PS 2320 Estructuras pdf
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(2) Estructuras de control • Modificaciones de lazos de control convencionales para mejorar: – – – – – –. Rechazo de perturbaciones Mantenimiento de proporciones Operación con varios objetivos Operación con varios controladores Operación con varios actuadores Etc. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 2.
(3) Lazo de control simple pa. No se puede mostrar la imagen en este momento.. w u. Fv q. TC TT. T. Condensado. Respuesta ante cambios en la presión de alimentación: Su efecto se traduce a un cambio de T que es corregido por el regulador modificando u Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 3.
(4) Diagrama de bloques pa. u. W. Reg. Vapor. q Fv. T. Cambiador. TC TT. T. Condensado Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 4.
(5) Esquemas de control. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 5.
(6) Esquemas de control. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 6.
(7) Esquemas de control. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 7.
(8) Reguladores en Cascada pa. FT FC. Fv q. w TC TT. T. Condensado. El regulador externo (TC) fija la consigna del regulador interno (FC) el cual corrige el efecto del cambio en pa sobre Fv antes de que alcancen al cambiador significativamente Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 8.
(9) Reguladores en cascada pa W. TC. FC. Vapor. q Fv. T. Cambiador. El regulador externo (TC) fija la consigna del regulador interno (FC) el cual corrige el efecto del cambio en pa sobre Fv antes de que alcancen al cambiador significativamente Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 9.
(10) Reguladores en cascada pa W. TC. FC. Vapor. q Fv. T. Cambiador. Proceso principal (TC-Cambiador) lento Proceso secundario (FC-Vapor) rápido Perturbaciones sobre el proceso secundario de efecto controlable Mas instrumentación Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 10.
(11) Sintonía/Operación y. W. R1. R2. G2. G1. Sintonizar primero los lazos interiores, luego los exteriores En general, un sistema en cascada resulta mas rápido que uno simple Si un lazo está en manual, todos los externos a el deben estar en manual Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 11.
(12) Diagrama equivalente W. u1 R1. W. R1. R2. u1. G2. R 2 (s)G 2 (s) 1 + R 2 (s)G 2 (s). y2. y2. y G1. y G1. G 2R 2 R 1G 1 1+ G 2R 2 R 1G 1G 2 R 2 Y1 (s) = W1 (s) = W1 (s) G 2R 2 (1 + G 2 R 2 ) + R 1G 1G 2 R 2 1 + R 1G 1 1+ G 2R 2 Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 12.
(13) Cascada Temp-Presión pa. Fv q. w PC. TC. PT. TT. T. Condensado. El regulador interno (PC) de presión corrige mas perturbaciones y de forma mas eficaz Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 13.
(14) Reguladores en cascada pa W. TC. PC. Vapor. q ps. T. Cambiador. El regulador externo (TC) fija la consigna del regulador interno (PC) el cual corrige el efecto de los cambios en pa sobre ps antes de que alcancen al cambiador Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 14.
(15) Control de nivel qi w. h LT. LC u ps. q Respuesta ante cambios en la presión en la linea de descarga: Su efecto se traduce a un cambio de h que es corregido por el regulador modificando u Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 15.
(16) qi. Control en cascada h LT. w LC. FC u FT ps. q El regulador externo (LC) fija la consigna del regulador interno (FC) el cual corrige el efecto de las perturbaciones ps sobre q antes de que alcancen significativamente al nivel del depósito Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 16.
(17) Cascada Nivel-caudal ps. qi q. W. LC. FC. Caudal. h. Depósito. El regulador externo (LC) fija la consigna del regulador interno (FC) el cual corrige las perturbaciones sobre q antes de que alcancen significativamente al nivel del depósito Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 17.
(18) qi Válvula flash. PT. Flash w. h LT. LC u ps q. Cambios en la demanda de la fase vapor modifican la presión en el flash Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 18.
(19) Flash PT. qi Válvula flash. h. h LT. w LC. FC u FT q. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 19.
(20) Temperatura- Reactor TC. u Ti. TT. Reactante T Reactor. Refrigerante Producto Respuesta ante cambios en la temperatura de refrigerante Ti : Su efecto se traduce a un cambio de T que es corregido por el regulador modificando u Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 20.
(21) Cascada Temp-Temp TC. TT. Tr TC. TT. Reactante T Reactor. Ti Refrigerante El regulador externo (TC1) fija la consigna del regulador interno (TC2) el cual corrige las perturbaciones en Tr antes de que alcancen significativamente a la temperatura T Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 21.
(22) Cascada Temp-Temp Ti W. TC1. TC2. Refrig. Tr. T. Reactor. El regulador externo (TC1) fija la consigna del regulador interno (TC2) el cual corrige las perturbaciones en Tr antes de que alcancen significativamente a la temperatura T Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 22.
(23) Control de un reactor Temp TC. Reactante TT FC. Ti q. TC. FT. TT. Tr. T Reactor. FC. AT. AC. FT. Refrigerante LT. LC. Comp.. Producto. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 23.
