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Resumen Instrumentación y control 
 
Instrumentación y Control (Universidad Nacional de Luján) 
 
 
Resumen de clase realizado por Jessica Colabelli 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://www.studocu.com/es-ar/document/universidad-nacional-de-lujan/instrumentacion-y-control/resumen-instrumentacion-y-control/5327017?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=resumen-instrumentacion-y-control
https://www.studocu.com/es-ar/course/universidad-nacional-de-lujan/instrumentacion-y-control/3220187?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=resumen-instrumentacion-y-control
 
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CONTROLADOR 
Resumen Instrumentación y control 
 
Integrador/Final 
 
Esquema de sistema de control 
 
 
 
 
 
 
Característica de los instrumentos 
 
Variable Medida: definirá el instrumento a usar. 
 
Indicador: Instrumento que indica el valor de la variable medida. 
Transductor: Dispositivo capaz de convertir una variable en otra. 
Registrador: Instrumento capaz de almacenar los valores de la variable medida en el tiempo. 
 
Transmisor: Instrumento que genera una señal eléctrica o neumática proporcional al valor de la 
variable. No se utiliza el 0 por si el cable o el conducto de aire está cortado ya que representa 
un peligro, por eso los rangos son 4-20 mA y 3 y 15 PSI. 
 
Controlador: Es un instrumento que en función de la variable, genera una acción sobre el 
sistema tendiendo a mantenerla constante. 
 
Rango: Está definido por los valores mínimos y máximos a medir. La diferencia entre ambos me 
define el alcance. 
 
Precisión: Mayor error producido en algún valor de la escala de medición, se puede expresar 
como: 
- % del valor leído. 
- % del alcance. 
- % del valor máx. a medir 
- Valor absoluto de la variable a medir (+/- 2°C) 
 
 
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Resolución: Menor valor discriminable, está relacionado con la precisión y en el caso de 
instrumentos de visualización digital, con la cantidad de dígitos que conforman el display. 
 
Errores 
 
Error absoluto: Es la diferencia entre el valor de la medida y el valor tomado como exacto. 
Puede ser positivo o negativo, según si la medida es superior al valor real o inferior (la resta 
sale positiva o negativa). 
 
Error relativo: cociente entre el error y el supuesto valor real: 
 
Er = Eabs/Valor medido 
 
Propagación de errores 
 
a) Al realizar varias mediciones a efectos de operar algebraicamente (cuando se realiza 
una medición por diferencia). 
 
Si peso un recipiente vacío y el valor leído es 15 Kg, luego lo lleno y lo peso 
nuevamente arrojando la lectura el valor de 93 Kg, la diferencia (contenido) será de 
93Kg. – 15 Kg. = 78 Kg. Si ambas medidas están efectuadas con un error de +/- 10 %, 
tendré en el peor caso, un error de signo opuesto en cada lectura. 
 
 
 
b) Al medir una variable “x” en forma indirecta, leyendo otra variable que resulta ser 
función de “x”. (por ejemplo medir la altura empleando la presión hidrostática). 
P = δ x g x h → h = P/ (δ x g) 
Siendo la altura no sólo función de la presión sino también de la densidad del líquido, 
si ésta tuviese un rango de indeterminación o variación posible resulta, tomando 
logaritmos en ambos miembros y diferenciando o planteando la diferencial total de la 
función h: 
Ln h = ln P – ln δ – ln g 
Asumiendo que g no aporta error y que las incertidumbres en P y δ tienen signos 
opuestos (peor caso) 
Dh/h = dP/P + dδ/δ 
 
En el planteo anterior, los errores relativos se suman ya que se considera el peor caso, 
esto es, si mido la presión con un error por exceso, la densidad estará en su valor más 
bajo y a la inversa. 
 
 
c) Error por corte: Cuando se mide una variable y ese valor es tomado con una cierta 
cantidad de cifras, se estará cometiendo un error por defecto. 
Error< +/-0,5 x 10^ (-n) 
 
 
 
 
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Medición de variables 
 
Presión diferencial: 
La medida de presión diferencial implica realizar la diferencia entre dos presiones. En general 
se realiza mediante dos elementos sensores mecánicamente dispuestos para realizar 
desplazamientos opuestos, el desplazamiento resultante resulta proporcional a la diferencia de 
las presiones. 
 
