Trabajo de Control Cap 1

8/18/2019 Trabajo de Control Cap 1

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TRABAJO MONOGRAFICO

SIATEMA DE CONTROL Y AUTOMATIZACION PARA MAQUINA DE TEÑIDO TIPO JIGGER


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INDICE

CAPITULO I

1. Sistemas de Control………………………………………………………………………………Pag 3

1.1 Conceptos…………………………………………………………………………………………Pag3

1.2 Sistemas de control ……………………………………………………………………………...Pag3

1. 3 Estrategias de control automático …………………………………………………………….Pag4

2. Nuestro Proceso: Teñido……………………………………………………………………….Pag

3. !a"uina de teñido #igger………………………………………………………………………….Pag

4. Proceso de teñido má"uina de teñir #igger……………………………………………………Pag1$

%. &plicacion de los conceptos de Control al proceso de teñido en ma"uina 'igger………..Pag13

CAPITULO II


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Capitulo I

1 Si!t"#a! $" Co%t&ol

11 Co%'"pto!

(a&ia)l" 'o%t&ola$a * +a&ia)l" #a%ipula$a

(a )aria*le controlada es la cantidad o condici+n "ue se mide , controla.

La +a&ia)l" #a%ipula$a es la cantidad o condici+n "ue el controlador modi-ica para a-ectar el)alor de la )aria*le controlada. Por lo comn/ la )a0 ria*le controlada es la salida el resultado

del sistema. Controlar signi-ica medir el )alor de la )aria*le controlada del sistema , aplicar la)aria*le manipulada al sistema para co0 rregir o limitar una des)iaci+n del )alor medido a partirde un )alor deseado. En el estudio de la ingenier-a de control/ necesitamos de-inir trminosadicionales "ue resultan necesarios para descri*ir los sistemas de control.

Pla%ta! 5na planta puede ser una parte de un e"uipo/ tal )e6 un con#unto de las partes de unamá"uina "ue -uncionan #untas/ el prop+sito de la cual es e#ecutar una operaci+n par0 ticular.Eneste li*ro/ llamaremos planta a cual"uier o*#eto -7sico "ue se )a a controlar tal como undispositi)o mecánico/ un 8orno de cale-acci+n/ un reactor "u-mico o una na)e espacial.

P&o'"!o! Es una operaci+n o un desarrollo natural progresi)amente continuo/ marcado por unaserie de cam*ios graduales "ue se suceden uno al otro en una -orma relati)amente -i#a , "ueconducen a un resultado o prop+sito determinados9 o una operaci+n arti-icial o )oluntariaprogresi)a "ue consiste en una serie de acciones o mo)imientos contr+lados/ sistemáticamentedirigidos 8acia un resultado o prop+sito determinados.

Si!t"#a! 5n sistema es una com*inaci+n de componentes "ue actan #untos , reali6an uno*#eti)o determinado. 5n sistema no necesariamente es -7sico. El concepto de sis tema se aplicaa -en+menos a*stractos , dinámicos/ tales como los "ue se encuentran en la econom7a. Portanto/ la pala*ra sistema de*e interpretarse como una implicaci+n de sis temas -7sicos/

*iol+gicos/ econ+micos , similares.


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P"&tu&)a'io%"! 5na pertur*aci+n es una señal "ue tiende a a-ectar negati)amente el )alor dela salida de un sistema. Si la pertur*aci+n se genera dentro del sistema se deno0 mina interna/en tanto "ue una pertur*aci+n eterna se produce -uera del sistema , es una entrada.

&utomati6aci+n: &plicaci+n de sistemas automáticos en la reali6aci+n de un proceso.

