UNIVERSIDAD DE ORIENTENCLEO DE MONAGASESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIAS APLICADASDEPARTAMENTO DE INGENIERA DE SISTEMASCURSO ESPECIAL DE GRADO REA ACPIINSTRUMENTACIN Y CONTROL INDUSTRIAL (ICI)

CONTROLESDEFINICIN Y TIPOSUNIDAD III: APLICACIONES DE CONTROL

ASESOR:ING. MOISS PREZCIM ROSANGI F. ROJAS S.C.I.: 19.909.224YDDANY G. PALMA J.C.I.: 19.663.847

MATURN, ABRIL DE 2015

INDICE

Contenido Pg.

INTRODUCCIN3MARCO TERICO4CONTROLADORES4Tipos de Control4Tipos de Controladores.5Controladores de Presin5Controladores de Temperatura5Controlador de Nivel6Controlador de Flujo6Controlador de Velocidad6Controlador de Posicin6Controlador de Corriente7DISCUSIN8CONCLUSIONES10BIBLIOGRAFA11ANEXOS12Figura 1. Sistema de Control sencillo.13Figura 2. Controlador de Presin.13Figura 4. Controlador de Nivel.14Figura 5. Controlador de Flujo.14Figura 7. Controlador de Posicin.15Figura 8. Controlador de Corriente.15

INTRODUCCIN

En la poca previa al auge y desarrollo de la automatizacin industrial, en el campo de la regulacin y control eran los operarios (humanos) los que, manualmente realizaban las modificaciones que su experiencia y buen criterio aconsejaban, para mantener la variable de salida controlada, para alcanzar los resultados finales deseados.Para lograr esto es necesario que los procesos productivos se realicen a la mayor velocidad posible y que las variables a controlar estn dentro de valores constantes. Debido a estas exigencias, la industria ha necesitado de la utilizacin de nuevos y ms complejos procesos, que muchas veces el operario no puede controlar debido a la velocidad y exactitud requerida, adems muchas veces las condiciones del espacio donde se lleva a cabo la tarea no son las ms adecuadas para el desempeo del ser humano. Frente a este panorama, surge la automatizacin y los sistemas de control como una solucin que va a permitir llevar a la produccin estndares de calidad mucho mejores. Hoy en da, en las aplicaciones industriales, se utilizan los ordenadores como elemento de control. El regulador o controlador constituye el elemento bsico de un sistema de control, ya que determina su comportamiento, condicionando la accin de los actuadores en funcin de la seal de error obtenida. El controlador es el elemento que permite comparar la variable controlada con el valor deseado.Dependiendo del tipo de variable que se requiera controlar, se utilizara un tipo de controlador diferente, como lo son: controladores de temperatura, controladores de presin, controladores de nivel, controladores de flujo, controladores de posicin, entre otros.En este documento de investigacin se definir lo que es un controlador, los tipos de controladores y una breve definicin de cada uno de ellos, con el objeto de dar una breve introduccin a lo que sern los prximos temas a discutir, donde se profundizaran ms en la investigacin de los tipos de controladores.

MARCO TERICO

Antes de conocer lo que son los controladores es importante tener claro el concepto de control, el cual se expone a continuacin:

Segn Mara Cortez y Rigoberto Garibay: El control significa tener una variable controlada dentro de ciertos rangos previamente establecidos. Esta es precisamente la funcin del controlador...

CONTROLADORESLos controladores comparan la variable controlada (presin, nivel, temperatura) con un valor deseado y ejercen una accin correctiva de acuerdo con la desviacin. La variable controlada la pueden recibir directamente como controladores locales o bien indirectamente en forma de seal neumtica, electrnica o digital procedente de un transmisor.Los controladores pueden estar en un armario de control (a varios metros del equipo de medida) en la sala de control (a decenas de metros) o en otro edificio (a centenares de metros).El controlador es una componente del sistema de control que detecta los desvos existentes entre el valor medido por un sensor y el valor deseado set-point, programado por un operador; emitiendo una seal de correccin hacia el actuador. (Ver Anexos. Figura 1: Sistema de control sencillo).

