Sistemas de control

1. Practica 3
Control de presión (Introducción)
Vega Galicia Bertha Isabel
CONTENIDO
I. Objetivos.
II. Material.
III. Desarrollo dela Práctica.
IV. Hoja de resultados.

2. Objetivos
Al concluir la práctica el alumno conocerá cada elemento del módulo controlador G35,
y será capaz de alambrarlo correctamente. Se familiarizará con el uso de los
transductores de presión y sus características.
Material
1 Fuente PS1/EV.
1 Módulo de Presión TY35/EV y Controlador G35.
1 Multímetro.
1 Juego de cables para conexión.
1 Cable de conexión DIN7.
3 Cables de alimentación.
1 Juego. de puntas para multímetro.
Desarrollo de la practica
Para el desarrollo de la práctica se utilizará un sistema que consta de dos módulos, el
módulo G35 y el módulo TY35 (ver figura 1).
Instalación

3. - Conecte y encienda la fuente, ajustando al mínimo (cero) el valor de la corriente,
haga un pequeño giro, hasta que se encienda el indicador de CV
- Ajuste el voltaje a +24 Volts. APAGUE LA FUENTE.
- Conecte los voltajes de polarización en los bornes correspondientes del módulo G35.
- Conecte la salida del Set Point (borne 2) con la entrada “Set Point Input” (borne 3)
del bloque “Error Amplifier” y la salida del bloque “Conditioner” (borne 21) con la
entrada “Feedback Input” (borne 4) del bloque “Error Amplifier”.
- Finalmente conecte la salida del bloque “PID Controller” (borne 13) a la entrada del
bloque “Proportional Valve Power Amplifier” (borne 14).
- Alambre del módulo controlador G35 al módulo TY35, sin conectar este último a la
línea, de la siguiente manera:
Prop Valve: Positivo -> Positivo (borne rojo)
Negativo -> Negativo (borne negro)
PPT -> Pressure Transducer (utilice el cable de conexión DIN 7)
- Coloque la perilla “Pressure Set Point” en su valor mínimo, al igual que la perilla
“Proportional Action”.
- Encienda la fuente PS1/EV. Si el voltaje de +24 decrece, gire la perilla de corriente,
hasta que encienda el indicador de CV
- Conecte la unidad TY35 a la línea, verificando que la válvula auxiliar esté cerrada.
Nota. Si la presión indicada en el manómetro aumenta, desconecte la unidad TY35/EV
de la línea y accione (abra) la válvula auxiliar. Revise sus conexiones
- Conecte el multímetro en la salida del bloque “Piezoresistive Pressure Transducer”
(borne 21 y tierra). Gire la perilla “Pressure Set Point” hasta que el manómetro de la
unidad TY35/EV registre los valores de presión indicados en la tabla 1. Anote el valor
de voltaje correspondiente registrado por el multímetro. Simultaneamente anote los
valores del Set Point (borne 2).
P [Bar] P [kPa] Voltaje de
entrada
[V]
Voltaje de
salida [V]
0 0 0.01 0.022
0.2 20 1.029 0.541
0.4 40 1.9 1.44
0.6 60 2.61 2.2
0.8 80 3.32 2.81
1 100 4.16 3.65

4. 1.2 120 4.84 4.33
1.4 140 5.64 5.1
1.6 160 6.43 5.92
1.8 180 7.17 6.64
2 200 7.95 7.4
Tabla 1
- Al término de la práctica regrese la perilla “Pressure Set Point” a su valor mínimo y
cuando la presión llegue a cero, desconecte la unidad TY35/EV. Por último apague la
fuente PS1/EV.
Hoja de resultados
1. ¿Cuál es el objetivo de la práctica?
Conocer cada elemento del módulo controlador G35, además de alambrarlo
correctamente. Igualmente se pretende la familiarización con el uso de los
transductores de presión y sus características.
2. ¿Cuáles son las principales unidades de medida de la presión?
Pascal.
Bar.
Kilogramo-fuerza por centimetro cuadrado(kgf/cm2).
Atmosfera técnica.
Metro de columna de agua.
Milimetros de mercurio.
3. ¿Qué diferencia existe entre la presión absoluta, la relativa y la diferencial?
Presión absoluta (Pabs): Es la presión en un punto determinado del sistema ya que se
mide con respecto a una presión igual a cero.
Presión relativa (Prel): Es la diferencia entre la presión absoluta de un sistema y la
presión atmosférica. La lectura de un manómetro puede ser positiva o negativa.
Presión diferencial: es la presión que mide la diferencia entre dos presiones A- B, la
presión relativa son ejemplos de presión difencial cuando la presión b es igual a la
presión atmosférica local.
4. ¿ Qué es un diafragma y cuál es su función?
5. ¿Indique brevemente los principales tipos de transductores usados para medir la
presión?

