CONTROL DE PROCESOS (LVPROSIM), MODELO 3674

Transcripción

1 Instrumentación y control de procesos SOFTWARE DE SIMULACIÓN Y DE CONTROL DE PROCESOS (LVPROSIM), MODELO 3674 DESCRIPCIÓN GENERAL El Software de simulación y de control de procesos (LVPROSIM) permite la capacitación asistida por computadora en el campo del control y la simulación de procesos genéricos. Con este software basado en Windows, los estudiantes pueden simular un proceso genérico para ajustar las constantes de tiempo, tiempo muerto, ganancia del proceso y constante de tiempo de la perturbación. Asimismo, los estudiantes tienen la posibilidad de emplear el software para simular la dinámica y regulación de un proceso en el Equipo didáctico en control de procesos, modelo 3521, de Lab-Volt. LVPROSIM ofrece una amplia selección de experimentos preconfigurados. Un Editor de experimentos permite modificar los existentes o adicionar otros nuevos. Desde el menú principal es posible seleccionar una serie de exámenes pre-programados. Los exámenes definidos por el usuario también se pueden crear con el Editor de exámenes. Ambos editores se pueden proteger con una contraseña a fin de que sólo el profesor tenga acceso a los mismos. (732) / 800-LAB-VOLT, FAX: (732) , us@labvolt.com (418) / 800-LAB-VOLT, FAX: (418) , ca@labvolt.com INTERNET: http: //

2 SOFTWARE DE SIMULACIÓN Y DE CONTROL DE PROCESOS (LVPROSIM) MODELO 3674 Con la Interfaz E/S, modelo 9065, los estudiantes también pueden utilizar el software para realizar el Control supervisor y adquisición de datos (SCADA), así como el Control digital directo (DDC) de un proceso real. La instrumentación virtual incluye un controlador proporcional, integral y derivativo (PID), un registrador de tendencias y un generador de funciones. Por ejemplo, LVPROSIM puede utilizarse para realizar el control de procesos involucrados en los siguientes equipos didácticos 1 de Lab-Volt: & Equipo didáctico en control de procesos, modelo 3521 & Procesos de temperatura/caudal, modelo 3522 & Control de procesos de presión, caudal y nivel, modelo & Control de proceso de temperatura, modelo Características de simulación Cuando se utiliza en el modo Simulación, LVPROSIM ofrece dos modelos de proceso: el Simulador de procesos genéricos y el Simulador del Equipo didáctico en control de procesos (modelo 3521): & Simulador de un proceso genérico El simulador de un proceso genérico proporciona una simulación simplificada con el fin de introducir los conceptos básicos del control de procesos. El proceso se puede configurar como de primer o de segundo orden, con tiempo muerto o sin él y es posible configurar la perturbación como de primer orden. El proceso y la perturbación tienen ganancia variable. & Función Examen En el modo Simulación, esta función permite al estudiante tomar dos niveles de exámenes con elección de respuestas, a partir de preguntas de temas predefinidos o de preguntas propuestas por el profesor. El profesor puede activar o desactivar la realimentación para el estudiante durante el examen. La realimentación muestra al estudiante ciertas pistas y la cantidad de intentos que llevó a cabo para responder correctamente a una pregunta. El estudiante puede evaluar los resultados de su examen empleando la función Evaluador de examen. & Simulador del Equipo didáctico en control de procesos (modelo 3521) Una representación gráfica del Equipo didáctico en control de procesos, modelo 3521, permite que el estudiante simule las diferentes perillas e interruptores de control manejadas por el ratón. Dado que es posible ejecutar el simulador del Equipo didáctico en control de procesos en tiempo real o acelerado, los estudiantes pueden obtener los resultados de sus experimentos más rápidamente. Figura 1. Examen característico con elección de respuestas. SCADA y DDC de procesos reales Para realizar el Control supervisor y adquisición de datos (SCADA) y el Control digital directo (DDC) de procesos reales, LVPROSIM presenta la siguiente implementación virtual: un controlador PID, un registrador de tendencias y un generador de funciones. Además, LVPROSIM incluye un controlador con autoajuste y funciones de adquisición de datos para permitir la implementación de técnicas avanzadas de control de procesos. & Controlador PID El controlador PID utiliza un algoritmo ideal no interactivo. El intervalo de muestreo es seleccionable por el usuario. Una función de extracción de la raíz cuadrada permite la linealización de la señal variable medida. La acción del controlador (directa/inversa) también es seleccionable por el usuario. Una función seguidora de la referencia permite la transferencia suave entre los modos de control manual (lazo abierto) y automático (lazo cerrado). Las constantes de ajuste proporcional 1 Para obtener información detallada sobre estos equipos didácticos, consulte las hojas de especificaciones de Lab-Volt para los números de modelo aplicables.

