DIAGRAMA DE CONEXIONES DE INSTRUMENTOS

figura1

Se complemento el plano de diagrama de instrumentos ya que este estaba incompleto, puesto que no había información de la conexión de la instrumentación ubicada en la planta de tanques interactuantes, estos instrumentos son los necesarios para poder conocer el nivel, el caudal de entrada y salida, control del flujo de entrada y generar un disturbio en el caudal de entrada para el tanqueWT1 el diagrama de conexiones muestra las borneras que hacen parte de la conecion de señales que vienen y van desde y hacia el panel de control (ver figura 1).

DIAGRAMA CONEXION DE RELES

figura 2

ya que no existia en los planos propuestos por los grupos anteriores un diagrama de conexion de reles que mostrara la coneccion con las borneras se propuso el diagrama de coneccion de reles en la figura 2.

QUINTA SEMANA

UTILIZANDO EL PID PARALELO

En esta semana se publicara un gran aporte que se realizo a la practica del PID Simple, ya que hasta el momento en la practica solo se trabajaba con un PID Serie, lo que limitaba un poco la practica ya que solo se sintonizaba este PID y no podia compararce con el resultado obtenido con un PID paralelo.

para lograr implementar esta parte se debio cargar la tarea, esto se realizo de la siguiente manera:

ingresar al scilab

se muestra una interfaz como la siguiente:

ahora deberemos generar la tarea para esto vamos a la carpeta PID_paralelo_final ,la opcion resaltada en rojo (Rimi) nos permite generar la tarea

Seleccionamos el nombre de la tarea y esperamos a que la genere, esto tardara un par de segundos.

1. Para esto será necesario utilizar una serie de ecuaciones que se mostraran a continuación:

con los parametros que teniamos para el PID serie mostrados a continuación:

Km= 12.9874

τm=161 seg

Tm=15.8934

y hayando los valores correspondientes se obtuvo

con estos valores remplazamos en las siguientes ecuaciones:

Los parámetros de un controlador PID Universal tipo paralelo equivalente a uno tipo serie son los mostrados en la siguiente tabla.

despues de esto se procedio a al esperar que se estabilizara el nivel y cambiar el setpoint de 15 cm a 20 cm se obtuvo la siguiente grafica

a continuación se procedio a realizar medidas sobre la grafica con el fin de analizar parametros como

Tiempo de retardo
Tiempo de levantamiento
Tiempo pico
Tiempo de asentamiento
Maximo sobreimpulso
obteniendo los siguientes valores:

UTILIZANDO EL PID SERIE

Posteriormente y siguiendo con el desarrollo de la practica, se cargo la tarea con ./pid_serie_final –v se configuraron los parametros para el PID Serie y tomar las mismas medidas que con el PID Paralelo obteniendo:

tomando las medidas como describe la siguienta tabla se obtuvo:

A continuacion se llena una tabla comparativa con los valres obtenidos al usar un controlador PID serie y un PID Paralelo.

Como se puede ver en la grafica el PID Serie es el controlador mas adecuado ya permite obtener alcanzar el set point en menos tiempo, esto se ve en la anterior grafica donde se muestra que los valores correspondientes al Tiempo de retardo, Tiempo de levantamiento ,Tiempo pico y Maximo sobreimpulso son menores, lo que permite que el sistema tenga un mejor tiempo de respuesta ante cambios en el setpoint.

