Metodologia de Diseno Implementacion de Un Lazo de Control

8/6/2019 Metodologia de Diseno Implementacion de Un Lazo de Control

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Servicio Nacional de Aprendizaje, SENA.

Regional Valle del Cauca.

Centro de Electricidad y Automatizacin Industrial, CEAI.Agencia de Cooperacin Internacional del Japn, JICA.

II Curso Internacional de Supervisin y Automatizacin Totalmente Integrada.

Unidad de aprendizaje:

Diseo y mantenimiento de Sistemas Automticos de Controlde Procesos Continuos.

Actividad de Aprendizaje No. 3:

Analizar los algoritmos de control para implementar las lazos de control.

Metodologa de diseo e implementacin de un lazo de control.

Adaptado de diferentes fuentes por Ing. Jorge Moreno, CEAI-SENA.

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http://ci03_m02_ga04.pdf/


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Diseo e implementacin de un lazo de control de nivel.

1. Se parte del diagrama de proceso, el cual se describe a continuacin.

Figura 1. Diagrama de proceso.

Planta: La planta esta formada

por una vlvula conectada, a

travs de una tubera, a un

tanque.

Proceso: A travs de la lnea

se enva una solucin salina a

un tanque homogenizador en el

cual se debe controlar el nivel

del producto.

Sistema de control. Formadopor un transmisor de nivel, un

controlador y vlvula

reguladora.

Transmisor

SP

PV

MV

Interfase

operador

Vlvula

http://ga0204.pdf/http://ga0204.pdf/


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2. Se consideran las especificaciones del proceso.

Producto: Base acuosa.

Densidad: 1,1 g/cm3.

Temperatura del producto: 90 C.

Textura del producto: slidos, espuma.

Altura del tanque: 1000 mm.

Dimetro del tanque: 34,5 cm.

Punto de trabajo: 50 %.

Velocidad mxima de nivel: 45 cm. / m.

Precisin en la medida: 5 % FS.

Los criterios de evaluacin del lazo sern:

Tiempo deestablecimiento

< 30 s. < 30 s.

Sobrepasomximo

10 % 10 %

Error de estado

estable < 2 % < 2 %



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3. Se seleccionan los instrumentos:

A partir de las especificaciones de la planta y del proceso se seleccionan los

instrumentos siguientes:

Transmisor de nivel:

Tipo: Sonoro, Marca: Endres + Hauser, Modelo Prosonic FMU 860, Seal:

Loop Powered, 4 20 mA.

Controlador:Tipo: PLC, Marca Allen Bradley, Modelo: Control Logix 5555.

Vlvula reguladora:

Tipo: Globo, Modelo: Varipack, Serie 8000, Dimetro: 1 , Cv: 0.1 - 2,41 conposicionador 8012 - 1C.



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4. Se elabora el diagrama P&ID.

Figura 2. Diagrama P&ID.

Tanque

100

Bomba

P101

Vlvula

LCV 101

Agua fria

FT101

V100

LT101

LI

LIC

101

P-29

Equipos:

Tanque: T100

Bomba: P101 Tuberas:

Instrumentos:

Transmisor de nivel: LT 101

Controlador de nivel: LC 101 Vlvula de control de nivel: LCV 101



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5. Se elabora el diagrama de bloques del lazo de control.Una vez conocidas las especificaciones del proceso; variable, velocidad de

nivel y precisin en la medida, se elige como accin de control el P.I.D.

Figura 3. Diagrama de bloques del lazo de control de nivel.

SP: Punto de referencia, PV: Variable de proceso, MV: Variable medida

P.I.D. A/MLCV101

Tanque100

LT 101

SP +

PV -

MV

P -

LIC 101 Planta



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6. Se conectan los instrumentos y el configurador.

Figura 4. Diagrama de conexin de instrumentos del lazo de control de nivel.

Fuente

24 V dc.

- +

Ch 1

Ch 1

Registrador

Regulador

ProgramadorHand - Held

Computador

Interfase de operador

Valvula

Transmisor

de nivel

Moore

Fuente

24 V dc.

- +

Ch 1

Ch 1

Registrador

Controlador

ProgramadorHand - Held

ComputadorVlvula

reguladora

Transmisor

de nivel

Moore


R t A ti id d 4


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7. Se configuran y calibran los instrumentos.

Transmisor:

Zero: 1000. I : 4 mA

Hi val: 250 I : 20 mA

Units: mm. Damping: 1 seg.

Vlvula:

I : 4 mA Qmin

= 0 LPM I : 20 mA Q max = 42 LPM




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8. Se elige la accin de control mas conveniente.

Bdt

deTdte

TeKpMV Pd

t

t

P

i

PPID

f

o

+++= )1

(

SP +

PV

ep(t))(tKpeP

MVP

MVI

dt

tdepKpTd

)(

dtteTiKp

f

o

t

tP )(

1

B

MVD

MVPID

Expresin temporal del P.I.D.

)1

1( STST

Kp d

i

++ )(SMV

Expresin Laplaciana del P.I.D.

)()( SETST

EEKpSMV Pd

i

PP ++=

PE

De acuerdo con las

especificaciones de velocidad

y precisin se elige la accin

PI.

Teniendo en cuenta que se

desea un tiempo de

establecimiento bajo, es decir,

una respuesta rpida, se

considera una accin

proporcional alta.

Teniendo en cuenta que se

desea un error de estado

estable bajo, se considera la

accin integral alta.




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9. Se programa el controlador teniendo en cuentas las siguientes

prestaciones.

Seales de entrada normalizadas a porcentaje: SP y PV.

Seal de salida normalizada a corriente: MV.

Accin del controlador: PI.

Ajuste de parmetros de sintona del controlador: Kp y Ti. Estacin automtico manual para el controlador.

Adicionalmente se crea la tabla de configuracin del PLC que incluya los tagsde la variables, la direccin fsica, la direccin lgica, el tipo de variable, el

rango de la variable fsica y el rango de la variable lgica.

http://ga0204.pdf/


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http://ga0204.pdf/


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11. Se prueba el lazo de control.

Se pasa el controlador a manual.

Se ajusta el SP a un valor de 50 %.

Se ajusta la MV para que la PV se mantenga en el SP ajustado.

Se pasa el controlador a automtico.

Se evala el sobresalto en la PV.

Se ajusta el SP para valores 20 % del anterior.

Se verifica que el tiempo de establecimiento sea menor a 30 seg.

Se verifica que el sobrepaso sea menor a 10 % .

Se verifica que las fluctuaciones sean menores de 2 %.

Se crean cambios de carga y se verifica la respuesta del lazo de control.

eto a a ct dad
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