Nivel: 
 
- Por Presión Hidrostática: Se basa en medir la presión hidrostática mediante un 
sensor ubicado en el fondo del recipiente o tanque, resultando: 
 
P = δ.x g x h 
 
A efectos de evaluar h es necesario conocer la densidad del fluido. En el caso de 
tanques presurizados, será preciso medir la presión diferencial con un sensor 
ubicado por encima de la superficie del líquido. 
 
 
 
 
- Ultrasónico: Se basa en generar un tren de pulsos de ondas sonoras de 
frecuencias superiores a las audibles. Al hallar el frente de ondas la superficie 
de separación del líquido con el aire se produce una reflexión, midiéndose el 
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tiempo en que el tren de ondas tardó en llegar a la superficie y volver al 
receptor. 
La ubicación del conjunto emisor-detector puede hallarse en el fondo del recipiente 
o por sobre la superficie de separación. En el primer caso se medirá la altura de la 
columna de líquido y en la segunda la distancia entre la superficie y la posición del 
sensor. Este método puede aplicarse a sólidos como granos. 
 
 
El tiempo transcurrido entre la generación y la recepción verificará que: 
 
T = (2 x H) /Vs 
 
Medidores resistivos: 
Se basan en sumergir electrodos en forma de varillas en el líquido, el que debe ser conductor, 
y, haciendo circular una corriente eléctrica, medir la resistencia que presentan ambos 
electrodos. Dicha resistencia será inversamente proporcional a la altura del líquido. 
Este sistema tiene como inconveniencia el hecho de producir electrólisis y depósito de sales. 
Medidores capacitivos: 
Semejante al método resistivo pero con dos electrodos aislados o un electrodo aislado y el 
propio cuerpo del tanque si fuese de material conductor (acero inoxidable por ejemplo) en 
este caso parte del capacitor así formado se encuentra sumergido en el líquido y parte se 
hallará fuera del mismo. Si el coeficiente dieléctrico del líquido difiere sensiblemente del aire, 
se realiza la medición evaluando la capacidad presentada. 
Medición de caudal: 
 
- Tubo de Venturi: Se basa en provocar una contracción del tubo conductor y medir 
las presiones en ambas secciones (en el dibujo la medición se realiza por columna 
de líquido). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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- Sistema placa-orificio: Este sistema se basa en el mismo principio constituyendo 
una versión más económica. En el conducto se intercala una placa con un orificio 
central y se mide las presiones con anterioridad y con posterioridad a la posición 
de la placa. En este caso el flujo no es laminar, debido a la geometría con ángulos 
vivos resulta de difícil higienizado. 
 
 
- Caudalímetros de turbina: Éstos miden el caudal a través de la cuantificación de la 
velocidad del fluido tomando en cuenta la sección que atraviesa el mismo. La 
disposición es muy variada pero en todos los casos es necesario considerar que se 
está en presencia de un sistema invasivo con partes móviles. El esquema siguiente 
muestra una disposición muy empleada en instrumentos disponibles 
comercialmente. A los efectos de evaluar la velocidad tomando en cuenta el perfil 
de velocidades, se regula la profundidad de inserción en la tubería dependiendo de 
la viscosidad del fluido. 
 
 
- Tubo de Pitot: Se basa en medir la velocidad del fluido a través de la energía 
cinética del mismo. Se ubica una boca de toma de presión en dirección 
perpendicular a las líneas de flujo y otra paralela a las mismas. Mientras una de 
ellas mide la presión hidrostáticamás la derivada de la energía cinética la otra mide 
solamente la hidrostática. 
La lectura diferencial de ambas arroja la velocidad del fluido. 
 
(P = ½ ρ v2) 
 
Dado que se está midiendo la velocidad del fluido y, dado que el perfil de 
velocidades está dado por la viscosidad del mismo, el fabricante especifica la 
posición del tubo dentro del conducto a efectos de medir una velocidad 
indicativa de la correspondiente al valor medio. 
 
