INSTRUMENTACIONINDUSTRIAL Y CONTROL AUTOMATICO DE PROCESOSITSICA

EL PROCESO - EJEMPLOS DE PROCESOS Un proceso es el elemento de un sistema que esta siendo controlado. Este existe antes de que cualquier elemento sea aadido para medicin o control.

Algunos de los procesos industriales que son operados con sistemas de control son:

Nivel de lquidos en tanquesPresin en una tubera o un tanque Flujo a travs de un sistema Rata de reacciones nuclear o qumica Relacin de mezcla de fluido (concentracin) Velocidad de una turbina

Cada proceso tiene :Una o ms variables controladas o dinmicas. Una o ms variables manipuladas, o agentes de control. Una variable manipulada es una variable que puede cambiar para regular el proceso. Cada sistema de control de procesos tiene :Una o ms perturbaciones.La funcin de un sistema de control de procesos es regular el valor de la variable controlada cuando la perturbacin la modifica.

DEFINICIONES DE PROCESOEl trmino, el "proceso" incluye el flujo de un fluido entre sus tuberas involucradas. Puede definirse tambin como la transformacin de materia prima o energa. Esta definicin es compatible con la mayora de estndares y es tcnicamente la ms precisa. CONTROL DE PROCESOSCualquier definicin de control de procesos considera las entradas y salidas de un proceso. El objetivo fundamental es controlar el proceso de tal forma que la variable seleccionada permanezca lo ms cerca a un valor determinado. Llamado setpoint

JUSTIFICACIONES PARA EL CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES

Existen tres justificaciones generales para la aplicacin del control de procesos.Hacer que la planta ms segura para el personal.Incrementar las utilidades de la planta, yProteger el equipo de la planta.

Los sistemas de control automtico ajustan las cantidades manipuladas de tal manera que el valor del setpoint de la cantidad controlada sea mantenido a pesar de los efectos de las perturbaciones. El setpoint puede ser cambiado y entonces las variables manipuladas necesitaran ser cambiadas para ajustar la cantidad controlada a su nuevo valor deseado.

CONTROL MANUAL TIPICOEl operador esta habilitado para inspeccionar el indicador visualmente y como resultado manipular el flujo dentro del proceso para alcanzar algn valor deseado o setpoint de la variable controlada. El setpoint esta en la mente del operador inteligente y el operador quien toma todas las decisiones de control

CONTROL CON REALIMENTACION NEGATIVA (Feedback) La manera ms simple para automatizar el control de un proceso es a travs del control convencional con realimentacin negativa. Sensores o dispositivos de medicin son instalados para medir los valores actuales de las variables controladas

Estos valores actuales transmitidos para realimentar el equipo de control (Hardware de control) Este hardware realiza una comparacin automtica entre los setpoints (o valores deseados) de las variables controladas y la medicin (o valor actual) de estas mismas variables. Basados en la diferencia (error) entre el valor actual y los valores deseados de las variables controladas. El control con realimentacin calcula las seales que reflejan los valores necesarios de las variables manipuladas. Estos son entonces transmitidos automticamente para ajustar dispositivos (tpicamente vlvulas de control), las cuales manipulan entradas hacia el proceso.

CONTROL MANUAL PREDICTIVO (Feedforward)

CONTROL MANUAL PREDICTIVO (Feedforward)

El control redictivo (feedforward control) es muy diferente en concepto al control con realimentacin. Una perturbacin que ingresa al proceso es observada por el operador, el operador adems observa la naturaleza de la perturbacin y, basado en la perturbacin entrante el operador ajusta la variable manipulada de tal manera que prevenga cualquier ltimo cambio o variacin en la variable controlada debido a la perturbacin.El mejoramiento conceptual es aparente. El control con realimentacin trabaja para eliminar errores pero el control feedforward opera para prevenir errores que estn ocurriendo primero.

EL PROBLEMA DE CONTROL

Los sistemas realimentados generan la seal de control basados en la diferencia entre el valor actual (medicin) y el valor de referencia (setpoint). Para los sistemas de control predictivos (feedforward) la seal de control es generada desde valores basados en variables de carga que pueden afectar al proceso.

El trabajo del sistema de control es determinar perturbaciones y cambios de carga continuamente y variar la posicin de la vlvula para mantener la temperatura dentro del valor deseado. Generalmente, el problema de control es determinar un valor de la variable manipulada para establecer un balance entre todas las influencias de la variable controlada y mantener la variable estable en el valor deseado. Otros factores como velocidad de respuesta, la forma de la respuesta y la interface de operacin son tambin importantes en el diseo de los sistemas de control. Algunos procesos son simples y otros complicados, cada sistema de control resuelve el mismo problema bsico, y para un proceso y condiciones de carga dados se llega al mismo resultado.

DENTRO DE UN CONTROLADOR CON REALIMENTACION

Todos los controladores realimentados tienen elementos comunes. El controlador realimentado siempre tiene dos entradas y una salida. Una entrada ser la seal de medicin desde el transmisor; y la otra, el valor de referencia. Para los controladores con realimentacin, la seal de referencia es llamada el setpoint, la normalmente representa el valor deseado de la medicin.

Para lazos simples, la seal de referencia puede ser colocada directamente por el operador y es llamado "setpoint local". En esquemas ms complicados, esta seal puede venir desde otro instrumento y es definida como "setpoint remoto".

Frecuentemente, el controlador puede aceptar los dos tipos de setpoints, y un switch local / remoto es disponible para que el operador seleccione con el que va a trabajar.Dentro del controlador, los valores de la medicin y setpoint son comparados por resta. La diferencia es llamada error y es la entrada hacia un mecanismo, circuito o algoritmo para generar la salida.

Generalmente, esta respuesta contiene componentes proporcional, integral y derivativa (PID), no todas estas pueden estar presentes en un controlador. Las acciones proporcional e integral responden al error, mientras que la derivativa responde directamente a la medicin. En resumen la suma de las respuestas individuales forma la seal de salida del controlador.

ARRANQUES Y EMERGENCIASPara condiciones de arranque y emergencias, el controlador tambin incluir un generador manual de la seal de control que puede ser manejada por el operador. Cuando la salida va desde un generador de respuesta PID, se dice que el controlador esta en "automtico". Cuando la salida va desde el generador manual, se dice que el controlador esta en "manual". El procedimiento para cambiar estas dos salida es mirando que estas tengan un mismo valor para realizar la transferencia para de esta forma no causar altas salidas que pueden ser peligrosas para el proceso o causar perturbaciones.

