Dinámica y Control de Procesos

Proyecto Final

El tanque de almacenamiento de la figura se utiliza para suministrar a dos

procesos un gas con peso molecular de 50. En el primer proceso se recibe un flujo

normal de 500 scfm y se opera con una presión de 30 psig; mientras que en el

segundo se opera con una presión de 15 psig. El gas que llega al tanque de

almacenamiento lo proporciona un proceso en el que se opera a 90 psig, y se

envía al tanque a una razón de 1500 scfm; la capacidad del tanque es de 550000

pies3 y opera a 45 psig y 350°F. Se puede suponer que el transmisor de presión

responde instantáneamente con una calibración de 0-100 psig.

Se debe: - Realizar el modelado matemático del sistema para el control de la presión

dentro del tanque.

- Dimensionar las tres válvulas con una sobrecapacidad de 100%. Para todas

las válvulas se puede utilizar el factor C, = 0.9 (Masoneilan).

- Dibujar completo el diagrama de bloques del sistema. Se pueden considerar

como perturbaciones P1(t), P3(t), P4(t), vp4()t y el punto de control del

controlador. La constante de tiempo de la válvula de control de presión es de 5

seg.

- Responder: ¿Se puede volver inestable el circuito de retroalimentación? En

caso afirmativo, ¿cuál es su ganancia última?

- Si se utiliza un controlador proporcional con una ganancia de 50, ¿cuál es la

desviación que se tiene con un cambio de +5 psi en el punto de control?

- Realizar el control del sistema utilizando las acciones P, PI, PID, luego

responder, cuál de las acciones se ajusta mejor al set point frente a una

entrada tipo escalón, a que se debe?

Nota:

- El gas puede ser considerado ideal.

- Utilizar las ecuaciones de las válvulas de control de acuerdo al estado.

- Este atento a modificaciones o actualizaciones de los datos del proceso.

- El desarrollo del modelo, la implementación en Simulink y el diseño de los

lazos de control, deben ser trabajos totalmente originales e independientes.

- Bajo ninguna circunstancia se aceptará la utilización parcial o total de trabajos

realizados por terceras personas.

- En caso de necesitar algún valor o dato adicional del proceso, consultar

mediante el correo eumar.leal@gmail.com

Actualización 27/07/2015 Par el flujo volumétrico a través de las válvulas se debe utilizar la siguiente

ecuación:

Las posiciones de las válvulas en estado estacionario son:

vp1 = 41.3% vp3 = 28.5% vp4 = 46.8%

La ganancia de la válvula de control de Presión en el tanque es:

kv = 0.336