INTRODUCCIÓN
Como su nombre lo indica, es un instrumento para controlar la temperatura. Dicho elemento toma una entrada de un sensor de temperatura y tiene una salida que está conectada a un elemento de regulación que puede ser un calentador o un ventilador.
SISTEMA DE CONTROL
Es considerado un sistema inteligente donde el controlador detecta las condiciones de la variable a controlar, realiza una comparación de las condiciones reinantes con un valor preestablecido para posteriormente hacer la corrección sin que el operador intervenga en lo absoluto.
DIFERENTES MODOS DE CONTROL
Existen básicamente los siguientes modos de control: Control ON/OFF, Control proporcional , Control integral y Control Derivativo.
Es la forma más sencilla de un dispositivo de control de temperatura. La salida del dispositivo solamente tendrá dos estados, o todo encendido o todo apagado. Para regular el calentamiento, la salida estará encendida cuando la temperatura esté por debajo del punto de ajuste y apagada cuando esté por encima.
La temperatura de proceso se mantendrá en un ciclo continuo que irá de debajo del punto de ajuste hacia arriba y volverá a estar debajo. En los casos donde éste ciclado ocurra muy rápido y para evitar daños a los relés y/o válvulas, es importante programar en la operación del controlador un diferencial de encendido/apagado comúnmente denominado histéresis.
Con esto se logra que la temperatura se aleje del punto de ajuste en una cierta cantidad antes de que el elemento final de control se encienda o se apague otra vez.
Los controles proporcionales eliminan los ciclos relacionados con la regulación on/off. Un control proporcional disminuye la potencia promedio que se suministra al calentador a medida que la temperatura se aproxima al punto de ajuste, frenando con esto al calentador para que no haya sobre impulsos más allá del punto de ajuste. En todo caso, se aproximará al punto de ajuste y mantendrá una temperatura estable
Es un porcentaje del rango de escala completa del controlador por el cual debe cambiar el valor medido para ocasionar que el dispositivo de corrección cambie en un 100%.
El control proporcional elimina la oscilación que siempre acompaña al control On/Off. Puede presentarse cierta oscilación cuando se aproxima a la temperatura de control final pero las oscilaciones terminan si la banda proporcional se ajusta adecuadamente.
Aun así, con una banda proporcional muy baja, pueden ocurrir oscilaciones porque el sistema se comportará como un control ON /OFF.
Con el control proporcional habrá menor oscilación alrededor del punto de ajuste y por lo tanto habrá menor desgaste y roturas de la válvula.
Una válvula de posición variable solo se moverá cuando haya perturbación en el proceso y su desplazamiento será menos violento que el de una válvula de acción instantánea, por lo que su expectativa de vida es mayor que la de una válvula solenoide.
En conclusión, una Banda Proporcional pequeña, causará oscilación de la temperatura por algún tiempo antes de estabilizarse.
Una Banda Proporcional grande, hará un sistema lento para alcanzar el punto de control, aunque una vez alcanzado, la temperatura no oscilará en absoluto.
Es una acción de control que provoca un cambio en la señal de salida respecto al tiempo o una razón proporcional de la cantidad de error. Es la diferencia entre la variable de proceso (PV) y el punto de consigna (SP).
La acción integral solo responde a un error acumulado en el tiempo cambiando la señal de salida tanto como sea necesario para eliminar completamente el error
Si la acción proporcional (P) le dice a la salida cuanto debe desplazarse cuando aparece un error, la acción integral (I) le dice a la salida que tan rápido debe moverse cuando aparece un error.
De una forma práctica, la acción proporcional actúa en el presente y la acción integral actúa en el pasado.
También denominada RATE (Razón), es una acción de control que realiza un desplazamiento en la señal de salida, proporcional a la tasa a la cual cambia la entrada. La acción derivativa del controlador reacciona de acuerdo con qué tan rápido cambia la entrada respecto al tiempo, alterando la señal de salida en proporción con la tasa de cambio de entrada.
Si la acción proporcional (P) le dice a la salida qué tan lejos debe ir cuando un error aparece, la acción derivativa (D) le dice a la salida qué tan lejos ir cuando la entrada cambia.