En un simple lazo, se posiciona directamente la vlvula, mientras en ms complicados esquemas, la seal ser la entrada para otro instrumento. Normalmente, el controlador tendr una interface asociada de operacin. Como mnimo esta interface mostrar en un display los valores de los setpoints, medicin, corriente de salida y es estado de los selectores de local / remoto y manual / automtico.

LAZO ABIERTO VS. LAZO CERRADOUn controlador es instalado en un proceso y puesto en automtico, crendose un lazo cerrado.La salida del controlador afecta la medicin y viceversa. De esta forma el lazo cerrado crea la posibilidad de control a travs de la realimentacin.Este efecto podra ser roto en cualquier direccin y se dice que el lazo esta abierto, y la realimentacin de control no existe. Algunos eventos pueden causar la apertura del lazo:Colocando el controlador en manual. Esto causa que la salida permanezca constante (debe ser cambiada por el operador) mientras la medicin cambia.

Falla del sensor o del transmisor. Esto termina con la habilidad del controlador de mirar la variable controlada.Saturacin de la salida del controlador en 0 o 100% de la escala. Esto termina con la habilidad del controlador de influenciar en el proceso.Falla del actuador de la vlvula.

Cuando un lazo de control no esta siendo mirado propiamente por el operador, lo primero que debe hacerse es chequear s el lazo esta en condicin o no de lazo cerrado. Frecuentemente s realizan ajustes en el controlador mientras que problema esta en otro punto del lazo.

REALIMENTACION POSITIVA VS. NEGATIVA

OSCILACION

La realimentacin negativa es necesaria para control, esta tambin permite conseguir la oscilacin dentro del lazo. Cuando la medicin comienza a moverse alrededor del setpoint, el controlador comienza a cambiar su salida.Existen retrasos en los procesos, la temperatura de salida no responde inmediatamente. En efecto, esta continua movindose alrededor del setpoint. El controlador entonces cambia su salida hasta que la medicin retorne alrededor del setpoint..

Cuando la medicin se invierte por si sola, tambin se invierte la salida del controlador, pero el efecto de esta inversin estar tambin retrasado.Mas tarde, la medicin puede invertirse por segunda vez y causar otra inversin en la salida del controlador. Y de esta forma repetirse las inversiones continuas de la medicin y de la salida de control, el resultado es una oscilacin en la medicin y en la salida del controlador. De esta forma la combinacin de realimentacin negativa y retrasos en el proceso significa que la oscilacin es la respuesta natural de un lazo de control con realimentacin para una perturbacin. Las caractersticas de esta oscilacin tienen un significado primario para la evaluacin del funcionamiento de un lazo de control.

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Un Ingeniero Instrumentista deber prestar mucho inters en el perodo y la relacin de amortiguamiento del ciclo.El perodo de este ciclo puede ser medido en unidades de tiempo (normalmente en minutos) entre cualquiera de los dos puntos anlogos, como entre los dos picos negativos o positivos. Si bien existen definiciones matemticas de la relacin de amortiguamiento, prcticamente esta puede ser medida como la relacin de las desviaciones de dos picos sucesivos cualquiera desde el valor final estimado o valor promedio.

Estas mediciones son usualmente tomadas desde un registro de la variable controlada. Sin embargo, el mismo ciclo puede ser observado en la salida del controlador, o en cualquier medicin directamente afectada por la seal de control.En efecto, esta oscilacin representa una bsqueda de error y ensayo para una nueva solucin del problema de control. El controlador no esta en sobreaviso de las variables de carga. El mira que la temperatura comienza a cambiar, y ensaya una nueva salida hasta que la medicin retorne al setpoint. La caracterstica exacta de la oscilacin de un lazo en particular depender principalmente de los ajustes de las respuestas de los modos de control proporcional, integral y derivativo.

Para un buen control, el ciclo de la seal de medicin deber estar decayendo y terminara retornando la medicin al setpoint.

Simultneamente, el ciclo en la salida del controlador deber tambin estar en un estado decadente, y terminara con la salida en un nuevo valor.

Esto restablece el balance entre las variables de carga y la variable manipulada.

Si el controlador en un lazo en particular responde a una perturbacin con una oscilacin en la cual cada pico sucesivo de un cuarto de amplitud del que lo precedi.El lazo se dice que tiene un cuarto de amplitud de amortiguamiento por ejemplo (B/A = 1/4). Dependiendo del perodo, un lazo tiene un cuarto de amplitud de amortiguamiento de estabilizacin lento o rpido despus de ocurrir una perturbacin. Frecuentemente esto es tomado como una indicacin de buen control. La determinacin de los ajustes correctos es algo ms complicado para alcanzar este objetivo.

DIAGRAMAS DE BLOQUES

Para tener una consistente representacin grfica de los sistemas de control se tiene la ventaja de : los diagramas de bloque. Los diagramas de bloque son smbolos grficos que sirven como una herramienta que es usada en el control automtico. Los diagramas de bloque tienen dos smbolos bsicos. El primero es un circulo

Las flechas que entran y salen del circulo no son vectores; representan las variables y la informacin de flujo. En los extremos de las flechas que ingresan se tienen smbolos algebraicos conocidos, ms (+) o menos (-). El pequeo circulo realmente es una manera simple de representar una suma o resta algebraica. El smbolo mostrado en este manual representa la operacin algebraica:r - c = e

El otro smbolo de un diagrama de bloque es en efecto un bloque (rectngulo) con una flecha entrando y otra saliendo.

Esta es la forma en que las aplicaciones algebraicas de multiplicacin y divisin son representadas simblicamente. La salida de un bloque es simplemente igual al contenido del bloque multiplicado por la entrada y esta representado por:c = G. e

Los smbolos de los diagramas de bloque pueden ser combinados dentro de las mallas de trabajo o cadena de mando.

MODELO MATEMATICO DE UN LAZO DE CONTROL

Los elementos de entrada y los sistemas de transmisin estn representados como componentes no dinmicos por ejemplo cuando el setpoint cambia la seal hacia el comparador tiende a un cambio instantneo relativo. Si los sistemas de transmisin han sido bien diseados no podran tener retrasos significativos de tiempo asociados entre ellos (algunas veces en transmisin neumtica existen problemas de retraso en la transmisin).En menor grado el sensor y la vlvula tienen su propia dinmica en los casos tpicos, la dinmica (retrasos) de estos componentes individuales ser menor que la del proceso.Todos los lazos de procesos funcionan de la misma manera y en general ellos siguen las formas o estructuras que han sido presentadas.

La dinmica de los procesos varia significativamente de un lazo a otro y es importante apreciar y comprender la dinmica de un lazo para disear, instalar y sintonizar un lazo para proveer calidad de control.

