1 UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA ELECTRÓNICA LABORATORIO DE CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
ELT 3880 INSTRUMENTACION INSTRUMENTACION LABORATORIO No 7 MEDICIÓN DE PRESIÓN, NIVEL, CAUDAL, Y TEMPERATURA CONTROLADOR DIGITAL UNIVERSAL UDC 2000, E5CK y N3000
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7.1. OBJETIVOS -
Transmitir las señales estándares de 4 a 20mA, 0 a 10V y 1 a 5V, provenientes de sensores de presión, nivel, caudal y temperatura, a los controladores universales UDC 2000, E5CK y N3000 para la indicación remota. - Aplicar los generadores de corriente y voltaje (4 a 20mA y 0 a 10V), para la verificación de la linealidad de los transmisores e indicadores de nivel, caudal, presión y temperatura. - Ajustar la escala y el hardware de los controladores UDC 2000, E5CK y N3000 para la medición de diferentes tipos de variables de proceso y verificar la linealización correspondiente.
7.2. FUNDAMENTO TEORICO. El controlador digital universal UDC 2000 Mini-Pro es uno de los controladores de la familia Honeywell, con el se puede controlar y medir las variables de temperatura, presión, nivel, caudal y otras. Con la ayuda de un transmisor, se convierte la variable del proceso en la señal estándar de 4 a 20 mA ó de 0 a 10 V de corriente continua, la misma puede enviarse al controlador para realizar la medición o el control.
Debido a las características técnicas del controlador que se tiene en el laboratorio solamente se puede realizar el control ON OFF y la medición de cualquier variable. La medición se realiza conectando las señales estándares a los bornes 8 y 7 como se aprecia en la siguiente figura:
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Inicialmente se debe modificar los dip switches del controlador de acuerdo con su catálogo, para las señales de corriente y tensión. Posteriormente, mediante software se debe modificar los límites máximos y mínimos de la variable a ser medida. Asimismo, se puede realizar el control de la variable del proceso mediante la utilización de los algoritmos de control: El controlador UDC 2000 puede ser configurado para: ON/OFF, PID-A, PD+MR o algoritmo de control de posición de tres pasos, uno de los mas utilizados es el PID-A. Mayor información obtener de www.honeywell.com. El controlador universal E5CK de OMRON tiene muchas facilidades de control, puede realizar el control PID y fuzzy:
Sus bornes de conexión son:
La conexión de los diferentes sensores y el ajuste del jumper-switch es:
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Mayor información se obtiene en la página web: www.omron247.com/Industrial-utomation/Store El controlador universal N3000 de NOVUS tiene muchas facilidades de control, puede realizar el control PID:
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Mayor información se obtiene en la página web: www.novusautomation.com.
7.3. DESARROLLO. 1.- Modifique los dip switches del controlador UDC 2000, modelo DC200E-2-000-10000-0, del E5CK-AA1-500 y del N3000 para medir señales de corriente continua de 4 a 20 mA.. 2.- Un proceso de medición continua de nivel utiliza un medidor ultrasónico, el nivel es de 0 a 155cm, para la transmisión de la señal utiliza un transmisor que convierte la variable de nivel en la señal estándar de 4 a 20 mA. Utilice los controladores UDC 2000, modelo DC200E-2-000-10000-0, del E5CK-AA1-500 y del N3000, para la medición del nivel en la escala de centímetros y milímetros 3.- En una tubería de SELA, se requiere realizar la medición de caudal en forma remota, para este propósito se tiene un medidor de turbina que genera directamente la señal de 4 a 20 mA. El caudal máximo llega a 500 m3/h. Utilice los controladores UDC 2000, DC200E-2-000-10000-0, del E5CKAA1-500 y del N3000, para la medición de caudal en las escala solicitada.. 4.- Modificar los dip switches del controlador UDC 2000, modelo DC200E-2-000-10000-0 y del E5CK-AA1-500, para medir valores de voltaje continuo de 0 a 10V.c.c. y 1 a 5V.c.c. 5.- Un compresor de aire que trabaja con valores de 0 a 10Bar, para la medición de presión se utiliza el medidor de presión digital SMC ISE 40, el cual tiene un transmisor de medida incorporado y genera la señal de voltaje de 1 a 5Vc.c., con la ayuda del controlador UDC 2000 o E5CK-AA1-500 o N3000, realice la medición remota en la sala de mando. 6.- En un proceso se mide temperatura de 0 a 200ºC, para la indicación remota se utiliza un transmisor de temperatura de 0 a 10V.c.c. Utilice los controladores UDC 2000, modelo DC200E-2000-10000-0, del E5CK-AA1-500 y del N3000, para la medición de la temperatura en la escala de grados C y con una precisión de dos decimales. Utilice los generadores de voltaje y corriente del laboratorio para generar las señales estándar. Asimismo, realice en todos los casos una tabla señal de corriente o de voltaje Vs la variable medida. Corriente (mA) 4 5 6 Hasta 20
Nivel (m)
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Voltaje (V) 0 1 2 Hasta 10
Caudal (m /h)
Voltaje (V) 1 1,5 2 Hasta 5
Presión (Bar)
Todos los procesos mencionados pueden realizar la medición y el control de las variables de temperatura, presión, caudal, nivel, velocidad; utilizando el siguiente diagrama P&ID:
PROCESO
XT
XCI
XZ
X = Variable de presión, temperatura, caudal y otros.
7.4. CUESTIONARIO 1.- Investigar como se aplica el controlador universal UDC 2000, el E5CK y el N3000 para el control de procesos utilizando los algoritmos PID. 2.- Dibuje un diagrama de bloques para realizar el control de caudal mediante el controlador universal E5CK. 3.- Que otras aplicaciones se pueden realizar con los controladores universales en general. 4.- Que ventajas tienen los controladores universales que manejan algoritmos tipo Fuzzy frente a los que manejan solo algoritmos PID.
7.5.CONCLUSIONES. Indique las conclusiones del laboratorio realizado.
BIBLIOGRAFIA _____________________________________________________________________________________________ LABORATORIO DE CONTROL E INSTRUMENTACION
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[1] UDC2000 Mini-Pro UNIVERSAL DIGITAL CONTROLLER Product Manual 51-52-25-14ª HONEYWELL [2] Antonio Creus INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL, séptima edición, Marcombo Alfaomega 2005 [3] CONTROLADOR DE TEMPERATURA, E5CK, MANUAL DE OPERACIÓN, OMRON
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