cp ; >.= Atu?%b.B) ; D> ft@ de liquido rea serpentín ; DF.G ftD

Capacidad calorífica del metal ; C( ; D<G.HA-0?lbm.0o ; D. A-0? min.ftD.B 3 area eterna serpentin4)apor es Saturado a @> 6sia 2 tiene unCalor latente condensación ; I<< Atu?lb

El flujo de alimentación debe ser 3condición de dise9o4 de G ft@? min a - ; >>B 2 la me1cla debe estar a -; G> B. Claro que Ja2 perturbación en el flujo 2la -B de alimentación. %a estrategia de control del sistema se muestra en lafigura. Se pide:

%& ?%ll% l% e#u%#i*! )e :. )e T'%!se'e!#i% )e T<s& @ :<s&aciendo un balance de materia:

 F 1

. ρ− F . ρ=d (V . ρ )

dt   =0

Entonces: F 

1= F 

Aalance de energía:

 F 1 ( t ) . ρ . C p . T  

1 (t )− F  (t ) . ρ . C p . T  ( t )+U . A . (T v−T  ( t ) )=V .ρ .Cp.

 dT  (t )dt 

En el estado estable:

 F 1 (0) . ρ . C p . T  

1(0 )− F (0 ) . ρ . C p . T   (0 )+U . A . (T v−T  (0 ) )=V . ρ . Cp .

dT  (0 )dt 

#estando:

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 ρ .Cp . ( F 1(t ). T 1 ( t )− F 1 (0 ) .T 1 (0 ) )− ρ. Cp. (T  (t ) . F (t )−T  (0 ) . F (0 ) )−U . A . ( T ( t )−T (0 ) )=V .ρ .Cp.d (T  ( t )

d

Entonces Ja2 que lineali1ar la ecuación usando el teorema de -a2lor:

f  ( x , y )=f  ( ´ x , ´ y )+ df dx|´ x ( x−´ x )+ df 

dy| ́y

( y−´ y )

 F 1

.T 1 (t )= F 

1( 0 ) . T 

1(0)+

 d ( F 1(t ) . T 1 ( t ) )d F 

1|

t =0

( F 1(t )− F 

1(0))+

 d ( F 1(t ) . T 1 ( t ) )d T 

1|

t =0

(T 1(t )−T 

1(0))

 F 1(t ). T 1 ( t )= F 1 (0 ) .T 1 (0 )+T 1 (0 ) .( F 1(t )− F 1(0))+ F 1 (0 ) . (T 1( t )−T 1(0))

 F 1 ( t ) . T 

1 ( t )− F 

1 (0 ) .T 

1(0 )=T 

1(0 ) . F 

1 ( t )+ F 

1(0) . T 

1(t )

 F ( t ) . T ( t )− F (0 ) . T (0 )=T (0) . F  (t )+ F  (0 ) . T (t )

#eempla1ando:

T 1 (0 ) . F 

1( t )+ F 

1 (0 ) . T 

1 (t )−T  (0) . F  (t )− F  (0 ) .T (t )−

U . A

 ρ . Cp .T (t )=V .

d T (t )dt 

 "plicando el %aplace a la ecuación:

T 1 (0 ) . F 

1( s )+ F 

1(0 ) . T 

1( s)−T  (0 ) . F (s )− F (0) . T (s )−

 U . A

 ρ .Cp . T  ( s )=V . s . T  (s)

Como: F 

1= F 

Entonces: F 

1= F 

 F 1 (s ) . (T 

1(0)−T (0 ) )+ F 

1 (0 ) .T 

1 (s )=T ( s) .(V . s+

 U . A

 ρ . Cp+ F (0 ))

(  F 

1 (0 )

V . s+ U . A

 ρ .Cp+ F (0 ) ) .( T 

1 (0 )−T (0 )

 F 1(0 )

  . F 1

(s )+T 1( s ))=T ( s)

#eempla1ando datos:

7/23/2019 EXAMEN 2005

http://slidepdf.com/reader/full/examen-2005 7/7

(

  15 ft 3/m!

120 ft 3

. s+

2.1  "t#

m!.ft 2

.$F .241 .5 ft 

2

68.0 %b

ft 3 .0.8

  "t#

 Lb .$F 

+15 ft 3/m!

)

.(100$F −150 $F 

15 ft 3/m!

. F 1 (s )+T 

1 (s ))=T ( s)

(   1

8 . s+1.62 ) .(−3.33  $F 

ft 3/m!

. F 1

( s)+T 1( s))=T ( s )