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Los métodos de control doble son sistemas que pueden controlar o impactar la salida del sistema de dos maneras diferentes. Se clasifican en dos tipos principales conocidos como los tipos interno y externo.
Instalaciones como las plantas de energía que producen energía necesaria para una región requieren instrumentos de medición muy precisos y exactos para controlar la temperatura, la presión, la velocidad y el nivel de manera segura.
Los entornos industriales también necesitan sistemas de control precisos y confiables para optimizar procesos importantes mientras se mantienen condiciones de operación seguras. Muchos procesos de control del sistema tienen bucles de retroalimentación que permiten que un sistema se controle a sí mismo en función de la salida de ese sistema.
El tipo externo de sistema depende de la retroalimentación de una fuente externa para realizar ajustes, mientras que el método de control interno se basa en la retroalimentación derivada del propio sistema. Los métodos de control doble internos requieren una entrada adicional para realizar ajustes basados en influencias externas.
Otra forma de verlo es que el sistema externo obtiene retroalimentación de una fuente externa, mientras que el sistema interno confía en su retroalimentación para fines de control. El sistema interno también se puede denominar sistema de control de bucle cerrado, mientras que el externo es un sistema de bucle abierto.
Otra forma de categorizar los métodos de control doble es observar el propósito del sistema. Si el objetivo principal es regular una condición ambiental y mantenerla en un nivel óptimo, entonces es un sistema de control interno. Si las influencias externas y las perturbaciones internas se mantienen dentro de límites aceptables, estará bajo el método de control interno.
Saber a qué tipo se hace referencia se vuelve más fácil al distinguir entre las características. Para un sistema de control interno, las políticas se ajustan en función del rendimiento del programa. En el caso de un sistema de control externo, las políticas deben ajustarse en función del entorno y las influencias externas.
Las funciones y características de los métodos de control doble varían según el propósito previsto, pero generalmente tienen algunas características comunes. Incluyen:
Al aplicar métodos de control doble, utilizar el tipo correcto de controlador es crucial para satisfacer los requisitos de la aplicación, los procesos o las necesidades específicas. Algunas aplicaciones comunes para el método de control doble incluyen;
Al elegir un método de control doble para una aplicación, los compradores consideran aspectos como la complejidad del sistema, la facilidad de implementación, los objetivos de control y la flexibilidad. Aquí hay algunos de ellos:
Complejidad del sistema
Es importante comprender la complejidad del sistema que necesita ser controlado. Los métodos de control doble son preferibles. Por ejemplo, los controladores PID pueden ser más adecuados para sistemas complejos con características no lineales, mientras que métodos más simples como el control de encendido y apagado podrían ser suficientes para sistemas menos complicados.
Objetivos de control y requisitos de aplicación
La elección entre los métodos de control depende de los objetivos de control, como el seguimiento del punto de ajuste, el rechazo de perturbaciones y la estabilidad del sistema de control. También es necesario considerar requisitos como el tiempo de respuesta del sistema de control, las xs de la gráfica de Bode y la relación de amortiguamiento. Para aplicaciones con estrictos requisitos de control, técnicas como el control predictivo de modelos (MPC) pueden ser necesarias para lograr el rendimiento deseado. Por el contrario, métodos más simples podrían ser suficientes para aplicaciones menos exigentes.
Observabilidad y capacidad de medición del sistema
Los compradores deben saber si todas las variables necesarias para el control y la monitorización del sistema son medibles. De no ser así, deberán implementar métodos de control para variables no medibles o técnicas de estimación de estados como el filtrado de Kalman para estimar los estados no medidos.
Implementación y mantenimiento
Se debe evaluar el esfuerzo de ingeniería necesario para implementar y mantener el sistema de control. Los métodos simples son más fáciles de implementar y mantener, mientras que las técnicas avanzadas pueden requerir más recursos para su implementación y soporte.
Flexibilidad y adaptabilidad
Los sistemas que requieren cambios frecuentes en la estrategia de control o los parámetros exigen métodos de control más flexibles y adaptables. Por el contrario, aquellos con condiciones de operación estables pueden utilizar estrategias de control fijas.
Costo y recursos
Se deben evaluar los costos y recursos necesarios para implementar y operar el sistema de control. Las estructuras de control simples son rentables, mientras que los métodos avanzados pueden requerir una inversión adicional en hardware y software.
P1: ¿Cuántos métodos de control se requieren para operar una planta utilizando el método doble?
A1: El método doble de control utiliza dos metodologías, cada una empleando medidas regulatorias distintas como se describe en A1. El Sistema Integrado de Control Regulatorio (IRCS) y el Sistema de Control Supervisorio y Adquisición de Datos (SCADA) se combinan en uno; los controles operativos están ubicados físicamente en la unidad de planta donde se instala el equipo controlado. Las estaciones de operador se pueden utilizar tanto para monitorear como para controlar las operaciones de la planta.
P2: ¿Cuál es la necesidad de los métodos de control doble?
A2: El método de control doble se utiliza para reducir el factor de riesgo y mejorar la seguridad operativa. Se utiliza cuando un solo método de control puede ser inadecuado para realizar una operación debido a preocupaciones lógicas, lo que implica que se necesita una salvaguardia adicional para evitar un accidente o incidente.
P3: ¿Cómo funcionan los métodos de control hidráulico?
A3: Los métodos de control del sistema hidráulico utilizan líquidos con poca compresibilidad para transmitir potencia, lo que significa que el fluido hidráulico se bombea a través del sistema para accionar dispositivos controlados a través de fluido presurizado. Las características de los fluidos hidráulicos determinan en gran medida el rendimiento del sistema. