Control de Razón

Se utiliza en los casos en que se requiera que dos o más reactivos, u otros elementos, se tengan que mezclar en una cierta proporción instante a instante (no es posible pesar uno y luego el otro para juntarlos de una vez).

Se obtiene de varias maneras:

Instrumento: se diseñan instrumentos para aplicaciones especificas como el control de combustión.

Software: están incorporados en computadores industriales.

Control de razón en Lazo Abierto

Control de razón en Lazo Cerrado

Aplicaciones:

- Mezclado de dos o más ingredientes. Un ingrediente es seteado como la referencia principal y los demás ingredientes son relacionados al anterior

- Control aire-combustible para un proceso de combustión. El flujo de combustible es controlado por un controlador de temperatura o presión. La medida del flujo de combustible es luego usada para determinar el set point de un controlador de flujo de aire.

- Control de flujo de un producto en función a la velocidad de alimentación, como una forma de control de posición.

- Fabricación de la cerveza (mezcla proporcional de cerveza concentrada y agua)

- Fabricación de yogurt saborizados

Ejemplo:

Se muestra un mezclador en el cual dos ingredientes son mezclados, para obtener un producto de buena calidad, la cantidad de cada ingrediente debe ser precisa.

El flujo de un ingrediente no es controlado, este es medido y es usado como referencia para el flujo del segundo ingrediente llamado flujo controlado

Control de Cascada

Definición

Se define como la configuración donde la salida de un controlador de retroalimentación es el punto de ajuste para otro controlador de retroalimentación, por lo menos. El control de cascada involucra sistemas de control de retroalimentación o circuitos que estén ordenados uno dentro del otro.

Cuando utilizarlo

• Cuando el control realimentado simple no provee un desempeño satisfactorio a lazo cerrado.
• Cuando se tiene una variable manipulable y más de una variable medida.
• Cuando las perturbaciones afectan directamente a la variable de proceso manipulada.

Estructura

El control en cascada tiene dos lazos un lazo primario con un controlador primario también llamado "maestro" y un lazo secundario con un controlador secundario también denominado "esclavo", siendo la salida del primario el punto de consigna del secundario. La salida del controlador secundario es la que actúa sobre el proceso.

Funciones

• Reduce los efectos de una perturbación en la variable secundaria sobre la variable primaria.
• Reduce los efectos de los retardos de tiempo.
• El controlador primario recibe ayuda del controlador secundario para lograr una gran reducción en la variación de la variable primaria.

Requisitos

• El lazo interno (secundario) debe ser más rápido que el lazo externo (primario).
• La frecuencia de oscilación en el lazo secundario debe ser al menos tres veces la frecuencia en el lazo primario, si estos están bien sintonizados.

Ejemplo

Control de temperatura: intercambio de calor

El objetivo es calentar una corriente de proceso, Fe, manipulando el caudal de combustible, Fv, que entra al intercambiador.

El regulador externo (TC-temperatura) fija la consigna del regulador interno (FC-caudal) cuyo objetivo es corregir el efecto sobre el caudal de combustible (Fv) del cambio en Pa antes de que afecte de forma significativa a la temperatura T.