CONTROL AUTOMÁTICO II

V Ciclo

Laboratorio Nº 13

Ramp Soak Control

INFORME

Integrantes:

Aiquipa Huamani, Anderson.Bustinza Gutiérrez, Sergio.Torres Manturano, Carlos.Vargas Quichca, Sergio.

Villegas Luque, Francisco.

Profesor: Ing. Godínez de la Cruz, Ernesto

Grupo: C5 – 05 – B

Fecha de realización: 05 de noviembreFecha de entrega: 12 de noviembre

2015 – II

Introducción

La estrategia de control Ramp Soak, es un control de lazo simple, que es aplicada cuando es necesario cambiar la variable del proceso en forma gradual, siguiendo un determinado perfil. Esto es posible realizar configurando el controlador con varios Setpoint, los cuales representan los valores deseados de la variable del proceso, además se deben configurar los tiempos de duración o vigencia de cada setpoint, el cual está relacionado con el tiempo de establecimiento de la variable del proceso y finalmente se debe de configurar el tiempo de duración de la rampa, el cual representa al tiempo entre dos Setpoint consecutivos. En el presente laboratorio se procederá a configurar, describir y analizar los parámetros y resultados del controlador Ramp Soak.

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Objetivos:

Implementar un sistema de control de velocidad aplicando la estrategia de control Ramp Soak.

Configurar el controlador para la estrategia Ramp Soak.

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Fundamento teórico:

El controlador de temperatura PXR9 es un controlador especialmente adecuado para aplicaciones de la sintonización automática y control difuso, una innovación en el campo del control. La sintonización automática sintoniza automáticamente el controlador en determinadas condiciones, sin necesidad de volver a sintonización automática.

Especificaciones:

Tamaño de controlador de 96 x 96 mm. Gran display de LED. Tipos de entrada: TC, RTD, 1-5 V dc y 4-20 mA. Tipos de salida: contacto de relé, SSR/SSC y 4-20 mA. Control de conexión/desconexión, PID con sintonización automática y control

difuso de serie. El control difuso elimina el exceso y reduce las perturbaciones externas. 16 tipos de alarma con una o dos salidas de contacto de relé. Incremento de valor de referencia, calefacción/refrigeración PID doble y

alarma de interrupción de calentador. Panel frontal impermeable IP6

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SV1, SV2,…..., SV8: Setpoint

TM1r, TM2r,…., TM8r: Tiempos de rampa

TM1s, TM2s…, TM8s: Tiempos de Soak

Equipos y materiales:

1. Módulo de control de velocidad.2. Controlador PXR9.3. PC con software de adquisición de datos.4. Cable de comunicación

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Procedimiento:

1) Diagrama de conexiones

a) Conectar en 35(+) y 36(-) una resistencia de 250 Ohmios, 35(+) al transmisor velocidad del motor Ix y 36(-) a GND

b) Conectar 31(+) a Iy (señal de control del motor) y 32(-) a GNDc) Conectar en el módulo de control de velocidad 24V a 24V d) Conectar en el módulo de control de velocidad -10V a -10Ve) Conectar en 1(+) y 2(-) una resistencia de 100 Ohmios y los terminales del

convertidor RS485 a RS232, tener en cuenta la polaridad y el conector DB9 al puerto serial de la computadora

Configuración del controlador

Configurar al controlador para las siguientes condiciones

Setpoint Tiempo de rampa Tiempo de Soak30 0,03min 0,03min45 0,03min 0,03min60 0,03min 0,03min55 0,03min 0,03min

Poner el controlador en modo manual y ajustar la salida OUT para que el PV sea igual a 20%

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Describir y configurar los parámetros del tercer bloque:

P-nI Nos indica la acción de control y el rango de entrada 0Su-L Establece el límite inferior del SV 0Su-H Establece el límite superior del SV 100PLC1 Establece el límite inferior para la salida 1PHC1 Establece el límite superior para la salida 1OUT1 Muestra el valor de la salida 1AdJ0 Nos permite cambiar el Zero del valor de entrada 0AdJS Nos permite cambiar el Span del valor de entrada 0STno Establece la estación para la comunicación 1CoM Nos permite configurar la paridad de la comunicación 0PCoL Nos permite cambiar de protocolo de comunicación entre

Modbus y ASCII1

Describir y configurar los parámetros del segundo bloque:

