FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA DE CONTROL

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1 EQUIPOS PARA LA EDUCACIÓN EN INGENIERÍA EQUIPOS PARA LA EDUCACIÓN EN INGENIERÍA INGENIERÍA MECÁNICA Y ELEMENTOS DE MÁQUINAS MECÁNICA APLICADA Y ENSAYO DE MATERIALES Estática Dinámica Modelos Mécanicos de Demostración Física Aplicada Resistencia de Materiales Análisis de Esfuerzos y Deformaciones Ingeniería de Estructuras Componentes Mecánicos Ensayos de Materiales FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA DE CONTROL MECATRÓNICA Técnica interdisciplinaria MECATRÓNICA Metalmecánica Electrotecnia Mecatrónica Dibujo Técnico Modelo de Sección Técnica de Medidas de Dimensiones Elementos de Ensamblaje y Ajuste Técnica de Mecanización Técnica de Montaje Mantenimiento Diagnóstico de Máquinas Automatización TERMODINÁMICA E INGENIERÍA ENERGÉTICA, CALEFACCIÓN E INSTALACIONES SANITARIAS TERMODINÁMICA E INGENIERÍA ENERGÉTICA, CALEFACCIÓN E INSTALACIONES SANITARIAS Fundamentos de Termodinámica Transferencia de Calor Máquinas y Motores Térmicos Motores de Combustión Interna Refrigeración y Aire Acondicionado Calefacción y Ventilación Instalaciones Sanitarias en Ingeniería MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDROLOGÍA MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDROLOGÍA Fundamentos de Mecánica de Fluidos Flujo en Tuberías Modelos de Demostración de Turbomáquinas Turbomáquinas Fundamentos de Aerodinámica Hidrología e Ingeniería Hidráulica Elementos de Montajes en Tuberías Sistemas controlados sencillos, fáciles de comprender con múltiples funciones de software CONTROL DE PROCESOS E INGENIERÍA QUÍMICA Temperatura Nivel Caudal INGENIERÍA DE PROCESOS Fundamentos Básicos del Sistema Componentes y Calibración Bancos de Ensayo del Control de Procesos Sistema del Control de Procesos Industriales Ingeniería de Procesos Mecánicos Ingeniería de Procesos Químicos Ingeniería de Procesos Térmicos Planta de Proceso Presión Número de Revoluciones Posición PLANIFICACIÓN Y ASESORAMIENTO SERVICO TÉCNICO PUESTA EN SERVICIO Y FORMACIÓN G.U.N.T. Gerätebau GmbH Fahrenberg 14 Tel: Internet: D Barsbüttel ALEMANIA Fax: correo electrónico: [email protected] Utilice el catálogo en CD Visite nuestra página web SERIE CONCEBIDA PARA EL ACCESO SENCILLO A UNA TEMÁTICA COMPLEJA

2 Concepto de con Integración del Hardware y Software (Hardware/Software Integration, HSI) Sensor ADC Proceso Interfaz de Ordenador USB PC Actuador DAC Hardware Modelos compactos de sobremesa, que requieren poco espacio Sistemas controlados típicos de la ingeniería de procesos El esquema de proceso impreso sobre el aparato permite reconocer fácilmente la correspondencia de los parámetros de regulación Elementos transparentes (tapas, depósitos, tuberías) permiten observar perfectamente los procesos Ideales para aplicaciones multipuesto Cambio fácil de un equipo a otro gracias al puerto USB Software Moderno software de adquisición de datos y de control, basado en LabVIEW, que funciona bajo Windows Software regulador en tiempo real, con tipo de regulador opcional: continuo: P, PI, PD, PID conmutador: 2 puntos, 3 puntos Visualización y almacenamiento de todas las variables de los procesos Registro y análisis de respuestas a un escalón para identifi cación del sistema Procesamiento de respuestas a un escalón por fi ltrado y diezmado Simulación de sistemas controlados Programación en el tiempo de una variable de referencia con ajuste de tolerancia Capacidad de operación en red Selección de idiomas RT 010 Regulación de Nivel 3

3 RT FUNDAMENTOS BÁSICOS DEL CONTROL DE PROCESOS Hardware: Demostración de Control de Procesos en Sistemas Controlados Reales RT 010 Regulación de Nivel RT 040 Regulación de Temperatura Medida del nivel por medio de un sensor de presión Sensores de temperatura en tres puntos distintos Regulación del nivel a través del número de revoluciones de la bomba Calentar y enfriar una varilla metálica por elemento Peltier mediante válvula electromagnética Ventilador conmutable para generar perturbaciones RT 050 Regulación de Número de Revoluciones Sensor de revoluciones inductivo Regulación del número de revoluciones mediante motor de corriente continua RT 020 por variación de la carga Regulación de Caudal Sensor de caudal de turbina Válvula electromagnética proporcional como actuador a través del número de revoluciones de la bomba RT 030 Regulación de Presión Sensor de presión electrónico Bomba de membrana con regulación del número de revoluciones, como actuador Válvula electromagnética para generación de perturbaciones RT 060 Regulación de Posición Sensor de giro como sensor de posición Regulación de la posición de un carro de desplazamiento con motor reductor Dos microinterruptores para desconexión al final de la carrera 5