Si la acción proporcional (P) actúa en el presente y la acción integral (I) actúa en el pasado, entonces la acción derivativa (D) actúa en el futuro anticipándose a los sobre impulsos (overshoots) intentando una respuesta de salida de acuerdo con qué tan rápido la variable de proceso esté creciendo o cayendo.
CONTROLADORES DE TEMPERATURA SELEC
Para cubrir la mayoría de las aplicaciones de control de temperatura, la marca SELEC pone a su alcance una extensa línea de elementos para llevar a cabo tal cometido.
A continuación se describen los diferentes controladores que pueden ser aplicados conforme a las exigencias del proceso y que van desde los equipos básicos para controles simples de encendido/apagado hasta los equipos avanzados para hacer un control más preciso haciendo uso de sus distintas opciones de entradas y salidas especiales.
Los controladores de temperatura SELEC brindan operación precisa y confiable que nos permite tener la certeza de que los equipos de proceso van a operar a la altura de las circunstancias para obtener productos de calidad y competencia en un mercado global.
CLASIFICACIÓN DE CONTROLADORES DE TEMPERATURA SELEC
La gama de controladores de temperatura SELEC, se encuentra dividida de acuerdo con la aplicación que se esté realizando.
Si las condiciones solo requieren un control ON / OFF o PID con un solo despliegue en la pantalla, el modelo TC513AX, TC203AX y TC303AX es la selección idónea para realizar la aplicación. Este controlador cuenta con una salida configurable ya sea de tipo contacto o a SSR para controlar un ventilador o una válvula solenoide. Ahora bien, para el caso de la entrada, este controlador acepta diferentes sensores de temperatura. Su alimentación puede ser en corriente alterna desde 85 a 270 VCA / CD, o bien puede solicitarse la opción de alimentación a 24 VCD.
Cuando se hace necesario visualizar tanto la Variable de Proceso como el Punto de Consigna además de tener las características mencionadas sobre los controladores anteriores, existe el controlador TC533AX el cual con su pantalla de doble despliegue permite una visualización completa facilitando con esto el trabajo del operador. Con su salida configurable ya sea a SSR o a contacto, nos da opciones para controlar el elemento final.
Conforme va aumentando la complejidad de la aplicación, se hace necesario utilizar otro tipo de controlador en el cual podamos disponer de salidas para un tipo de control más específico con mayor opción de parámetros de configuración que nos permitan realizar un control más fino de la variable además de contar con dos salidas, pudiendo ser ambas a relevador o la opción de configurar una de ellas para relevador de estado sólido (SSR) y que pueden ser utilizadas para controlar el elemento final y una alarma del proceso.
Para tal propósito se tienen los controladores TC544, TC244 y TC344 para ser aplicados en el momento preciso.
Si con los elementos antes mencionados es posible abarcar un gran número de aplicaciones, además de realizar operaciones tanto sencillas como de alta precisión, ahora tenemos la posibilidad de poner a su disponibilidad la familia de controladores PID (PID500, PID 110 Y PID330) en sus distintos tamaños como lo son: 1/16, 1/8 y ¼ DIN.
Con este tipo de controladores se puede lograr el control preciso de la temperatura pues con su variedad en la aceptación de señales tanto de entrada como de salida, se puede obtener desde un control ON/OFF, hasta un control PID (Proporcional Integral Derivativo), con una excelente precisión en las señales de entrada y de salida pues además de las clásicas entradas de termopar y salidas a relevador o a SSR, de acuerdo al modelo seleccionado y conforme a las necesidades, este controlador puede aceptar señales análogas de entrada de 5 – 56 mV., 0 – 10 VCD y 4-20 mA., y para la salida nos puede otorgar ya sean salidas a relevador, 0-10 VCD o 4-20 mA., con las cuales podemos controlar elementos finales ya sean ON/OFF o de tipo proporcional. Además de contar con la opción de seleccionar algún equipo con comunicación MODBUS RTU si lo que se busca es tener un sistema centralizado.
Con esta gama de controladores y su correcta aplicación, es posible dar solución a un gran número de situaciones que se presentan a diario en los equipos de proceso de todo tipo de industria.