Proyecto Dinamica 2015 - Dinamica y control de Procesos

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:
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Realizar el modelado matemático del sistema para el control de la presión
dentro del tanque.
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Dimensionar las tres válvulas con una sobrecapacidad de 100%. Para todas
las válvulas se puede utilizar el factor C, = 0.9 (Masoneilan).
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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.
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Responder: ¿Se puede volver inestable el circuito de retroalimentación? En
caso afirmativo, ¿cuál es su ganancia última?
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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?
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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:
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El gas puede ser considerado ideal.
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Utilizar las ecuaciones de las válvulas de control de acuerdo al estado.
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Este atento a modificaciones o actualizaciones de los datos del proceso.
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El desarrollo del modelo, la implementación en Simulink y el diseño de los
lazos de control, deben ser trabajos totalmente originales e independientes.
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Bajo ninguna circunstancia se aceptará la utilización parcial o total de trabajos
realizados por terceras personas.
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En caso de necesitar algún valor o dato adicional del proceso, consultar
mediante el correo [email protected]
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