Práctica de Laboratorio #03 de Control Imprimr

 

AUTOMATICO O CURSO: CONTROL AUTOMATIC DOCENTE: ING. CESAR LOPEZ AGUILAR

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA EN ENERGIA

PRACTICA N° 3 (3ERA SEMANA) CONTROL MANUAL DEL CAUDAL I. 

OBJETIVO Construir un sistema de control de lazo abierto y lazo cerrado para el control manual del caudal. Identificar los equipos de control y medición para el control del caudal

II.  MARCO TEORICO El control del caudal en un proceso energético es de importancia, por ejemplo se debe medir y controlar el caudal de que ingresa a una caldera, el caudal que ingresa en la tubería de presión de una central hidráulica, el caudal de agua para refrigerar una generador termoeléctrico.  

Caudal:  En dinámica de fluidos, caudal es la cantidad de fluido que pasa en una unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. En física e ingeniería, caudal es la cantidad de fluido que circula por unidad de tiempo en determinado sistema o elemento. Se expresa en la unidad de volumen dividida por la unidad de tiempo (m³/s).

 

Sensor de Flujo:  Dispositivo que instalado en línea con tubería permite determinar cuando está circulando un líquido o un gas. Estos son del tipo apagado/encendido, determinan cuando está o no circulando un fluido pero no miden el caudal. Para medir el caudal se requiere un caudalímetro.  

Caudalímetro:  Instrumento empleado para la medición del caudal o gasto volumétrico de un fluido. Estos aparatos suelen colocarse en línea con la tubería que transporta el fluido. También suelen llamarse medidores de caudal, medidores de flujo o flujómetros.

a)  Mecánicos visuales (de área variable): Rotámetros.  Se trata de un cono transparente invertido con una bola plástica en su base. El fluido al circular impulsa la bola hacia arriba, a mayor caudal más sube la bola. La gravedad hace bajar la bola al detenerse el flujo. El cono tiene unas marcas que indican el caudal.

 

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II.  MATERIALES Y EQUIPO: Para la realización de esta práctica se requiere: - UCP-C - Agua - Software SACED.

(Forma física)

(Forma virtual)

III.  MATERIALES A UTILIZAR Práctica N° 03, lazos de control de caudal (manual), pag. 19 manuales de equipo EDIBON, colgado en la sala de docentes. Biblografía guía del curso,

BOLTON, WILLIAM ,

Año 2001

Ingeniería de

Control. Internet. Unidad de control avanzada marca EDIBON, que se encuentra en el laboratorio de Operaciones Unitarias de la escuela de Ingeniería Agroindustrial.

IV.  PROCEDIMIENTO 1.- Conecte la interface del equipo y ejecute el programa SACED UCP-C.

 

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2.- Dentro del programa, seleccione la opción Configuración y conecte la bomba 1 (ver manual de software para detalle de funcionamiento). 3.- En la regulación manual (ausencia de controlador) el caudal puede regularse mediante la válvula regulable manual VR1, colocada en la parte inferior del caudalímetro. Varíe la posición de ésta y observe el ajuste del caudal en función de su posición. 4.- Seleccione la opción “Control Manual” del software s oftware suministrado con el equipo. 5.- Conecte la bomba 1 y varíe la posición de la válvula motorizada mediante la barra deslizante ó el comando asociado a esta acción. Compruebe como una posición fija, el caudal queda regulado. 6.- Varíe la posición de la válvula y repita los valores para observar la reproducibilidad del control del caudal. 7.- Utilice los controles dispuestos en el software para el control de las electroválvulas EV1 y el encendido y apagado de la bomba. Observe cómo un encendido y apagado de la misma también produce un control del caudal del líquido. lí quido.

V.  CUESTIONARIO : 1.  Construir un circuito de control de lazo cerrado y lazo abierto, representarlo repres entarlo mediante un circuito de control e indicar: La variable de salida y un valor correspondiente La variable de entrada y un valor correspondiente La Variable de perturbación y un valor correspondiente. El Actuador, indicar el tipo de actuador. El Sensor, indicar un tipo de sensor.

. CIRCUITO DE CONTROL DE LAZO ABIERTO: Q teórico

VÁLVULA (Rev.)

(Lt/min.)

FLUIDO (AGUA)

. CIRCUITO DE CONTROL DE LAZO CERRADO: VÁLVULA (Rev.)

FLUIDO (AGUA)

Q teórico (Lit. /min.)

PROGRAMA AUTOMATIZADO

SENSOR DE CAUDAL (CAUDALIMETRO)

Q teórico (Lt/min.)

 

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2.  Describa los equipos utilizados para el control manual del caudal, realizado de acuerdo a la Práctica N° 03 del manual. TANQUE DE VIDRIO: Es donde se encarga para depositar el agua destilada. VÁLVULA: Es donde se encarga encarga de regular en en forma manual manual el flujo que se necesita en el el sistema.

CAUDALIMETRO: Es un instrumento de medida para la medición de caudal o gasto volumétrico de un fluido o para la medición del gasto másico. Estos aparatos suelen colocarse en línea con la tubería que transporta el fluido. También suelen llamarse medidores de caudal, medidores de flujo o fluxómetros.

Software SACED: Software acondicionado para calcular la información. Mediante un equipo de automatización del equipo de medición del caudal.