El control de procesos es necesario solamente en situaciones que estn cambiando por ejemplo si nada esta cambiando no se necesita realizar un accin de control.

En resumen para entender el control de procesos se deber apreciar y entender el comportamiento dinmico del proceso.

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CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS DE CONTROL DE PROCESOS

Todos los sistemas de control de procesos tienen tres caractersticas en comn. La primera es que los sistemas automticos de control de procesos realizan una medicin de la variable controlada. La segunda caracterstica comn es que el controlador necesita evaluar la informacin facilitada por el sensor.Por ltimo, cada sistema de control de procesos tiene un elemento final de control. El elemento final de control realiza esos ajustes que son necesarios para llevar la variable controlada al valor de referencia

COMPONENTES DINAMICASLos bloques de un lazo de control con realimentacin tienen diferentes comportamientos dinmicos y lo ms importante es comprender la ganancia dentro del proceso dinmico.

CARACTERISTICAS DEL PROCESOCada proceso tiene tres caractersticas bsicas que son importantes para mantener los sistemas de control de procesos. Estas caractersticas son: la carga del proceso, el retraso del proceso y la estabilidad.

CARGA DEL PROCESOLa carga del proceso puede definirse como la cantidad total de agente de control necesario para mantener el proceso en una condicin de equilibrio. En el ejemplo del intercambiador de calor, necesitamos una cierta cantidad de vapor (agente de control) para mantener el agua a la temperatura correcta.

CAMBIOS DE CARGA

Un cambio de carga podra ser una variacin intencional en un parmetro del proceso. Los cambios de carga pueden ser mayores que las perturbaciones. Un ejemplo de cambio de carga en este sistema de control de temperatura puede ser un cambio en el valor de la cantidad de flujo del agua saliente. Por ejemplo, si la cantidad de flujo del agua que sale se incrementa, el agua que entra al tanque atravesar el mismo mucho ms rpido. Como resultado de esto, el agua se calentar menos y la temperatura resultante ser menor.

RETARDOS DEL PROCESO El retardo del proceso es el tiempo que tarda la variable controlada en alcanzar el nuevo valor, despus de una variacin de la carga del proceso.Este retardo de tiempo es una funcin del proceso, y no del sistema de control.El sistema de control tiene sus propios retardos de tiempo.Los retardos del proceso son causados por tres propiedades del proceso: capacitancia, resistencia y tiempo de transporte (o tiempo muerto)La existencia de retrasos en el proceso tiene un efecto fundamental en el funcionamiento del lazo de realimentacin.

EL TIEMPO MUERTO

La primera componente del retardo del proceso es el tiempo de transporte o tiempo muerto, que se puede definir como el tiempo que tarda una variacin en pasar de una posicin a otra del proceso. Tambin podemos definir el tiempo de transporte como el tiempo entre la aplicacin de la perturbacin y la variacin de la carga del proceso. En general el tiempo muerto es definido como el retraso de tiempo entre un cambio en la seal de control y el comienzo de este efecto en la medicin

LA CAPACIDAD Y SUS EFECTOSLa existencia de tiempo muerto puro en un proceso es raro.Cada lazo de control incluir y ser dominado por la existencia por elementos que contengan capacidad.Un elemento que contiene capacidad es aquella parte del proceso donde material o energa puede acumularse. La capacitancia se puede definir como la capacidad de un sistema para almacenar una cantidad de energa o material por unidad de referencia. Una capacitancia grande en un proceso significa que se tarda ms tiempo en realizar las variaciones de carga del proceso.

Es deseable una caracterstica de capacitancia grande para mantener constante la variable controlada ms fcilmente. Las pequeas perturbaciones no tienen demasiado efecto en la carga del proceso. Por otro lado, una capacitancia grande tambin significa que es ms difcil llevar de nuevo la variable controlada al setpoint, una vez que ha variado.

RESISTENCIA DEL PROCESO

La resistencia en un proceso se puede definir como la oposicin al flujo. En el ejemplo del intercambiador, observaramos la resistencia trmica en las paredes de los tubos de vapor. El material de los tubos retrasa la transferencia de calor al lquido. Algunas veces, gases o lquidos circundan a los tubos en forma de capas o pelculas. Por consiguiente, resistencias grandes aumentarn el retardo del proceso oponindose a la variacin de la variable controlada

CONSTANTE DE TIEMPO RC

La capacitancia y resistencia de un proceso se combinan en un factor llamado retardo RC, o constante de tiempo RC.En un sistema elctrico, el tiempo que tarda en cargarse un condensador al 63 % de la tensin final es igual a la constante de tiempo. La velocidad a la que el condensador se carga depender de la capacitancia del condensador y de la resistencia a travs de la cual se carga. El producto de la resistencia por la capacitancia (RC) proporciona una constante de tiempo (en segundos).

Los sistemas de control de procesos tienen el mismo retardo RC.

En la prctica, un sistema puede tener muchos retardos RC debidos a muchas resistencias y capacitancias individuales.

COMO DIFIERE LA CAPACIDAD DEL TIEMPO MUERTO

La respuesta de los elementos que contienen capacidad difieren de los de tiempo muerto en dos formas:1. - No ocurren retrasos antes de que la medicin comience a cambiar.2. - La capacidad inhibe la rata en la cual la medicin puede cambiar.

ESTABILIDAD

Un sistema de control de procesos es estable si puede devolver a la variable controlada un valor de estado permanente o estable.Un sistema inestable har que la variable controlada oscile alrededor del valor deseado o setpoint.Si la variable controlada oscila alrededor del valor deseado, pueden ocurrir tres cosas.

En primer lugar, la intensidad de la oscilacin puede aumentar en amplitud con el tiempo. Este resultado se producir cuando la realimentacin este en fase, y la ganancia de lazo sea mayor que 1. En segundo lugar si la realimentacin esta en fase con las oscilaciones y la ganancia de lazo es 1, las oscilaciones tendrn una amplitud constante. En tercer lugar, si la ganancia de lazo es menor que 1, y la realimentacin esta defasada con respecto a las oscilaciones, las oscilaciones desaparecern gradualmente. El tiempo que tardan las oscilaciones en desaparecer, se llama tiempo de restablecimiento. Un buen sistema de control de procesos reducir al mnimo su tiempo de restablecimiento.

