NOMBRE DE SIST. DE CONTROL NEUMATICO

Control proporcional de tiempo variable

Control todo-nada ó control en lazo abierto

Control flotante

-Control proporcional de tiempo variable.

Control proporcional

RANGO Este controlador tiene un ciclo completo de 10 segundos y una banda proporcional de 20° C.

- El control en lazo abierto suele aparecer en dispositivos con control secuencial, en el que no hay una regulación de variables sino que se realizan una serie de operaciones de una manera determinada.

-Tiene un cicIo completo de 10 segundos y una banda proporcional de 20° C. En el punto de consigna el controlador conecta el elemento final durante 5 segundos y 10 desconecta 5 segundos y así sucesivamente.

Tiene un cicIo completo de 10 segundos y una banda proporcional de 20° C.

VENTAJAS Se emplea sólo en controladores eléctricos. Un caso típico de aplicación lo· constituye la regulación de temperatura de un horno eléctrico en que el

Desactiva la señal de salida cuando la señal de entrada es mayor que la señal de referencia

-Tiene una resistencia

conectada y a la salida hay

amplificador.

En este sistema de regulación existe una relación predeterminada entre el valor de la variable controlada y la posición media en tiempo del elemento final de control de dos posiciones. Es decir, la relación del tiempo de conexión al de desconexión final es proporcional al valor de la variable controlada.

Actúa un controlador proporcional cuyo punto de consigna es 150° C y cuyo intervalo de actuación es de 100- 200° C.

DESVENTAJAS -La exactitud de la salida del sistema depende de la calibración del controlador.-Su realización implica sistemas excesivamente caros-En presencia de perturbaciones estos sistemas de control no cumplen su función adecuadamente

CARACTERISTICAS En este sistema de regulación existe una relación predeterminada entre el valor de la variable controlada y la posición media en tiempo del elemento final de control de dos posiciones. Es decir, la relación del tiempo de conexión al de desconexión final es

Denominado realmente control flotante de velocidad constante, mueve el elemento final de control a una velocidad única independiente de

-controlador proporcional neumático típico compuesto de un comparador, un transductor y una realimentación.En el circuito de

proporcional al valor de la variable controlada.

la desviación. Por ejemplo, una regulación todo-nada puede convertirseen una regulación flotante si se utiliza una válvula motorizada reversible de baja velocidad (con un tiempo de recorrido de 1 minuto.

realimentación, el nuevo valor de la presión de salida Po expansiona el fuelle, desplazando el punto E a E', con 10 cual el obturador toma otra posición de equilibrio a nivel de la tobera definida por el punto X".

Tipo de señal Señal analógica Señal analógica Señal analógica

NOMBRE DE TRANSMISOR DIGITAL

Transmisor digital de Temperatura.

OTT QLinerMedidor de Caudal ultrasónico portátil ADCP Doppler

Controlador digital SC200

Sensors for Ex-areas

RANGO

Véase figura 1. Rango máx.(profundidad)* 20m/10m, rango de velocidad ±10 m/s, Precisión 1 % del valor medido,Max. velocidad muestreo 1 Hz

Limites de temperatura -40 °C...+125 °C

MATERIAL para montaje en la tapa del cabezal- para montaje con muelles de carga sobre platina

Consiste en unidad DCP (Doppler Current Profiler) un barco para sujetar el perfilador, un transmisor BlueTooth, una PDA a prueba de agua y el programa necesario 'QLiner para Pocket PC' así como el programa para la PC ' QLiner review.exe.

VENTAJAS Estos transmisores disponen de una elevada exactitud,separación galvánica y una extraordinaria resistencia a las perturbacioneselectromagnéticas, acorde las necesidades actuales.

Provee una información detallada y precisa acerca del flujo del río y entrega sus resultados rápida y seguramente.

Saca al usuario del río Tecnología Doppler portátil para

mediciones muy precisas, en particular en ríos no tan grandes y con altos niveles de agua

Pueda hasta ser utilizado en secciones con paredes laterales escarpadas

Sin necesidad de GPS o "Bottom Tracking"

Ideal para ríos de 1 a 30 metros de ancho así como para ríos más grandes Sistema completamente sellado.

Sustituir a los controladores analógicos GLI53 y digitales Hach sc100, incluye Ph,DO, flujo y conductividad.

