Lab. 3 Control Industrial

LABORATORIO N° 3

CARRERA

: TECNOLOGÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

CICLO

: VI

SECCIÓN

: “C”

DOCENTE

: BERLY SILVA VARGAS

CURSO

: CONTROL INDUSTRIAL

 ALUMNO (S)

: -

 ACEVEDO ARCE, RUEN EDDY

-

BUSTAMANTE FERNÁNDEZ, CRISTHIAN

-

BURGA MARIN, NEYSER IVAN

-

CABRERA IDROGO, EXTELDER

FECHA DE REALIZACIÓN: 02/05/17 FECHA DE ENTREGA

: 16/05/17

INTRODUCCIÓN Los controles automáticos tienen una intervención cada vez más importante en la vida diaria, desde los simples controles que hacen funcionar un tostador automático hasta los complicados sistemas de control necesarios en vehículos espaciales, en guiado de proyectiles, sistemas de pilotajes de aviones, etc.  Además el control automático se ha convertido en parte importante e integral de los procesos de manufactura e industriales modernos. Por ejemplo el control automático resulta esencial en operaciones industriales como el control de presión, temperatura, humedad, viscosidad y flujo en las industrias de procesos, maquinado manejo y armado de piezas mecánicas en las industrias de fabricación, entre muchas otras. En la actualidad en las modernas fábricas e instalaciones industriales, se hace cada día más necesario de disponer de sistemas de control o de mando, que permitan mejorar y optimizar una gran cantidad de procesos, en donde la sola presencia del hombre es insuficiente para gobernarlos. La industria espacial y de la aviación, petroquímica, papelera, textil, del cemento, etc. son algunos ejemplos de lugares en donde se necesitan sistemas de control, cuya complejidad ha traído como consecuencia el desarrollo de técnicas dirigidas a su proyecto y construcción. El control automático ha jugado un papel vital en el avance de la ingeniería y la ciencia. Como los avances en la teoría y práctica del control automático brindan los medios para lograr el funcionamiento óptimo de sistemas dinámicos, mejorar la calidad y abaratar los costos de producción, liberar de la complejidad de muchas rutinas de tareas manuales respectivas, etc.; la mayoría de los ingenieros tienen contacto con los sistemas de control, aun cuando únicamente los usen, sin profundizar en su teoría. Los sistemas de control son sistemas dinámicos y un conocimiento de la teoría de control proporcionará una base para entender el comportamiento de tales sistemas, por ejemplo, muchos conceptos de la teoría de control pueden usarse en la solución de problemas de vibración. En este sentido, la teoría de control automático no es sino una pequeña parte de una teoría más general que estudia el comportamiento de todos los sistemas dinámicos. En todos los sistemas de control se usan con frecuencia componentes de distintos tipos, por ejemplo, componentes mecánicos,

eléctricos, hidráulicos, neumáticos y combinaciones de estos. Un ingeniero que trabaje con control debe estar familiarizado con las leyes físicas fundamentales que rigen estos componentes. Sin embargo, en muchos casos y principalmente entre los ingenieros, los fundamentos existen como conceptos aislados con muy pocos lazos de unión entre ellos. El estudio de los controles automáticos puede ser de gran ayuda para establecer lazos de unión entre los dif erentes campos de estudio haciendo que los distintos conceptos se usen en un problema común de control. El estudio de los controles automáticos es importante debido a que proporciona una comprensión básica de todos los sistemas dinámicos, así como una mejor apreciación y utilización de las leyes fundamentales de la naturaleza.

I.

OBJETIVOS: 

Identificar los elementos de control, empleados en las maquetas de control de nivel, temperatura, presión y flujo instalados en el laboratorio de control industrial.



Describir el funcionamiento de las maquetas mencionadas instaladas en el laboratorio de Control Industrial.



Emplear el manual técnico de los controladores de lazo (Novus y  Autonics) así como de la válvula proporcional.



Bosquejar aplicando diagramas de instrumentación de las maquetas del lazo de control sede nivel, temperatura, flujo y presión.

II.

FUNDAMENTO TEÓRICO: 

CONTROL: Controlar un proceso consiste en mantener

constantes

ciertas

variables,

prefijadas

antemano.

Las

controladas

pueden

de

variables ser,

por

ejemplo: Presión, Temperatura, Nivel, Caudal, Humedad, etc. Fig.1: control temperatura www.riyac.com/spa/item/ART00276.html



TIPOS DE CONTROL: 

CONTROL MANUAL: Como su mismo nombre dice es regulable manualmente, lo cual depende de que una persona esté pendiente del proceso para así abrir o cerrar el de un fluido en caso de presión.

Fig.2: control manual de temperatura de una caldera blog.opticontrols.com/archives/344



CONTROL AUTOMÁTICO: Esto hace referencia que todo el proceso es regulado por una máquina software, el cual realiza el trabajo de la persona, es más efectiva y precisa.