Respuestas del sistema de control de procesos (a) inestable - La amplitud se incrementa ganancia de lazo >1; (b) Estable - Amplitud constante ( Ganancia de lazo =1); (c) Estable - Subamortiguamiento ( Ganancia de lazo < 1); (d) Estable - Amortiguamiento crtico(Ganancia de lazo

Todos los procesos actualmente, pueden ser intrnsecamente una coleccin de elementos que contienen tiempo muerto y capacidades, y pueden ser usualmente representados por un modelo de tiempo muerto ms capacidad al disear un lazo de control con realimentacin.

El comportamiento de un lazo de control realimentado, puede ser entendido desde los puntos de vista terico o prctico, pero debemos dar un mayor nfasis a la prctica, la comprensin de los dos conceptos matemticos de ganancia y fase es esencial para el conocimiento de un control realimentado.

GANANCIA Y FASE

la salida que es causada por un cambio dado en la entrada. Las ganancias en estado estable y dinmica debern ser consideradas. Para un cambio en escaln, la salida del elemento comienza a cambiar y alcanza un nuevo valor. La ganancia de estado estable Gss, es definida como la relacin del cambio final en la salida para un cambio en la entrada o:Gss = (Out) / (IN)

Sin embargo las seales que viajan alrededor de un lazo usualmente varan cclicamente. La sensibilidad de un elemento a una oscilacin de entrada es medida por la ganancia dinmica. Cuando la entrada oscila, la salida tambin oscilar en igual perodo. La ganancia dinmica puede ser computada como la relacin del tamao de la oscilacin de salida, Aout, y el tamao de la oscilacin de entrada, Ain, o:Gd = Aout / Ain

APLICACIONES DE LAZO CERRADO

Los parmetros de ganancia y fase son fundamentales para comprender el comportamiento de un lazo de realimentacin. Ellos son especialmente importantes en el estudio de la sintonizacin de un controladorLa seal que pasa por cada elemento puede ser grande o pequea, de acuerdo a la ganancia de sus elementos.Al mismo tiempo, la seal estar algunas veces desplazada, de acuerdo a la magnitud del ngulo de fase asociado con el elemento.

Para continuar el ciclo, el efecto total de estos desplazamientos debe ser igual a 360 grados, de tal manera que la seal retorne al sitio donde comenz. Sin embargo, un lazo de control realimentado oscilar en el ngulo de fase que hace que la suma de los ngulos de fase sea igual a 360 grados.

Lo ms importante es que el tamao de la seal en el lazo depende del producto de las ganancias individuales o ganancia de lazo abierto, Gol.

Gol = (Gd)c (Gd)v (Gd)p (Gd)t

Donde:(Gd)c es la ganancia dinmica del controlador.(Gd)v es la ganancia dinmica de la vlvula.(Gd)p es la ganancia dinmica del proceso.(Gd)t es la ganancia dinmica del transmisor.Un lazo un lazo de control con realimentacin se estabilizar solamente cuando el producto de las ganancias dinmicas en el lazo sean menor que 1.Los ajustes de las respuestas proporcional, integral y derivativa afectan los parmetros de ganancia y fase del controlador y el comportamiento de todo el lazo. Estos conceptos sern tratados cuando se estudie la sintonizacin de los controladores.

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MODOS DE CONTROL CON REALIMENTACION

El entendimiento de los modos individuales en un controlador es esencial para las aplicaciones sucesivas de control realimentado. Estos modos involucran acciones on - off, proporcional solo, integral y derivativo. Cada posible combinacin representa un compromiso entre costo y funcionamiento.Un controlador debe ser conectado en lazo cerrado, y debe seleccionarse una correcta accin de control para establecer la realimentacin negativa. Bajo estas condiciones el controlador puede resolver el problema de control por un sistema de error y ensayo para que la salida del controlador establezca un balance para todas las perturbaciones que pueden afectar a la variable controlada

MODOS DE CONTROL

Un controlador en un lazo realimentado esta en una posicin difcil. Impredecibles fuerzas influencian la medicin y molestan al control. Lo que ms le afecta es la caracterstica dinmica del resto del lazo que retrasar y distorsionar las variaciones de salida usadas por el controlador para reducir el error. La relacin entre el proceso y el controlador es interactiva. Aqu el tamao, condicin y rata de variaciones en la salida del controlador son cruciales para que el controlador restablezca la medicin al setpoint cuando se presente una perturbacin.

Un modo de control es una respuesta particular del controlador cuando se presentan cambios en la medicin o error. Las cuatro bsicas respuestas son:Control de dos posiciones (on-off)Control proporcionalControl integralControl derivativoExisten variaciones de estas bsicas respuestas a travs de los fabricantes de instrumentos.Algunas veces, estas respuestas estn identificadas por diferentes nombres, o son cuantificadas

CONTROL DE DOS POSICIONES ON - OFFUn control de dos posiciones responde a la simple forma de un lazo de control realimentado.

Un control 0n-off tiene solamente dos posibles salidas (on en 100% y Off en 0%), y solamente considera la seal del error. La oscilacin es una condicin normal de un control on-off. Esta limitacin surge porque con solamente dos posibles salidas el controlador es incapaz para resolver el problema de control exactamente. La salida es o muy alta o muy baja para establecer un balance entre todo lo que influencia la temperatura del recipiente. Una salida del 100% da una alimentacin de mucho calor causando un incremento de temperatura. Una salida del 0% da una alimentacin de muy poco calor permitiendo que la temperatura baje. La realimentacin negativa causa oscilacin entre dos condiciones.

APLICACIONES DEL CONTROL ON-OFF

Un control on-off puede ser aplicado en situaciones donde estas condiciones estn presentes:Donde un control preciso no es requerido, porque la medicin constantemente oscilar.El tiempo muerto debe ser moderado para prevenir un excesivo dao en la vlvula por una constante oscilacin.La relacin DT / 1 deber ser pequea para prevenir una amplitud muy grande en el ciclo de medicin.Cuando existen estas condiciones la aplicacin de un control on-off es simple y econmica

Una variacin del control on - off que reduce el desgaste de la vlvula y que puede ser descrita como control on - off con banda diferencial. Observe que existe una banda o separacin, alrededor del valor de control. Cuando la variable medida supera el lmite superior de la banda, el elemento final de control se cierra.Permanecer cerrado hasta que la variable medida disminuya por debajo del lmite inferior. Algunos sistemas de calefaccin y control de presin de compresores de aire este tipo de modo de control. El control de banda diferencial no funciona tan bien como el control on - off, pero nos evita un desgaste excesivo del elemento final de control.

