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Control de Procesos Página 1/23 Modelado y Simulación El diseño de un sistema de control para un proceso requiere conocer el comportamiento dinámico del mismo. En el caso del calentador de agua, por ejemplo, es necesario saber cuánto y cómo (rápida o lentamente) aumentará o disminuirá la temperatura ante un cambio dado en la señal que llega a la válvula de vapor. El diseño del controlador de realimentación que controla la temperatura del agua caliente actuando sobre la válvula de vapor deberá basarse en ese conocimiento.
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Control de Procesos Página 2/23 El modelo dinámico de un proceso es la descripción matemática de las relaciones dinámicas existentes entre las variables de salida (variables a controlar) y las variables de entrada (variables manipuladas y perturbaciones). Disponiendo de un modelo dinámico del proceso que se quiere controlar, se pueden analizar y evaluar cuatro cuestiones clave a la hora de diseñar el sistema de control: a) Emparejamiento de variables para formar los lazos de control. En el capítulo anterior ya se ha hablado de las variables manipuladas y de las variables controladas. Por medio del modelo dinámico del proceso se puede determinar si una variable manipulada afecta o no a una controlada y, consecuentemente, si puede utilizarse para controlarla. El modelo cuantifica también esa relación causa-efecto, cuestión vital para establecer la intensidad de la acción correctora de control. b) Límites de la acción de control. Es evidente que el rango de variación de las variables manipuladas es limitado. La válvula de regulación puede cerrarse completamente ( caudal de vapor nulo) o abrirse completamente (caudal de vapor máximo). Estos límites imponen a su vez límites en las variables controladas (mínima y máxima temperatura alcanzable ). El modelo del proceso sirve para delimitar el campo de operación del equipo.
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Control de Procesos Página 3/23 c) Evaluación de la dificultad de control. En relación con el comportamiento del proceso hay tres aspectos que deben ser conocidos para diseñar el sistema de control y que, a su vez, determinan la mayor o menor dificultad del problema: 1. Signo y sensibilidad de la respuesta. La acción correctora dependerá de si al aumentar la señal de control a la válvula aumenta o disminuye la temperatura del agua y de cuánto varía la temperatura ante un cambio dado en la abertura de la válvula (sensibilidad). Desde el punto de vista de la facilidad de control es esencial que el signo no cambie y que la sensibilidad sea bastante constante a lo largo de todo el campo de operación. 2. Velocidad de respuesta. Para determinar la acción correctora es preciso también conocer la velocidad de respuesta de la variable controlada a cambios en la variable manipulada. Una respuesta lenta puede inducir a provocar una acción correctora excesivamente fuerte que provoque oscilaciones o incluso la inestabilidad del sistema. 3.
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This note was uploaded on 05/25/2011 for the course ECON 103 taught by Professor Poul during the Spring '11 term at American University of Central Asia.

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