Control Automtico IILaboratorio N5Control en Cascada

2015_2ObjetivoEl objetivo del presente laboratorio es simular la estrategia de control en cascada realizada en un intercambiador de calor, considerando como variable primaria o variable controlada a la temperatura del producto y variable secundaria o variable manipulada al flujo de combustible.Introduccin terica

La estrategia de control en cascada es utilizada en un sistema de control para reducir los efectos de la perturbacin producida en la variable secundaria o variable manipulada, sobre la variable primaria. El lazo secundario o interno debe ser de respuesta ms rpida que el lazo primario o externo y para ello debe de incluir los retardos mnimos del sistema de control.

Procedimiento

1) En el men Process/Select Model seleccionar el modelo Generic

2) En el men View/Select Chart Scroll Rate seleccionar 0.05min

3) En el men Control/Select Strategy seleccionar Cascade

4) En el men View/Variable Plot Selection seleccionar SEC PV, SEC OUT y Thick lines luego presionar en clear

5) Sintona del controlador secundarioa) Seleccionar SECONDARY y MAN, luego cambiar OUT a 25 y esperar que el PV se estabilice

b) Presionar PAUSE cuando el tiempo mostrado en la esquina superior derecha de la carta est en aproximadamente 00

c) Cambiar OUT de 25 a 45, presionar en OK y RUN, luego esperar que PV se estabilice y despus presionar en PAUSE

d) Aplicar el mtodo de la curva de reaccin para determinar los parmetros del controlador secundario

CONTROLADOR SECUNDARIO

SEC OUT1

SEC OUT2

OUT=SEC OUT2-SEC OUT1

SEC PV1

SEC PV2

PV=SEC PV2-SEC PV1

T0

PV28.3%=SEC PV1+0.283*PV

T1

PV63.2%= SEC PV1+0.632*PV

T2

T28.3%=T1-T0

T63.2%=T2-T0

Kp = PV/OUT

T=1.5*( T63.2%- T28.3%)

TD= T63.2%-T

MODOKcTiTd

PT/(Kp*TD)

PI0.9T/(Kp*TD)3.33TD

PID1.2T/(Kp*TD)

2TD0.5TD

e) Sintonizar el controlador secundario en el modo PI. Presione TUNE e ingrese los parmetros del controlador calculados en el paso anterior, luego considerar un SP=45, seleccionar AUTO y RUN. Esperar que el PV se estabilice, luego presionar PAUSE

f) Comprobar la sintona del controlador secundario, cambiando el SP de 45 a 55, luego presionar RUN. Esperar que el PV se estabilice y presionar PAUSE

Evaluar la sintonaError de estado estable ess (%):..Overshoot Mp (%):.Tiempo de establecimiento ts (minutos):Periodo de oscilacin T (minutos):..

g) Cambiar SP a 30, presionar RUN y esperar que el PV se estabilice, luego seleccione CAS

6) Sintona del controlador primario

a) Seleccionar PRIMARY y MAN. Luego en View/Variable Plot Selection seleccionar PRI PV y PRI OUT b) Presionar PAUSE cuando el tiempo mostrado en la esquina superior derecha de la carta est en aproximadamente 00

c) Cambiar OUT de 30 a 40, presionar en OK y RUN, luego esperar que PV se estabilice y despus presionar en PAUSE

d) Aplicar el mtodo de la curva de reaccin para determinar los parmetros del controlador primarioCONTROLADOR PRIMARIO

PRI OUT1

PRI OUT2

OUT= PRI OUT2-PRI OUT1

PRI PV1

PRI PV2

PV=PRI PV2-PRI PV1

T0

PV28.3%=PRI PV1+0.283*PV

T1

PV63.2%=PRI PV1+0.632*PV

T2

T28.3%=T1-T0

T63.2%=T2-T0

Kp = PV/OUT

T=1.5*( T63.2%- T28.3%)

TD= T63.2%-T

MODOKcTiTd

PT/(Kp*TD)

PI0.9T/(Kp*TD)3.33TD

PID1.2T/(Kp*TD)

2TD0.5TD

e) Sintonizar el controlador primario en el modo PI. Presione TUNE e ingrese los parmetros del controlador calculados en el paso anterior, luego considerar un SP=50, seleccionar AUTO y RUN. Esperar que el PV se estabilice, luego presionar PAUSE

f) Comprobar la sintona del controlador primario. Seleccionar View/Display Performance Criteria/Shift+F1, cambiar el SP de 50 a 60, luego presionar RUN. Esperar que el PV se estabilice y presionar PAUSE

Evaluar la sintona Error de estado estable ess (%):...

Overshoot Mp (%):.

Tiempo de establecimiento ts (minutos):..Periodo de oscilacin T (minutos):..

IAE:.

7) Control en cascada

a) Seleccione PRIMARY y View/Data Monitor, anotar:

PRI PV=.. PRI SP=PRI OUT=b) Seleccione SECONDARY y View/Data Monitor, anotar:

SEC PV= SEC SP=SEC OUT=..

Qu relacin existe entre PRI OUT y SEC SP?

c) Seleccione SECONDARY y en el men LOAD cambiar el valor de Step Size a 15, luego presionar clear

d) Con PRIMARY en AUTO y SECONDARY en CAS, generar una perturbacin en el lazo secundario presionando una vez StepInc. Esperar que el PV se estabilice.

Evaluar el comportamiento de PV ante una perturbacin en la variable manipulada

El tiempo de establecimiento:.

La mxima desviacin de PV con respecto a SP:e) Presionar una vez StepDecr. Esperar que el PV se estabilice.

8) Bypass del controlador secundarioa) Ponga los controladores primario y secundario en manual y seleccione en el men Control/Control Options la opcin bypass secondary controller y elegir yes. Luego cambiar el controlador primario a AUTO y esperar que PV se estabilice

b) Generar una perturbacin en el lazo secundario presionando una vez StepInc. Esperar que el PV se estabilice.

Evaluar el comportamiento de PV ante una perturbacin en la variable manipulada

El tiempo de establecimiento:..

La mxima desviacin de PV con respecto a SP:Cuestionario

1. Qu diferencia existe entre control feedback y control en cascada?

2. Cundo es conveniente aplicar la estrategia de control en cascada?

3. Qu representan cada una de las siguientes variables?PRI PV:SEC PV:SEC OUT:SEC LOAD:PRI LOAD:4. Mostrar la funcin de transferencia del lazo secundario

5. Mostrar la funcin de transferencia del lazo primario

6. Para el sistema de control mostrado en el siguiente diagrama

a) Considerando que el proceso est controlado. Si el transmisor de temperatura TT124 est calibrado de 0 a 200C y el setpoint del controlador de temperatura TC 124 es de 65%, Cul es la temperatura medida por TT124?

.b) Si el transmisor de temperatura TT125 est calibrado de -10C a 20C y la salida del controlador de temperatura TC 124 es de 45%, Cul es la temperatura medida por TT125?

c) Realizar el diagrama de bloques de los lazos de control 124 y 125

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