1, Si!t"#a! $" 'o%t&ol

5n sistema o proceso está -ormado por un con#unto de elementos relacionados entre s7/ "ueproducen señales de salida en -unci+n de señales de entrada. (as )aria*les "ue a-ectan unproceso se clasi-ican en entradas/ "ue denota el e-ecto de los alrededores so*re el proceso/ ,salidas/ "ue denota el e-ecto del proceso so*re los alrededores. Para caracteri6ar el sistema s+lose re"uiere

conocer la relaci+n "ue eiste entre la entrada , la salida del proceso/ no es necesario conocer el-uncionamiento interno o c+mo actan los di)ersos elementos/ "ue es el principio conocido comode ca#a negra

(as entradas pueden clasi-icarse en )aria*les manipuladas/ si sus )alores pueden a#ustarseli*remente por el ser 8umano o un sistema automático/ , )aria*les de distur*io/ si sus )alores nose controlan del todo. (as salidas se pueden clasi-icar a su )e6 en )aria*les medi*les/ si sus)alores se conocen por medici+n directa/ , )aria*les no medi*les/ cu,o )alor no se puede mediren -orma directa !olina/ 1;;. 5n sistema de control es un ordenamiento de componentes

-7sicos unidos o relacionados de tal manera "ue regulan al mismo sistema o a otro mediante unaacci+n de control. (os sistemas de control emplean -recuentemente componentes de distintostipos/ por e#emplo/ componentes mecánicos/ elctricos/ 8idráulicos/ neumáticos , com*inacionesde estos omári6 et al./ 1;;;9 ?arrison , @ollinger/1;AB. (os elementos principales de un la6o de control son el elemento de medici+n sensor transmisor/ el elemento de decisi+n controlador , el elemento de acci+n actuador elemento-inal. Todo la6o de control de*e contar con estos tres elementos para poder lle)ar a ca*o la-unci+n de control. 5n sistema *ien diseñado reali6a la -unci+n de control con ma,or )elocidad ,precisi+n "ue el ser 8umano. En ciertos procesos/ los distur*ios 8acen "ue la )aria*le controladase des)7e del punto de consigna o Set Point/ "ue es el )alor deseado para la )aria*le controlada.

(os sistemas diseñados para compensar estos distur*ios e#ercen control regulatorio. En otroscasos/ el distur*io más importante es el punto de consigna mismo/ entonces la )aria*lecontrolada de*e seguirlo9 los sistemas diseñados para este prop+sito e#ercen lo "ue se llamaser)o control Smit8 D Corripio/ 1;;A.

1 - E!t&at".ia! $" 'o%t&ol auto#/ti'o

(os pro*lemas de control se resuel)en generalmente con un solo controlador/ pero tam*ineisten distintos es"uemas de control "ue com*inan controladores , otros componentes como-iltros/ selectores , demás.


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Co%t&ol &"t&oali#"%ta$o

En un sistema de control retroalimentado la )aria*le controlada se mide por un sensor/ se

transmite 8acia el controlador/ , se compara con el )alor de re-erencia o punto de consigna/ ladi-erencia entre am*as )aria*les/ conocida como el error/ se utili6a para modi-icar la )aria*lemanipulada/ tendiendo a reducir la di-erencia/ , este proceso se repite continuamente. En otraspala*ras/ la entrada del controlador es a-ectada por la salida del proceso9 es decir/ la in-ormaci+nse retroalimenta para in-luir en la )aria*le controlada ranFlin et al./ 1;;19 =arGicF/ 1;;B. Elprincipio se ilustra en la igura

igura 1.4


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(os sistemas en los cuales la salida del proceso no a-ecta la acci+n de control se denominansistemas de control en la6o a*ierto. En otras pala*ras/ en un sistema de control en la6o a*iertono se mide la salida ni se retroalimenta para compararla con una re-erencia/ por lo "ue elcontrolador tra*a#a independientemente de la salida del proceso. &nte un )alor de entrada seespera una respuesta dada del sistema/ por ello al control en la6o a*ierto tam*in se le llamacontrol adelantado Hgata/ 1;;9 IaF/ 2$$3. (a igura muestra el diagrama de *lo"ues desistema de control en la6o a*ierto t7pico.