3.  Describa los equipos de medición del caudal, indicar su principio de funcionamiento y rangos de medición. Clasificar si son industriales, si son manuales o automáticos. La medición de Caudal en nuestra experiencia fue debidamente administrada por un regulador   de  caudal, por el cual podíamos manipular el caudal (L/min). Y fijarnos posteriormente al software SACED, el cual presenta una redacción de la sección del paso del fluido, dando lugar a que aumente su velocidad lo que origina aumento en su energía cinética, entonces la presión tiene a disminuir a una proporción equivalente, desacuerdo al principio de la conservación de la energía, se crea una diferencia de presión estática entre aguas arriba y aguas bajo del medidor

4.  Cuáles son los equipos de medición de caudal utilizado en la práctica y los rangos de medición. . Válvula: Aproximadame Aproximadamente nte puede dar 5 vueltas. . Caudalimetro: El rango varía de 0 a 2 Ll/min. que se pueden pueden visualizar en el monitor. (VER IMAGEN A .CONTINUACION) Software SACED  Parámetros que

 

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5.  De acuerdo a los datos de medición tomados, cual es la relación entre el caudal y el ángulo de giro de la válvula manual. Graficar y tabular los datos CaudalVs.ángulo y realizar un diagrama de bloques. Indicar la posición de la válvula proporcional.

Nº 1 2 3 4 5 6

ÁNGULO Q (º) (LT/MIN) 0 15 120 540 1500 1800

0 0.4 1.2 1.52 1.55 1.55

 

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Q vs Ángulo 1.8 1.6 1.4     ) 1.2    n    i    m 1     /    t    L 0.8     (    Q0.6 0.4 0.2 0 0

500

1000

1500

2000

ÁNGULO DE GIRO (º)

6.  Según la práctica, como controló el caudal, que otras formas de control existen. Describir cada uno de ellos. En la experiencia experiencia realizada en el laboratorio de control de de procesos el caudal s e controlo controlo en forma manual, con regulación manual de la válvula regulable colocada debajo del caudalimetro de área. Otras formas de control que existe:

Control de caudal (Todo / Nada):  La cual se realiza mediante un controlador de Todo / Nada. Para ello, se debe seleccionar seleccionar el valor deseado para para el caudal y el controlador ajustará este este control mediante el cierre y apertura de la válvula de solenoide AVS-1.

Control de caudal (proporcional): Regula la variable de consigna (caudal) mediante el empleo de controladores que que operan automáticamente sobre las las válvulas de control.

Control de caudal (Proporcional + Integral):  complementa a la anterior. El objetivo de la misma es observar el efecto que tiene una actuación integral superpuesta a una acción proporción al en un actuador.

 Lazos de control de caudal (Proporcional + Derivativo): complementa a la anterior. El objetivo de la misma es observar el efecto que tiene una actuación derivativa superpuesta a una acción proporcional en un actuador.

 Lazos de control de caudal (Proporcional + Derivativo + Integral): El objetivo de la misma es observar el efecto que tiene una actuación derivativa superpuesta a una actuación integral y a una acción proporcional en un actuador. 

 

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7.  Considerar en 0° la válvula manual, existe caudal, SI/NO PORQUE No, como la válvula es manual, y cuando estuvo en 0°, cuando está en esa posición es cuando la válvula está cerrada, cerrada, por lo tanto al estar cerrada la válvula no habrá habrá caudal.

8.  Considerar en 120° la válvula manual, existe caudal, ca udal, SI/NO PORQUE, cuál sería el valor esperado Si, Se hizo una marca para identificar el rango a 0º (válvula cerrada) al girarla aproximadamente a 120º está abierta en forma parcial y si variación de caudal y el valor esperado es

1.2 (Lit. /Min). 

9.  Considerar en 540° la válvula manual, existe caudal, SI/NO PORQUE cual sería el valor esperado Si, Se hizo una marca para identificar el rango a 0º (válvula cerrada) al girarla aproximadamente a 540º está abierta en forma parcial y si variación de caudal y el valor esperado es

1.52 (Lit.

 /Min). 

10. Considerar en 1500° la válvula válvula manual, existe caudal, SI/NO PORQUE, PORQUE, cuál sería el valor esperado Si, Se hizo una marca para identificar el rango a 0º (válvula cerrada) al girarla aproximadamente a 1500º está abierta en forma parcial y si variación de caudal y el valor esperado es

1.55 (Lit.

 /Min).  11. Considerar en 1800° la válvula válvula manual, existe caudal, SI/NO PORQUE, PORQUE, cuál sería el valor esperado. Si, Se hizo una marca para identificar el rango a 0º (válvula cerrada) al girarla aproximadamente a 1800º está abierta abierta en forma parcial parcial y si variación de caudal caudal y el valor esperado esperado es 1.55 (Lit.  /Min). Aquí  Aquí  no  no hubo variación de caudal, es decir que llego a su tope en la variación del   ángulo de giro.

 

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12. Cuál es el ángulo máximo de apertura de la válvula manual, cuál sería el valor esperado. El ángulo máximo de apertura 1850º (5 vueltas) y el valor del caudal obtenido es constante, sigue siendo 1.55 (Lit. (Lit. /Min). La razón de que este ángulo es por que a partir de 1500 º el caudal se vuelve constante constante por la abertura y giro del la válvula.

VI.  OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES -

La primera dificultad fue dar el ángulo exacto ya que no viene marcado y graduado, es por eso que podría haber cierto margen de error.

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El equipo del laboratorio que utilizamos uti lizamos funcionaba con agua destilada Las mediciones se realizaron manualmente con el control regulable de la válvula El equipo de laboratorio estaba constituido por una parte automática y una parte manual y las formas de identificarlas se vieron en la comparación del caudal manual y automático y había poca variación de caudal Se infiere que; el control de los elementos dispuestos en el equipo; válvula motorizada, electroválvulas, electroválvula s, etc. se controlan manualmente