Tipos de ControlEl tipo de control puede ser de tres tipos: analgico, digital e hbrido en funcin del tipo de la seal que use el detector de error, en caso de ser un sistema en bucle cerrado, o en el regulador en caso de ser un sistema en bucle abierto. Vamos a ver cada uno:Controles o computadores analgicos: Las variables estn representadas por ecuaciones con cantidades fsicas continuas. El proceso directo de la seal analgica est ligado al uso de amplificadores operacionales y sus propiedades.Controladores o computadores digitales: Funcionan con variables discontinuas codificadas, son utilizados generalmente para la resolucin de problemas referidos al funcionamiento ptimo global de una planta industrial, la toma de decisiones es una funcin inherente a los controladores digitales.Controladores o computadores analgico-digitales: Son los denominados controladores hbridos, los controles de funcionamiento ms sofisticados suelen ser de este tipo, ya que es probable que tengan que procesar diversas seales de ambos tipos.Las ventajasms significativas de los controladores digitales ante a los analgicos son: Los controladores digitales pueden realizar clculos muy complejos a una velocidad muy alta y con el grado de exactitud que se necesite, con un coste relativamente reducido, mientras que en los analgicos el coste aumenta rpidamente ante la complejidad de los clculos si se requiere una elevada exactitud y no es posible alcanzar la misma velocidad de resolucin. Los controladores digitales son mucho ms verstiles, simplemente cambiando el programa de aplicacin, se pueden modificar absolutamente las operaciones a realizar.

Tipos de Controladores.Existen varios tipos de controladores, dependiendo del tipo de variable que se busque controlar se dividen en:

Controladores de PresinConsiste en un elemento primario (tubo Bourdn o fuelle) que conectado a la presin que se desea controlar, la transforma a travs de un mecanismo mecnico-neumtico a una seal neumtica de control. Esta seal es amplificada en caudal y presin por un piloto que produce la seal de salida.Los controladores de presin son dispositivos que permiten reducir la presin de un fluido en una red. El ms sencillo consiste en un estrangulamiento en el conducto que produce que produce una prdida de carga y de presin para reducir la presin; ejemplo, vlvula medio cerrada. (Ver Anexos. Figura 2: Controlador de Presin).

Controladores de TemperaturaEl controlador de temperatura es un dispositivo con el cual se establece la temperatura que se desea de un medio ambiente, con este dispositivo se monitorea la temperatura, y se produce una orden de cambio de sta misma, que se hace mediante un control inalmbrico o una computadora, en ambos controles (computadora y control inalmbrico) se observa en todo momento la temperatura actual. Hay tres tipos bsicos de controles: controlador PID, ON/OFF y proporcional. Dependiendo del sistema a ser controlado, el operador ser capaz de utilizar uno u otro tipo para controlar el proceso. (Ver Anexos. Figura 3: Controlador de Temperatura).

Controlador de NivelLoscontroles de nivelson dispositivos o estructuras hidrulicas cuya finalidad es la de garantizar el nivel del agua en un rango de variacin preestablecido. (Ver Anexos. Figura 4: Controlador de Nivel).

Controlador de FlujoLas vlvulas de control de flujo se usan para regular o controlar el flujo de un lquido a travs de un sistema. Por lo general, ese sistema es industrial o tiene un propsito industrial. Una refinera de gas o planta de agua residual utilizar muchas vlvulas de control de flujo para mantener el flujo de agua y compuestos qumicos bajo control. El controlador de flujo est diseado para industrias petroqumica, depetrleoy gas, qumica, agua y aire acondicionado (HVAC), posee deteccin de flujo, sistemas de refrigeracin, proteccin de la bomba, control de lubricacin y alarma decavitacin. (Ver Anexos. Figura 5: Controlador de Flujo).

Controlador de VelocidadTambin conocido comoregulador de velocidadoautocrucero es un sistema que controla de forma automtica el factor de movimiento de unvehculode motor. El conductor configura la velocidad y el sistema controlar lavlvula de aceleracinodel vehculo para mantener la velocidad de forma continua. El controlador de velocidad tiene por misin regular la velocidad mxima y mnima (principalmente) que el motor puede alcanzar cuando decrece su par resistente o cuando trabaja en vaco, actuando sobre la cremallera que regula la dosificacin de combustible a inyectar en los cilindros del motor. (Ver Anexos. Figura 6: Controlador de Velocidad).

Controlador de PosicinLos reguladores de posicin comparan el valor real de la posicin de la cinta con el valor nominal prescrito y envan la seal de correccin correspondiente al actuador. (Ver Anexos. Figura 7: Controlador de Posicin).