& di-erencia del control retroalimentado/ "ue elimina los e-ectos de los distur*ios en el procesoluego de presentarse una des)iaci+n de la )aria*le controlada/ con el control adelantado sepueden medir directamente los distur*ios , compensarlos antes "ue stos in-luencien el proceso/minimi6ando as7 la des)iaci+n de la )aria*le controlada respecto al punto de consigna. (a igura1.B representa un sistema de este tipo/ n+tese "ue la salida del proceso no in-lu,e en la acci+ndel controlador. En cual"uier sistema de control en la6o a*ierto/ al no compararse la salida con laentrada de re-erencia/ a cada entrada de re-erencia o distur*io le corresponde una condici+noperati)a -i#a9 por lo "ue la precisi+n del sistema depende enteramente de la cali*raci+n JstrKmD ?Lgglund/ 1;;%9 Hgata/ 1;;9 Smit8 D Corripio/ 1;;A9 =arGicF/ 1;;B.

Si *ien esta estrategia de control/ a di-erencia del control retroalimentado/ pretende modi-icar las)aria*les manipula*les antes de "ue se presenten las des)iaciones en la salida/ el controladelantado s+lo compensa los distur*ios Mesperados/ o sea "ue los distur*ios "ue se puedanpresentar son conocidos ,/ más importante an/ son medi*les/ por lo "ue el sistema se diseñapara compensar estos distur*ios. Si otro distur*io/ no contemplado/ entra al proceso estaestrategia no lo compensa/ resultando en una des)iaci+n permanente de la )aria*le controladarespecto al punto de consigna. Para pre)enir esta des)iaci+n con)iene utili6ar ciertacompensaci+n por retroalimentaci+n Smit8 D Corripio/ 1;;A.


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Co%t&ol "% 'a!'a$a

El control retroalimentado es la estrategia de control más utili6ada de*ido a su simple6a9 sinem*argo/ cuando los re"uerimientos del proceso se intensi-ican , en procesos con dinámicaslentas/ con muc8as o -recuentes des)iaciones/ el rendimiento pro)isto por el control

retroalimentado se )uel)e en ocasiones inacepta*le. El control en cascada me#ora/ en ocasionessigni-icati)amente/ el rendimiento proporcionado por el control retroalimentado al medir una)aria*le intermedia "ue responde más rápidamente a la señal de control "ue la )aria*le deinters. Esta estrategia consiste en anidar )arios la6os de control en los "ue se miden )arias)aria*les , manipula una sola. (a igura muestra un sistema con dos la6os anidados/ en esteaparecen dos sensores/ dos transmisores/ dos controladores , un elemento actuador. Estoresulta en dos la6os de control: el la6o de control interno llamado la6o secundario , el la6o decontrol eterno llamado la6o primario/ nom*rados as7 por"ue el la6o eterno controla la señal dela )aria*le de inters principal JstrKm D ?Lgglund/ 1;;%9 Smit8 D Corripio/ 1;;A.

(a caracter7stica *ásica de este es"uema de control es "ue el controlador primario eterno/ en)e6 de en)iar una señal a un elemento actuador/ -i#a el punto de consigna del controladorsecundario interno "ue controla a la )aria*le secundaria/ con ello la )aria*le controladaprincipal se mantiene en el punto de consigna Smit8 D Corripio/ 1;;A.