CONTROL PROPORCIONALEl control proporcional esta basado en el principio de que el tamao de la respuesta del controlador deber ser proporcional al tamao del error. Para alcanzar esto, el control proporcional enlaza el cambio en la salida a un cambio en el error, con ambos valores usualmente expresados como porcentaje del rango

MEDICION DE LA ACCION PROPORCIONAL

La banda proporcional, PB, es definida como el porcentaje de cambio en la medicin (en un setpoint constante) requerido para causar un 100% de cambio en la salida. La ganancia G, es definida como una relacin de un cambio en la salida a un cambio en el error. Ambas son cuantitativamente iguales - La sensibilidad del controlador a cambios en el error y cada una puede ser expresada en trminos de la otra.

La relacin de la ecuacin (1) puede ser expresada tambin en forma de una escala:

ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CONTROL PROPORCIONAL

APLICACION DEL CONTROL PROPORCIONAL SOLO

DESVIACION ESTABLE (OFFSET)

Este estado de desviacin estable del setpoint es llamado offset. Este existe porque la polarizacin proporcional B, (la salida iguala al setpoint), es fija.Si las condiciones de carga requieren una salida diferente de la influencia proporcional, algn estado estable de error puede presentarse.Cada variacin en la carga requerir una salida diferente y un diferente offset. La cantidad de offset, eo, esta en funcin de la salida requerida y la banda proporcional, de acuerdo a la siguiente ecuacin para un controlador con solo banda proporcional.

De esta forma, el propsito de una ajustable polarizacin proporcional viene a clarificarse. Cambiando la polarizacin proporcional en la respuesta del controlador para igualar la salida requerida, la medicin puede retornar al setpoint. Este ajuste es frecuentemente llamado restablecimiento manual (manual reset).

LA ACCIN INTEGRAL

La accin integral puede ser aadida con la accin proporcional para eliminar el offset, donde este es inaceptable.Igual que la accin proporcional, la accin integral tambin responde al error.Sin embargo, la accin integral esta basada en el principio de que su respuesta deber ser proporcional al tamao y duracin del error.

Para un error constante, el ajuste de la accin integral cambia la rata en la cual la salida es manejada. Esta rata es cuantificada en trminos del tiempo requerido para el cambio en el salida (debido a la accin integral) para igualar o repetir la respuesta causada por la accin proporcional. Algunos fabricantes de instrumentos usan unidades dimensionales de minutos/repeticin, refirindose al tiempo integral. Otros usan unidades de repeticiones / minuto refirindose a la ganancia integral. La una es simplemente la inversa de la otra como se indica en la carta: Aumentando el tiempo integral, o bajando la ganancia integral, se reduce la fuerza de la accin integral.

Las acciones proporcional e integral incrementan la ganancia del controlador. Un ajuste incorrecto de estos modos puede causar oscilacin del lazo de control.

L A ACCIN DERIVATIVALas acciones proporcional e integral tienen una limitacin seria. Un error significante puede presentarse ya que estos modos generen una respuesta fuerte.La accin derivativa esta basada en el principio de que el controlador deber tambin responder a la rata con que la medicin esta cambiando an cuando el error sea muy pequeo.

APLICACION DE LA ACCION DERIVATIVA La incorporacin de la accin derivativa puede representar un mejoramiento del control en procesos que tengan grandes retrasos. La accin derivativa es opuesta a la accin integral. Para generar la respuesta derivativa, la dinmica inversa del retraso (un adelanto) es construido dentro den controlador. Si bien La accin derivativa tambin incrementa la ganancia del controlador, su caracterstica de adelanto puede efectivamente cancelar un retraso en el lazo de control y por lo tanto disminuir el perodo de oscilacin. De esta forma puede cancelar el incremento en el perodo causado por la accin integral.

RESPUESTA EN LAZO ABIERTO DE LOS TRES MODOS DEL CONTROLADOR

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SINTONIZACION DE LOS CONTROLADORES DE PROCESOSLa sintonizacin de un controlador es realizada midiendo ciertas caractersticas del lazo de control. Las tcnicas para estas mediciones iniciales son crticas porque ellas son las bases para el setting correcto de los modos de control.Una gua general de sintonizacin para determinar los settings de los controladores requiere el uso de un modelo. El modelo usualmente seleccionado es la representacin de muchos procesos y sus sistemas de control y tienen un retraso de primer orden con tiempo muerto.

Los modos de control que sern considerados son las ms frecuentemente combinaciones encontradas de acciones proporcional, integral y derivativa.Los settings finales de cada modo estn basados en las caractersticas fundamentales del control de procesos como son capacitancia, tiempo muerto y el perodo natural.Para determinar los settings del controlador existen dos mtodos usados para medir sus caractersticas, el de respuesta de lazo abierto y oscilacin de lazo cerrado.

RESPUESTA DE LAZO ABIERTO DE UN PROCESO CONTIEMPO MUERTO Y RETRAZO

METODO DE LAZO ABIERTO

Es usado para determinar el tiempo muerto y la capacitancia por medio de la respu esta de lazo abierto usando un registrador con una velocidad conocida.La prueba es realizada de la siguiente manera:Ver que la medicin se encuentre en un valor cosntante y cambiar el controlador a la posicin MANUALRealice un cambio en escaln en la salida del controlador en un valor fijo como un 5 o un 10 %, al mismo tiempo Ponga una marca en la carta del registrador para que el tiempo muerto pueda ser determinado.Saque la carta del registrador cuando la medicin alcanzado el valor final.

Esperar hasta que la medicin alcance un nuevo valor final de estado estable.Desde esta curva que es una respuesta aproximada de retraso primer orden que contiene un sistema de una sola capacitancia.Podemos calcular la constante de tiempo, tiempo muerto y la rata de respuesta del proceso.Las unidades para calcular la rata de respuesta son los settings del controlador normalmente expresados en porcentaje o tiempo.

Donde: RR es la rata de respuesta, 1/min.M es el cambio (variacin) en la medicin en %t es el tiempo en min. O es el cambio (variacin) en la salida en %

CONTROL DE TEMPERATURA DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR ES ANALIZADO POR EL METODO DE LAZO ABIERTO

El rango del controlador de Temp. es de 0 -200 FEl registro tiene una velocidad de la carta de 3/4 pulg./min. En el punto A, un cambio en escaln de +20 % es hecho en la Salida del controlador y al mismo tiempo una marca en la Seal de medicin es realizada en la carta. En el punto B, la medicin comienza a variar, y alcanza el valor final de 150F.

CALCULO DEL TIEMPO MUERTO

Velocidad de la carta = 3/4 pulg/minRecorrido de la carta despus del cambio en escaln 1/4 pulg.

El prximo paso es localizar el 63% del incremento en la medicin.

Este valor sumamos al valor inicial de la medicin y tenemos 131.6 F y sealamos en la curva.