- Caudalímetros electromagnético: El principio de funcionamiento está basado en el 
hecho de que si en el fluido se hallan presentes iones libres (aniones y cationes), al 
circular en presencia de un campo magnético perpendicular al sentido de avance, 
se producirá una fuerza que estará dada por el producto vectorial de la velocidad y 
 
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el campo magnético y, en consecuencia, perpendicular al plano en que se hallan 
esos vectores. Mediante dos electrodos se mide la f.e.m. generada que será 
proporcional a la velocidad del fluido. Cabe destacar que si el fluido no presenta 
iones libres, tal como sería el caso de aceite vegetal, no es posible realizar la 
medición con este método. Por otra parte, desde el punto de vista de la higiene de 
las instalaciones, el sistema es muy adecuado. 
 
- Caudalímetros ultrasónico: El principio de funcionamiento es generar trenes de 
pulsos de ultrasonido y medir la velocidad en que los mismos se desplazan por el 
fluido midiendo el tiempo que tardan los pulsos en llegar desde los emisores a los 
receptores. La segunda imagen presenta una disposición en la que dos conjuntos 
emisor-receptor son ubicados a igual distancia, con la diferencia de que en un caso 
el tren de onda viaja en el mismo sentido que el líquido y el otro lo hace en sentido 
contrario. Se tendrá: 
 
(Vs + Vl) x T1 = d 
(Vs – Vl) x T2 = d 
Siendo Vs la velocidad del sonido en el medio en reposo, Vl la velocidad de fluido, d 
la distancia entre emisor y receptor, T1 y T2 los tiempos que tardan en recorrer la 
distancia los trenes de onda que viajan en y contra la velocidad del fluido. Operando 
con las expresiones anteriores se obtiene: 
 
Vs + Vl = d/T1 
Vs – Vl = d/T2 
Restando y operando: 
 
Vl = d/2 x (1/T1 – 1/T2) 
 
Con lo que se elimina el efecto de la velocidad en el medio. 
 
- Caudalímetros másicos: Como lo indica el titulo, estos instrumentos no miden 
volumen transportado por unidad de tiempo sino masa transportada por unidad de 
tiempo. Los métodos de medición se basan en someter al fluido a una reacción de 
masas o a un calentamiento mediante una fuente. 
 
- Caudalímetros de Coriolis: Se basa en el hecho de que si circula un líquido con 
velocidad constante por un conducto con un extremo fijo y el otro móvil, sometido 
a una vibración, al avanzar por dicho conducto estará animado de una velocidad 
 
 
 
 
 
 
 
 
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angular en aumento y, consecuentemente, se generará la aceleración de Coriolis: 
 
 
 
 
En ausencia de movimiento del fluido ambas ramas vibrarán con igual fase, al 
circular el líquido éste ejercerá una fuerza debido a la aceleración adquirida que 
hará vibrar ambas ramas fuera de fase. Midiendo ese desfasaje se estima el caudal. 
 
- Caudalímetros térmico: Utiliza la reacción del fluido ante un calentamiento, se 
ubica en el conducto un elemento que es calentado mediante una resistencia 
eléctrica midiéndose la temperatura en el mismo, un segundo sensor se ubica a 
una cierta distancia, tal como se indica en la figura. En ausencia de movimiento, 
habrá una transmisión de calor que, llegado el estado de equilibrio, igualará las 
temperaturas en ambos sensores. Si, por el contrario, circulase el fluido, el mismo 
absorberá calor de la fuente proporcionalmente a la cantidad de masa que circule 
por unidad de tiempo, permitiendo conocer el caudal masa. 
 
 
Medición de la temperatura 
 
A efectos de medir temperatura se empleó la propiedad de dilatación de la materia. Dicha 
dilatación podía apreciarse en sólidos, líquidos, gases o vapores. 
 
- Dilatación de sólidos: Sea una varilla metálica de longitud L sometida a una 
temperatura . Si Lo representa la longitud de dicha varilla a una temperatura de 
0ºC, se tendrá que la longitud se verá afectada, dentro de ciertos márgenes, por 
una relación de proporcionalidad: 
 
L = Lo x (1 + α x θ) 
 
Siendo α el coeficiente de dilatación del material. 
 