CORRECCION DE LOS DIAGRAMAS DE FLUJO

Cuando se estaban revisando los diagramas de flujo se encontró que faltaban tanto la valvula MV7 como su tubería PI17 y PI18 encargada de tranferir caudal de agua del tanque WT3 a WT2 siempre y cuando MV7 este abierta y WT3 tenga liquido en su interior.
Entonses se precedio a corregir todos los diagramas que tenían este error, los cuales fueron el Plano1: Diagrama de flujo: P – 001-B, planta de tanques interactuantes, sección 110, Plano 2: Diagrama de flujo con circulación: P – 002-B, planta de tanques interactuantes, sección 110, Plano 3: Diagrama de flujo con circulación: P – 003-B, planta de tanques interactuantes, sección 110, Plano 4: Diagrama PI & D: J -001 -B, planta de tanques interactuantes, sección 110y Plano 5: Diagrama ISA sección 110.
Acontinuacion se muestras el plano 1 corregido el cual seria en su versión c los demás planos no se muestran puesto que la corrección es la misma.
Diagrama de flujo: P – 001-C, planta de tanques interactuantes, sección 110

RESUMEN TERCERA SEMANA

Tercera Semana

En esta semana se realizaron las siguientes Practicas
· practica no.3 control pid simple
· practica no 4. control en cascada

DESARROLLO DE LA PRACTICA 3. CONTROL PID SIMPLE


A continuación se muestran las modificaciones, procedimientos, y resultados de la practica de control PID simple:

1. Se agrego a la practica la configuración del software y hadware, esto fue necesario hacerlo para hacer posible que la practica se pudiera hacer de manera independiente.

2. Se reviso y analizo el anexo de diagrama de bloques para la identificación de la planta.

3. Se reviso el ANEXO D “Implementación De La Técnica AW/BT”en el cual. la implementación de las técnicas antiwindup se realiza con base en la saturación del actuador o en las no-linealidades del mismo.

4. Se agrego a la practica la explicación de cómo teniendo el ∆y en la grafica se hallaba el tiempo correspondiente al 25% y 75% o 63% y 28% necesario para hayar los parámetros del controlador. Esto se realizo debido a que el procedimiento no estaba descrito en la práctica.

5. Como primer paso en el desarrollo de la practica se coloco una señal escalon de 2.6 GPM en la guía se recomienda que se haga con 3 GPM pero el inconveniente es que al enviar un escalon pasándola a 4 GPM el tanque WT2 se lleno totalmente y se reboso, ocacionando que el sistema se estabilizará falsamente.
Una vez las señales en la gráfica del osciloscopio se estabilizaron se obtuvo la siguiente grafica:

Los valores obtenidos fueron los siguientes:
∆y=5.9649
∆u=1,1930
Calculando tenemos
∆y*75%=.4736
∆y*25%=1.49124
Proyectando estos valores en la grafica tenemos:
T75=276,7 Seg.
T25=62,25 Seg.

6. Resolviedo las siguientes ecuaciones se obtuvo
Kp=4.9999
τ=195,19
tm=6.0641

6. Una vez se estabilizo ( siguio el valor que se tiene almacenado de 2.6 GPM), se cambio la señal de control de la servo válvula a 3.2 GPM. Obteniendo la siguiente grafica.



Una vez el sistema se estabilizo es decir que el error es inferior a 0.009, al disminuir la consigna de 15 cm a 10 cm se obtuvieron las siguientes graficas:

DESARROLLO DE LA PRACTICA 4. CONTROL CASCADA

sintonización para el lazo interno.

Una vez escogido el método de sintonización ITAE procedemos a sintonizar el controlador, para el correcto desarrollo de la practica se activo AW/BT, pues esto evita que el controlador se sature. A continuación se listan los parámetros encontrados correspondientes a un sistema de primer orden mas tiempo muerto

En la siguiente tabla se detallan los parametros de sintonización se obtuvo la siguiente del controlador y la correspondiente grafica obtenida;

Como paso siguiente se fue a la pestaña SEÑALES de la interfaz, y se activo la Perturbación. Obteniendo los siguientes resultados

Se puede observar que el controlador actua correctamente ante la presencia de un disturbio. Por lo que desactivamos la perturbación. El sistema tardo aproximadamente un minuto, por lo que se puede decir que el lazo interno quedo bien sintonizado.