Pueden ser empleados para instalaciones de medio àmbiente o de conductos àire instalados sobre el transductor por enchufe. Serie ExCos-D para instalaciones zonas, no necesita módulos adicionales instalados en el panel eléctrico, ni algún cablaje intrínsecamente seguro, con un considerable ahorro de costes y espacio, sin disminuir la seguridad operacional.-compacto de pequeñas dimensiones.

DESVENTAJAS Limites de rango de medición.

Velocidad de muestreo. duración 1 día en campo,peso 11 kg (incluyendo el sensor).AMBIENTAL.

Curvas disponibles dependen del tipo de medida seleccionada (conductividad, concentración o TDS). Control de distancia limitado escala : 200-2000 Us/cm

Evitar exposiciones en presencia de gases, vapores y polvo.

CARACTERISTICAS Configurable para conexión a:Termorresistencias TermoparesSensores de resistencia,Sensores mV• Linealización específica para el cliente hasta 30 puntos para sensores con salida ó mV.• Aislamiento galvánico AC 1500 V entre sensor y bus• 100 % protegido contra la humedad relativa,• Temperatura ambiente ampliada

Mide caudal (gasto) en ríos y canales. El instrumento es desplazado de eje vertical en eje vertical desde un puente, polea de orilla a orilla , bote o torno. esto permite por un lado medir el perfil de velocidades vertical así como la profundidad en las secciones seleccionadas. El programa 'on-line' calcula el caudal combinando la velocidad e información de profundidad. El resultado es entregado en el momento en que se termina con la medición

único controlador que permite el uso de sensores digitales y analógicos, ya sea solos o en combinación, para proporcionar compatibilidad con la gama más amplia de sensores. Puede sustituir a los controladores analógicos GLI53 y digitales Hach sc100 con características avanzadas para uso más fácil por parte del operador.

Mide temperatura y humedad en el àmbito Ex, formado por transductor Serie ExCos-D y RedCos-D, con cabeza/s sensores Serie ExPro,bajo ATEX 94/9/EG para instalaciones en zonas bajo riesgo explosión (zonas 1, 2, 21 y 22) para todos los gases, nieblas, humos y polvos. 24 VAC/DC , -40°C ... + 125°C o...100 %

Tipo de señal En circuito de conexión de 2, 3 y 4 hilos, el tipo de circuito de conexión se puede configurar y con ello se garantiza una óptima, compensación de la línea de conexión ( VER ESQUEMA DE CONEXIÓN Fig .1.1)

Conexión radio, blue tooth class1. Lineal,Logaritmica,bi-lineal,PID Sensor pasivo.

Fig. 1 ESQUEMA DE CONEXIÓN(1.1)

CUADRO COMPARATIVO DE CONTROLADORES POR COMPUTADORAS

Nombre BUS DE CAMPO "Fild Bus" RED DE CONTROL EL SISTEMA TI-2000 DE OFITECO

Partes del instrumento

Servidor PC Ethernet/TCP Ordenador Cuadro de interfases

En términos generales, el software TCP/IP está organizado en cuatro capas conceptuales que se construyen sobre una quinta capa de hardware.

A través de una red mixta de fibra óptica y par metálico con topología de bus RS-485, los sistemas TI-2000 se comunican utilizando un protocolo de comandos ASCII del cual OFITECO proporciona una descripción integra con cada equipo.

Funcionamiento

Un Bus de Datos Serie puede recorrer distancias de cierta longitud (aprox. 100m.) y que, de forma segura y fiable, pueda distribuir la multiplexación de datos digitales a través de unas instalaciones industriales.

Es un conjunto de protocolos de red en los que se basa Internet y que permiten la transmisión de datos entre redes de computadoras

Sistema de OFITECO basados en el TI-2000 se soportan sobre redes de control distribuido

VentajasLa facilidad y flexibilidad a la hora de implementar modificaciones o ampliaciones es otra de las ventajas fundamentales de los sistemas de

El conjunto TCP/IP está diseñado para enrutar y tiene un grado muy elevado de fiabilidad, es adecuado para redes grandes y medianas, así

Módulos de control especialmente diseñados para la lectura de sensores de auscultación de presas que no requieren de interfaces o adaptadores de señal adicionales.

control distribuido mediante "Buses de Campo".

como en redes empresariales. Se utiliza a nivel mundial para conectarse a Internet y a los servidores web. Es compatible con las herramientas estándar para analizar el funcionamiento de la red.

