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• Ignacio Walteros

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Instrumentación Electrónica Básica Laboratorio 1 – Diseño e implementación de un control proporcional de temperatura Jefferson Salazar, José Alejandro González, Juan Camilo Torres, Yulieth Martínez (salazar.jeferson, jose.alejandro.gonzalez, juan.torres.ospina, yulieth.martinez)@correounivalle.edu.co Universidad del Valle sede Tuluá Facultad de ingeniería Programa Tecnología en electrónica Docente: Ramiro Victoria

Abstract Implement the design of a proportional controller with 25% of BP which is used to bring a process variable PV to a set value SP taking the theory of an Automatic Control System using industrial standards (4-20mA), the design It consists of several stages which are 4-20mA input, adaptation of current signal to 1-5V voltage where the range of the physical variable is from 0 ° to 200 °, once the voltage signal is obtained, it passes through a reference adjustment stage, and subsequently a controller adjustment with proportional control.

mantener la producción a flote, para el cual usamos un control proporcional el cual es uno de los sistemas de control más sencillos ya que consta de un error que me indica que tan distante esta la variable de proceso de un valor de referencia indicado por el operador.

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Resumen Implementar el diseño de un controlador proporcional con un 25% de BP que el cual se usa para llevar una variable de proceso PV a un valor seteado SP tomando la teoría de un Sistema Automático de Control usando estándares industriales (4-20mA), el diseño consta de varias etapas las cuales son Entrada de 4-20mA, adecuación de señal de corriente a voltaje 1-5V donde el rango de la variable física es de 0° a 200°, una vez obtenida la señal en voltaje, se pasa por una etapa de ajuste de la referencia, y posteriormente un ajuste del controlador con control proporcional.

1. Introducción Los sistemas automáticos de control son indispensables para la ejecución de procesos industriales donde se desee manipular de forma eficiente y eficaz una variable física cuyo valor hace que la armonía del proceso se mantenga, por eso se debe disponer de sistemas que mantengan estas variables es un estado estacionario, lo que implicar pasar de un estado de perturbación externa a un estado de valor de referencia en cuestión de valores cortos de tiempo para

2. Objetivos Diseñar un controlador de banda proporcional y ver si funcionamiento teórico en la practica

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Conocer las variaciones de la respuesta que se puede obtener al usar distintos valores de proporción de la banda proporcional

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Implementar a base de amplificadores operacionales un control de banda proporcional con entrada de 4-20mA y salida de 4-20mA

3. Marco teórico Si se desea tener una comprensión adecuada de lo tratado en el presente informe, se debe tener claros conceptos como transductores, sensores, sistemas automáticos de control, adecuación de señales, conversores de voltaje a corriente, uso de amplificadores operacionales 4. Lista de materiales Para el desarrollo de esta práctica se emplearon:

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Proteus V8.6

5. Desarrollo Para el desarrollo de la practica implementamos el siguiente circuito.

Figura.1 En la figura 1 es la etapa de adecuación, donde como entrada tenemos una señal de 4-20mA obtenida de un transductor de temperatura, para este caso ese usamos una fuente de corriente constante para simular dicho transductor, pasando por un amplificador diferencial que toma esa señal de 4-20mA y la convierte en una señal de voltaje que posteriormente es amplificada con un amplificador no inversor que adecúa la señal de 4-20mA a una señal de 1-5V con los rangos de 0° a 200° anteriormente mencionados la cual etiquetamos como variable de proceso a esa salida de 1-5V(pV).

Figura.2 En la figura dos se implementa un circuito que fija un valor de voltaje de referencia ajustable manualmente por un potenciómetro siendo la salida de este la variable SP (punto de referencia).

Figura.3 En la figura 3 apreciamos una implementación con amplificadores operacionales donde traducimos de la teoría de control que el Error = Valor de referencia - Variable de Proceso a un amplificador restador con ganancia unitaria, donde esta salida entra a una ganancia de Banda proporcional del 25%, cuyo comportamiento apreciamos en la figura 5.

Figura.4 En la figura cuatro ya es la etapa final del circuito de salida de señal de control, donde la ecuación resultante para una banda proporcional de 25%, es de 4 veces el error más 3.

Figura 5. En la figura 5 ya vemos el resultado de la etapa final donde enfrentamos una grafica de voltaje de salida según la temperatura que hay en el proceso, donde la variación del 25% se puede ver como el ancho de banda, ya que la señal de referencia es de 75°, vemos que si esta más allá de 100 Grados, la respuesta es de 1v, para llevar la variable de temperatura al enfriamiento máximo, y si es menor que 50°, el voltaje de salida es de 5v, para llevar al máximo el calentamiento para acercar la variable de proceso rápido al punto de referencia, y a medida que nos acercamos la respuesta es mas lenta para tratar de controlar la inercia y dejar lo mas cerca la variable de proceso a la variable de referencia para tener una salida de estado estacionario.