Se leyó y reviso el anexo de DIAGRAMA DE BLOQUES DEL ESQUEMA REALIMENTADO CON CONTROL PI PARA EL LAZO INTERNO DEL SISTEMA DE CONTROL EN CASCADA
El siguiente paso consistió en varíar el valor manual a 5 GPM, y pasarlo a modo AUTOMÁTICO, obteniendo la siguiente grafica
Ahora al pasar el controlador de automatico a manual y enviando un valor de caudal manual de 5 gpm, la grafica obtenida es la siguiente:

RESUMEN SEGUNDA SEMANA

Semana 2.

En la segunda semana se realizaron las siguientes actividades:

1. 
   
   Desarrollo de la guía de HISTERESIS EN LA SERVO-VÁLVULA se analizo el efecto de histéresis en la servo válvula W.E. Anderson ABV111 de obturador tipo bola manejada por un actuador AMC100A serie 4078. Para esto se configuro el hardware y software como se aprendió en la primera semana, además de configurar la posición de las válvulas manuales, posteriormente se procedió a calibrar el caudal de entrada a seis (6) GPM esta medida es con el fin de igualar el caudal de entrada con el caudal de salida para que no se llene totalmente el tanque no haya rebosamiento.
   
   En la siguiente tabla se muestran los datos obtenidos de flujo en gpm al variar el voltaje de la señal de la servo válvula desde 5 voltios hasta 1 voltio haciendo decrementos con paso de 0.2 voltios y viceversa..

Tabla 1. Voltaje de la servo válvula y caudal de entrada a la planta.

Obteniendo la siguiente Grafica de flujo contra el voltaje de control:

Calculo del valor de histéresis con los datos obtenidos. A continuacion se muestra el valor de la histeresis obtenido de la grafica que se obtuvo anteriormente.

Por ultimo se respondieron las preguntas que se encontraban en la práctica de histeresis.

Explique a que se debe la presencia del fenómeno?

A partir de la grafica podemos observar la presencia del fenómeno de histéresis en la válvula, esto se debe a que el comportamiento de la válvula no es lineal, además la posición del vástago nunca es la misma en el barrido de subida y de bajada.



Qué tipo de comportamiento tiene la válvula?

La valvula tiene un comportamiento no lineal

Como puede influir el fenómeno de la histéresis en el control de un proceso?

Influiría en la calidad del control, ya que el esfuerzo de control que embia el controlador a la servovalvula debería idealmente representar exactamente un porcentaje de apertura que garantice siempre la misma cantidad de flujo que va hacia el proceso, pero debido a la histéresis dependiendo del barrido de subida o de bajada para el mismo valor de apertura habrá un valor de flujo diferente que se reflejara en tiempo de respuesta que le toma a la valvula garantizar la cantidad de flujo correcto que debe embiar hacia el resto del proceso.

Se puede reducir el fenómeno de la histéresis?

No es posible reducir el fenómeno de la histéresis puesto que este fenómeno se presenta debido a las características físicas de la valvula y su interaccion con el proceso, lo que se podría hacer seria reemplazar la valvula por otra y que el fabricante garantice un menor porcentaje de histéresis de esta, siempre que dicha válvula se utilice dentro del rango de presión para los que fue diseñada, por lo que su selección debe hacerse cuidadosamente para que la calidad del control sea la esperada.

Una segunda actividad consistió en evaluar la viabilidad de las practicas tentativas obtenidas en la semana anterior para el diseño de una nueva practica, encontrando que solo una de ellas podía desarrollarse debido a que solo uno de los tanques cuenta con instrumentación que nos permite medir el flujo que entra y sale de él. Por lo tanto se descartaron dos de las tres practicas propuestas y Se comenzó a trabajar en la nueva práctica, los resultados no serán publicados esta semana ya que apenas está en construcción, se espera que para la próxima semana se pueda mostrar un avance de la práctica ya que se está evaluando la factibilidad y forma de realización de la misma. El avance de la práctica.

cronograma de actividades

• Semana 1:
  
  En esta semana se realizar una reconocimiento de la planta de tanques interactúantes ubicada en el Laboratorio de Control de Procesos de la Universidad del Cauca, revisando detalladamente toda su estructura y funcionamiento, evaluando además toda la veracidad y claridad de la documentación existente, a continuación se listan las actividades a seguir durante esta semana.
  