Trazamos una recta entre el valor de 131 F y el tiempo y medimos el espacio en la carta. Entre el punto B y el punto D que en este caso tenemos 1/4 de pulg.CALCULO DE LA CONSTANTE DE TIEMPO

El siguiente paso es trazar una tangente el el punto de la mxima rata de cambio, la pendiente de la lnea de medicin encuentra la rata de repuesta.

Eje Y

Eje X

La pendiente es proporcional al tamao del escaln de la salida.

OSCILACION EN LAZO CERRADOEl mtodo de oscilacin en lazo cerrado es muy popular ya que solamente un parmetro es medido. Su desventaja es que algunos procesos en lnea no permiten la oscilacin por un corto perodo de tiempo. Haciendo que un lazo de control oscile a una amplitud y perodo constantes, su perodo natural 0 puede ser determinado. Para inducir una oscilacin de amplitud constante en un lazo de control de un proceso es necesario seguir los siguientes pasos:

PASO 1 Estar seguro que el lazo se encuentra en una condicin estable.PASO 2 Ajustar los valores de los modos proporcional, integral y derivativo a su mnima accin, si el controlador tiene mas de un modo (proporcional + integral, o proporcional + integral + derivativo).PASO 3 Realizar un cambio en escaln en el setpoint del controlador y observar el ciclo resultante de medicin.PASO 4 Reducir la banda proporcional que se encontraba en el valor ms alto si la oscilacin se amortigua y llega a un estado estable. Realice otro cambio en el setpoint del controlador.

PASO 5 Continu repitiendo los pasos 3 y 4 hasta que la oscilacin oscile a una amplitud y perodo constantes como se muestra en la fig.7.3. Debemos tener cuidado de que el elemento final de control no se encuentre oscilando entre sus limites, ya que esta oscilacin causar resultados errneos.

PASO 6 Mida la distancia pico - pico de la medicin en el registrador. Convierta esta medicin en tiempo dividiendo por la velocidad de la carta del registrador.

Como un ejemplo de este procedimiento, consideremos el y el lazo de control del intercambiador de calor.El controlador de temperatura fue pasado al modo automtico y la banda proporcional fue reducida hasta conseguir que la medicin oscile continuamenteLa distancia pico - pico en la medicin es 1.65 pulg. Por lo tanto el perodo natural para esta oscilacin es:

0 = 1.65 in / 0.75 in/min = 2.2 min

Despus de medir el perodo natural y/o el tiempo muerto y capacidad, constante de tiempo.Los settings del controlador pueden ser determinados usando relaciones desarrolladas por Ziegler y Nichols, Cohen y Coon, Shinskey y otros.El objetivo de estos investigadores fue determinar los settings que podran minimizar el error integrado en el tiempo.Los mtodos para derivar estas relaciones son altamente analticos y por lo tanto son difciles de usar.

En general la respuesta del resultado de una ptima sintonizacin del controlador ser aquella que nos da un cuarto de amplitud de amortiguamiento. Este tipo de respuesta esta bien correlacionada con el error minimizado

SOLO MODO PROPORCIONAL

El controlador solo proporcional encuentra su aplicacin en procesos que requieren rpida respuesta y que al mismo tiempo pueden tolerar una desviacin constante del setpoint. La cantidad de esta desviacin es una funcin de la banda proporcional.El controlador proporcional tiene solamente un ajuste para su sintonizacin. Por lo tanto, la relacin de un cuarto de amplitud de amortiguamiento es un criterio aceptable. Los settings recomendados son:

Mtodo de Ziegler y Nichols, y Shnkey para lazo cerrado

PB= 2 (PB)* Donde (PB)* es el valor de la banda proporcional que dio lugar a una oscilacin constante.Lazo abierto

METODO DE COHEN Y COON

MODOS PROPORCIONAL + INTEGRAL

Los controladores con los modos proporcional + integral son los que se encontrarn ms frecuentemente. Su ventaja es su rpida respuesta y no existe desviacin del setpoint en estado estable. El procedimiento de sintonizacin para los controladores (PI) es algo ms difcil de evaluar ya que existen dos ajustes. Muchas combinaciones de estos producen un cuarto de amplitud de amortiguamiento. Sin embargo, otros criterios son necesarios para evaluar los settings predecidos

Shinskey nos muestra que el perodo de amortiguamiento de un controlador PI sintonizado adecuadamente ser de aproximadamente 1.5 o. Para procesos en los cuales el perodo natural es difcil determinar, el valor para 1 y Dt pueden ser determinados por el mtodo de lazo abierto.

El perodo de amortiguamiento de un controlador proporcional ms integral ser referido como p1, y es igual a 1.5 o) Disminuyendo la accin integral se producir una respuesta que demore mucho en retornar al setpoint.

Los settings recomendados basados en la medicin de o, o 1 y Dt o ambos son: Mtodo de Ziegler y Nichols. Lazo cerrado PB= 2(PB)* (5a) I= o / 1.2 (5b) Donde I es el tiempo del reset en minutos por repeticin.

Lazo abierto. 100 0.9------ = ---------- (6)PB Dt RR I = 3.33 Dt

Mtodo de Cohen y Coon Nota es tomada con un valor 1.98

Mtodo de Shinskey

PB = 2(PB)* I = 0.43 o

Usando el ejemplo del intercambiador de calor y tomando los resultados de las pruebas de lazo abierto y lazo cerrado, los settings sern determinados por cada uno de estos mtodos para un controlador proprcional + integral.

Donde:

Dt = 0.67

o = 2.2 min

1 = 0.33 min

RR = 3.7/min

(PB)* = 140 %

Usando las relaciones de Ziegler y Nichols los settings de la banda proporcional y tiempo integral son calculados. Lazo cerrado PB = 2(PB)* = 2 (140)= 280 % I = o /1.2 = 1.83 min Lazo abierto 100 0.9 0.9 ------ = ------- = ------------- = 0.363 PB RR Dt (3.7)(0.67) PB = 275 % I = 3.33 Dt = 2.23 min

Usando el mtodo de Cohen y Coon tenemos

PB = 234 %

Por el mtodo de Shinskey tenemos:PB = 2(PB)* = 2(140) = 280 %

I = 0.43 o = 0.43 (2.2) = 0.95 min

MODOS PROPORCIONAL + INTEGRAL + DERIVATIVO

Los controladores PID son usados en procesos que responden muy lentamente y tienen largos perodos. El control de temperatura es una aplicacin comn..Debido a la construccin fsica de la mayora de los controladores una interaccin ocurre entre los modos integral y derivativo. Esta interaccin causa que el valor efectivo de los modos difiera de los valores prefijados. El tiempo integral efectivo, It (eff) en este tipo de controladores es la suma de dos constantes de tiempo. It (eff) = It + Dt

El tiempo derivativo efectivo Dt (eff) es:

Es importante tener en cuenta lo siguiente:.El valor efectivo para el tiempo derivativo nunca puede ser mayor que el tiempo integral efectivo. Lo cual ocurre cuando Dt=It.Cuando Dt es mucho mayor que It la contribucin de cada accin de control es contraria. Dicho en otras palabras cuando el setting de Dt es mayor que el de It, este cambia el valor para It ms que para Dt(eff).La regla de la experiencia nos dice que nunca el tiempo derivativo deber ser mayor que el tiempo integral.

