CONTROL AUTOMÁTICO I
IV CICLO
“SINTONÍA DEL CONTROLADOR PARA
DISTINTOS LAZOS”
INFORME
Integrantes:
HUILLCA HUAMÁN, Lisbet
MIRANDA HERNÁNDEZ, Joseph
MORALES MORENO, Angie
VIGIL HOWARD, Renatto
Profesor:
SOBRADO MALPARTIDA, Eddie
Fecha de realización: 11 de abril
Fecha de entrega: 18 de abril
2013–I
2 | P á g i n a
“SINTONÍA DEL CONTROLADOR PARA
DISTINTOS LAZOS”
1. Introducción:
Cada proceso necesita un modo de control y sintonía del
controlador de acuerdo a sus características. En este
laboratorio se sintonizará el controlador para diversos
procesos, debiendo seleccionarse el método de sintonía y
el modo de control más adecuado.
LA ESTABILIDAD es la característica que el sistema hace
que la variable se salida vuelva al SP después de una
perturbación.
Además, cuando se pone en marcha una planta se realiza
un primer ajuste es decir fijar los valores de las
acciones PID (parámetros).Como la puesta en marcha es
limitada desacuerdo al instrumentista.
2. Objetivos:
- Sintonizar el controlador para distintos procesos.
- Seleccionar el método sintonía para el controlador.
- Seleccionar el modo de control más adecuado para el
proceso a controlar.
3 | P á g i n a
3. Procedimiento:
En el simulador PC-ControlLAb 2 sintonice el controlador
con un escalón en el SP de 55% a 60% para los siguientes
procesos:
NIVEL (Level2)
Existen diversos sistemas para el ajuste del controlador al
proceso, esto nos con lleva a decir que, la banda
proporcional (ganancia), el tiempo de acción integral
(minutos/repetición) y el tiempo de acción derivativa
(minutos de anticipo) del controlador.
4 | P á g i n a
Utilizando el método de 28.3% y 63.2% y trazando las líneas
necesarias podemos hallar la variación de PV Y OUT,
e , para con esto hallar Kp, td, τ.
PARA NIVEL UTILIZAMOS MODO PROPORCIONAL
Ingresamos los valores y desactivamos el modo integral por el
el proceso modo Proporcional.
5 | P á g i n a
FLUJO (Flowlp2)
Para este proceso elegimos el método de la curva de reacción.
Con un escalón en OUT de 25% a 40% determine las constantes
del proceso, utilizando el método de 28.3% y 63.2%.
6 | P á g i n a
Las constantes del proceso son:
En base de la curva de reacción se utilizara los ajustes
de PI. Con un escalón de 55% a 60%.
Se utiliza un ajuste PI, ya que el ajuste PID hace
inestable el sistema y tiende a oscilar.
Hallamos el valor de los parámetros:
Aplicamos los parámetros y en modo Automático
7 | P á g i n a
Este sistema cada cierto tiempo tiene oscilaciones debido a
que así está diseñado. Se deba esperar un tiempo hasta que
llegue al valor deseado o que el error sea menor que 1.
TEMPERATURA (Temp2)
Para el proceso de temperatura se utilizo el método de la
curva de reacción.
a. Primero se le dio al sistema un escalón de 35% a
55% para comprobar el método que debía tener el
proceso de temperatura. Con lo cual se calculo el
tiempo muerto, la constante de tiempo y la ganancia
del proceso (con el método 28.3% y 63.2%).
Se vio que el método de la curva de reacción es un
buen método para el proceso de temperatura por su
respuesta frente al escalón.
8 | P á g i n a
Inicial: PV= 52,13 Out=35
Final: PV=63,96 Out=55
Kp=11.83/20=0,5915
Td=1.5
Ƚ= 5.1
Reemplazando estos datos en las ecuaciones de Ziegler-Nichols:
Modo proporcional:
De: Kc=Ƚ/Kp*TD
Kc=5.1/(0.5915*1.5)=5.748
Modo PI:
De: Kc=0.9Ƚ/(Kp*Td) ; Ti=3.33TD
Kc=(0.9*5.1)/(0.5915*1.5)=5.17 ; Ti=3.33*1.5=4.995
Modo PID:
De: Kc=1.2Ƚ/Kp*Td ; Ti=2Td ; Td=0.5TD
Kc=(1.2*5.1)/(0.5915*1.5)=6.8977 ; Ti=2*1.5=3 ; Td=0.5*1.5=0.75
9 | P á g i n a
Teniendo estos cálculos se procederá a comparar, cuál de
ellos da los mejores resultados a la salida del sistema.
Modo proporcional:
%error=(60-58.83)/10*100=11.7%
Overshoot=(1.66/10)*100=16.6%
Ts=30 min.
10 | P á g i n a
Modo PI:
%error=(60.38-60)/10*100=4.44%
Overshoot=19.8%
Ts=16 min.
Modo PID:
11 | P á g i n a
%error=(60-59.99)/10*100=0.1%
Overshoot=(3.69/10)*100=36.9%
Ts=15 min.
Observación: el método de curva de reacción se realiza en
lazo abierto, modo manual.
12 | P á g i n a
PRESIÓN (Pressure2)
CONTROLADOR DE PRESION
Utilizando el método de 28.3% y 63.2% y trazando las líneas
necesarias podemos hallar la variación de PV Y OUT, e ,
para con esto hallar Kp, td, τ.
13 | P á g i n a
CON LAS FORMULAS YA HALLADAS INGRESAMOS LOS VALORES:
Ingresamos los valores y activamos el modo integral CON ESTO
AFIRMAMOSQUE EL PROSESO ES PI
14 | P á g i n a
4. Conclusiones:
Sintonizamos el controlador para los distintos procesos.
Seleccionamos los métodos adecuados para la sintonía del
controlador de cada proceso.
Seleccionamos el modo de control más adecuado para los
distintos procesos.
El método de CURVA DE REACCION es de lazo abierto, este
método consiste en abrir el bucle cerrado de regulación
antes la válvula, es decir operar directamente la
válvula con el controlador en manual y crear un pequeño
y rápido cambio del escalón en el SP. Además, la
respuesta se introduce en un grafico de amplitud con
mayor tamaño posible del grafico para obtener la mayor
exactitud.
El proceso no permanece constante en todo momento, por
lo cual puede ocurrir que los valores no sean exactos
pero se acerca según variamos y ponemos el valor
calculado en las variables establecidas.
El método de sintonización más adecuado para el proceso
de temperatura es el de la curva de reacción por ser
este un proceso estable y no muy ruidoso.
Entre los métodos más indicador para controlar el
proceso de temperatura se podría elegir entre el método
de control PI o PID ya que con ambos se tiene muy buena
respuesta, teniendo un error casi nulo; esto dependiendo
de las necesidades del proceso, si se necesita que el
proceso no tenga un sobre impulso alto será mejor elegir
el método PI, por otro lado, si el proceso requiere el
menor error entre SP y PV entonces será mas conveniente
elegir el método PID.
Por otra parte se puede notar que ambos tienen un tiempo
de establecimiento similar.
El método de control proporcional queda descartado por
tener un % error muy grande (el error siempre va a ser
diferente de cero).
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