INSTIITUTO POLIT TÉCNIC CO NAC CIONAL L ESC CUELA SUPERIOR DE D INGEN NIERÍA MECÁNICA A Y ELÉCT TRICA UNIDAD Z ZACATENC CO INGENIERÍA EN N CONTR ROL Y AU UTOMATIZACIÓN N ACA ADEMIA DE D CONTR ROL Y AUT TOMATIZA ACIÓN CON NTROL DE E PROCE ESOS II P R Á C T I C A No. 2 CON NTROL EN CA ASCADA PARA TEMPERATURA A EN UN REA ACTOR EN, CON ET TAPA DE PRE ECALEN NTAMIE ENTO. DISE EÑÓ: ING. RIICARDO HU URTADO RA ANGEL ING. LUCIA L SARA AI VARGAS S RUIZ M. EN N C. PINO D DURÁN MED DINA SE EPTIEMBR RE 2014 PRÁCTICA No. 2 [CONTROL EN CASCADA PARA TEMPERATURA EN UN REACTOR EN, CON ETAPA DE PRECALENTAMIENTO] CONTROL DE PROCESOS II OBJETIVO GENERAL: Simular, mediante la plataforma de Simulink en Matlab, un sistema de control en cascada, para que el proceso propuesto trabaje en las condiciones de operación requeridas aún con perturbaciones y analizar su respuesta en el tiempo comparándolas con los resultados de la práctica No.1. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Referirse a la descripción del proceso de la práctica No. 1, tomando en cuenta la consideración de la perturbación, ya que es importante para cumplir con el objetivo. Figura 1. Reactor químico con etapa de precalentamiento. Desarrollo: 1. De acuerdo a la figura No. 1, proponer el DTI y el diagrama a bloques identificando los elementos y variables que la conforman para una arquitectura en cascada. Los parámetros y las funciones de transferencia de los componentes son los mismos que en la práctica No. 1. 2. Encontrar la sintonización de los controladores de acuerdo a la tabla 1, con valor de referencia (setpoint) de 87.5 °C en la temperatura TR, aplicar el método de sintonización de Zieglers-Nichols de última ganancia. Tabla 1. Modos de Control en Cascada MAESTRO ESCLAVO COMBINACIÓN 1 PI P COMBINACIÓN 2 PID PI Explicar el procedimiento de la sintonización y mostrar los valores calculados para cada controlador. Página 2 de 3 PRÁCTICA No. 2 [CONTROL EN CASCADA PARA TEMPERATURA EN UN REACTOR EN, CON ETAPA DE PRECALENTAMIENTO] CONTROL DE PROCESOS II 3. Medir, graficar y comparar los parámetros del desempeño del sistema, según el modo de control, con un tiempo de simulación de 500 min, para llenar la tabla 2. Tabla 2. Análisis comparativo de la respuesta para diferentes sistemas de control Índice de Desempeño Lazo Cerrado Cascada Cascada Combinación 1 Combinación 2 Tr (Tiempo levantamiento) Mp (máximo sobreimpulso) Ts (Tiempo de asentamiento)(2%) Offset (error en estado estacionario) IEA (integral del error absoluto) 4. Con la información de la tabla 2, explique cual sistema de control responde mejor y por qué. (Nota: considerar la mejor respuesta del lazo cerrado de la práctica No. 1) 5. Para el mismo sistema, agregar la perturbación de la temperatura del aire antes de la entrada al reactor, proponiendo un descenso de 25° , después de un tiempo de 200 min, de la simulación. Repetir pasos 3 y 4. 6. Concluir con análisis de los resultados. NOTA: LA REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA ES INDIVIDUAL PERO EL REPORTE ES POR EQUIPO DE 3 INTEGRANTES. Entregables por reporte: Portada Índice Objetivo Marco conceptual Desarrollo Resultados Gráficos Conclusiones individuales. Referencias NOTA: Para tener derecho a la evaluación de la práctica es indispensable asistir al laboratorio y el tiempo máximo para realizarla es de 1 sesión y tiempo de entrega 1 semana después de concluida. Página 3 de 3
