Sistemas de control de cascada

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Introducción

Un sistema de control son el conjunto de dispositivos que funcionan en conjunto para garantizar que los procesos se lleven acabó en las mas optimas condiciones para la mayor eficiencia del mismo, estos sistemas tienen en común una señal de entrada y de salida. Estos nos permiten regular los distintos parámetros durante determinado punto.

Desarrollo

Cada controlador viene de acuerdo a sus capacidades y estos pueden variar de acuerdo a los factores de acuerdo al proyecto que se desea realizar o culla aplicación especifica.

Puntos clave para el funcionamiento

1. un control en cascada es que el lazo secundario (esclavo) debe responder más rápido que el lazo primario (maestro) [2]
2. El control en cascada no puede funcionar si se invierte esta relación de velocidad[2]
3. Es necesario para implementar el control en cascada es asegurar que el controlador secundario («esclavo») esté bien sintonizado antes de intentar sintonizar el controlador primario («maestro»)
4. Si el controlador maestro se colocara en manual (desactivando efectivamente su respuesta [2]

automática), el controlador esclavo simplemente controlaría a un setpoint constante[2]

De acuerdo a su función:

Modo manual: el controlador no realiza ninguna acción automática. Valor de salida del controlador es establecido por el operador. 1[1]

Modo automático: el controlador ajusta automáticamente su salida para intentar mantener PV = SP. Valor del setpoint es establecido «localmente» por el operador. [1]

Modo cascado: el controlador ajusta automáticamente su salida para tratar de mantener PV = SP. Valor del setpoint establecido «remotamente» por el controlador primario (maestro) [1]

Estos tienen como propósitos para usar control cascada1

Eliminar el efecto de algunas perturbaciones haciendo la respuesta de regulación del sistema más estable y rápida. [1]

Mejorar la dinámica del lazo de control

Como por ejemplo en un sistema de secado.  Jose Carlos Villajulca diciembre 29, 2020.(diagrama de S.C de secadora1[pic 2]

En donde las cargas relacionadas con el flujo de aire entrante o la temperatura varía, el controlador secundario (TC-1b) entonces:

• Detectará inmediatamente el cambio en la temperatura de entrada del secador
• Compensará ajustando el flujo de vapor a través del intercambiador de calor.

Por lo tanto, el lazo de control «esclavo» (1b) ayuda a estabilizar el lazo de control «maestro» (1a) al reaccionar a los cambios de carga mucho antes de que se manifieste algún efecto en la salida de la secadora.

Por lo tanto, estas variables aún actúan como cargas o perturbaciones para el controlador esclavo, ya que debe ajustar continuamente la válvula de vapor para compensar los cambios. [1]

Softwares específicos para la implementación se sistemas de cascada

• SCADA Fernhill: Este software puede implementarse en múltiples sistemas SCADA y es adecuado para sistemas que se ejecutan en Windows, Linux, macOS, Android e iOS. [7]
• Wrike: Aunque Wrike es más conocido como una herramienta de gestión de proyectos, también permite configurar flujos de trabajo personalizados, lo que podría ser útil para implementar un sistema de control por cascada[6]
• SIMULINK del Matlab donde se pueden realzar cálculos de las variables del tiempo de acuerdo a los valores requeridos
• PID Tuner (MathWorks, 2014ª[7]

La sintonización de los parámetros del controlador en un lazo de control secundario es un aspecto crucial para el rendimiento del sistema de control en cascada. algunos puntos clave:

1.Modelo del sistema: Para sintonizar el controlador, primero necesitas un modelo del sistema. Este modelo puede ser obtenido a través de pruebas en el sistema o utilizando técnicas de identificación de sistemas. [7]

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