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P Permite establecer el valor de la banda proporcionalI Permite establecer el valor del tiempo integrativod Permite establecer el valor del tiempo derivativoCTrL Permite esta establecer el tipo de algoritmo de control PIDTC Establece el tiempo de ciclo de la salida de control 0P-n2 Configura el tipo de entrada se sensores de temperatura 16P-SU Establece el límite inferior del rango de entrada 0P-SL Establece el límite superior del rango de entrada 100P-dP Configura la posición del punto decimalP-F Selecciona la unidad de temperatura CP-df Establece la constante de tiempo de filtro de entrada 2PTn Configura el tiempo de ejecución de rampa/mantenimiento 1Su-1 Configura el primer valor de Setpoint 30TM1r Configura el tiempo del segmento de la primera rampa 0.03TM1S Configura el tiempo de segmento del primer soak 0.03Su-2 Configura el segundo valor de Setpoint 45TM2r Configura el tiempo de segmento de la segunda rampa 0.03TM2S Configura el Tiempo de segmento del segundo soak 0.03Su-3 Configura el tercer valor de Setpoint 60TM3r Configura el tiempo de segmento de la tercer rampa 0.03TM3S Configura el tiempo de segmento del tercer soak 0.03Su-4 Configura el cuarto valor de Setpoint 55TM4r Configura el tiempo de segmento de la cuarta rampa 0.03TM4S Configura el tiempo de segmento del soak 0.05Mod Configura el modo de funcionamiento rampa/soak

Nombre del símbolo de la

pantallaNombre del parámetro Descripción

Rango de ajuste y configuración predeterminada de fábricaValor

ajustado del usuario

MAnUSelección modo manual

Cambia entre los modos de funcionamiento manual y automático On:Modo manual

Off:Modo Automatico OFF

STbY Configuración de espera conmuta entre CORRER y ESPERAR para el control On:Control en espera

Off:Control RUNOFF

CMod Entorno Local/Remoto Conmuta entre una operación local y remota

rEM:RemotoLoCL:Local LoCL

ProGControl Ramp -Soak

Off:StoprUn:startHLd:Hold

rUn

LACHCancelar alarma Latch

Cancela la alarma Latch 0: Mantiene en Latch la alarma1:Abre el Latch de la alarma

0

LoC Especifica si se permite o no el cambio de parámetros

0. todos los ajustes se pueden cambiar tanto desde el panel de la cara y a través de la comunicación

1. todos los ajustes son inmutables desde el panel de la cara , pero puede cambiar a través de la comunicación

2. sólo el sv se puede cambiar desde el panel de la cara todos los ajustes se pueden cambiar a través de la comunicación

3. todos los ajustes se pueden cambiar desde el panel de la cara , pero inmutable a través de la comunicación

4. todos los ajustes son inmutables desde el panel frontal o a través de la comunicación

5. sólo el sv se puede cambiar desde el panel de la cara , pero todos los ajustes son inmutables a través de la comunicación

0

Describir y configurar los parámetros del primer bloque:

1

2

3

Comunicación entre el controlador y la computadora

1) Ingresamos a Inicio/Programas/DirectSOFT32/LookoutDirect

Luego aceptar presionando en OK

2) Seleccionar File/New

Aceptar presionando en Sí

3) Seleccionar el color del panel frontal

4

Aceptar presionando en OK, luego se tiene el siguiente panel

4) Ingresar a Insert/Text/plate/inset…

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En Text escriba PV, luego elija el color del texto y el color del fondo, luego acepte presionando en OK

Se tiene la siguiente presentación

5) Repetir el procedimiento anterior (4) para SP y OUT

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Se debe obtener la siguiente presentación

6) Seleccionar Object/Create y en Drivers seleccionar Modbus luego presione OK

7) Configurar la comunicación con el controlador, como se muestra a continuación

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8) Ingrese a Insert/Expression

9) Seleccione Modbus1 y presione en Paste, luego escribir la dirección de PV(30001/100) como se muestra en la siguiente ventana, luego presione OK

10) Repetir los pasos 8 y 9 ingresando la dirección de SP (30002/100)

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11) Repetir los pasos 8 y 9 ingresando la dirección de OUT(30004/100)

Se debe obtener la siguiente ventana

10) Ingrese al menú Object/Create, luego seleccione Display/HyperTrend y acepte con OK

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11) Se obtiene la siguiente ventana, en Trend width ingrese el ancho de la carta en minutos y segundos 10:00

12) En la barra de color amarillo escriba Modbus1.30001/100, seleccione color rojo, luego presione en Accept y Next

13) En la barra de color amarillo escriba Modbus1.30002/100, seleccione color verde, luego presione en Accept y Next

14) En la barra de color amarillo escriba Modbus1.30004/100, seleccione color azul, luego presione en Accept y OK

15) Luego seleccione el color del fondo de la gráfica y el color de las líneas

Debemos de obtener la siguiente ventana

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Ingresamos Insert/Scale….