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Es decir que, una variación θ en la temperatura producirá una variación en la 
longitud ΔL = Lo x α x θ. Esta variación, que se pretende que resulte apreciable, 
resulta proporcional a la longitud inicial Lo, motivo por el cual el uso se encuentra 
restringido a sistemas que puedan albergar un sensor del tamaño adecuado (tales 
como estufas de secado de materiales de laboratorio). 
La proyección del extremo formando el ángulo α nos permite calcular la longitud 
de los arcos generados por ambos metales, siendo L la longitud del segmento 
comprendido entre la base y el metal a y E el espesor comprendido entre ambos 
metales a y b se tendrá (tomando el ángulo en radianes): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Si bien este ángulo, que es deseable que adopte una magnitud apreciable, está 
determinado por la longitud inicial Lo y la diferencia de coeficientes de dilatación 
de ambos materiales, también resulta inversamente proporcional a la separación 
entre los mismos la que puede ser suficientemente pequeña. 
 
- Efecto Peltier: Dado que en cada metal, conformado por una red cristalina, la 
energía de los electrones libres es diferente, al unirlos se producirá una diferencia 
de potencial que intentará la migración de los electrones de mayor energía a la 
zona de menor energía. Esta diferencia de potencial o f.e.m. es la que conforma el 
efecto Peltier. 
 
- Ley de los metales intermedios: Sean un grupo de diferentes metales unidos entre 
sí que llamaremos A, B, C y D. Se crean juntas AB, BC, y CD, si la tensión de cada 
una de ellas es respectivamente Va, Vb, Vc, y Vd se crean uniones que generan los 
siguientes voltajes: 
 
Va – Vb 
Vb – Vc 
Vc – Vd 
La suma de ellos será (Va – Vb) + (Vb – Vc) + (Vc – Vd) = Va – Vd 
 
Lo anterior se expresa como “Ley de metales intermedios” que sostiene que si 
varios metales se unen en serie y el conjunto se halla a la misma temperatura, la 
diferencia de potencial que aparece en sus extremos es función de los materiales 
que conforman los extremos independientes de los intermedios. 
 
 
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Sistema de medición: De lo antedicho, resulta que si se unen los extremos opuestos a los de 
medición mediante un elemento que permita cuantificar el voltaje medido, se formará una 
junta indeseable en el punto de medición generalmente llamada “junta fría”, diferenciándola 
del extremo de medición llamado “junta caliente”, lo cual no es del todo justificable ya que el 
sistema puede medir temperaturas negativas. Esto presenta un esquema del tipo: 
 
 
 
 
Las juntas que se forman al unir los materiales involucrados al instrumento generarán dos 
voltajes, ya que el instrumento estará formado por un elemento conductor, tipicamente Cu. La 
ley de metales intermedios nos asegura que la fem creada por ambas contribuciones será la 
misma que generarían los materiales extremos, del modo: 
 
 
 
 
Al presentar una polaridad invertida, la diferencia de potencial que se presenta al instrumento 
será la correspondiente a la temperatura caliente menos la temperatura fría, es decir ϴa - ϴb. 
El instrumento, a los efectos de indicar el valor de ϴa, medirá el valor de la temperatura en la 
zona de medición y la adicionará al valor medido. Se generará una “temperatura de 
compensación”, de modo que la temperatura medida será: 
 
ϴleída = ϴa - ϴb + ϴcomp. 
 
El esquema del instrumento sería el siguiente (interpretando el medidor como un 
milivoltimetro). 
 
 
 
 
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lOMoAR cPSD|2732403En el esquema anterior, la pila interna corresponde a la tensión de compensación a efectos de 
anular los efectos de la llamada junta fría. 
 
Si, como se pretende, la temperatura de la junta fría y la de compensación fueran iguales, la 
temperatura medida correspondería a la de la junta caliente. 
 
