Elementos de control final

SENSOR

TRANSMISOR

SISTEMA DE CONTROL

SISTEMA

VARIABLE ACTUADA

VARIABLE CONTROLADA

ACTUADORElemento de control final

Elemento primario

Elementos de control final

Es el mecanismo que altera el valor de la variable regulada, en respuesta a la salida delcontrolador o manejo manual

En control de flujos, los elementos de control final que se pueden emplear son válvulas obombas de velocidad variable

• Modificar la resistencia al paso del fluido (válvulas, registros en ductos de gases)

• Modificar la energía entregada al fluido (bombas y ventiladores de velocidad variable)

Regulación de caudal

Válvula accionada por aire comprimido (servomotor neumático)

Mirar

https://www.youtube.com/watch?v=mNXGRDsucxU

Al aumentar la presión de aire

en la cámara, desciende el

diafragma empujando el

vástago y cerrando la válvula

El resorte actúa como

contrafuerza restituyendo la

posición al disminuir la

presión.

VÁLVULAS SAUNDERS

Actuador excéntrico para accionamiento de válvulas

que operan con movimiento angular (ej: mariposa o

esférica)

¿aire para cerrar o aire para abrir?Depende del sistema y consecuencias en caso de corte del servicio de aire comprimido

Trasductor para alimentar la señal a la válvula neumática (PP/P

presión de proceso/señal neumática)

Convierte la señal de entrada (por ej. eléctrica 4-20 mA) en una señal de salida

neumática.

Para ello debe convertir la presión de la línea de servicio de aire comprimido en

una señal 3-15 psi

Otras formas de accionamiento:

• Servo Hidráulicos

• Servomotor eléctrico (analógico o digital)

Características inherentes de flujo

Se denominan a aquellas determinadas por la relación entre elcaudal y la carrera del vástago, en condiciones de presióndiferencial constanteEs función de la geometría del obturador (macho) y el asientocorrespondiente

Según tipo de disco:Apertura rápida: Machos de disco sencillo (altas temperaturas) o doble (bajas temperaturas)

Flujo lineal: Caudal que pasa por la válvula es proporcional a la elevación

Porcentaje igual: En cualquier posición ocurre el mismo % de cambio de caudal con la misma cantidad de movimiento del macho

LcteQ Característica lineal

Característica porcentaje igualLcteecteQ

QctedL

dQ

'

Q: caudal a presión diferencial constanteL: carrera del vástago

Características de caudal efectivas

• En condiciones de uso reales la presión diferencial de la válvula varía respecto al porcentaje de apertura de la misma

• La curva de real que relaciona caudal con recorrido se aparta de la característica de caudal inherente

• Se define el coeficiente capacidad r

r = pérdida de presión de la válvula (apertura completa)/pérdida de carga del sistema (línea+válvula)

• Para coeficiente de capacidad igual a 1 coincide con la curva inherente o característica

Selección del tipo de válvula de control

Depende de la aplicación, de la variable del proceso que se desea controlar (presión, caudal, nivel, temperatura), de la característica inherente de la válvula y de las características del bucle de control.

Válvula solenoide

Funcionan como apertura o cierre (ON OFF)

Bombas de velocidad variable: Regulación de caudal modificando la energía entregada al fluido

(bombas y ventiladores de velocidad variable)

Regulación de caudal

Medidor de caudal

PLC

Set point

Trasmisor de presión

diferencial

Línea de trasmisión

Señal a bomba de velocidad variable

La forma de ajustar el caudal suministrado es

mediante la variación de:

• Variación de largo de la carrera

y/o número de accionamientos por unidad de tiempo

En bombas de movimiento lineal (ej. Diafragma)

o

• velocidad de giro en bombas rotatorias

Bomba de diafragma (movimiento lineal): el modelo mostrado permite el ajuste tanto del largo de la carrera

como de la cantidad de accionamientos por minuto

Impulsores rotatorios:

variando velocidad de

giro del motor se

modifica la impulsión

del fluido

Impulsores rotatorios

Frecuencia

alimentada

al motor

Velocidad

de giro del

motor

Material de apoyo utilizado

• Biblioteca del Ingeniero Químico, Perry & Chilton

• Instrumentación Industrial, Antonio Creus, 6ª Ed., Alfaomega, Mx.,1998

• Catálogos Spirax Sarco, www.spiraxsarco.com

• Catálogos Krohne, http://www.krohne.com/

• Catálogos ASA SPA, http://www.asaspa.com

• Luis García Gutiérrez, Teoría de la medición de caudales y volúmenes de agua http://aguas.igme.es/igme/publica/pdfart2/teoria.pdf