3 (P), integral (I) y derivativo (D), se pueden mostrar en ventanas separadas, al igual que la contribución individual de cada término sobre la salida final del controlador. El controlador PID también contiene una función de autoajuste, así como las capacidades de modelado del sistema FOPDT (primer orden más tiempo muerto). & Registrador de tendencias El registrador de tendencias se puede utilizar para mostrar las siguientes variables: punto de referencia; señal de salida; señales de las secciones en modo proporcional, integral y derivativo del controlador; las variables medidas y controladas y la señal de salida del generador de funciones. Un botón de pausa se puede emplear para detener el registrador de tendencias en cualquier momento. El registrador se puede desplazar hacia atrás y hacia adelante en el tiempo, con un rastreo automático del tiempo durante dicho desplazamiento. El tiempo de actualización de la pantalla, que corresponde al intervalo de muestreo de LVPROSIM, es seleccionable por el usuario. Una función para guardar datos permite el almacenamiento en disco de los datos utilizados para trazar todas las variables. Estos datos se pueden importar dentro de un programa de hojas de cálculo para el análisis detallado y la medición exacta de las características del proceso. & Generador de funciones El generador de funciones puede producir una onda sinusoidal, cuadrada o triangular. Esta señal se puede utilizar como el punto de referencia del controlador, o para realizar el control manual (lazo abierto) de un dispositivo del proceso. Cuando se utiliza LVPROSIM en el modo de simulación, la señal del generador se puede usar como el punto de referencia del controlador, señal de perturbación o señal de salida del controlador (sólo en modo manual). Además, se puede superponer una señal aleatoria que simule ruido a la salida del generador. & Características de la adquisición de datos A través de la adquisición continua de los datos del proceso mediante la Interfaz E/S, modelo 9065, LVPROSIM puede: & Realizar el control PID digital del proceso. & Usarse como el controlador primario o secundario de un lazo de control en cascada. & Actuar como un simulador de procesos empleando un controlador PID externo. & Usarse como un sistema de adquisición de datos de propósito general. Figura 2. Simulación del Equipo didáctico en control de procesos, modelo Figura 3. Generador de funciones.

4 SOFTWARE DE SIMULACIÓN Y DE CONTROL DE PROCESOS (LVPROSIM) MODELO 3674 Modelo 9065 Interfaz E/S La Interfaz E/S, modelo 9065, se requiere cuando se utiliza LVPROSIM para realizar la adquisición de datos y/o el control PID de un proceso real. Esta interfaz provee interconexión entre los dispositivos del proceso y la computadora en la que se ejecuta LVPROSIM, realizando las conversiones analógica y digital de señales. Esta interfaz tiene seis entradas analógicas, dos salidas analógicas, dos entradas digitales y dos salidas digitales. El rango de voltaje de las entradas analógicas se puede seleccionar individualmente con el uso de un selector. Los dos rangos posibles son 0-5 V cc y 0-15 V cc. El rango de voltaje de las salidas analógicas, entradas digitales y salidas digitales es 0-5 V cc. Las entradas analógicas tienen una resolución de 12 bits, mientras que la resolución de las salidas es 8 bits. Todas las entradas y salidas se almacenan temporalmente para proteger la circuitería de adquisición de datos. La Interfaz E/S se puede conectar a la computadora en la que se ejecuta LVPROSIM mediante el cable RS232 con conector DB9 que viene incluido. Se provee además un adaptador DB9 a DB25. Esta interfaz se energiza mediante el adaptador para toma mural de 24 V ca también incluido. Una vez que la Interfaz E/S está conectada a la computadora y LVPROSIM se está ejecutando, no se requiere ninguna programación para lograr el control de procesos o la adquisición de datos. ESPECIFICACIONES Modelo 3674 Software de simulación y de control de procesos (LVPROSIM) Computadora personal requerida Procesador Pentium Sistema operativo Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000, Windows Me o Windows XP Dispositivo de seguridad Se requiere una llave de cerrojo para un único usuario para correr LVPROSIM Modelo 9065 Interfaz E/S 120 V 60 Hz 220 V 50 Hz 240 V 50 Hz Alimentación Corriente 0,2 A 0,1 A Entradas Analógicas Seis, seleccionables individualmente; rango entre 0-5 V y 0-15 V Digitales Dos, nivel TTL Salidas Analógicas Dos, rango 0-5 V Digitales Dos, nivel TTL Conversor Analógico/Digital Resolución 12 bits Conversor Digital/Analógico Resolución 8 bits Características físicas Dimensiones (Al x An x P) 95 x 140 x 160 mm (3,7 x 5,5 x 6,3 pulg.) Peso neto 1,4 kg (3,1 lb) MATERIAL PEDAGÓGICO NROS. PARA PEDIDOS 2 Manuales del estudiante Equipo didáctico en control de procesos de temperatura Fundamentos del control de procesos usando el programa LVPROSIM Guía del profesor Equipo didáctico en control de procesos de temperatura Los números de modelos presentados se aplican a la versión española de 120 V. Otras versiones están disponibles. Consulte la sección Números para los pedidos.