- Termo resistencias: En un cristal conductor, el movimiento de las cargas eléctricas 
(electrones) está dada por la acción de un campo eléctrico que, en condiciones de 
vacío, aceleraría a los mismos. La interacción con la red (átomos) genera un 
movimiento aleatorio cuya componente en el sentido de avance provoca una 
velocidad media constante generando la corriente eléctrica. Cuando aumenta la 
temperatura, el nivel energético de sistema aumenta, las colisiones entre cargas y 
átomos se incrementa y la velocidad media disminuye. Macroscópicamente, este 
fenómeno se cuantifica mediante la ley de Ohm, estableciéndose como factor de 
proporcionalidad entre tensión y corriente al parámetro definido como 
“resistencia”. Esta propiedad de variación de resistencia con la temperatura es la 
que se emplea como medio de cuantificar la temperatura. Admitiendo que existe 
una relación de primer orden entre resistencia y temperatura se tendrá: 
 
R = Ro (1 + α /ºC x ϴ) 
Dado que la conexión de la termo resistencia al instrumento se realiza mediante cables 
conductores, éstos añadirán una resistencia propia como todo conductor al circuito, resistencia 
que variará, inclusive, con la temperatura reinante en la zona donde se halle el cableado del 
modo: 
 
 
 
 
El valor medido por el voltimetro estará dado por V = I x (Rt + 2 Rc) 
 
 
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Con el fin de anular los efectos producidos por las resistencias indeseadas que presenta el 
cableado de conexión, se agrega una medición voltimétrica mediante un tercer cable, 
normalmente tal conexión se denomina “a tres hilos”, como se supone que en ambas ramas del 
cableado se tendrá la misma resistencia, a la medición anterior se le resta el doble de la 
tensión medida en una de dichas ramas en la que se ubica el tercer conductor, del modo: 
 
 
 
La lectura del instrumento estará dada por Vl = V1 – 2V2, con lo que la resistencia leída será Rl 
= Rc + Rt + Rc – 2Rc = Rt 
Nótese que la resistencia de la tercer rama no produce efecto alguno ya que la medición de 
tensión se realiza en forma voltimétrica, o sea, con alta impedancia. 
Tanto las termocuplas como las termo resistencias se presentan en distintos tipos de montajes 
mecánicos. 
 
HUMEDAD 
 
- SENSORES CAPACITIVOS: Consisten en capacitores cuya cubierta es permeable y 
permite el ingreso de humedad al dieléctrico, el mismo varía su capacidad con la 
humedad y, midiendo el valor de dicha capacidad se evalúa la humedad relativa. 
Cabe señalar que todos estos métodos higroscópicos son de respuesta lenta, 
generalmente luego de comenzar la medición es necesario el transcurso de varios 
minutos hasta poder realizar una medición. 
 
- SENSOR POR INFRARROJO: Es conocido el hecho de que, en presencia de niebla, las 
luces de posición rojas de los vehículos se vean atenuadas. Otro hecho es que, en 
el verano bajo temperaturas altas, el pasaje de una nube provoca una sensación de 
alivio del calor. Por otra parte, el Servicio Meteorológico nos alerta que, aunque se 
halle el cielo nublado, la acción de los rayos UV puede ser perjudicial para la salud. 
Si unimos ambos hechos podemos concluir que la presencia de humedad en la 
atmósfera constituye un factor atenuante para la zona del espectro 
correspondiente al rojo e infrarrojo mientras que no lo es tanto para el azul, violeta 
y ultravioleta. 
Este hecho es empleado, debido la facilidad de evaluar la potencia recibida por 
radiación infrarroja, por un sistema basado en un emisor de rayos IR y un detector. 
La relación entre potencia emitida y recibida es relacionada con la humedad relativa 
del medio. Cabe señalar que, a diferencia de los métodos higroscópicos, la 
indicación es instantánea. La siguiente figura muestra un higrómetro por infrarrojos. 
 
MEDICIÓN DE DENSIDAD 
 
 
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- Método de la presión diferencial: Se basa en utilizar un vaso conteniendo el líquido 
a medir con dos bocas de medición de presión, hallando la diferencia entre las 
mismas (presión diferencial) del modo midiendo la presión diferencial 
P1 – P2 = ΔP = ρ g H1 - ρ g H2 = ρ g (H1 – H2) 
Como la distancia entre los puntos de medición es conocida se puede estimar la 
densidad. Es necesario aclarar que, a los efectos de no tener que recurrir a 
instrumentos con rangos muy pequeños ni a necesitar tener una distancia entre los 
puntos extremadamente grandes, a los efectos de realizar una lectura posible, este 
método es aplicable a líquidos de densidades elevadas. 
 