  Actividades Semana 1:
  · Reconocimiento de la planta
  · Verificación de los planos y cableado
  · Familiarización al sistema operativo Linux y al software Xrtailab

• Semana 2:
  
  En esta semana se realizaran las prácticas modificadas por el anterior grupo, con el objeto de familiarizarse aun mas con el proceso, además durante el desarrollo de estas prácticas se verificara la veracidad, claridad así como la calidad, orden y utilidad de las experiencias que las guías aportan al desarrollo del laboratorio.
  A continuación se listan las actividades a seguir durante esta semana.
  
  Actividades Semana 2:
  
  Desarrollo y verificación de la información de las prácticas:
  · Histéresis en la servo-válvula
  · Control pid simple:
  · Control en cascada
  · Practica de control pid simple en rockwell bajo windows
  Recopilación de toda la información obtenida durante el desarrollo de las prácticas, así como documentación de acuerdo a las experiencias, dificultades, fallas y vacios que se presentaron en la elaboración de las prácticas.

• Semana 3:
  
  En esta semana se desarrollara un borrador de una nueva práctica que a la fecha se tiene solo en proyecto, además se realizaran pruebas para el correcto funcionamiento de la misma.
  
  Actividades Semana 3:
  · Recopilación necesaria para la elaboración de la práctica propuesta.
  · Estudio de la viabilidad de la práctica
  · Elaboración de la nueva practica para el proceso de tanques interactuantes.
  · Desarrollo de la práctica por personas que no conozcan la planta de tanques interactuantes con el fin de establecer la claridad en el desarrollo de la práctica.

• semana 4
  
  En esta semana se evaluara la guía elaborada con el fin de ponerla a punto para su entrega final agregándole los objetivos correspondientes a cada práctica, Además se incorpora la nueva practica propuesta en la semana anterior.
  
  Actividades Semana 4:
  
  · Introducir el objetivo general de cada práctica
  · Revisar de la estructura de la guía
  · Incorporar la nueva practica a la guía
  

RESUMEN PRIMERA SEMANA

SEMANA 1:

En esta semana se realizaron las actividades que se listan a continuación:

1. Reconocimiento de la planta, para lograrlo se fue identificando cada instrumento dentro de la planta, de acuerdo a la información suministrada por la guía, de esta forma se reconocieron
   medidores de caudal con sus respectivos indicadores, un trasmisor de como una servo-válvula, una electro válvula y una motobomba. Después de esto procedimos a un reconocimiento de todos los componentes del panel de control.
   Una vez reconocido cada instrumento de la planta procedimos a conocer las características físicas de cada instrumento como rangos de operación, tipos de señales de entrada y salida, y funcionamiento.
   
2. La segunda actividad consistió en la configuración hardware bajo rtai Linux de acuerdo a la información suministrada en la guía. Verificando y que el regulador, panel de cableado se encuentre conectado, la tarjeta DAQ esté conectada al computador, la llave de selección este en modo DAQ, y llevar el breaker a la posición ON.
   
3. La tercera actividad consistió en configurar el software bajo RTAI Linux de acuerdo a las recomendaciones de la guía, aprendimos a cargar comandos, aplicaciones, módulos y tareas para su ejecución en tiempo real en las prácticas, usando de la herramienta Terminal.
   
4. Finalmente se buscaron diferentes alternativas para la realización de una nueva practica, para esto fue necesario explorar las practicas contempladas en la guía, además de recolectar información útil de estudiantes que han tenido la posibilidad de trabajar con los tanques interactuantes. Con esto se obtuvieron tres opciones tentativas que se espera en la próxima semana evaluar la factibilidad de cada una de ellas.