INSTRUMENTACIONINDUSTRIAL Y CONTROL AUTOMATICO DE PROCESOSITSICA

Copyright, 1996 Dale Carnegie & Associates, Inc.SISTEMAS TIPICOS DE CONTROL

Los sistemas control realimentados unitarios, proveen un buen control para algunos procesosExisten procesos que requieren sistemas de control que tienen diferentes capacidades que los sistemas de control unitarios.Un sistema de control multielemento puede tambin ser llamado sistema de control multivariable. Pueden tener dos o ms sistemas de control interconectados.Un sistema de control multivariable utiliza seales de entrada derivadas de dos o ms variables del proceso.

CONTROL DE RELACION (RATIO)

Un tipo de control multivariable es el control de relacin (ratio). Con un control de relacin, dos o ms fluidos del proceso pueden ser mezclados en una proporcin constante uno a otro. Un sistema de control de relacin puede ser usado en procesos de grupo para adicionar los aditivos al reactor.

CONTROL DE RELACION CON UNA CORRIENTE DESCONTROLADA

CONTROL DE RELACION CON DOS CORRIENTES CONTROLADAS

AJUSTANDO UN SISTEMA DE CONTROL DE RELACION

Cualquiera de los mtodos de sintonizacin conocidos es valido para ajustar un sistema de control de relacin. No se requiere de tcnicas especiales. El procedimiento de sintonizacin de un sistema de control de relacin de corriente descontrolada es idntico al mtodo de ajuste de un sistema simple con realimentacin. En un sistema simple de relacin de corrientes controladas se procede a sintonizar los controladores independientemente como si se tratara de lazos individuales.

LIMITACIONES DEL USO DE UN CONTROL SIMPLE

Cualquier sistema de control de procesos contiene retrasos. En algunos sistemas, los retardos son mnimos, sin embargo, estos pueden ser significativos en un sistema de accin lenta. Los retrasos mayores pueden afectar la calidad del control.Los sistemas que controlan la temperatura del proceso son a menudo de accin lenta. Uno de los retrasos en un sistema de control de temperatura es el tiempo de respuesta del sensor. Otro retraso es el tiempo que toma el calor para ser transferido del elemento de calentamiento al medio del proceso. El retraso en transferir calor puede mostrar una respuesta retrasada a una perturbacin en el proceso.

Estos retardos pueden afectar la calidad del control en este sistema. Una alteracin puede ser un cambio en la temperatura del agua en el serpentn. No fue an detectado por el sistema hasta que el cambio afecto a la variable controlada que es la temperatura del agua en el tanque. Estos retardos hacen que la variable controlada se aleje del setpoint por un tiempo considerable. Como resultado de esto, alguna cantidad de producto fuera de especificaciones puede haberse producido.

DISEO DE UN SISTEMA DE CONTROL EN CASCADA.

Un sistema de control en cascada podra eliminar algunos de los retardos de un sistema de control de temperatura. La calidad del control puede ser mejorada. Un sistema de control de cascada divide a un sistema de accin lenta en dos lazos.El control de cascada controla dos variables dentro de un sistema de control del proceso. Controlando por separado las dos variables en un sistema, los retrasos de este pueden ser reducidos. Como resultado, la respuesta del proceso a perturbaciones y cambios de carga puede ser mejorada.

CONFIGURACION DE UN SISTEMA DE CONTROL EN CASCADA

METODOS DE CONTROL PREDICTIVO PARA SISTEMAS DE CONTROL DE PROCESOS

Un mejoramiento del control ms efectivo es necesario cuando el tiempo muerto es grande.Cuando las perturbaciones de carga son frecuentes y grandes y cuando una alta calidad o valor monetario del producto es importante.Se debe encontrar una relacin entre las variables controlada, variables de carga y setpoint de tal forma que las variables manipuladas estn cambiando directamente al variar las variables de carga. Esta relacin esta basada en balances de energa y material y en relaciones empricas e inferenciales.

Los tres elementos necesarios para la implementacin de un sistema de control predictivo son: el modelo de estado estable del proceso, la compensacin dinmica y la correccin de realimentacin.

Es necesrio desarrollar un modelo de estado estable usando un balance de energa y material, y una relacin emprica e inferencial del proceso. La variable manipulada es computada como una funcin de la medicin de las variables de carga y el deseado setpoint. La correccin es realizada directamente definiendo los cambios de las variables de carga.Si todas las variables de carga para un proceso en particular fueran medidas sin errores por el elemento primario, dispositivos de transmisin y computacin, y si la relacin entre variables manipuladas fuera exactamente conocida, un control perfecto podra ser alcanzado. Pero esto no siempre se puede cumplir en la prctica.

MODELO DE ESTADO ESTABLE

COMPENSACION DINMICA

Raro es el caso en que las variables de carga y manipulada estn en un mismo punto en el proceso, y no se necesite compensacin dinmica.Normalmente, las variables de carga y manipulada se conectan en el proceso en diferentes locaciones.Esto causa un desbalance dinmico porque la respuesta de la variable controlada a cambios en la variable manipulada es diferente para cambios en la variable de carga. la compensacin dinmica en la forma de retrasos y/o tiempo muerto es requerida para minimizar el efecto del desbalance dinmico y mejorar el funcionamiento de un sistema de control predictivo.

CORRECCION DE REALIMENTACION

Los sistemas predictivos pueden proveer un perfecto control si el proceso ha sido modelado exactamente, con completas y exactas mediciones y computacin. Sin embargo esto no es posible ya que los errores pueden resultar desde:Inadecuado modelo de estado estable del proceso. Los balances de energa y material usualmente contienen coeficientes de masa y transferencia de calor cuyos valores varan en funcin del tiempo y el punto de operacin del proceso. Inexactitud en la medicin de la variable de carga. Las inexactitudes en la medicin pueden ocurrir en muchos lugares por ejemplo el dispositivo primario de medicin, placas orificio, medidores vortex, termocuplas, bulbos de resistencia y analizadores. Otra fuente de error son los transmisores y otros convertidores que llevan la seal hacia controladores y dispositivos de computacin.