Módulos inteligentes con capacidad de proceso propia que permiten:

Realizar lecturas y calcular resultados en unidades de ingeniería.

Calcular variables derivadas. Detección y proceso de alarmas. Registro de datos históricos. Reprogramación.

Desventajas

No se esta realizando un mero multiplexado de Bits digitales, si no que se establece una comunicación interactiva entre los diferentes elementos o dispositivos que componen la red.

Un inconveniente de TCP/IP es que es más difícil de configurar y de mantener que NetBEUI o IPX/SPX; además es algo más lento en redes con un volumen de tráfico medio bajo.

Sólo en algunos casos, donde en realidad las señales de auscultación son las de menor peso dentro del sistema o en aquellos casos en los que el cliente ya dispone de un sistema de telecontrol instalado puede ser recomendable la utilización de sistemas basados en PROFIBUS-DP.

CUADRO COMPARATIVO DE CONTROLADORES DIGITALES

Nombre LC CE123 CE111 PLC CONTROL DE TEMPERATURA

Partes del instrumento

Las características importantes del sistema es el envasado con entrada restringida con un buffer y conectores de salida, entrada manual, interruptores de salida e indicadores de estado Tienen un módulo programable que permite al usuario introducir instrucciones que construyan la secuencia lógica que debe ser seguida. Hay muchos lenguajes posibles, pero el más entendible es el plano de escala lógica. Las instrucciones de la escala lógica son metidas en un diagrama de escalera que describe la secuencia lógica de entrada de un proceso particular.

La figura siguiente muestra una aplicación con:1. Sistema de entradas para identificar el estado del proceso.2. Sistema lógico para resolver el programa de control del usuario.3. Sistema de salidas para encender (ON) o apagar (OFF) los elementos de control y mantener controlado el proceso.4. Proceso bajo control.

PLC se utilizan universalmente en las Dispositivo de estado sólido, Los controladores de temperatura KX4N

Funcionamiento industrias de todo el mundo donde la operación ON/OFF secuencial alcanza y mantiene las condiciones de trabajo requerido. Se conectan a un equipo externo, que varían en tamaño y complejidad de una sola máquina a una planta completa, a través de las interfaces adecuadas. Su funcionamiento se puede programar localmente por un equipo/programador manual o de forma remota a través de una red.

utilizado en el control de procesos, control de máquinas e información de procesamiento. El PLC resuelve un programa almacenado en su memoria y recibe realimentación de dispositivos de campo de entrada y salida. Verifica automáticamente ciertas condiciones de la instalación. Cuando en su comprobación, el control registra un exceso en los coeficientes máximos o mínimos de los parámetros, actúa de dos formas; adopta las medidas necesarias para evitar deterioros o desperfectos, o emite señales de aviso para el personal de servicio.

están considerados para cualquier tipo de aplicación en la industria, presentado las siguientes características:

AutoTuning. Entrada Universal, adaptación por

programación ya sea por termocuplas, pt-100 o entradas de voltajes o corriente(4-20 mA)

Protección IP 65. Alarma(s)

Ventajas Son un gasto efectivo para controlar otros sistemas complejos.

Son flexibles y pueden ser aplicados para controlar otros sistemas de manera rápida y fácil.

Su capacidad computacional permite diseñar controles más complejos.

La ayuda para resolver problemas permite programar fácilmente y reduce el tiempo de inactividad del proceso.

Capacidad de entradas y salidas. Monitoreo.

Velocidad de operación.

Ingeniería eléctrica simplificada, no se necesita diagramas de control esquemático demasiado largos (reemplazados por el programa del PLC).

La conexión requerida está simplificada, menos cables y elementos para alambrar.

Los cambios en la secuencia son hechos por software, implementándolos más rápida y fácilmente.

La opción de entradas y salidas remotas, permite al PLC controlar dispositivos en áreas remotas a través de únicamente un cable de comunicación disminuyendo los costos de alambrado.

