UNIVERSIDAD TCNICA DEL NORTEFICA-CIME

Control de temperatura

INTEGRANTES: GISSELA TOAPANTA

ASIGNATURA: INSTRUMENTACIONPROFESOR: Ing. GUSTAVO MOSQUERA

1. TEMA: Acciones de Control de Temperatura aplicado en un Cautn

2. OBJETIVOS:2.1 Objetivo General:Obtener las curvas caractersticas de los controles de temperatura mediante una prctica con un cautn como instrumento de prueba.2.2 Objetivos Especficos:2.2.1 Montar un circuito con un contactor y un cautn para nuestra prctica de controles de temperatura.2.2.2 Tomar mediciones de la temperatura del cautn mediante una termocupla aplicando los procesos de control aprendidos.

3. FUNDAMENTO TERICO:

TIPOS DE CONTROLADORESHay tres tipos bsicos de controles: ON/OFF, proporcional y PID. Dependiendo del sistema a ser controlado, el operador ser capaz de utilizar uno u otro tipo para controlar el proceso.

CONTROL ON / OFF:Un controlador ON/OFF es la forma ms simple para el control de temperatura. La salida del dispositivo est encendida o apagada, sin un estado medio. Un controlador ON/OFF cambia la salida slo cuando la temperatura atraviesa el punto de ajuste. Para el control del calentamiento, la salida se activa cuando la temperatura est por debajo del punto de ajuste, y se apaga cuando est por encima del mismo. Cada vez que la temperatura cruza el punto de ajuste, el estado de la salida cambia, la temperatura del proceso oscila continuamente, entre el punto de ajuste. En los casos en que este ciclo se produce rpidamente, y para evitar daos a los contactores y vlvulas, se aade un diferencial de encendido y apagado, o "histresis", a las operaciones del controlador. Este diferencial requiere que la temperatura exceda del punto de ajuste por una cierta cantidad antes de que se active o desactive de nuevo. Un diferencial ON/OFF impide que se produzcan cambios rpidos de conmutacin en la salida, si los ajustes se producen rpidamente. El control ON/OFF se utiliza generalmente cuando un control preciso no es necesario, en los sistemas que no pueden soportar cambios frecuentes de encendido/apagado, donde la masa del sistema es tan grande que las temperaturas cambian muy lentamente, o para una alarma de temperatura. Un tipo especial de control ON/OFF utilizado para la alarma es un controlador de lmite. Este controlador utiliza un rel de enclavamiento, que se debe restablecer manualmente, y se utiliza para cerrar un proceso cuando una determinada temperatura es alcanzada.

CONTROL PROPOCIONAL: Los controles proporcionales estn diseados para eliminar el ciclo asociado del control on-off. Un controlador proporcional disminuye la potencia media suministrada al calentador cuando la temperatura se aproxima al punto de ajuste. Esto tiene el efecto de disminuir la energa del calentador al aproximarse al punto de ajuste sin que lo sobrepase, mantenimiento una temperatura estable. Esta accin de dosificacin se puede realizar girando el encendido y apagado de salida para intervalos cortos de tiempo. Esta "proporcionalizacin de tiempo" vara la relacin de tiempo "on" y tiempo "off" para controlar la temperatura. La accin proporcional se produce dentro de una "banda proporcional" en torno a la temperatura de consigna. Fuera de esta banda, el controlador se comporta como una unidad ON/OFF normal, con la salida, ya sea totalmente ON (por debajo de la banda) o totalmente OFF (por encima de la banda). Sin embargo, dentro de la banda, la salida se enciende y se apaga en la relacin a la diferencia de la medicin del punto de consigna. En el punto de referencia (que es el punto medio de la banda), la salida en: relacin de apagado es de 1:1, es decir, el tiempo de encendido y tiempo de apagado son iguales. Si la temperatura est lejos del punto de ajuste, el cierre y el corte variarn en proporcin a la diferencia de temperatura. Si la temperatura est por debajo del punto de ajuste, la salida estar ON ms tiempo, si la temperatura es demasiado alta, la salida estar OFF predominantemente.