Controlador de CorrienteUncontrolador o regulador de tensino tambin llamadoregulador de voltajees un dispositivoelectrnicodiseado para mantener un nivel detensin constante. Los controladores de corriente se usan para controlar la potencia en cargas que requieren cualquier tipo de corriente (alterna o continua) para operar: motores, resistencias, etc. Se usan en hornos industriales, hornos de induccin, control de iluminacin, control de reactivos, rels de estado slido, arranque y control de velocidad de motores de induccin, entre otros. (Ver Anexos. Figura 8: Controlador de Corriente).

DISCUSIN

Los controladores son de gran importancia en un sistema de control, ya que este constituye el elemento bsico del mismo, determina el comportamiento de la variable y a su vez condiciona la accin que ser emitida por el actuador en funcin de la seal de error.

Con el paso del tiempo, el auge y desarrollo de la automatizacin industrial en el campo de la regulacin y control, los operarios se han centrado ms en la parte de supervisin de control, ya que antes eran estos los que realizaban las labores de regulacin manualmente y segn su experiencia y buen criterio aconsejaban, era que realizaban las modificaciones necesarias para mantener la variable de salida controlada y as alcanzar los resultados finales deseados.

En la actualidad la funcin de controlador dentro de un sistema de control suele desempearla un ordenador, porque presenta una serie de ventajas como son: Potencialidad: Realizacin de acciones de control de elevada complejidad.

Control multivariable: Es capaz de controlar simultneamente varios procesos o varias variables de un mismo proceso.

Flexibilidad: Fcil cambio de estrategias de control, modificando o sustituyendo el programa.

Precisin: Es capaz de presentar un margen de precisin tan fino como se necesite.

Inmunidad: Al actuar con seales digitales, stas son inmunes al ruido y a las distorsiones, pudiendo regenerarse en caso de ser necesario.

Versatilidad: Adems de la propia funcin de control puede desempear otras simultneamente, estadsticas, informes, emisin de alarmas.

Tiene no obstante un grave inconveniente y es que un fallo en el sistema paraliza todo el proceso, as como el que para controlar sistemas sencillos se necesita elementos de software y hardware sofisticados. Otra desventaja significativa, es que a da de hoy el precio de este tipo de controladores es bastante superior a los controladores continuos, aunque el precio se reduce da a da de forma exponencial.

Dependiendo del tipo de variable que se requiera controlar, se utilizara un tipo de controlador diferente, esto a su vez permite trabajar con mejor eficiencia, ya que el control sobre la variable se da de manera oportuna y especifica.

CONCLUSIONES

Los controladores comparan la variable controlada (presin, nivel, temperatura) con un valor deseado y ejercen una accin correctiva de acuerdo con la desviacin. El regulador o controlador constituye el elemento bsico de un sistema de control. Los controladores pueden estar en un armario de control (a varios metros del equipo de medida) en la sala de control (a decenas de metros) o en otro edificio (a centenares de metros). Llegaron a la industria para facilitar el trabajo de los operadores de control. Existen diferentes tipos de controladores, cada uno depende de la variable que se quiera controlar.

BIBLIOGRAFA

Corts, M. y Garibay R. (sin fecha). Tipos de Controladores. [Documento en Lnea]. Consultado el 12 de abril de 2015 en: http://www.biblioteca.upibi.ipn.mx/Archivos/Material%20Didactico/Apuntes%20para%20la%20asignatura%20de%20instrumentaci%C3%B3n%20y%20control/cap4.pdf Creus, A. (2011). Instrumentacin Industrial (8va Edicin) [Libro en Lnea]. Consultado el 22 de marzo de 2015 en: http://www.freelibros.org/ingenieria-industrial/instrumentacion-industrial-8vaedicion-antonio-creus-sole.html Martnez, E. (2013). CONTROLADORES AUTOMATICOS. [Documento en Lnea]. Consultado el 12 de abril de 2015 en: http://es.slideshare.net/martinezeduardo/controladores-teoria-de-control-24587590 Sin nombre. (sin fecha). Tipos de Control. [Documento en Lnea]. Consultado el 12 de abril de 2015 en: http://agrega.juntadeandalucia.es/repositorio/03022011/47/es-an_2011020313_9094443/TI2_U4_T2_Contenidos_v01.pdf

ANEXOS

Figura 1. Sistema de Control sencillo.

Figura 2. Controlador de Presin.

Figura 3. Controlador de Temperatura.

Figura 4. Controlador de Nivel.

Figura 5. Controlador de Flujo.

Figura 6. Controlador de Velocidad.

Figura 7. Controlador de Posicin.

Figura 8. Controlador de Corriente.

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