Co%t&ol $" &a0%

5na tcnica de control comnmente utili6ada en el control de procesos es el control de ra6+n.Con el control de ra6+n/ tam*in llamado control de proporci+n/ una )aria*le se manipula para

mantenerla como una ra6+n o proporci+n de otra )aria*le/ me#orando as7 las caracter7sticasdinámicas del sistema Smit8 D Corripio/ 1;;A. (a igura muestra un e#emplo del uso de unes"uema de control de ra6+n en un proceso de me6clado/ donde se tienen dos corrientesl7"uidas/ & , @/ , se de*e mantener una proporci+n dada por la ra6+n


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para la cual "& se re-iere al -lu#o de la corriente & , "@ al -lu#o de la corriente @. En el diagramamostrado/ el -lu#o de la corriente &/ "ue puede )ariar de*ido a distur*ios/ se mide a tra)s delsensor T01$2. El )alor medido se multiplica por la proporci+n de me6cla esta*lecida !/ la cualse introduce como un parámetro en el multiplicador Q01$2. (a salida del multiplicador se usaentonces como punto de consigna del controlador C01$1 "ue controla el -lu#o de la corriente @Smit8 D Corripio/ 1;;A.

, Nu"!t&o P&o'"!o2 T"3i$o

En trminos generales se dan dos -ormas de tintar una -i*ra:

a por a-inidad entre colorante , -i*ra

* por impregnaci+n de la -i*ra


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- Ma4ui%a $" t"3i$o 5i.."&

'igger es una de la má"uina de teñir más antiguo utili6ado para las operaciones de teñido detela. !á"uina del apare#o apropiado para el teñido de te#idos/ 8asta la temperatura de e*ullici+n/sin arrugas. 'igs e#ercen una considera*le tensi+n a lo largo en la tela , son más adecuados

para el teñido de te#idos de gnero de punto.


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D"!'&ip'i% $" la #/4ui%a(as má"uinas tienen dos rodillos principales "ue giran so*re co#inetes lisos , están conectadosa un mecanismo de accionamiento adecuado/ "ue se puede in)ertir cuando se re"uiera. (a telase enrolla en uno de los rodillos principales , se alimenta de la otra. (a tela se mue)e de unrodillo al otro a tra)s del canal de licor colorante situado en la parte in-erior de la má"uina. ?a,)arios disposiciones de rodillos de gu7a en la parte in-erior de licor pila/ , durante cada paso dela tela pasa alrededor de estos rodillos de gu7a.

El licor colorante concentrado generalmente se introduce directamente en el *año de tintura endos porciones iguales/ "ue se añaden #usto antes de comen6ar la primera , un segundoetremos. El licor es agitado por el mo)imiento de la tela a tra)s del *año de tintura. Rariostu*os de rociado 8ori6ontales están e"uipados en toda la anc8ura de la artesa a -in de acelerarel en#uague de la tela.

)apor )i)o se in,ecta en la parte in-erior de la artesa a tra)s de un tu*o per-orado a tra)s delanc8o de la plantilla calienta el licor. &lgunas plantillas modernos tam*in tienenintercam*iadores de calor para la cale-acci+n indirecta.

cu*re la parte superior de la plantilla reduce al m7nimo la prdida de calor a la atm+s-era/mantiene la temperatura uni-orme en todas las partes de la tela , minimi6a la eposici+n del licor, la tela al aire. !inimi6ar la eposici+n a aire es importante cuando se utili6a a6u-re o'olo&a%t"! $" ti%a / ,a "ue estos colorantes pueden ser oidados por el o7geno atmos-rico.

5nos pocos metros de tela "ue conduce/ de construcci+n similar a la tela *a#o proceso/ se suturaa cada etremo de la tela por lotes/ para permitir toda la longitud de la tela para pasar a tra)sdel *año de tinte durante el proceso de teñido. Cuando se 8a completado el procesamiento de laplantilla/ el te#ido se e#ecuta en un &0marco a tra)s de un dispositi)o de l7nea de contacto o el)ac7o para eliminar agua procedente del eterior durante la descarga.

má"uinas modernas/ como poteras automáticas , #um*o tener la automati6aci+n completa de launidad/ la regulaci+n de la tensi+n , de control/ la )elocidad del te#ido , medici+n/ menos paromás sua)e , el tir+n , empe6ar/ contadores de nmero de )ueltas/ la re)ersi+n gradual ,silencioso/ la regulaci+n automática de la temperatura , de control/ etc

7 P&o'"!o $" t"3i$o po& apa&"5o #/4ui%a $" t"3i&2

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El proceso de teñido en apare#o es considerado como una serie de operaci+n de rellenointermitente seguida de periodos so*re el rodillo principal/ durante el cual la acci+n de teñido , ladi-usi+n tiene lugar de )i)ienda. (os -actores "ue controlan la )elocidad de a*sorci+n decolorante son:

1. (a cantidad de licor de teñido intersticial retenido en los intersticios de la armadura de latela.

