Ver 2ª PARTE
La decisión de los controles
automáticos depende de varios factores, tales como el coste, la disponibilidad
de personal y otros más. También es importante considerar parámetros como la
seguridad, estabilidad y exactitud.
En general hay tres factores importantes a tener en cuenta cuando se estudia una aplicación y la fuente de energía requerida:
·
Cambios en la carga.
·
Si el valor de consigna es crítico o no crítico.
·
Si el valor de consigna tiene que variar.
Para seleccionar la válvula de
control correcta, se requieren detalles de la aplicación y el proceso. Por
ejemplo:
· Características de seguridad. Por ejemplo, que
ocurre si falla la apertura o cierre de la válvula ante un fallo de energía.
· Propiedad que será controlada. Por ejemplo
temperatura, presión, nivel o caudal.
· ¿Cuál es el medio y sus propiedades físicas?
· ¿Cuál es la presión diferencial a través de una
válvula de control a través del rango de carga?
·
¿Cuáles son los materiales de las válvulas y
conexiones terminales?
·
¿Qué proceso se está controlando? Por ejemplo,
un intercambiador de calor.
·
¿Si se controla la temperatura, el valor de consigna será fijo o variable?
·
¿La carga es estacionaria o variable? Si es
variable, cual es la escala de tiempo en el cambio. ¿Rápida o lenta?
·
¿Es crítica la temperatura que debe mantenerse?
·
¿Se requiere un bucle simple o multi-bucle?
·
¿Qué otras funciones van a controlarse? Por
ejemplo, en un sistema de calefacción se controla la temperatura pero también
se añade una protección frente a heladas.
·
¿Es la planta o proceso un área peligrosa?
·
¿La atmósfera o ambiente es corrosiva por su
naturaleza?
·
¿Qué disponibilidad de energía tendremos, por
ejemplo electricidad o aire comprimido, y qué voltaje o presión?
Energía
de actuación
Esta es la fuente de energía con
la que operan el control, la válvula u otro dispositivo controlado. Usualmente
será electricidad, o aire comprimido por un sistema neumático controlado.
Usualmente será la electricidad, o aire comprimido en un sistema neumático, o
una mezcla de ambos en un sistema electro neumático. Los sistemas autoactuantes
no requieren un medio de energía externo para operar; generalmente operan con
su propia forma de energía a partir de un sistema de presión de vapor o
hidráulico.
Veamos las características de
cada uno de ellos:
Controles
autoactuantes – Ventajas
· Robustos, simples y tolerante a condiciones
ambientales adversas.
· Fáciles de instalar y poner en servicio.
· Proporcionan control proporcional en un amplio
rango de condiciones de funcionamiento.
· Los controles pueden obtenerse con fallo-abierto
o fallo-cerrado en el evento de un rebasamiento inaceptable en la temperatura.
· Son seguros en áreas peligrosas.
·
Mantenimiento prácticamente gratuito.
Controles
autoactuantes – desventajas
· Los controles auto-actuantes pueden ser
relativamente lentos de reacción, y no proporcionan funciones de control
integral y derivativo.
· No pueden transmitirse los datos.
Controles
neumáticos – ventajas
· Robustos.
· Operan muy rápidamente, siendo convenientes para
procesos donde las variables de proceso cambian rápidamente.
· Los actuadores pueden proporcionar una alta
fuerza de cierre o apertura para operar válvulas contra altas presiones
diferenciales.
· El uso de posicionadores de válvulas asegurará
controles exactos y repetibles.
·
Los controles neumáticos puros son
inherentemente seguros y los actuadores proporcionan una operación uniforme.
· Pueden disponerse para proporcionar una
operación de fallo-abierto o fallo-cerrado sin coste o dificultad adicional.
Controles
neumáticos – desventajas
· Un sistema de aire comprimido necesariamente
puede ser costoso de instalar.
· Se requiere un mantenimiento regular del sistema
de aire comprimido.
· El modo de control básico está disponible en
combinaciones on/off y proporcional de P+I y P+I+D, pero usualmente el coste es
mayor que en los sistemas de control electrónicos equivalentes.
· La instalación y puesta en servicio es sencilla
y de naturaleza mecánica.
Controles
eléctricos – ventajas
·
Alta exactitud en posicionamiento.
· Los controladores están disponibles para
proporcional una alta versatilidad con combinaciones on-off o P+I+D del modo de
control, en salidas multi-función.
Controles
eléctricos – Desventajas
· Las válvulas eléctricas operan de una forma
relativamente lenta, lo cual significa que no son siempre convenientes para
unos parámetros de proceso cambiantes tales como el control de la presión en
cargas que cambian rápidamente.
· La instalación y puesta en servicio implica
trabajos eléctricos y mecánicos.
· Los actuadores eléctricos tienden a ser menos
uniformes que sus equivalentes neumáticos. Los actuadores de retorno de resorte
se requieren con funciones de fallo abierto o fallo cerrado. Esto hace que se
reduzca la fuerza disponible y aumentan los costes.
Controles
electroneumáticos – ventajas
· Los controles electroneumáticos pueden combinar
las mejores características de los controles neumáticos y electrónicos. Tales
sistemas pueden consistir en válvulas actuadas neumáticamente, controladores
eléctricos/electrónicos, sistemas de sensores y control, más posicionadores o
convertidores electroneumáticos.
· Esta combinación proporciona la fuerza y
operación uniforme de una válvula/actuador neumática con la velocidad y exactitud
de un sistema de control electrónico.
Controles
electroneumáticos - desventajas
Se requiere un suministro de aire
comprimido y electricidad.
Bibliografía:
·
An
introduction to controls. Spirax sarco.
·
Basic
control theory. Spirax sarco.
·
Control
Loops and Dynamics. Spirax sarco.
·
Choice
and selection of controls. Spirax sarco.
·
Installation
and Commissioning. Spirax sarco.
·
Computers
in control. Spirax sarco.
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