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TERMODINÁMICA E INGENIERÍA ENERGÉTICA, CALEFACCIÓN E INSTALACIONES SANITARIAS

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CONTROL DE PROCESOS E INGENIERÍA QUÍMICA

INGENIERÍA DE PROCESOS

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FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA DE CONTROL

Sistemas controlados sencillos, fáciles de comprender con múltiples funciones de software

Caudal Nivel

Número de Revoluciones Posición

Temperatura

Presión

SERIE CONCEBIDA PARA EL ACCESO SENCILLO A UNA TEMÁTICA COMPLEJA G.U.N.T. Gerätebau GmbHFahrenberg 14 Tel: +49 40 67 08 54-0 Internet: www.gunt.deD-22885 Barsbüttel · ALEMANIA Fax: +49 40 67 08 54-42 correo electrónico: sales@gunt.de

RT 010 Regulación de Nivel

RT 010 - 060 FUNDAMENTOS BÁSICOS DEL CONTROL DE PROCESOS

Proceso

ADCSensor

Actuador

Interfaz deOrdenador

DAC

PCUSB

Hardware Software

3

Concepto de Equipos con Integración del Hardware y Software (Hardware/Software Integration, HSI)

Modelos compactos de sobremesa, que requieren poco espacio

Sistemas controlados típicos de la ingeniería de procesos

El esquema de proceso impreso sobre el aparato permite reconocer fácilmente la correspondencia de los parámetros de regulación

Elementos transparentes (tapas, depósitos, tuberías) permiten observar perfectamente los procesos

Ideales para aplicaciones multipuesto

Cambio fácil de un equipo a otro gracias al puerto USB

Moderno software de adquisición de datos y de control, basado en LabVIEW, que funciona bajo Windows

Software regulador en tiempo real, con tipo de regulador opcional:

continuo: P, PI, PD, PID

conmutador: 2 puntos, 3 puntos

Visualización y almacenamiento de todas las variables de los procesos

Registro y análisis de respuestas a un escalón para identifi cación del sistema

Procesamiento de respuestas a un escalón por fi ltrado y diezmado

Simulación de sistemas controlados

Programación en el tiempo de una variable de referencia con ajuste de tolerancia

Capacidad de operación en red

Selección de idiomas

5

RT 010 - 060 FUNDAMENTOS BÁSICOS DEL CONTROL DE PROCESOS

RT 010 Regulación de Nivel

Medida del nivel por medio de un sensor de presión

Regulación del nivel a través del número de revoluciones de la bomba

Generación de perturbaciones mediante válvula electromagnética

RT 030 Regulación de Presión

Sensor de presión electrónico

Bomba de membrana con regulación del número de revoluciones, como actuador

Válvula electromagnética para generación de perturbaciones

RT 020 Regulación de Caudal

Sensor de caudal de turbina

Válvula electromagnética proporcional como actuador

Generación de perturbaciones a través del número de revoluciones de la bomba

RT 040 Regulación de Temperatura

Sensores de temperatura en tres puntos distintos

Calentar y enfriar una varilla metálica por elemento Peltier

Ventilador conmutable para generar perturbaciones

RT 050 Regulación de Número de Revoluciones

Sensor de revoluciones inductivo

Regulación del número de revoluciones mediante motor de corriente continua

Generación de perturbaciones por variación de la carga

RT 060 Regulación de Posición

Sensor de giro como sensor de posición

Regulación de la posición de un carro de desplazamiento con motor reductor

Dos microinterruptores para desconexión al fi nal de la carrera

Hardware: Demostración de Control de Procesos en Sistemas Controlados Reales

RT 010 - 060 FUNDAMENTOS BÁSICOS DEL CONTROL DE PROCESOS

7

Selección de Equipos

Un software para todos los equipos de la serie

Selección haciendo clic con el ratón en el equipo deseado

Un marco verde señaliza el equipo activo

Selección de otras interfaces de usuario para el equipo activo

Curvas de Tiempo

Comportamiento de un regulador PID cuyos parámetros no se han adaptado óptimamente

Software: Manejo Sencillo con Interfaces de Usuario Opcionales

Esquema de Proceso

Esquema de proceso del equipo seleccionado

Panel de mando para seleccionar el tipo de regulador y para entrada de sus parámetros