2. El agotamiento del licor intersticial en el periodo de reposo entre inmersiones sucesi)as.

3. El grado de intercam*io de licor durante una inmersi+n -actor de intercam*io.

En el t"3i$o "% #/4ui%a! Ji.."& la tela gira so*re dos rodillos principales/ (a tela de anc8uraa*ierta pasa de un rodillo a tra)s del *año de tintura en la parte in-erior de la má"uina ,/ a

continuaci+n so*re un rodillo de recogida impulsado en el otro lado. Cuando todo el te#ido 8apasado a tra)s del *año/ la direcci+n se in)ierte. Cada paso se llama un -in. Teñido implicasiempre un nmero par de etremos. El *año de tinte tiene uno o más rodillos de gu7a/ alrededorde la cual la tela se despla6a/ , durante esta inmersi+n alcan6a el contacto deseado con el licorde tinte.


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&lgunos pro*lemas cr7ticos relacionados con las má"uinas de teñido apare#o con)encionales"ue se minimi6an en las má"uinas modernas d7as (os principales pro*lemas son0lado0a0centro)ariaciones de color/ llamadas anuncio , )ariaciones de color a lo largo/ llamada termina.

Ot&o! p&o)l"#a! !o%

• El control de temperatura de lado a lado , de etremo a etremo del rollo

• Control de tensi+n de etremo a etremo

• Control de )elocidad constante de etremo a etremo

• Pre)enci+n de pliegues

• Pre)enci+n de aire

Li#ita'io%"! $" Ji.."& T"3i$o

1. 'igs e#ercen una considera*le tensi+n a lo largo en la tela , son más adecuados para elt"3i$o de te#idos de gnero de punto.

2. En la preparaci+n de tetiles de*ido a la 8inc8a6+n , la disoluci+n de tamaño/ lo "ue8ace "ue el te#ido res*aladi6o e inesta*le en -orma de rollo.

3. (a *a#a relaci+n de licor de la)ado0o-- 8ace di-7cil.

4. ?a, poca acci+n mecánica en una má"uina de plantilla , es menos adecuada cuando sere"uiere el desgrasado )igorosa antes de la tintura.

%. E-ectos muar o marcas de agua pueden surgir en algunas telas de acetato de n,lon ,de*ido a aplanar la estructura de la tela laminada en la presi+n.

Cur)a de teñido por un lote de producto

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- Apli'a'io% $" lo! 'o%'"pto! $" Co%t&ol al p&o'"!o $" t"3i$o "% #a4ui%a Ji.."&

(a )aria*le medida es el ni)el de *año de tintura/ en el siguiente es"uema se muestra el

proceso de teñido/ cu,a planta esta representada por la ma"uina/ pues alli se reali6a el proceso/eisten otras )aria*les "ue inter)ienen , se relacionan en el proceso/ como son :la Temperaturadel licor de tintura/ la )elocidad la tela en la alimentacion/ la presion "ue e#ercen los cilindros/el P?/ etc . El elemento "ue se encarga de monitorear la )aria*le medida es un sensor de ni)el"ue toma el )alor / , lo comunica al controlador en este caso un microcontrolador o PC "uee)alua si este )alor esta entre los )alores deseados a o*tener Por e#emplo eiste uncontrolador para 'igger marca SemitroniF modelo &R


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Sistema de control de temperatura

!onitori6acion de control


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Trabajo de Control Cap 1

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