Regulación ON/OFF

por el 24 de mayo del 2017 en Control Blog

Control ON-OFF (Todo-Nada) 

Para este tipo de regulación se necesita un regulador con una salida de control. Esta salida es normalmente un contacto conmutado de un pequeño relé, que lleva en su interior el regulador. También hay reguladores que tienen salida por transistor (suministran 24 Vcc cuando se activa la salida).

En cualquier caso, se trata de reguladores que solo tienen dos estados en la salida: activada o desactivada; o sea, suministra el 0% ó el 100% de la potencia de calefacción.

En el control ON-OFF solo se controla la potencia de calefacción (no se actúa sobre ningún elemento refrigerador).

El funcionamiento es el siguiente:

El instrumento suministra el 100% de la potencia de calefacción (relé activado) cuando la temperatura del proceso, PV (Proces Value) está por debajo de la pre-selección, SP (Set Point)

 

PV < SP

 

Cuando la PV alcanza el valor de SP, el relé se desconecta y permanece así hasta que la temperatura cae por debajo de la histéresis programada (la histéresis es un valor de PV por debajo del SP, a partir del cual se vuelve a conectar el relé de salida para volver a calentar, este valor es ajustable por el usuario).

Un esquema ilustrativo del funcionamiento nos aclarará esta definición:

 

onoff_esquema

 

En el croquis se ha considerado los valores de SP = 200 ºC ( valor de la pre-selección) y una histéresis de –5 ºC.

Cuando la temperatura real (representada con la línea gruesa y sinuosa), está por debajo del valor de 200 ºC, el relé de salida está activo y se suministra el 100% de la potencia a la resistencia calefactora. Por lo tanto la temperatura aumenta. Cuando llega a 200 ºC, el relé se desactiva y la temperatura sube por inercia térmica durante un tiempo (la magnitud de este tiempo depende de las características del sistema). Despues vuelve a disminuir y cuando llega a 195 ºC se vuelve a rearmar el relé del regulador. Por lo tanto se vuelve a calentar la resistencia y aumenta la temperatura del horno.

Este ciclo se repite continuamente mientras esté en funcionamiento el regulador.

Como se puede deducir de esta descripción y se puede ver en la gráfica, con este sistema, el valor de la temperatura real oscila continuamente alrededor del SP. Es imposible tener estabilizado el PV a un valor determinado.

Sin embargo, en un gran número de aplicaciones, este tipo de regulación es suficientemente exacto y por lo tanto se usa ampliamente en la industria.

Lo podemos encontrar en aplicaciones de control de temperaturas ambientes en locales cerrados, en cámaras frigorificas, resistencias selladoras de bolsas en máquinas envasadoras, etc.

Con este tipo de regulación ocurre que se llega al punto de consigna, SP con el 100% de la potencia de calefacción. Este hecho significa que cuando se conecta el equipo por primera vez, el horno está a temperatura ambiente, por ejemplo a 20 ºC, y por lo tanto cuando llega a la temperatura deseada, por ejemplo 500 ºC, se puede sobrepasar en muchos grados la temperatura del horno y puede estropear el producto que haya en su interior.

Pues bien, para evitar este efecto negativo, los reguladores de temperatura disponen de la función denominada Set-Point Dinámico. Veamos en que consiste:

El regulador acerca gradualmente la temperatura real al valor de la preselección de forma escalonada.

La forma de proceder es buscar preselecciónes inferiores a la deseada al final, y estar un tiempo en cada una de estas preselecciones para que la oscilación de la temperatura se estabilice en cada escalón.

De esta forma, cuando la temperatura llega a la preselección prefijada, no llega directamente desde la temperatura ambiente, sino que lo hace desde una temperatura próxima a la preselección y por lo tanto, al ser la inercia térmica inferior, la desviación de la temperatura es menor.

Veamos el correspondiente croquis:

 

onoff_esquema_spd

 

Los parámetros que el usuario puede ajustar son tres: drb (banda debajo de la pre-selección, fuera de la cual se ejecuta el Set Point Dinámico), dSt (tiempo que está el regulador en cada escalón) y dSI (incremento de grados de un escalón al siguiente).

Cuando la temperatura entra dentro de la banda definida por “drb”, la nueva preselección que busca el equipo es  el SP deseado para el trabajo normal del horno.

¡Gracias por leernos!

 

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