Visualización de datos en tiempo real

Generación de perturbaciones

Representación de los parámetros de regulación en función del tiempo

Variable de referencia (en amarillo)

Variable controlada (en rojo)

Variable manipulada (en verde)

Los colores del fondo y de las líneas se pueden elegir libremente

Registro de la respuesta a un escalón (Sistema de control de presión RT 030):

Variable manipulada en azul

Variable controlada en rojo

Posicionamiento del cursor antes y después del escalón de la variable controlada como preparación del método de la tangente en el punto de infl exión

Identifi cación automática del sistema controlado con el método de la tangente en el punto de infl exión

Salida de los parámetros del sistema controlado

Parametrización de un regulador PI:

Cálculo de la amplifi cación y del tiempo de reajuste a partir de los parámetros del sistema determinados

Observación del comportamiento de este regulador después del escalón de la variable de referencia:

Variable de referencia en negro

Variable controlada en rojo

Identificación de un Sistema Controlado Real y Adaptación de los Parámetros del Regulador

RT 010 - 060 FUNDAMENTOS BÁSICOS DEL CONTROL DE PROCESOS

9

Propiedades del Modo de Simulación

Comportamiento de PT2

Comportamiento de PT1

Comportamiento integral

Simulación de Sistemas Controlados

Por medio del modo de simulación del software se pueden tratar también cuestiones relativas al control de procesos para las que no se disponga de un sistema controlado real.

Identifi cación de un sistema controlado real (RT 030) con el método de la tangente en el punto de infl exión

Durante el registro de la respuesta a un escalón se ha generado repetidamente una perturbación

Los parámetros del sistema controlado determinados caracterizan el sistema controlado perturbado

El sistema controlado se defi ne en el modo de simulación por introducción de una función de transferencias

La respuesta a un echalón del sistema controlado simulado se representa automáticamente

En el sistema controlado simulado se pueden aplicar todos los tipos de reguladores en el software

El comportamiento del sistema controlado simulado se puede estudiar del mismo modo que el de un sistema controlado real

Derivación de la respuesta a un escalón perturbada en el modo “Filtrado”

La respuesta a un escalón se puede tratar de dos maneras:

Conexión de un fi ltro de paso bajo con entrada de la frecuencia límite inferior

Diezmado con entrada del paso

Derivación de la respuesta a un escalón tras conectar el fi ltro de paso bajo y diezmar

Reducción de las amplitudespor el fi ltro de paso bajo

Uso de valores seleccionados (diezmado)

Respuesta a un escalón con tangente en el punto de infl exión tras conectar el fi ltro de paso bajo y diezmar

Curva más lisa en comparación con la respuesta a un escalón sin tratar

La nueva curva hace que cambien los parámetros del sistema controlado determinados

Procesamiento de Respuestas a un Escalón por Filtrado y Diezmado

Los sistemas controlados reales poseen general-mente propiedades complejas. El modo de simulación permite introducir y estudiar funciones de transferencias elementales. Esto hace posible enseñar de manera sencilla los fundamentos básicos de la ingeniería de control.

RT 010 - 060 FUNDAMENTOS BÁSICOS DEL CONTROL DE PROCESOS

11

El cable USB se desenchufa del RT 030 y se enchufa en el RT 010.

El marco verde señaliza qué equipo está activo.

En la ventana “Selección de equipos” del software se cambia de RT 030 a RT 010 con un clic del ratón.

Ahora se puede trabajar con el modelo RT 010 Regulación de Nivel.

Enfásis de los Procesos con Ensayos Particulares Se Pueden Discutir en Grupos los Distinos Resultados de los Ensayos

Situación durante la enseñanza: el profesor trata una curva de tiempo interesante, que se ha presentado al trabajar con el modelo RT 030 Regulación de Presión, para explicarla a todo el grupo.

UN software para TODOS los equipos

Puerto USB

El modelo RT 030 Regulación de Presiónaún está en funcionamiento.

Cambio Cómodo entre los Equipos de esta Serie Posibilidad de Acceso a Puestos de Trabajo Individuales a través de una Red Local