AUTOMACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS CRT

AUTOMACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS
CRT - Unidad Control y Regulación Temperatura
1. Generalidades
El grupo permite analizar el comportamiento de un anillo de regulación en el cual la magnitud regulada es la temperatura de
un líquido en un tanque.
El problema del control de la temperatura se encuentra entre los más comunes en la automación de fábrica y en el control
de proceso.
Además es muy interesante desde el punto de vista didáctico pues la temperatura varía muy lentamente en el tiempo y
permite por tanto aplicar fácilmente diversas técnicas de control y valorar los efectos de los parámetros de regulación
interesados.
El estudiante puede experimentar el uso de diversos tipos de reguladores corrientemente utilizados en las aplicaciones
industriales, en condiciones muy realísticas, por ser el equipo completamente realizado con componentes industriales.
El sistema permite desarrollar todas las pruebas mediante de un Ordenador y un apropiado software para Windows.
Es adecuado para un laboratorio interdisciplinario por el hecho de presentar contenidos mecánicos, químicos, electrónicos,
informáticos.
2. Composición
El grupo CRT está compuesto por:
Módulo de proceso con equipo eléctrico (cód. 916921);
Software de control y monitoring CRS/T (cód 917019);
Regulador electrónico MiniReg (opcional - cód. 916940);
Software Simulación Control y Regulación CRSS (opcional - cód. 914372).
Los componentes opcionales están descriptos en fichas separadas.
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3. Descripción
Módulo de Proceso y Equipo Eléctrico
El objetivo del proceso (ver fig. 3) es controlar la temperatura del agua contenida en un tanque de Pirex (12) en presencia
de interferencias externas.
El agua es extraída desde una pila de recogida (1) mediante una bomba centrífuga (2) e introducida en un circuito.
Durante el recorrido forzado el agua alcanza el tanque (12) donde puede ser calentada variando la intensidad de la corriente
eléctrica en una resistencia eléctrica (11). Desde el tanque (12) el agua vuelve a la pila de recogida (1).
El flujo principal puede ser regulado por medio de la válvula (3) y medido mediante el flujómetro (7)
Las válvulas (4) y (5) permiten, en cambio, crear un flujo independiente de interferencia.
El valor de la magnitud controlada (Y) es adquirido mediante una sonda Pt100.
Una segunda sonda Pt100 proporciona una señal (Tmáx) a un termóstato de seguridad incluído en el equipo eléctrico (9).
Considerado que este termóstato permite programar manualmente la temperatura máxima, el mismo puede ser usado
también como regulador On-Off.
El control en cadena cerrada se puede efectuar de diversas maneras:
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vía software, utilizando el software CRS/T en función en el Ordenador (10);
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mediante el regulador electrónico opcional MiniReg (8);
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mediante el termóstato comprendido en el equipo eléctrico (9).
El control, de tipo PID (Proporcional Integral Derivativo) o bien On-Off se realiza comparando la señal correspondiente a la
temperatura (Y) del agua en el tanque con una señal de Set-Point, elegida por el usuario.
El regulador genera luego una señal reguladora (X) que actúa sobre la corriente en la resistencia (11).
El Ordenador puede, además, controlar el flujo de interferencia generando una señal (n) que actúa sobre la elctroválvula (4).
El equipo eléctrico (9) comprende, además del termóstato de seguridad, los mandos para los principales componentes
eléctricos del grupo, la tarjeta de conversión AD/DA para interaccionar el Ordenador a través del portal USB, un display
digital para la visualización del valor instantáneo de la temperatura.
Fig.1- Software CRS/T
Fig.2- Software CRS/T: diagrama de las señales en tiempo real
Software de Control y Monitoring CRS/T
El software de control y monitoring que funciona en ambiente MS-Windows, permite la realización de un control digital vía
software de tipo PID o ON-Off. Es posible programar, de manera independiente y en tiempo real, los parámetros de la
regulación (ver fig. 1) y las características de las señales de Set-Point y de interferencia.
El software permite observar el proceso en tiempo real indicando en el vídeo el diagrama de la magnitud regulada, de la
señal reguladora, de la señal de Set-Point, de la señal de interferencia en función del tiempo (Ver fig. 2).
Este diagrama puede ser imprimido en cualquier momento mientras que los patrones de las señales y los parámetros de
control pueden ser salvados sobre file, en formato ASCII, o imprimidos.
Es posible también utilizar el software exclusivamente para observar el proceso, utilizando para el control un regulador
externo (ej. el MiniReg opcional). En este caso es posible transmitir desde el software el Set-Point al regulador.
4. Experiencias
Estudio del proceso y del conjunto de componentes industriales utilizado;
Determinación de las características del sistema de anillo abierto;
Determinación de las características del sistema de anillo cerrado con regulación PID y efectos de las tres acciones de
regulación: Proporcional, Integral, Derivativa;
Estudio de la estabilidad del sistema en las diversas condiciones y calibrado de las distintas acciones de regulación;
Determinación de las características del sistema de anillo cerrado con regulación On-Off y efectos de los parámetros del
regulador;
Demostración sobre el uso de un regulador local de tipo electrónico con Set-Point remoto (con MiniReg opcional).
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5. Configuración Necesaria Ordenador
Hardware
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PC mínimo Pentium con Hard Disk (>10Gb) y CD drive, tarjeta gráfica SVGA 800x600, ratón, RAM 32 MB, portal USB;
Impresora gráfica.
Software
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MS-Windows XP o versiones sucesivas.
6. Servicios Necesarios
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Alimentación eléctrica: 220/240 C CA - 50/60 Hz.
7. Pesos y Dimensiones
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Dimensiones: 750 x 450 x h750 mm.
Peso: 30 kg.
Fig. 3 - Sinóptico general
1.
Pila de recogida agua
2.
Bomba centrífuga
3.
Válvula manual de regulación flujo principal
4.
Electroválvula de introducción interferencia
5.
Válvula para la limitación manual flujo de interferencia
6.
Válvula manual
7.
Flujómetro para lectura directa flujo
8.
Regulador electrónico opcional MiniReg
9.
Equipo eléctrico
10.
Ordenador (no incluído)
11.
Resistencia eléctrica de calentamiento
12.
Tanque de pirex con 2 sondas Pt100
13.
Válvula de descarga
X.
Señal reguladora
Y.
Señal magnitud controlada
n.
Señal de interferencia
Tmáx Señal para el termóstato de seguridad
Cod. R00786/S 0308 Ed. 01 Rev. 03
La Didacta Italia en cualquier momento y sin preaviso puede efectuar variaciones que considere convenientes por exigencias
de construccion o de didacticasiempre manteniendo las caracteristicas esenciales.
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