Los problemas son encontrados y solucionados más rápidamente para

La conexión requerida está simplificada, menos cables y elementos para alambrar.

Los cambios en la secuencia son hechos por software, implementándolos más rápida y fácilmente.

Los problemas son encontrados y solucionados más rápidamente para ayudar al sistema a seguir en operación.

Los indicadores visuales permiten verificar las señales de campo muy rápidamente.

Es confiable, si se maneja según el manual.

ayudar al sistema a seguir en operación.

Los indicadores visuales de los módulos del PLC, E permiten verificar las señales de campo muy rápidamente.

El sistema con PLC es más confiable, porque sus contactos del relevador elementos prácticamente no tienen desgaste

Desventajas

Un obstáculo radica en la eliminación de las interferencias que inevitablemente se generan con los servicios preexistentes: para transmitir datos es necesario trabajar en frecuencias más altas, lo que crea problemas de ruido.

Son necesarias las técnicas depuradas de corrección y cifrado de los datos que viajan por la red, lo cual es muy complejo de desarrollar.

El medio físico se convierte en una desventaja a la hora de analizar los cortes de energía inesperados.

Mano de obra especializada.

Centraliza el proceso. Condiciones ambientales

apropiadas. Mayor costo para controlar

tareas muy pequeñas o sencillas.

Este producto no contiene un interruptor eléctrico o el fusible, por lo que el usuario requiere la instalación de un interruptor separado eléctrica o fusible externo.(Intensidad de los fusibles: 250V 0.5A)

Si utiliza el producto con métodos distintos de los especificados por el fabricante, puede haber lesiones corporales o daños materiales.

Peligro de choque eléctrico.

CUADRO COMPARATIVO

Nombre SISTEMAS DE CONTROL AVANZADO SISTEMAS EXPERTOS. CONTROL POR REDES NEURONALES.

Partes del instrumento

a) Un motor inferencial que controla y usa las bases del conocimiento del proceso (que contienen las reglas), para deducir conclusiones. b) Un sistema para manejar en tiempo real grandes cantidades de datos del proceso y a diferentes niveles de prioridad.e) El encadenamiento hacia adelante (aplicable a la monitorización de procesos) y hacia atrás (aplicable en diagnóstico de fallos) de los diferentes árboles de decisión, proporcionando por diagnóstico y predicción una o varias conclusiones con un determinado nivel de certeza.d) La simulación y el ensayo de la base de conocimiento antes de su uso real en el proceso.

Controlador PID Módulo de aprendizaje Módulo generador de características.

FuncionamientSon aquellos que se apartan de las técnicas realizadas con controladores

Los sistemas expertos emulan la capacidad de toma de decisiones

Contiene un módulo generador de características a la salida de la planta que es comparado con un

o

neumáticos o electrónicos analógicos PID, control de relación y en cascada y que, en general, se emplean para mejorar el rendimiento económico del proceso. La estrategia del control avanzado viene definida por la estimación de los costos y cuantificación de los beneficios, el establecimiento de los recursos humanos y un plan de viabilidad.

de un experto humano en un dominio dado de un tema. La diferencia fundamental con relación al software convencional es que el programa (razonamiento, inferencia y mecanismo de control) está separado deliberadamente de los datos (conocimiento) con que trabaja.

módulo de las respuestas deseadas. La señal de error de características alimenta un módulo de aprendizaje que cambia los valores de las acciones PID. La habilidad para aprender es la característica más importante del módulo de aprendizaje, y las dificultades que presenta la creación de algoritmos estimulan todavía más los trabajos en el campo del control.

Ventajas

El ahorro de energía se aumenta 5%. La capacidad de fabricación de la planta aumenta desde 3 a 5 %.El costo de operación de la planta se reduce de 3 a 5 %.El porcentaje de recuperación de los productos se mejora de 3 a 5 %.El retorno de la inversión se consigue en un tiempo de 6 meses a 5 años.El rendimiento global es de 5 a 35 %.

El beneficio que el sistema experto aporta a la planta es la

reducción de los tiempos de paro y, lo que es más importante, la

disminución de la probabilidad de que el funcionamiento anómalo de la planta conduzca a situaciones

catastróficas.

La habilidad para aprender es la característica más importante del módulo de aprendizaje.