5 TEMAS CUBIERTOS Equipo didáctico en control de procesos de temperatura ( ) Control de procesos de lazo abierto Realimentación positiva y negativa en control de procesos de lazo cerrado Cadena de medición elemental Características de los instrumentos de una cadena de medición elemental Características de los procesos Controlador de dos posiciones Controlador proporcional Controlador proporcional e integral Controlador proporcional y derivativo Controlador proporcional, integral y derivativo Alarmas en los sistemas de control de procesos Detección y reparación de fallas Fundamentos del control de procesos usando el programa LVPROSIM ( ) & Introducción al control de procesos Control en lazo cerrado & Dinámica del proceso Curva de reacción de un proceso de primer orden Respuesta en frecuencia de un proceso de primer orden Curva de reacción de un proceso de segundo orden Respuesta en frecuencia de un proceso de segundo orden & Modo de control proporcional e integral Respuesta en lazo abierto de un controlador PI Respuesta en frecuencia de un controlador PI Control proporcional e integral & Modo de control proporcional y derivativo Respuesta en lazo abierto de un controlador PD Respuesta en frecuencia de un controlador PD El controlador PID Respuesta en lazo abierto de un controlador PID Reglaje de un controlador PID & Equipo didáctico en control de procesos de temperatura Control de procesos de lazo abierto Realimentación positiva y negativa en control de procesos de lazo cerrado Cadena de medición elemental Características de los instrumentos de una cadena de medición elemental Características de los procesos Controlador de dos posiciones Controlador proporcional Controlador proporcional e integral Controlador proporcional y derivativo Controlador proporcional, integral y derivativo

6 SOFTWARE DE SIMULACIÓN Y DE CONTROL DE PROCESOS (LVPROSIM) MODELO 3674 NÚMEROS PARA LOS PEDIDOS NÚMERO DEL 120 V 60 Hz 220 V 50 Hz 240 V 50 Hz MODELO INGLÉS FRANCÉS ESPAÑOL INGLÉS FRANCÉS ESPAÑOL INGLÉS A Tabla 1. Números para los pedidos del equipamiento CANT. DE 120 V 60 Hz 220 V 50 Hz 240 V 50 Hz USUARIOS INGLÉS FRANCÉS ESPAÑOL INGLÉS FRANCÉS ESPAÑOL INGLÉS A A A A A A A B B B B B B B C C C C C C C D D D D D D D E E E E E E E F F F F F F F G G G G G G G H H H H H H H0 Tabla 2. Números para los pedidos del software 120 V 60 Hz 220 V 50 Hz 240 V 50 Hz INGLÉS FRANCÉS ESPAÑOL INGLÉS FRANCÉS ESPAÑOL INGLÉS AE AE AE AE Tabla 3. Números para los pedidos del material pedagógico 3 AE = A establecer En reconocimiento al constante esfuerzo de Lab-Volt por cumplir con las más exigentes normas de calidad en la concepción, desarrollo, producción, instalación y servicio postventa de sus productos, nuestro centro de fabricación y distribución recibió la certificación ISO Lab-Volt no se responsabiliza de los errores de imprenta y se reserva el derecho de mejorar los productos en todo momento y sin aviso previo. Lab-Volt reconoce el nombre de todos los productos utilizados en este documento con las marcas registradas o de comercio de sus respectivos titulares. Lab-Volt Todos los derechos reservados. TA Rev. D