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Controlador E5 AK - Monografía



 
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Electrónica. Automatismos. Mandos. Indicadores. Displays. Potencia. Circuito. Tuning



DESCRIPCIÓN DEL CONTROLADOR:



El controlador E5- AK, es un dispositivo que se encarga de regular y mantener constante una temperatura de entrada, fijada como consigna, actuando sobre una válvula motorizada. Su funcionamiento se basa en el principio de realimentación, un elemento esencial de todos los mecanismos de control, que permite al diseñador dotar a una máquina de capacidad de autocorrección. Un ciclo o bucle de realimentación es un dispositivo mecánico, neumático o electrónico que detecta una magnitud física como una temperatura, un tamaño o una velocidad, la compara con una norma preestablecida (consigna), y realiza aquella acción preprogramada necesaria para mantener la cantidad medida dentro de los límites de la norma aceptable en este caso sobre la válvula nombrada anteriormente.

En la fabricación y en la producción, los ciclos de realimentación requieren ladeterminación de límites aceptables para que el proceso pueda efectuarse; que estas características físicas sean medidas y comparadas con el conjunto de límites, y que el sistema de realimentación sea capaz de corregir el proceso para que los elementos medidos cumplan la norma. Mediante los dispositivos de realimentación las máquinas pueden ponerse en marcha, pararse, acelerar, disminuir su velocidad, contar, inspeccionar, comprobar, comparar y medir. Estas operaciones suelen aplicarse a una amplia variedad de operaciones de producción. A continuación se muestra un esquema mostrando el funcionamiento de la realimentación:
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ENTRADAS, SALIDAS, MANDOS E INDICADORES PRINCIPALES:



ENTRADAS:



El controlador E5 AK, contiene las siguientes entradas: entrada de temperatura, entrada de corriente, entrada de tensión, entrada CT / potenciómetro, entrada de SP remoto y entrada de evento. En esta práctica, solamente vamos a utilizar la entrada de temperatura conectando una sonda PT- 100.

SALIDAS:



Este controlador, soporta cinco salidas diferentes:
Salida de control 1.
Salida de control 2.
Salida auxiliar 1.
Salida auxiliar 2.
Salida transfer.
En la práctica solamente utilizaremos ambas salidas de control 1 y 2. Estas salidas son del tipo todo - nada.
En la figura se pueden distinguir los distintos elementos de control del E5AK.
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En la figura siguiente, se pueden observar algunas partes físicas externas del controlador.

DISPLAYS



DISPLAY Nº1 Muestra el valor del proceso o símbolos de parámetro.
DISPLAY Nº2 Muestra el punto de consigna, variable manipulada o selecciones de parámetros.
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INDICADORES DE OPERACIÓN



- OUT1 Encendido cuando la salida de control 1 se pone en ON (excepto
salida analógica).
- OUT2 Encendido cuando la salida de control 2 se pone en ON (excepto
salida analógica).
- SUB1 Encendido cuando la salida auxiliar 1 se pone en ON.
- SUB2 Encendido cuando la salida auxiliar 2 se pone en ON.
- MANU Encendido con modo de operación manual.
- STOP Encendido con la operación parada.
- RMT Encendido con operación remota.
- RSP Encendido durante operación de SP remoto.
- AT Parpadea durante el ajuste.

BARRA DE LEDS



En el controlador tipo básico (E5AK-AA2), esta barra indica la variable manipulada (calor) en incrementos de 10% por LED. En el controlador para válvula motorizada (E5AK-PRR2), esta barra indica a apertura de la válvula en incrementos de 10% por LED.

UTILIZACIÓN DE LAS TECLAS.



- Tecla A/M: Cada vez que se pulsa esta tecla se conmuta emre operación manual y operación automática.
- Tecla : Las funciones de esta tecla cambian dependiendo del tiempo que se mantenga pulsada. Si se pulsa durante menos de 1 segundo, cambia el parámetro a seleccionar. Si se pulsa durante 1 segundo o más, aparece la pantalla del menú. A partir del momento en que aparece el menú, “pulsar la tecla” significa pulsar la tecla durante menos de 1 segundo.
- Pulsando la tecla aumentan o avanzan los valores o selecciones del display nº. 2, mientras que pulsando la tecla disminuyen o retroceden los valores o selecciones de dicho display.
- Barra de LEDs: En el modelo estándar (E5AK-AA2), esta barra indica la variable manipulada (calor) en incrementos de 10% por LED (segmento). En el modelo de control de válvula motorizada (E5AK-PRR2), indica la apertura de la válvula en incrementos de 10% por LED (segmento).
Las funciones varían, por ejemplo, cuando se pulsan simultáneamente la tecla A/M y la tecla de Modo, o cuando se mantiene pulsada una tecla.