Seleccionamos una escala con el color y el respectivo rango, luego aceptamos con OK

Debemos de obtener la siguiente ventana

16) Grabamos el archivo, luego salimos del modo editar presionando en el teclado Control y barra espaciadora

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Cuestionario:

1. Indique dos procesos donde es adecuado aplicar la estrategia de control Ramp Soak.

Proceso de Pasteurización.

Procesos metalúrgicos.

2. Realizar el diagrama de bloques del sistema de control Ramp Soak

3. ¿Cuáles son los valores de los parámetros del controlador PID que permiten un mejor control?

P (proporcional) = 55I (integrativo) = 40D (derivativo) = 0.8

4. Cambiar el parámetro CtrL a FUZY, luego cambiar ProG a rUn. Analizar los resultados

CtrL nos permite esta establecer el tipo de algoritmo de control, por lo que al colocar FUZY estamos eligiendo un control PID con lógica Difusa. Luego al seleccionar rUn en ProG estamos Arrancando el Programa. La lógica difusa es una forma de lógica de computación donde si algo está o no está incluido en un conjunto se soporta en una escala graduada en la cual múltiples factores son considerados y valorados por el computador.

5. Cambiar el parámetro CtrL a SELF, luego cambiar ProG a rUn. Analizar los resultados

CtrL nos permite esta establecer el tipo de algoritmo de control, por lo que al colocar FUZY estamos eligiendo un control PID con SELF-running. Luego al seleccionar rUn en ProG estamos Arrancando el Programa.

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RECOMENDACIONES:

Se recomienda que realicen un mantenimiento al controlador PXR-9, ya que el controlador tiene problemas con el puerto serial para comunicarse con la computadora.

Se recomienda que los manuales de los controladores estén a la mano, ya que esto aria muchísimo más rápido el desarrollo del laboratorio y no des configurar los otros parámetro del controlador.

OBSERVACIONES:

Para realizar una configuración completa del controlador Ramp Soak se debe configurar primero el bloque 3, 2 y 1 respectivamente.

Cuando se quiere acceder al bloque 2 se debe mantener presionado el botón SEL durante 3 segundos, y para acceder al bloque 3 debe ser durante 4. Para el bloque 1 solo se debe presionar durante 1 segundo.

CONCLUSIONES:

El control Ramp-Soak protege un proceso de cambios rápidos en el punto de ajuste y el choque térmico resultante como el controlador intenta forzar la variable de proceso a seguir.

Muchos controladores de temperatura tienen la facilidad a la rampa de su valor nominal efectiva hacia el valor objetivo final a una velocidad predefinida.

La aplicación exacta de rampa de consigna varía en función del modelo de controlador.

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Aplicación del Control Ramp – Soak:

Pasteurización

La pasteurización es un proceso térmico químico realizado a los alimentos: los procesos térmicos se pueden realizar con la intención de disminuir las poblaciones patógenas de microorganismos o para desactivar las enzimas que modifican los sabores de ciertos alimentos. No obstante, en la pasteurización se emplean generalmente temperaturas por debajo del punto de ebullición, ya que en la mayoría de los casos las temperaturas superiores a este valor afectan irreversiblemente ciertas características físicas y químicas del producto alimenticio. Hoy en día, la pasteurización se realiza a los alimentos en un proceso industrial continuo aplicado a alimentos viscosos, con la intención de utilizar la energía de manera eficiente y disminuir así también costes de producción.

El ciclo de pasteurización consiste en:•Calentar el jarabe hasta una temperatura de al menos 65 ° C.• Permanecer en el momento adecuado y la temperatura.

65 ° C / 30 minutos 75°C / 25 segundos 85°C / 15 segundos 

Como podemos observar en la imagen la pasteurización requiere de variadas temperaturas por determinados tiempos y para poder cumplir ese requisito el control Ramp - Soak es el más efectivo.

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