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Tema: Control en Cascada

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by

Ing Electronica

on 23 September 2013

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Transcript of Tema: Control en Cascada

ESTRUCTURA
Control en Cascada
Jhon Jairo Zambrano
Propósitos de Uso
Eliminar el efecto de algunas perturbaciones haciendo la respuesta de regulación del sistema mas estable y rápida.
Mejorar la dinámica del lazo de control
ESTRUCTURA DE CONTROL EN CASCADA
La estructura de control en cascada se caracteriza por dos controladores realimentados anidados, siendo la salida del primario (maestro) el punto de consigna del controlador secundario (esclavo). La salida del controlador secundario es la que actúa sobre el proceso.
Implementado el Control en Cascada
Diagrama de Bloques
¿Qué se debe tener en cuenta al implementar el control en cascada?
YES!
YES!
NO!
Que el sistema bajo control, pueda dividirse en dos procesos más simples, para cerrar alrededor de estos los lazos de control, principal y secundario.
El lazo secundario debe ser más rápido que el lazo primario. Típicamente τp debe ser mayor que 3τs ( constante de tiempo del proceso secundario).
Ejemplo: Control de Temperatura de un Horno
Estabilidad de operación
Las perturbaciones en el lazo interno o secundario son corregidas por controlador secundario, antes de que ellas puedan afectar a la variable primaria.
Cualquier variación en la ganancia estática de la parte secundaria del proceso es compensada por su propio lazo.
El controlador primario recibe ayuda del controlador secundario para lograr una reducción en la variable primaria.
Las constantes de tiempo asociadas al proceso secundario son reducidas drásticamente por el lazo secundario.
Ventajas
Limitaciones
Es aplicable solo cuando pueden obtenerse mediciones de variables adicionales del proceso.
Requiere medir las perturbaciones en forma explícita, y además es necesario un modelo para calcular la salida del controlador.
Ventajas y Limitaciones del Control en Cascada
DEFINICIÓN
El control en cascada se define como la configuración donde la salida de un controlador de realimentación es el punto de ajuste para otro controlador de realimentación. Más exactamente, el control de cascada involucra sistemas de control de realimentación o circuitos que estén ordenados uno dentro del otro.
Automatización Industrial
Una de las principales aplicaciones del control en cascada es en procesos donde la variable manipulada es un fluido de servicio ( como el agua o el vapor) sometido a perturbaciones.
Esquema de Control
Para que el control en cascada sea eficaz, es necesario escoger adecuadamente la variable secundaria teniendo en cuenta las perturbaciones que puedan presentarse y las velocidades de respuesta de los distintos componentes, de acuerdo con los siguientes requisitos:
GRACIAS !
CONCLUSIÓN
El control en cascada es unos de los controles mas utilizados ya que sus mayores ventajas se presentan en el tiempo de respuesta ante una perturbación, es decir, la perturbación es corregida antes de que pueda afectar el proceso, debido a lazo de control interno.
Implementando el sistema, el operario solo debe fijar el setpoint de la variable principal, y el controlador de temperatura establece el setpoint del controlador interno.
Sintonización
En la práctica industrial los reguladores de un sistema de control en cascada son normalmente reguladores realimentados estándares tipo P, PI, o PID. La sintonía de los dos reguladores se efectúa igual que en controladores en configuración simple en dos etapas.
Sintonía del bucle secundario
Obtener un modelo del proceso.
Sintonizar el controlador secundario por cualquiera de los métodos conocidos (normalmente se utiliza un PI ya que el secundario debe ser un bucle rápido)
Sintonía del bucle primario
Obtener el modelo de la variable controlada a cambios en el punto de consigna del controlador secundario.
Diseñar el controlador maestro (P, PI, PID)
Sintonizar el controlador maestro
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