PROCESO A CONTROLAR:



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En el esquema anterior, se aprecia el proceso a controlar en la práctica realizada. El líquido es impulsado a través de la bomba, y es introducido en la caldera, donde se calentará. La temperatura de la caldera dependerá de la apertura de la válvula motorizada, la cual es la encargada de alimentar a la caldera con vapor de agua.
Es aquí donde interviene el controlador, regulando la temperatura de la caldera a través del accionamiento del motor. El controlador, toma constantemente como temperatura de referencia la enviada por el transductor de temperatura (sonda PT 100) asociada al transmisor que nos da una salida de tensión normalizada para el controlador (0-5V). Con estos elementos se cierra el lazo, haciendo del esquema un proceso totalmente automático.

SELECCIÓN DE LAS ESPECIFICACIONES DE ENTRADA:



Tipo de entrada:


Para realizar la práctica, seleccionaremos el modelo 20, ya que es el correspondiente a una entrada de tensión 0-5V.

Límite superior de escala:


Es límite superior de medida en ºC en el cual vamos a trabajar. El valor seleccionado es de 60ºC.

Límite inferior de escala:


Es límite inferior de medida en ºC en el cual vamos a trabajar. El valor seleccionado es de 40ºC.

Punto decimal:



Es el número que indica los decimales que vamos a gastar. De este parámetro depende la tolerancia del controlador. El valor a introducir es de 1.

Selección de ºC, ºF:



Nos permite seleccionar el tipo de medida de entrada de temperatura. Seleccionaremos ºC.

Límite superior / inferior del punto de consigna:


Con estos valores, equiparamos los valores del punto de consigna con valores enporcentaje.los valores seleccionados en la práctica son: 0% - 100%.

SELECCIÓN DE LAS ESPECIFICACIONES DE SALIDA:


Operación directa / inversa:



Por medio de este parámetro seleccionamos el tipo de respuesta que nos va a dar el controlador. La operación directa se refiere al control en el que la variable manipulada aumenta según aumenta el proceso. La operación inversa se refiere a lo contrario. Al control en el que la variable manipulada aumenta según disminuye el proceso. En la práctica, al controlador se le atribuirá la operación inversa.

Salidas de control: OUT 1, OUT 2:



Son las salidas que vamos a utilizar para controlar la válvula motorizada. Son salidas todo - nada de tipo relé. Éstas actuarán sobre la válvula de tal forma que según la realimentación (transductor, transmisor) regularán para que la medida se aproxime lo máximo posible al punto de consigna.

AJUSTE DEL PUNTO DE CONSIGNA:



Para ajustar el punto de consigna (SP), solamente hay que actuar sobre las teclasde ajuste, hasta conseguir el punto de consigna deseado. El valor deberá estar comprendido en tre los valores anteriormente fijados como límite inferior / superior de escala. El controlador no nos dejará sobrepasarlos.

ESQUEMA ELÉCTRICO DE CONEXIONADO:



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TRSF - Salida tránsfer
EV 1 a 4 - Entradas de evento
PTMR - Potenciómetro

CIRCUITO DE MANDO. SALIDAS DEL CONTROLADOR:


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CIRCUITO DE POTENCIA:


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ASIGNACIÓN DE LAS SALIDAS:



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AUTO-TUNING. SELECCIÓN DE LOS PARÁMETROS PID:



- AT (auto-tuning) no se puede ejecutar mientras está reseteada la operación o durante control ON/OFF.
- Cuando se ejecuta auto-tuning se seleccionan automáticamente los parámetros PID óptimos, forzando cambios de la variable manipulada para calcular las características de control (mediante el “método de ciclo limite”). Durante el auto-tuning, parpadea el LED indicador AT.
- Se puede seleccionar 40%AT o 100%AT mediante el ciclo límite del ancho de cambio de MV. Especificar (AT-1 ó AT-2), respectivamente, en el parámetro “ejecutar/cancelar AT” (modo nivel 1).
- Durante control para válvula motorizada, sólo se quede ejecutar 100%AT (Por lo tanto, no se visualizará [AT-1] (40%AT)).
- Para cancelar la ejecución de AT especificar [off] (”cancelar AT”). Además de AT, el E5AK también dispone de self-tuning fuzzy (ST) que permite calcular automáticamente los parámetros PID adecuados para el control. Sin embargo tener en cuenta que la función ST sólo opera durante control estándar por entrada de temperatura.
Para seleccionar el ciclo limite de ancho de cambio de MV a 40% seleccionar 40%AT para ejecutar auto-tuning con fluctuaciones en el valor del proceso mantenidas al mínimo. Sin embargo, tener presente que el auto-tuning tarda más en ejecutarse que con 100%AT.
La temporización para generar ciclos límite varía dependiendo de si la desviación (DV) al iniciar la ejecución de AT es 10% del fondo de escala máximo o no.

Autor:

Biker





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