Desventajas ------- -------Las dificultades que presenta la creación de algoritmos estimulan todavía más los trabajos en el campo del control.

Electrónicos

NOMBRE DEL CONTROLADOR

Control Todo-nada ó control en lazo abierto

Control proporcional de tiempo variable

Control proporcional Control Integral

Control proporcional + integral + derivativo (PID)

RANGO Rango de Se programa utilizando PLCs (controladores de

Es básicamente una modulación por ancho de

Debe ser menor de 2 mV.

Salida de este regulador

La ganancia total del lazo de

lógica programable)

pulso, por lo que también se lo suele denominar PWM   (siglas de Pulse Width Modulation),T = Tiempo total del ciclo Tc = Tiempo de conexión Td = Tiempo de desconexión

control debe ser menor a 1La velocidad de respuesta del sistema de control dependerá del valor de Ki

MATERIAL

Plásticos de pvc. .

VENTAJAS

Para cada entrada de referencia le corresponde una condición de operación fijada

Desactiva la señal de salida cuando la señal de entrada es mayor que la señal de referencia

La proporción entre el tiempo de conexión/desconexión del relé de salida vendrá fijada por el punto de trabajo del condensador

A medida que aumenta la ganancia del control proporcional el error estacionario ante una entrada de tipo rampa disminuye.

En sistemas que poseen una diferencia entre el grado del denominador y el numerador de su función de transferencia mayor que dos (poseen por lo menos dos polos más que el número de ceros).

La acción varía según la desviación

de la salida y el tiempo durante el

que esta desviación se mantiene.

Disminuir y eliminar el error en

estado estacionario

El error es integrado

Elimina el error remanente que

tenía el controlador proporcional.

Mide el valor de la variable controlada (medida y transmisión).– Detecta el error y genera una acción de control (decisión).– Usa la acción de control para manipular alguna variable en el proceso de modo que tienda a reducir el error.

DESVENTAJAS

No se compara la salida del sistema con el valor deseado de la salida del

El sistema se hace relativamente insensible a perturbaciones externas y a variaciones internas de los parámetros del sistema.

El aumento de la ganancia del control proporcional conlleva, generalmente, un empeoramiento de la respuesta transitoria del

El problema principal del controlador integral radica en que la respuesta inicial es muy lenta, y hasta pasado un tiempo, el controlador no empieza a ser efectivo.

Aparece el problema de la estabilidad, ya que si el controlador no está bien ajustado puede tener tendencia a sobre corregir errores, que pueden llegar a producir en la salida del sistema oscilaciones de amplitud creciente llegando a inestabilzar el sistema.

sistema (referencia).La exactitud de la salida del sistema depende de la calibración del controladorInexistencia de perturbaciones externas o de variaciones de los parámetros internos del sistemaSu realización implica sistemas excesivamente carosEn presencia de perturbaciones estos sistemas de control no cumplen su función adecuadamente

sistema en lazo cerrado:- Aumento del sobre impulso- Disminución del tiempo de pico.- Aumento del tiempo de establecimiento

CARACTERISTICAS

Controla nivel y temperatura en procesos de gran capacidad

Procesos con pequeños tiempos de retardo

Controla Presión, temperatura y nivel donde el offset es inconveniente

Cuando es necesario una gran estabilidad en el offset mínimo y sin necesidad de acción integral

Procesos con cambios rápidos y retardos apreciables

Tipo de señal

Señal analógica Señal discreta y analógica.

Señal de error,Analógica, de controly escalon

Señal tipo escalón Señal continúaSeñal discreta

Neumáticos

NOMBRE DEL CONTROLADOR

Control todo-nada ó control en lazo abierto

Control flotante

Control proporcional de tiempo variable

Control proporcional

Control proporcional + integral

RANGO Rango de El control en lazo abierto suele aparecer en dispositivos con control secuencial, en el que no hay una regulación de variables sino que se realizan una serie de operaciones de una manera determinada.

l Actúa un controlador proporcional cuyo punto de consigna es 150° C y cuyo intervalo de actuación es de 100-200° C. Cuando la variable controlada está en 100° C o menos la válvula está totalmente abierta; a 2000 C o más está totalmente cerrada y entre 100 y 200° C la posición de la válvula es proporcional al valor de la variable controlada.