ELEMENTOS FINALES DE CONTROL 
En un sistema controlado, como se mencionó anteriormente, el elemento final de control es el 
que regula a la variable manipulada, la que permitirá dosificar el ingreso de materia prima o 
energía al proceso. A continuación, se presentarán dos tipos de elementos finales de control 
mayormente empleados en los procesos industriales, las válvulas de control y los 
servomotores. 
 
- VALVULA DE CONTROL: Está constituida por un actuador neumático a través del 
diafragma, que normalmente mantiene habilitado el paso del fluido mediante la 
acción del resorte que impulsa al diafragma. En este caso, la presión del aire se 
hará por la parte inferior del cabezal (válvula normalmente abierta o “aire abre”). Si 
el resorte impulsara al diafragma en sentido opuesto, ubicándose en la parte 
superior del cabezal, estaríamos en presencia de una válvula “aire cierra“. 
Obviamente, si se tratase de una válvula que permite el paso de algún combustible 
líquido o gaseoso, sería, por razones de seguridad, absolutamente recomendable el 
empleo de un sistema de aire abre, ya que, ante la rotura de un conducto o la falta 
de presión de línea, el paso de combustible debería cerrarse. 
 
- SERVOMOTORES: Es un dispositivo similar a un motor de corriente continua que 
tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de 
operación, y mantenerse estable en dicha posición. El servomotor es un motor 
eléctrico lleva incorporado un sistema de regulación que puede ser controlado 
tanto en velocidad como en posición. Es posible modificar un servomotor para 
obtener un motor de corriente continua que, si bien ya no tiene la capacidad de 
control del servo, conserva la fuerza, velocidad y baja inercia que caracteriza a 
estos dispositivos. Es necesario aclarar el empleo del prefijo “servo”, tal prefijo 
proviene de la palabra “siervo” y lo que expresa es que tal motor genera un 
movimiento obedeciendo a la presencia de una señal de comando. Al decir 
“movimiento” se abarca la posibilidad de que la respuesta del motor sea una 
velocidad o un ángulo girado. 
 
 
Procesos de reacción de equilibrio de masas (TANQUE) 
Procesos de reacción de equilibrio de energía (HORNO) 
 
 
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Leer de la 
fotocopia 
 
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SISTEMAS DE CONTROL ON-OFF 
 
Es el método más simple de control y el más usado. Este sistema opera la variable manipulada 
al 0% y al 100% en concordancia con dos valores de la variable medida, esto significa que si se 
trata de un sistema de calentamiento, la potencia de ingreso se interrumpirá cuando se haya 
alcanzado un valor máximo de temperatura y se activara cuando se produzca un descenso de 
temperatura por debajo de un valor mínimo. Ese valor máximo se denomina “set point” y la 
diferencia con el valor mínimo constituye la “histéresis”. 
 
 
 
 
 
 
En el diagrama anterior se observa que el ingreso de potencia se interrumpe una vez que se 
alcanzó la temperatura seleccionada como “set point” y se habilita cuando es menor que el set 
point, que sería la histéresis. 
Esto también hace que los tiempos de encendido y apagadose pausen cada vez que suceda, 
afectando así la vida útil del aparato. 
También presenta el problema que al funcionar al 0 y 100 % puede dar el famoso golpe de 
ariete o que, en un sistema de energía (por ejemplo un horno) cuando se apague la llama, 
permanece un gradiente de temperatura que va a ir aumentando, pasando así el máximo 
admisible. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sistema de control proporcional, integral y derivativo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El error de off-set aparece cuando existe una diferencia entre el valor seteado y el obtenido. 
 
 
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Dónde: 
- Hr representa el valor deseado 
- Qi es el caudal de ingreso y Qo el de salida 
- K es la ganancia 
- C es la capacitancia 
- R la resistencia 
- . 
 