CONTROL PID:El tercer tipo de controlador, PID, ofrece una combinacin del proporcional con control integral y derivativo. Este controlador combina control proporcional con dos ajustes adicionales, que ayuda a la unidad automticamente a compensar los cambios en el sistema. Estos ajustes, integral y derivativo, se expresan en unidades basadas en el tiempo, tambin se les nombra por sus recprocos, RATE y RESET, respectivamente. Los trminos proporcional, integral y derivativo se deben ajustar de manera individual mediante el mtodo prueba y error. El controlador proporciona es el control ms preciso y estable de los tres tipos de controladores, y se utiliza comnmente en sistemas que tienen una masa relativamente pequea, que son aquellos que reaccionan rpidamente a cambios en la energa aadida al proceso. Se recomienda en sistemas en los que la carga cambia a menudo y no se espera que el controlador lo compense automticamente, debido a los frecuentes cambios en el punto de referencia, la cantidad de energa disponible, o la masa a controlar. OMEGA ofrece un nmero de controladores que calculan y ajustan automticamente sus valores de PID para que coincida con el proceso. Estos son conocidos como controladores autoajustables.

TERMOCUPLA:

Un termopar (tambin llamado termocupla) es un transductor formado por la unin de dos metales distintos que produce una diferencia de potencial muy pequea (del orden de los mili voltios) que es funcin de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos denominado punto caliente o unin caliente o de medida y el otro llamado punto fro o unin fra o de referencia.

Normalmente las termopilas industriales estn compuestas por una vaina, que no es ms que un tubo de acero inoxidable u otro material. En un extremo de esa vaina est la unin, y en el otro el terminal elctrico de los cables, protegido dentro de una caja redonda de aluminio (cabezal).

En Instrumentacin industrial, los termopares son usados como sensores de temperatura. Son econmicos, intercambiables, tienen conectores estndar y son capaces de medir un amplio rango de temperaturas.

Su principal limitacin est en la exactitud, pues es fcil obtener errores del sistema cuando se trabaja con temperaturas inferiores a un grado Celsius.

4. DIAGRAMA DE BLOQUES:

5. MATERIALES: 1 Cautn 1 Extensin elctrica 1 Contactor 2 Conectores banana-lagarto Multmetro Termocupla Cronmetro

6. DESARROLLO:Primero conseguimos los materiales necesarios para nuestra prctica, luego procedimos a armar nuestro circuito alimentndola con 120v de la red elctrica, conectamos el contactor a nuestro cautin.El contactor nos ayudara como un pulsador, es decir permitir el paso de corriente a nuestro cautin cuando lo deseemos, con un pulso e impedir el paso de corriente dejando de pulsar as evitaremos tener que conectar y desconectar nuestro cautin evitando el riesgo de producir chispas en el desarrollo de nuestra prctica.Mientras realizamos lo anteriormente mencionado tomaremos mediciones mediante la termocupla que estar conectado a nuestro multmetro el cual nos indicara la variacin de temperatura que ejerza nuestro cautin.Por ultimo tomaremos como datos las variaciones de temperatura en funcin del tiempo aplicando los diferentes tipos de control y realizaremos nuestras grficas.

7. DIAGRAMAS Y RESULTADOS:

8. CONCLUCIONES:

Utilizando la termocupla pudimos medir fcilmente los niveles de temperatura a la que se encontraba el cautin, ver como variaba cada vez que realizbamos un cambio en el paso de corriente. Los diferentes tipos de controladores representaron gran diferencia entre ellas, la cual fue fcil al observar los cambios en las grficas obtenidas.

9. RECOMENDACIONES:

Es importante ser precisos con las mediciones del tiempo y temperatura para lograr graficar con exactitud el comportamiento de estas dos variables. El valor de la temperatura a la que est sometida nuestra prctica debe ser una constante, para tomar esta como punto de referencia en el transcurso de la prctica; es decir es aconsejable permanecer en un ambiente donde se mantenga concentrada dicha temperatura.

10. BIBLIOGRAFIA:

http://www.buenastareas.com/ensayos/Controlador-Proporcional-Derivativo/1329024.html http://html.rincondelvago.com/automatizacion_tipos-de-control.html

11. ANEXOS: