CONTROL DE RELACIÓN (RATIO CONTROL)
Este tipo de estrategia de control se aplica cuando 2 flujos ingresan a un recipiente y los fluidos están en relación tal como se observa en la figura
Objetivo: Mantener la relación entre dos variables a un valor predeterminado
Aplicaciones:
Normalmente las variables son caudales.
Mezcla de dos corrientes de distinta composición o Tª, para conseguir una mezcla de composición o Tª determinadas
Relación aire/combustible en el control de la combustión en un horno o caldera
Ejemplo : Sistema de mezcla de corrientes de proceso
Objetivo : Mantener un relación constante entre los caudales A y B
Solución: controlar ambos caudales de forma que los SP cumplan la relación
Problema: suele ocurrir que uno de los dos caudales sólo se puede medir (caudal de referencia)
Control en Rango Dividido
Es un sistema de control en el cual existe una sola variable controlada y dos o más variables manipuladas, que deben tener el mismo efecto sobre la variable controlada. Para realizar éste sistema se requiere compartir la señal de salida del controlador con los varios elementos finales de control.
CONTROL DE RANGO DIVIDIDO (SPLIT – RANGE CONTROL
Ejemplo: Reactor al que entra un producto gaseoso A, y sale un producto B resultante de la reacción.
Objetivo: Mantener la presión P del interior del reactor
Variables manipuladas: válvula de entrada de A y válvula de salida de B
La salida del regulador de presión PC va a un selector que se encarga de distribuir la acción de control entre las dos válvulas V1 y V2
La política a seguir está representada en la gráfica 2:
. A presiones bajas, V1 estará abierta al 100% y V2 cerrada.
. A altas presiones, V1 estará cerrada y V2 abierta.
. A presiones intermedias, la abertura de cada válvula se determina de la gráfica
Control Selectivo
CONTROL SELECTIVO (OVERRIDE CONTROL)
Es un sistema que opera para satisfacer restricciones de operación impuestas a un proceso con fines de protección del personal y/o del equipo.
Para su aplicación se requiere ejercer control sobre dos variables de un proceso, relacionados entre sí de tal manera que una u otra pueda ser controlada por la misma variable manipulada. Como una variable manipulada solo puede controlarse por una sola acción, debe existir la posibilidad de transferir el mando de uno de los lazos de control al otro cuando las complicaciones de funcionamiento así lo exijan.
La transferencia del mando se logra conectando la salida de los dos controladores a un switch selector de la más baja, LSS, ó de la más alta, HSS, de dos señales cuya salida esta conectada al elemento final.
Dependiendo de las condiciones del proceso, generalmente son usados como protección de equipos, usándose llaves de baja (LSS), tal como se muestra en las figuras.
En el sistema hay una variable manipulada y cuyo conjunto es seleccionado dependiendo de las condiciones del proceso
Ejemplo: Proceso en el que se calienta un fluido mediante un horno que sirve como fluido calefactor en un tren de intercambiadores. Localmente se controla la temperatura de cada uno de los pasos.
La temperatura del fluido calefactor se controla regulando la aportación de combustible al horno.
Control Anticipatorio
Utiliza la medida de la propia perturbación (o de una variable auxiliar de la que inferir su valor) para actuar antes de que la perturbación se propague a la salida
Un caso particular es el control de proporción o de relación
CONTROL ANTICIPATORIO (Feedforward )
Se utiliza cuando las perturbaciones significativas afectan más directamente a la variable de salida que se desea controlar. Este tipo de perturbaciones se denominan perturbaciones a la salida o de carga
El control anticipatorio puede ser usado para controlar la composición química en un proceso de manufactura.
Por ejemplo, la figura muestra como el pH de un material entrando a un tanque de mezclado, puede ser controlado usando un sistema anticipatorio. El pH es una medida de la acidez o alcalinidad de una sustancia, y en el ejemplo el pH ideal es 6,3, pero un rango de 6,2 a 6,.4 es aceptable. Debido a esto, alguna variación en el pH del material de entrada por encima de 6,4 es una perturbación a ser corregido con la adición de ácido..
El control de pH en este sistema requiere de dos sensores: un instrumento de pH para monitorear el material de entrada, y un sensor de flujo.