MATERIAL .

VENTAJAS Desactiva la señal de salida cuando la señal de entrada es mayor que la señal de referenciaTiene una resistencia conectada y a la salida hay amplificador.

La ventaja principal del control flotante es que puede compensar los cambios de carga lentos del proceso desplazando gradualmente la posición de la válvula.

Este tipo de control se emplea sólo en controladores eléctricos. Un caso típico de aplicación lo· constituye la regulación de temperatura de un horno eléctrico en que el elemento final es una resistencia o un conjunto de resistencias de calefacción.

La desviación de temperaturas puede eliminarse reajustando manualmente el punto de consigna.Hay que hacer notar que el control proporcional es un sistema de estabilización potente, capaz de ajuste y aplicación amplísima.

con el instrumento en bucle abierto, aplicando escalones sucesivos en la entrada y registrando las señales de salida que el controlador envía a la válvula de control.Al integrar dos miembros a la ecuación que da la señal de salida del controlador en función de dos términos, el primero de acción

NOMBRE DEL CONTROLADOR Control proporcional + derivado Control proporcional + integral + derivado

RANGO Rango de Dependerá del proceso y fuelle y otros con los que se este en operación.

MATERIAL

VENTAJAS El factor a señalar en la acción derivada es que al oponerse ésta a todas las variaciones, posee un gran efecto de estabilización, si bien no elimina el offset característico del sistema de posición proporcional. Por este motivo la regulación derivada, suele emplearse conjuntamente con la integral.

Que se utilizan circuitos de electrónica que suelen ser programados de forma automática

DESVENTAJAS En electrónica sí es posible construir un instrumento PID sin interacción entre las bandas.Como es lógico, los instrumentos PID estudiados incorporan usualmente una banda derivada modificada para evitar saltos en la señal de salida ante un cambio brusco en el error.

CARACTERISTICAS Ante un error E entre la variable y el punto de consigna, la realimentación del fuelle proporcional da lugar a un desplazamiento a nivel de la tobera, en la acción integral, el fuelle proporcional secaracterizará por su capacidad y su resistencia Rd que dan lugar a una constante de tiempo "Td”

El controlador PID simétrico existe interacción entre los ajustes de las acciones PID, es decir, que un cambio en el ajuste de una acción influirá en las otras siendo, pues, relativamente laborioso conseguir un ajuste óptimo para que el controlador ante una perturbación lleve rápidamente y con el mínimo de oscilaciones la variable controlada a su punto de consigna.

Tipo de señal Señal eléctrica. Señal eléctrica, discreta.

NOMBRE DEL CONTROLADOR Control multivariable Control de relación Control de relación

RANGO .  4-20mA  entrada 3-15 psi (0,2-1 bar)

l

MATERIAL

VENTAJAS Modelizar el proceso con ecuaciones de estado, es decir, ecuaciones diferenciales del proceso que se linealizan en número igual al de variables ligadas y aplicar métodos de optimización que hacen mínimo el índice de funcionamiento cuadrático.

Modelización con control predictivo con algoritmo de control basado en la igualdad entre las respuestas en lazo cerrado y en lazo abierto (se igualan las matrices de función de transferencia en lazo cerrado y en lazo abierto). Un programa de optimización determina los valores de los parámetros de ajuste del algoritmo de control.

El control de relación satisface una necesidad específica, el control de la relación entre dos cantidades. Estas cantidades suelen ser caudales de fluidos,

La señal del transmisor de caudal es multiplicada por un factor fijado manual o automáticamente.

DESVENTAJAS Presentan dificultades de control.El número de variables a controlar puede ser 2 o mayor que 2.

CARACTERISTICAS La señal del transmisor de caudal es multiplicada por un factor fijado manual o automáticamente. La señal de salida del multiplicador es el punto de consigna del controlador cuya señal de salida actúa directamente sobre la válvula de control.

Se encuentra en la relación caudal aire/caudal fuel en la combustión de una caldera de vapor. Es un sistema de control en el que una variable de proceso es controlada con relación a otra variable. Mientras que el control en cascada es sólo un método que mejora la regulación de una variable, el control de relación satisface una necesidad específica, el control de la relación entre dos cantidades.

Tipo de señal Señal neumáticos Señal neumática Señal neumática