4 Software: Manejo Sencillo con Interfaces de Usuario Opcionales Identificación de un Sistema Controlado Real y Adaptación de los Parámetros del Regulador Selección de Un software para todos los equipos de la serie Selección haciendo clic con el ratón en el equipo deseado Registro de la respuesta a un escalón (Sistema de control de presión RT 030): Variable manipulada en azul Variable controlada en rojo Un marco verde señaliza el equipo activo Selección de otras interfaces de usuario para el equipo activo Esquema de Proceso Esquema de proceso del equipo seleccionado Posicionamiento del cursor antes y después del escalón de la variable controlada como preparación del método de la tangente en el punto de infl exión Panel de mando para seleccionar el tipo de regulador y para entrada de sus parámetros Visualización de datos en tiempo real Identifi cación automática del sistema controlado con el método de la tangente en el punto de infl exión Salida de los parámetros del sistema controlado Curvas de Tiempo Representación de los parámetros de regulación en función del tiempo Variable de referencia (en amarillo) Variable controlada (en rojo) Variable manipulada (en verde) Los colores del fondo y de las líneas se pueden elegir libremente Parametrización de un regulador PI: Cálculo de la amplifi cación y del tiempo de reajuste a partir de los parámetros del sistema determinados Comportamiento de un regulador PID cuyos parámetros no se han adaptado óptimamente Observación del comportamiento de este regulador después del escalón de la variable de referencia: Variable de referencia en negro Variable controlada en rojo 7

5 Simulación de Sistemas Controlados Procesamiento de Respuestas a un Escalón por Filtrado y Diezmado Por medio del modo de simulación del software se pueden tratar también cuestiones relativas al control de procesos para las que no se disponga de un sistema controlado real. Los sistemas controlados reales poseen generalmente propiedades complejas. El modo de simulación permite introducir y estudiar funciones de transferencias elementales. Esto hace posible enseñar de manera sencilla los fundamentos básicos de la ingeniería de control. Identifi cación de un sistema controlado real (RT 030) con el método de la tangente en el punto de infl exión Durante el registro de la respuesta a un escalón se ha generado repetidamente una perturbación Los parámetros del sistema controlado determinados caracterizan el sistema controlado perturbado Comportamiento integral Derivación de la respuesta a un escalón perturbada en el modo Filtrado La respuesta a un escalón se puede tratar de dos maneras: Conexión de un fi ltro de paso bajo con entrada de la frecuencia límite inferior Diezmado con entrada del paso Comportamiento de PT 1 Derivación de la respuesta a un escalón tras conectar el fi ltro de paso bajo y diezmar Reducción de las amplitudes por el fi ltro de paso bajo Uso de valores seleccionados (diezmado) Propiedades del Modo de Simulación El sistema controlado se defi ne en el modo de simulación por introducción de una función de transferencias La respuesta a un echalón del sistema controlado simulado se representa automáticamente En el sistema controlado simulado se pueden aplicar todos los tipos de reguladores en el software El comportamiento del sistema controlado simulado se puede estudiar del mismo modo que el de un sistema controlado real Comportamiento de PT 2 Respuesta a un escalón con tangente en el punto de infl exión tras conectar el fi ltro de paso bajo y diezmar Curva más lisa en comparación con la respuesta a un escalón sin tratar La nueva curva hace que cambien los parámetros del sistema controlado determinados 9

6 Cambio Cómodo entre los de esta Serie UN software para TODOS los equipos Puerto USB Posibilidad de Acceso a Puestos de Trabajo Individuales a través de una Red Local Enfásis de los Procesos con Ensayos Particulares Se Pueden Discutir en Grupos los Distinos Resultados de los Ensayos El modelo RT 030 Regulación de Presión aún está en funcionamiento. En la ventana Selección de equipos del software se cambia de RT 030 a RT 010 con un clic del ratón. El cable USB se desenchufa del RT 030 y se enchufa en el RT 010. El marco verde señaliza qué equipo está activo. Ahora se puede trabajar con el modelo RT 010 Regulación de Nivel. Situación durante la enseñanza: el profesor trata una curva de tiempo interesante, que se ha presentado al trabajar con el modelo RT 030 Regulación de Presión, para explicarla a todo el grupo. 11