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LABORATORIO

3 1.

Estrategia de Control de Razón

Descripción En un proceso de combustión se debe mezclar aire y combustible en una determinada proporción para obtener un buen rendimiento. La razón se obtiene dividiendo el flujo de aire (controlado) entre el flujo de combustible (no controlado). También la razón puede ser determinada por otro controlador, en este caso, el controlador de oxigeno. El sistema de control debe mantener el valor de razón deseado, sobre todo cuando se presentan las perturbaciones. Si el transmisor de oxigeno detecta un alto contenido de oxigeno, presencia de humo blanco, significa que esta ingresando mayor cantidad de aire, por lo cual es necesario reducir el ingreso de aire. En caso contrario, es decir, si hay un bajo contenido de oxigeno, presencia de humo negro, significa que está ingresando poco aire, por lo cual es necesario incrementar el ingreso de aire.

2.

Objetivos a. b. c. d.

3.

Mezclar dos materiales utilizando control de razón. Controlar un proceso utilizando control de punto final. Sintonizar los controladores. Medir los efectos de las perturbaciones.

Descripción del proceso Se presenta la estrategia de control de razón realizada en un intercambiador de calor. En este proceso se controla la razón de la mezcla entre el aire y el combustible para obtener una adecuada combustión. La cantidad de oxigeno liberada en la combustión indicara si la combustión es optima. El flujo de combustible es el flujo no controlado o flujo primario y el flujo de aire es el flujo controlado o flujo secundario. La razón de control está dada por un analizador de oxigeno .

1 Estrategias de Control

Ing Eddie Sobrado

En el control de combustión mostrado en el diagrama siguiente, el F combustible (PLOAD ) es medido y usado para controlar el F aire (SPV) para mantener la relación aire/combustible (S PV/ P LOAD). En aplicaciones grandes la razón es determinada por un analizador de oxígeno (P PV). S LOAD es la Paire que ingresa al damper.

4.

Procedimiento  a.

Sintonía del controlador de flujo de aire o controlador secundario En el menú Process/Select Model seleccionar el modelo Generic y en el menú Control/Select Strategy seleccionar Ratio. El controlador secundario se puede seleccionar como controlador de flujo de aire (AUTO) o como controlador de razón (RATO). Seleccione el controlador secundario (controlador de razón) y sintonice con: KC = 0,5

b.

Ti = 0,15 minutos/rep.

Td = 0 minutos

Ponga el controlador secundario en Auto y anote con View/Data Monitor. El valor de PLOAD se observa en el menú Process/Inspect Block Outputs Faire (S PV) = _________

Fcombustible(PLOAD) = _________

Razón = Faire / Fcombustible = _________ c.

Ponga el controlador secundario en RATIO y anote con View/Data Monitor el valor de la razón Razón = ________

2 Estrategias de Control

Ing Eddie Sobrado

d.

Observar en la barra del controlador secundario que la razón es ajustable de 0 a 2 (0 a 100%).

e.

Anotar la salida del controlador primario o controlador de oxigeno POUT=________ P PV (O2)

 a.

= _________

Sintonía del Controlador secundario Con el controlador secundario en RATO (Ahora en el registrador y en la barra del controlador S PV = razón) y el controlador primario (concentración de oxígeno) en manual, ajuste la salida del controlador primario POUT para que la razón del controlador secundario sea 0,4. Solamente se puede ajustar la razón con la salida del controlador primario cuando este se encuentra en manual. Para calcular el valor de la salida se debe aplicar una regla de tres simple entre razón y POUT P OUT = _________ Observe la gráfica de SPV (razón) cuando se realiza el cambio de la salida POUT y anotar: Overshoot =________ Tiempo de establecimiento ts =___________

b.

Seleccione el controlador secundario y en RATO, con View/Data Monitor verificar que la razón es 0.4

c.

Ponga el controlador secundario en Auto y anote con View/Data Monitor. El valor de PLOAD se observa en el menú Process/Inspect Block Outputs Faire (S PV) = _________

Fcombustible(PLOAD) = _________

Razón = Faire / Fcombustible = _________ d.

Seleccionar el controlador primario en MANUAL y disminuir el valor de PLOAD haciendo un click en StepDecr y anotar para SPV (razón) Overshoot =________ Tiempo de establecimiento ts =___________ Flujo de aire en estado estable=__________ Flujo de combustible en estado estable = ___________ Razón en estado estable = __________

Regrese al valor inicial de la perturbación haciendo clic en StepInc e.

Seleccionar el controlador primario en MANUAL y ajuste su salida POUT para que la razón del controlador secundario sea 0.6, luego aumente el valor de PLOAD haciendo un click en StepIncr y anotar para SPV (razón) 3

Estrategias de Control

Ing Eddie Sobrado

    

Overshoot =________ Tiempo de establecimiento ts =___________ Flujo de aire en estado estable=__________ Flujo de combustible en estado estable = ___________ Razón en estado estable = __________

Regrese al valor inicial de la perturbación haciendo clic en StepDec



Control de Punto Final

a. Seleccione el controlador primario y sintonice con: KC = 2,5

Ti = 8 minutos/rep.

Ajuste SP al valor actual de PPV.

Td = 0 minutos PSP = _______

Ponga el controlador primario en Auto. b. Incremente la presión de aire Paire (S LOAD) haciendo un click en StepIncr. Observando las graficas, responder: ¿Qué ocurre con la razón (SPV) cuando se da la perturbación? ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………… ¿Qué ocurre con PPV cuando se da la perturbación? ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ¿Cuál es el valor de la salida POUT y que relación tiene con la razón? ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………

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Ing Eddie Sobrado

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