Copyright, 1996 Dale Carnegie & Associates, Inc.En los sistemas digitales. Los convertidores analgico a digital (A/D) y digital analgico (D/A) tambin adicionan error. Para propsitos prcticos, estos errores son despreciables, en comparacin con los errores en la transmisin y en los sensores primarios.Es necesario la medicin de las variables de carga ms importantes. Las variables de carga menos importantes no deben ser medidas, y por lo tanto no son incluidas en la computacin. El sistema predictivo no corrige cambios menores en las variables de carga. El flujo en un intercambiador de calor es un ejemplo de una variable de carga ms importante,Mientras pequeas variaciones de la presin de suministro de vapor son ejemplos de variables de carga menos importantes.

CONTROL DEL TIEMPO MUERTO

El tiempo muerto ha sido definido por muchos autores como el elemento ms difcil de controlar.Existen algunos lazos de control con realimentacin para procesos que contienen un tiempo muerto grande y causa retrasos significantes.Para problemas complejos de control de tiempo muerto, es necesario un tipo de hardware especial. Es necesario implementar hardware digital. Se han presentado estos arreglos para mostrar principalmente el efecto que tienen configuraciones especiales que nos pueden ayudar a resolver problemas especiales.

INSTRUMENTACIONINDUSTRIAL Y CONTROL AUTOMATICO DE PROCESOSITSICA

SELECCIN DE LOS SENSORES

No existen reglas difciles ni rpidas para tomar decisiones sobre la seleccin de los sensores, pero existen un numero de factores que deben ser considerados.Cual es el rango normal sobre el que la variable controlada puede variar. Existen extremos para esto?Que exactitud, precisin y sensibilidad son necesarias? (Estos trminos van a ser definidos ms adelante).Que dinmica del sensor se necesita y esta disponible.Que grado de confiabilidad se requiere?Cual es el costo de instalacin y operacinExisten problemas especiales de instalacin por ejemplo fluidos corrosivos, mezclas explosivas, tamao y condicin forzadas, transmisin remota etc.

Indudablemente con una lista de importancia de factores, la seleccin de un sensor para una instalacin especifica es muy compleja. Por esta razn se ha dedicado temas separados de como medir temperatura, flujo, composicin etc. Por ahora vamos a examinar con ms detalle aspectos particulares de como seleccionar el sensor; esto deber ser visto solamente en la forma que afecta el funcionamiento bsico y dinmico de un lazo de control.

Que grado de confiabilidad se requiere?Cual es el costo de instalacin y operacinExisten problemas especiales de instalacin por ejemplo fluidos corrosivos, mezclas explosivas, tamao y condicin forzadas, transmisin remota etc.

Indudablemente con una lista de importancia de factores, la seleccin de un sensor para una instalacin especifica es muy compleja. Por esta razn se ha dedicado temas separados de como medir temperatura, flujo, de un lazo de control.

EXACTITUD Y PRESICION

Es l trmino usado para describir la cercana con la medicin, aprovechando el verdadero valor de la variable medida.La precisin es la reproductibilidad con la cual repetidas mediciones de la misma variable pueden ser realizadas bajo iguales condiciones. En materia de control de procesos, la ltima caracterstica es ms importante que la exactitud por ejemplo normalmente es ms importante medir una variable ms precisamente, esto nos da un grado ms alto de exactitud absoluta. La

La diferencia entre estas dos propiedades de la medicin es ilustrada.

SENSIBILIDAD Y REPETIBILIDAD

La sensibilidad de un dispositivo de medicin esta definida como la relacin de cambio de la seal de salida para un cambio en la variable medida, es decir un gran cambio en la seal de salida para un cambio dado en la entrada, esto se produce por una alta sensibilidad del elemento de medicin. La sensibilidad es una relacin de estado estable y se puede decir que es una ganancia de estado estable del elemento de medicin.

Instrumentos bien diseados y bien construidos son necesarios para que la sensibilidad sea alta, de tal manera que el control tenga la habilidad de ser capaz y responder a pequeos cambios en la variable controlada.

La repetibilidad es la cercana de conformidad entre mediciones consecutivas de la misma variable de proceso. La repetibilidad puede ser especificada como porcentaje de escala total o porcentaje de rata.

SISTEMS DE TRANSMISION

Cuando el sensor mide la variable controlada, el valor de la medicin debe ser transmitido de alguna forma al controlador; esto podra ser en longitudes de algunos pies o cientos de pies. De igual manera es necesario llevar la informacin desde el controlador al elemento final de control que normalmente es una vlvula de control.

SEALES TPICAS DE TRANSMISIN Y SUS RANGOS

TRANSMISION NEUMATICALa variable controlada es sensada y convertida en presin de aire; la presin medida es frecuentemente usada como una seal piloto para un amplificador. (Un amplificador piloto es normalmente empleado en los sistemas de transmisin neumtica para incrementar la capacidad de aire del transmisor).

Uno de los problemas ms serios que concierne a la transmisin neumtica, es el problema de la transmisin de la seal a grandes distancias., ya que existe un retraso con la transmisin de la seal de presin a travs del tubo de conexin.

SISTEMAS DE TRANSMISION ELECTRICA

La seal ms comn del sistema de transmisin elctrico es la corriente de 4 a 20 mA. Un par de cables trenzados de cobre es usado para formar un lazo de corriente dc. La corriente tiene preferencia sobre el voltaje porque esta es ms inmune al ruido y requiere solmente dos cables. Los cables de campo deben tambin estar provistos de aislamiento galvnico desde el equipo de procesos para prevenir fallas a tierra de los lazos. Es tambin frecuente instalar en locaciones peligrosas que requieren equipos a prueba de explosin o seguridad intrnsica media.

Existen dos tipos de sistemas de transmisin, el sistema de dos cables y el de cuatro cables. En el sistema de dos cables, la corriente que alimenta al transmisor / acondicionador tambin lleva la seal. El sistema de cuatro cables tiene dos cables separados para la alimentacin y otros dos para la seal.

MULTIPLEXADO

Cuando se tienen muchas seales que son acondicionadas de la misma manera y necesitan ser transmitidas al mismo lugar.Existe la necesidad de un sistema que permita que varias seales puedan ser compartidas en el tiempo del sistema de transmisin.Esto puede ser realizado por seleccin de una seal u otra. Esto es llamado multiplexado de tiempo compartido, y la seleccin es llamada scanning (bsqueda).