(24) Control de un reactor Temp TC. Reactante TT FC. Ti q. TC. FT. TT. Tr. FC. T Reactor. FT. Refrigerante Comp.. AT. LT. AC. LC. Producto. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 24.
(25) Columna de destilación Refrigerante PT. PC. LT. R. LC. Alimentación F. FT. FC. FC. V. Vapor. LT. B. FT. D. Control básico de inventario y presión. LC. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 25.
(26) Compensación en adelanto pa. w u. Fv Ti q. TC TT. T. Condensado. Respuesta ante cambios en el caudal q ó en Ti: El regulador solo empieza a corregir cuando T se ha modificado. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 26.
(27) Feedforward pa u. FY FT q. w. Fv. TC TT. T. Condensado. Respuesta ante cambios en el caudal q : La salida del regulador se modifica de acuerdo a los cambios de q para compensar su efecto en T Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 27.
(28) Feedforward P(s). GF Gp U(s). Y(s). G Producir a traves de GF y G un cambio en Y(s) igual y de sentido contrario al que se produce a traves de GP al cambiar P(s) para compensar este Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 28.
(29) Feedforward • Perturbaciones medibles y de efecto no controlable directamente • Necesita instrumentación y cálculo adicional • GP debe ser mas lenta que G • Es una compensación en lazo abierto que debe emplearse normalmente junto a un regulador en lazo cerrado Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 29.
(30) Diagrama de bloques P. GF GP u. W +. -. No se modifica la dinámica en lazo cerrado. R. Y. G. Y(s) = G (s)[U(s) + G F (s)P(s)] + G P (s) P(s) =. = G (s) R (s)[W (s) − Y(s)] + [G (s)G F (s) + G P (s)]P(s). Y(s) =. G (s)R (s) G (s)G F (s) + G P W (s) + P(s) 1 + G (s) R (s) 1 + G (s)R (s). Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 30.
(31) Cálculo de GF P(s). GF Gp U(s). Y(s). G Y(s) = G (s)[U(s) + G F (s)P(s)] + G P (s)P(s) = = G (s) U (s) + [G (s)G F (s) + G P (s)]P(s). 0 = G (s)G F (s) + G P (s) Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. G P (s) GF = − G (s) 31.
(32) Control de proporciones FA FT. FB/FA. r. RC. FB FY. FT. Producto B. Producto A. Objetivo: Mantener la proporción (r) de B y A en la mezcla. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 32.
(33) Control ratio F FT. r rF FF. FC. FT. Producto B. Producto A Objetivo: Mantener la proporción (r) de B y A en la mezcla. Mejores características dinámicas. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 33.
(34) Control ratio/relación FT. RC. FY. FT. FT. FC. FF. A. Gan. variable. B. FB FA. Variable controlada. FB = rFA. ∂r F = − B2 ∂FA FA. Gan. perturbación. ∂FB =1 ∂FB. Gan. Var. manipulada. ∂FB =r ∂FA. r=. ∂r 1 = ∂FB FA. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. FT. Gan. cte. 34.
(35) Diagrama de bloques FA. FB. aFA. a. +. -. Reg. Flujo. Se fija la consigna del lazo de control de flujo FB en proporción al flujo medido FA Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 35.
(36) Control de un reactor Reactante B. Temp TC FC. FT FF. TT FC. Ti q. TC. FT. TT. Tr. T Reactor. FC. AT. AC. FT. Reactante A. Refrigerante LT. LC. Comp.. Producto. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 36.
(37) Control de un reactor Temp FT. AT. Reactante B. TC FC. FY. React A. TT FC. Ti q. TC. FT. TT. Tr. T Reactor. FC. AT. AC. FT. FF. Refrigerante. Si hay cambios fuertes de composición en B. LT. Comp. LC. Producto. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 37.
(38) Caldera de vapor Vapor LC. FT. Aire. PT. PC. LT. Humos. FC. Gas FF. FT. FC. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 38.
(39) Control Selectivo Reactor Tubular. Reactivos. TT. TT. TT. T. Refrigerante TC. x Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. Como seleccionar la medida de temperatura? 39.
(40) Control Selectivo Reactor Tubular. Reactivos. Se selecciona la mayor de las temperaturas en cada instante. TT. TT. TT. Refrigerante HS TC. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 40.
(41) Control Selectivo Las demandas variables de cada usuario obligan a fijar w continuamente en el valor mas alto previsible. FT. FC. FT. FC. FT. FC. w PC. SC. Motor. ST. PT. Aire Compresor Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 41.
(42) qi. Control Override wL LT. wL. LC wF. h FT. FC. LS <. u. Requisitos : wL nivel mínimo a mantener. q. Flujo cte. Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 42.
(43) Control override LS. wP SC. Motor. PC. FC. PT. FT. ST. Compresor. Requisitos: Flujo tan constante como sea posible, sin que se sobrepase una presión máxima wP en la linea a pesar de las demandas variables Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 43.
(44) Control override LS. wP SC. Motor. PC. FC. PT. FT. ST. Compresor wP p F Prof. Cesar de Prada. ISA. UVA. 44.
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