Fig.3: control automático de secadora www.fao.org/docrep/x5028s/X5028S07.html



SISTEMA DE CONTROL: La teoría de control consiste en llevar hacia un nivel deseado o Set Point una variable física, empleando para ello un sistema de control el cual está conformado por un: sensor, controlador, actuador y la planta.



ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CONTROL:



Regulador: es el elemento más importante de todo el circuito.



Sensor: dispositivo que adapta un tipo de magnitud a otro



Controlador: proporciona la diferencia entre señal de salida deseada y la obtenida realmente



Actuador: es el elemento final sobre el proceso según la señal de mano que reciba del regulador



La planta: es el lugar donde realizaremos todo la estadía durante el laboratorio

Fig.4: elementos de un sistema de control

III.

EQUIPOS Y MATERIALES:

N°

Módulos de control

1

Modulo N° 01 de control (nivel, temperatura, presión y flujo)

2

Modulo N° 02 de control (nivel, temperatura, presión y flujo)

3

Destornillador

IV. 

PROCEDIMIENTO: Indicar características técnicas y las diversas marcas de todos los instrumentos de control instalados en las maquetas de control de nivel, temperatura, presión y caudal.

COMPONENTES DEL MÓDULO 1 Componente

Marca y modelo/ características

1

Termocupla

Tipo: J pre cableada Rango temperatura: 0°C ----- 400°C T5Z4 - 014N14A02

2

Resistencia

4000 W 220 V 3H311H – 06N14

Calentar el agua a cierta temperatura

3

Sensor de nivel

Allen Brad ley 873P D10A1 – 900 – D4

Controlar el nivel del fluido, mantenerlo a una cierta altura.

ítem

Imagen

Función

Controlar la temperatura del fluido del sistema.

4

PT100

3 hilos P3Z406-04N14A01 Rango temperatura: -200° C --- 200° C

5

SENSOR DIFERENCIAL DE PRESIÓN

160 BAR PMD75-AAA7F11BA9A

Controla las temperaturas del sistema.

Regular la presión y el caudal que recorre el sistema, manteniéndolo en un solo valor.

6

7

VÁLVULA PROPORCIONAL

WINNER WVA4 – 3 24 VAC – 20 mA

Regula el caudal de que pasa, dependiendo de lo que se está realizando abre o cierra el circuito.

CONTROLADOR

Autonics Temperature controller TZN4m

Se encarga controlar todos los parámetros de funcionamiento, el caudal, temperatura, presión y nivel.

COMPONENTES DEL MÓDULO 2 ítem

Componente

Marca y modelo/ características

1

Termocupla

Yokogawa AXF025G240VAC/120VDC

Brindar información sobre el caudal del sistema

2

Válvula proporcional

WINNER WVA4 – 3 24 VAC – 20 mA

Regula el caudal de que pasa, dependiendo de lo que se está realizando abre o cierra el circuito.

Imagen

Función

3

Sensor de presión

4

Controlador universal

5

Manómetro

VEGABAR 5L BR52XXGNITZKNAS

Controla la presión de todo el sistema y mantiene todo en una sola presión fija.

Novus N1100

Controlar y mantener los parámetros regulados, así manteniendo en buen funcionamiento todo el sistema.

Medir la presión del sistema, es como un visor, el cual ayuda a tomar los datos de las presiones.



Mediante un esquema indicar que funciones y que características poseen los controladores de lazo (novus y autonics), así como los diversos modos de control que poseen.

Fig.5: Esquema del controlador novus (módulo 2)

Módulo 2:  

Al presionar el pulsador de Start, se enciende la bomba que enviara el fluido del tanque1 que haga un recorrido, manteniendo el control de nivel del tanque a un nivel de Set po int ingresado por el usuario. Considerar un botón Stop así como sensores de bajo y alto nivel.

Fig.6: Esquema del controlador Autonics (módulo 1)

Módulo 1:

 

Al presionar el pulsador de Start, se enciende la bomba que enviara el fluido del tanque1 que haga un recorrido, manteniendo el control de nivel del tanque a un nivel de Set po int ingresado por el usuario. Considerar un botón Stop así como sensores de bajo y alto nivel.

 V. 

CONCLUSIONES: Se logró Identificar los elementos de control, empleados en las maquetas de control de nivel, temperatura, presión y flujo instalados en el laboratorio de control industrial.



Se logró reconocer el funcionamiento de los módulos del laboratorio de Control Industrial. Además logramos realizar el conexionado de los módulos y verificar su funcionamiento.



 VI.

Para reconocer el funcionamiento y conexionado de los instrumentos de control de nivel, temperatura, flujo y presión se utilizó sus fichas técnicas.

 ANEXOS:

Fig.7: Ficha técnica de la termocupla.

Fig.8: Ficha técnica de la medidor de caudal

Fig.9: Ficha técnica del sensor de nivel

Fig.10: Ficha técnica del controlador universal novus

Fig.11: Ficha técnica del sensor de presión