El controlador anticipatorio es una computadora realizando un cálculo complejo, basado en el valor representativo a las variables de perturbación. La ecuación anticipatorio determina la cantidad de ácido requerido para obtener el pH del valor deseado, basado en los valores medidos de pH y flujo.
Control Adaptativo
El control adaptativo es un método de control en el cual la respuesta de un controlador cambia automáticamente basado en los cambios de las condiciones dentro del proceso.
En el grafico, un instrumento monitorea el pH y su salida es transmitida a un controlador adaptativo. Si el pH varía del nivel deseado, el controlador ajusta su repuesta para adicionar más o menos ácido al reactor hasta estabilizar el pH en el rango de 6,2 a 6,4.
CONTROL ADAPTATIVO
Un controlador adaptativo contiene un sistema computarizado que es programada para cambiar la respuesta del controlador cuando un error no es el correcto. El control adaptativo obtiene su nombre de la habilidad del controlador para adaptar su respuesta a las condiciones de cambios. El control adaptativo es típicamente usado en situaciones donde la ganancia de los procesos no son lineales, como en el control de un pH.
Un lazo realimentado con un control adaptativo ha sido añadido para monitorear y controlar el pH, para compensar por cualquier variación no corregida por el control adaptativo
Control Predictivo
SISTEMA DE CONTROL PREDICTIVO
El Control Predictivo Basado en Modelo, Model (Based) Predictive Control (MBPC ´o MPC) constituye un campo muy amplio de métodos de control desarrollados en torno a ciertas ideas comunes e integra diversas disciplinas como control óptimo, control estocástico, control de procesos con tiempos muertos, control multivariable o control con restricciones.
Uso explícito de un modelo para predecir la salida del proceso en futuros instantes de tiempo (horizonte).
Cálculo de las señales de control minimizando una cierta función objetivo.
Estrategia deslizante, de forma que en cada instante el horizonte se va desplazando hacia el futuro, lo que implica aplicar la primera señal de control en cada instante y desechar el resto, repitiendo el cálculo en cada instante de muestreo.
Las ideas básicas en toda la familia de controladores predictivos son:
La sintonización es relativamente fácil.
Puede ser usado para controlar una gran variedad de procesos, desde aquellos con dinámica relativamente simple hasta otros más complejos incluyendo sistemas
con grandes retardos, de fase no mínima o inestables.
Permite tratar con facilidad el caso multivariable.
Posee intrínsecamente compensación del retardo.
Resulta conceptualmente simple la extensión al tratamiento de restricciones, que
pueden ser incluidas de forma sistemática durante el proceso de diseño.
Es muy útil cuando se conocen las futuras referencias (robótica ).
Es una metodología completamente abierta basada en algunos principios básicos que permite futuras extensiones.
El MPC presenta una serie de ventajas sobre otros métodos, entre las que destacan:
Complejidad en el cálculo necesaria para la resolución de algunos algoritmos.
Necesidad de disponer de un modelo apropiado del proceso.
El algoritmo de diseño está basado en el conocimiento previo del modelo y es
independiente de este, pero resulta evidente que las prestaciones obtenidas dependerán de las discrepancias existentes entre el proceso real y el modelo usado.
INCONVENIENTES
Lógica Difusa
LOGICA DIFUSA
La lógica difusa o borrosa (Fuzzy logic) descansa en la idea que en un instante dado, no es posible precisar el valor de una variable X, sino tan solo conocer el grado de pertenencia a cada uno de los conjuntos en que se ha participado el rango de variación de la variable.
El grado de pertenencia se cuantifica mediante la función de pertenencia f, que normalmente se escoge de una forma trapezoide.
Ejemplo de funciones de pertenencia:
TB: Temperatura.
TM: Temperatura media.
TA: Temperatura alta.
Control basado en lógica difusa.
La lógica difusa permite incorporar el concepto de incertidumbre o confianza, que integra:
1. La imprecisión en la medición.
2. La subjetividad que caracteriza al control lingüístico.
Dadas las funciones de pertenencia para cada variable medida, el procesamiento de las reglas conduce a conclusiones con factores de confianza. Esto implica:
1. Una supervisión inteligente, de que la conclusión acerca de una detección o diagnostico se acompaña de un factor de certeza.
2. Un control inteligente, en el cual la acción de control puede calcularse como:
PID VS. Control Difuso
PID vs. Control Difuso
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