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Elementos de control final
SENSOR
TRANSMISOR
SISTEMA DE CONTROL
SISTEMA
VARIABLE ACTUADA
VARIABLE CONTROLADA
ACTUADORElemento de control final
Elemento primario
Elementos de control final
Es el mecanismo que altera el valor de la variable regulada, en respuesta a la salida delcontrolador o manejo manual
En control de flujos, los elementos de control final que se pueden emplear son válvulas obombas de velocidad variable
• Modificar la resistencia al paso del fluido (válvulas, registros en ductos de gases)
• Modificar la energía entregada al fluido (bombas y ventiladores de velocidad variable)
Regulación de caudal
Válvula accionada por aire comprimido (servomotor neumático)
Mirar
https://www.youtube.com/watch?v=mNXGRDsucxU
Al aumentar la presión de aire
en la cámara, desciende el
diafragma empujando el
vástago y cerrando la válvula
El resorte actúa como
contrafuerza restituyendo la
posición al disminuir la
presión.
VÁLVULAS SAUNDERS
Actuador excéntrico para accionamiento de válvulas
que operan con movimiento angular (ej: mariposa o
esférica)
¿aire para cerrar o aire para abrir?Depende del sistema y consecuencias en caso de corte del servicio de aire comprimido
Trasductor para alimentar la señal a la válvula neumática (PP/P
presión de proceso/señal neumática)
Convierte la señal de entrada (por ej. eléctrica 4-20 mA) en una señal de salida
neumática.
Para ello debe convertir la presión de la línea de servicio de aire comprimido en
una señal 3-15 psi
Otras formas de accionamiento:
• Servo Hidráulicos
• Servomotor eléctrico (analógico o digital)
Características inherentes de flujo
Se denominan a aquellas determinadas por la relación entre elcaudal y la carrera del vástago, en condiciones de presióndiferencial constanteEs función de la geometría del obturador (macho) y el asientocorrespondiente
Según tipo de disco:Apertura rápida: Machos de disco sencillo (altas temperaturas) o doble (bajas temperaturas)
Flujo lineal: Caudal que pasa por la válvula es proporcional a la elevación
Porcentaje igual: En cualquier posición ocurre el mismo % de cambio de caudal con la misma cantidad de movimiento del macho
LcteQ Característica lineal
Característica porcentaje igualLcteecteQ
QctedL
dQ
'
Q: caudal a presión diferencial constanteL: carrera del vástago
Características de caudal efectivas
• En condiciones de uso reales la presión diferencial de la válvula varía respecto al porcentaje de apertura de la misma
• La curva de real que relaciona caudal con recorrido se aparta de la característica de caudal inherente
• Se define el coeficiente capacidad r
r = pérdida de presión de la válvula (apertura completa)/pérdida de carga del sistema (línea+válvula)
• Para coeficiente de capacidad igual a 1 coincide con la curva inherente o característica
Selección del tipo de válvula de control
Depende de la aplicación, de la variable del proceso que se desea controlar (presión, caudal, nivel, temperatura), de la característica inherente de la válvula y de las características del bucle de control.
Válvula solenoide
Funcionan como apertura o cierre (ON OFF)
Bombas de velocidad variable: Regulación de caudal modificando la energía entregada al fluido
(bombas y ventiladores de velocidad variable)
Regulación de caudal
Medidor de caudal
PLC
Set point
Trasmisor de presión
diferencial
Línea de trasmisión
Señal a bomba de velocidad variable
La forma de ajustar el caudal suministrado es
mediante la variación de:
• Variación de largo de la carrera
y/o número de accionamientos por unidad de tiempo
En bombas de movimiento lineal (ej. Diafragma)
o
• velocidad de giro en bombas rotatorias
Bomba de diafragma (movimiento lineal): el modelo mostrado permite el ajuste tanto del largo de la carrera
como de la cantidad de accionamientos por minuto
Impulsores rotatorios:
variando velocidad de
giro del motor se
modifica la impulsión
del fluido
Impulsores rotatorios
Frecuencia
alimentada
al motor
Velocidad
de giro del
motor
Material de apoyo utilizado
• Biblioteca del Ingeniero Químico, Perry & Chilton
• Instrumentación Industrial, Antonio Creus, 6ª Ed., Alfaomega, Mx.,1998
• Catálogos Spirax Sarco, www.spiraxsarco.com
• Catálogos Krohne, http://www.krohne.com/
• Catálogos ASA SPA, http://www.asaspa.com
• Luis García Gutiérrez, Teoría de la medición de caudales y volúmenes de agua http://aguas.igme.es/igme/publica/pdfart2/teoria.pdf