Componentes
•
ROCESO:
Ambiente, entorno o sistema cuya evolución o estado ha de ser controlado.
•
MEDIDA:
Proceso empírico y objetivo de asignación de números a las cualidades de los
objetos o acontecimientos del mundo físico real.
•
SENSOR:
Transforma una señal mecánica en una eléctrica.
•
DETECTOR
ERROR: Efectúa la comparación entre la variable de referencia y la variable a
controlar.
•
CONTROLADOR:
Realiza una acción determinada en función del detector de error.
•
ELEMENTO
FINAL CONTROL: Ejecuta una acción determinada sobre la variable controlada o
proceso en función de la respuesta del controlador. Representado por
electroválvulas, motores, lámparas, relés, etc.
•
ACTUADOR:
Elemento intermedio entre el controlador y el elemento final. Proporciona la
energía que necesita el elemento final a partir de la señal (baja en energía)
procedente del controlador.
Proceso
de Medida
Comparación
de la variable con una unidad estándar o patrón de medida. Puede ser directa o
indirecta (variable intermedia)
Proceso de Medida
•
Elemento primario (sensor): En contacto con el
proceso
•
Captador: Medida del sensor
•
Transductor: Adecuación de la señal
•
Transmisor:
§ Conversión.
§ Filtrado
y potencia.
§ Transmisión
de la señal.
Sistema de control
Normalmente un sistema de
control opera formando un lazo o bucle (ABIERTO O CERRADO) en el
que se mide el valor de una variable, se compara con un punto de
consigna o valor deseado (set point, SP) y se toma una acción de corrección
de acuerdo con la desviación o error existente.
TIPOS DE CONTROL
ON – OFF
CONTROL ANALÓGICO
CONTROL DIGITAL
Control ON-OFF
1. El control On-Off es la
forma mas simple de controlar.
2. Es comúnmente utilizado
en la industria
3. Muestra muchos de los
compromisos fundamentales inherentes a todas las soluciones de control
La
entrada no cambia tan rápidamente pero
El precio que pagamos es una oscilación (o ciclo lımite) en
la temperatura de salida
Elementos de un sistema de
control
Clasificación transmisores
Elementos de un sistema de control
Sensores
Pasivos y Activos
Pasivos: No agregan energía como parte del
proceso de medición.
Delta Temp. »
Termocupla » Voltaje
Presión » Tubo
Bourdon »Desplazamiento
Activos: Agregan energía al ambiente de la
medición como parte del proceso de medición.
Radar » Ondas »
Distancia
CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS DE LOS INSTRUMENTOS
1.
Rango
2.
Alcance
3.
Error
4.
Precisión
5.
Zona muerta
6.
Repetibilidad
7.
Sensibilidad
8.
Repetición
9.
Histéresis
10. Linealidad
11. Sesgo
12. Condiciones de servicio
Algunas definiciones de instrumentación
Rango (range): Conjunto de valores de la variable que puede ser medido
por un instrumento. Límite superior (URV) y Limite inferior (LRV).
Range = LRV
a URV
Range = 50ºC a 150ºC
Alcance (span): Diferencia entre los valores superior e inferior del
rango.
Span (Sp = URV - LRV)
Sp = 150ºC – 50 ºC = 100
ºC
Error
de medida: Diferencia entre la
medida producida por el instrumento y la medida ideal. (Calibración). Puede ser
estático o dinámico.
Vm: Valor medido
Vr: Valor real
Exactitud (accuracy):La inexactitud de un instrumento es una fuente de error
en la medición, aunque generalmente no es la única. Muchos fabricantes de
instrumentos incluyen en el valor de exactitud, los errores por histéresis,
banda muerta, repetibilidad y linealidad de un instrumento
EJERCICIO 2: Considere un instrumento que tiene las siguientes
características:
Rango: 200 ºC a 400 ºC
Exactitud: ± 0,5% del
Span.
Vm: 300 ºC
Calcular entre qué valores
puede estar comprendido el valor real.
Solución.
Span = RS - RI = 400 ºC -
200 ºC = 200 ºC.
Exactitud = ± 0,5% de 200
°C = ± 1ºC
El valor real debe estar
comprendido entonces entre (300 -1) y (300 +1) °C, es decir,
299 ºC < Vr < 301
ºC.
FORMAS DE ESTIMAR LA EXACTITUD
Basada en el valor más alejado
error mayor obtenido durante el proceso de calibración del
instrumento, ya sea que este haya sido recorriendo la escala en sentido ascendente
o descendente
Basada en la desviación promedio
se calcula la desviación
promedio de todas las mediciones tomadas para una misma entrada, y se expresa
como la exactitud 
Tolerancia (tolerance)
La tolerancia es un término íntimamente relacionada con la
exactitud y define el máximo error esperado en cierto valor
LA CLASE DE EXACTITUD
•
tipo de error instrumental que es reportado por
el fabricante
•
se obtiene de la mayor separación entre el
valor medido de una cantidad con el instrumento dado y el valor obtenido con un
instrumento patrón.
•
Si este error se multiplica por 100 y se divide
por el rango de la escala del instrumento, se obtiene la clase de exactitud del
instrumento que representaremos por k
los instrumentos eléctricos se clasifican de acuerdo con su
número de clase k, las siguientes categorías
|
Categoría
|
Clase
de exactitud
|
|
1.
Patrón
|
K=
0,1 %
|
|
2.
Precisos
|
K=
0,2 y k= 0,5 %
|
|
3.
de Laboratorio
|
K= 1
y k = 1,5 %
|
|
4.
de taller
|
K=
2,5 y k = 5 %
|