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También se aplica a un sistema de energía: 
 
 
Dónde: 
 
 
 
 
 
 
 
El sistema reaccionara ante la variación de medida en función de la banda proporcional que 
tenga fijada intentando equilibrar de nuevo el proceso, pero la situación de estabilización no es 
la misma por lo que la temperatura es algo diferente a la prevista. (Error de offset). 
A menor banda proporcional, mayor ganancia, así se comete menor error de off set pero el 
sistema se hace oscilatorio. Si busco menos oscilaciones, tendría que aumentar la banda 
proporcional haciendo que disminuya K y aumente mi error de offset. 
Entonces, si coloco un controlador proporcional, siempre voy a tener un offset, para reducirlo 
tengo que disminuir la banda proporcional ocasionando oscilaciones. 
En realidad el problema de control reside en el hecho de que para un error fijo (offset) da una 
salida fija. Así que teniendo una situación de error la válvula no varía y no se podrá corregir 
dicho error. 
 
 
Para este caso se necesita un controlador que varié esa salida, a ese concepto se le llama 
“control integral” (Es el error acumulado a lo largo del tiempo, la acción integral dará una salida 
que dependa del tiempo integral). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Teniendo en cuenta que la acción integral actúa con retardo respecto a la proporcional, se 
define como el tiempo que necesita la acción integral para igualar a la proporcional. 
Desde un punto de vista, la acción integral corrige el offset siempre, dependiendo del tiempo 
integral, lo cual la hará más o menos acelerada. 
Mucha acción integral ------ >Ti corto. 
 
Poca acción integral -------- >Ti largo. 
 
Si colocamos en el controlador una banda proporcional ancha y tenemos poca acción integral, 
el control el lento y estable. Reducimos lentamente la banda hasta que comience a oscilar la 
salida de forma permanente. Decimos que esta banda a la cual el proceso empieza a oscilar se 
le denomina banda proporcional límite. La aumentamos un poco y dejamos que se estabilice el 
proceso. Disminuimos Ti y adoptamos distintos puntos de consigna. Se van analizando las rtas. 
Al darle más acción integral, el proceso se hace más oscilante. Reajustamos los valores por 
tanteo de la banda y Ti con el objetivo de que la salida no oscile. Esta operación será necesario 
repetirla tantas veces como deseemos para conseguir resultados óptimos. 
Con la acción derivativa, se busca la rapidez del controlador. Se manifiesta cuando hay un 
cambio en el valor absoluto del error; (si el error es constante, solamente actúan los modos 
proporcional e integral). El error es la desviación existente entre el punto de medida y el valor 
consigna, o "Set Point". 
La función de la acción derivativa es mantener el error al mínimo corrigiéndolo 
proporcionalmente con la misma velocidad que se produce; de esta manera evita que el error 
se incremente. 
Se deriva con respecto al tiempo y se multiplica por una constante Kd y luego se suma a las 
señales anteriores (P+I). Es importante adaptar la respuesta de control a los cambios en el 
sistema ya que una mayor derivativa corresponde a un cambio más rápido y el controlador 
puede responder acordemente. 
El control derivativo se caracteriza por el tiempo de acción derivada en minutos de anticipo. La 
acción derivada es adecuada cuando hay retraso entre el movimiento de la válvula de control y 
su repercusión a la variable controlada. 
Cuando el tiempo de acción derivada es grande, hay inestabilidad en el proceso. Cuando el 
tiempo de acción derivada es pequeño la variable oscila demasiado con relación al punto de 
consigna. Suele ser poco utilizada debido a la sensibilidad al ruido que manifiesta y a las 
complicaciones que ello conlleva. 
El tiempo óptimo de acción derivativa es el que retorna la variable al punto de consigna con las 
mínimas oscilaciones 
Ejemplo: Corrige la posición de la válvula (elemento final de control) proporcionalmente a la 
velocidad de cambio de la variable controlada. 
El objetivo de los ajustes de los parámetros PID es lograr que el bucle de control corrija 
eficazmente y en el mínimo tiempo los efectos de las perturbaciones; se tiene que lograr la 
mínima integral de error. 
 
 
 
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