5. Extensómetro
El tipo más común de transductor de presión se basa en un extensómetro. Un
diafragma sujeta un conductor dispuesto en un patrón de zigzag. Cuando el diafragma
se mueve en respuesta a un cambio de presión, la longitud del conductor cambia y
también lo hace su resistencia. El conductor forma parte de un puente de resistencia,
donde los cambios en su resistencia causan un cambio correspondiente en el voltaje a
través del puente. Un amplificadorproduce la señal remota proporcional al voltaje.
Capacidad variable
Los transductores de presión que utilizan una capacitancia variable como método de
medición también tienen un diafragma que se mueve cuando cambia la presión. En
lugar de estirar un resistor, el movimiento del diafragma cambia la distancia a
unaplaca conductora. A medida que aumenta la presión, el diafragma se mueve más
cerca de la placa, cambiando la capacitancia del arreglo. Un circuito eléctrico produce
un voltaje proporcional a los cambios en la capacitancia y un amplificador envía la
tensión de forma remota.
Piezoeléctrico
El tercer tipo de transductor de presión utiliza un cristal piezoeléctrico para generar
una señal cuando la presión cambia. Los cristales de cuarzo son utilizados por lo
general y generan una carga cuando se colocan bajo tensión. Cuando la presión
aumenta, el diafragma empuja una pequeña varilla que presiona el cristal de cuarzo
contra una base masiva. El cristal de cuarzo produce una carga y
un amplificador convierte la carga en una señal remota.
Contacto con el material medido
Los diferentes tipos de transductores de presión utilizan diferentes estrategias para
interactuar con el material que está siendo medido, ya que éstos pueden ser
corrosivos o incompatibles con el material del diafragma o el sensor. En algunos tipos,
el material a ser medido entra en un fuelle que empuja sobre un diafragma. En otros
tipos, el material entra en una cápsula que se expande y empuja sobre un diafragma. A
veces, el fuelle o cápsulas se llenan con líquido para aislar el material del sensor y se
puede lograr el mismo efecto mediante el uso de un tubo lleno de líquido para
transmitir la presión al sensor.
Señal de salida
El propósito del transductor de presión es generar una señal que los operadores
puedan leer de forma remota o para que puedan controlar las válvulas y otros
equipos. Se utilizan comúnmente tres tipos de señal. Algunos transductores de
presión generan señales en el rango de los milivoltios, algunas en el intervalo de
varios voltios y algunos en miliamperios. Dependiendo de la señal que requiere la
aplicación, de la distancia de transmisión y de la precisión, los amplificadores en los
transductores de presión generan el tipo apropiado de señal.

6. 6. Con los valores obtenidos en la tabla 1 realice las gráficas de presión contra voltaje
de entrada y la de voltaje de salida contra voltaje de entrada.
y = 0.2572x - 0.0537
R² = 0.9989
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 2 4 6 8 10
Presión[Bar]
Voltaje de entrada [V]
Presión vs Voltaje de entrada
y = 3.7294x - 0.0882
R² = 0.9993
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Voltajedesalida[V]
P [Bar]
Voltaje de salida vs Presión

7. 7. ¿Son lineales las gráficas de la pregunta anterior ?
Si lo son, siendo casi la representación de la función identidad.
8. ¿Cómo debe ser la respuesta de cualquier transductor ?
La respuesta debe ser en un tiempo mínimo ante cualquier cambio de la variable.
9. ¿Cómo es la caracteristica entrada/salida?
Idealmente la relación de la señal de entrada/salida debe ser lineal, exactamente
proporcional.
10. Anote sus conclusiones
y = 0.959x - 0.2873
R² = 0.9977
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 2 4 6 8 10
Voltajedesalida[V]
Voltaje de entrada [V]
Voltaje de salida VS Voltaje de entrada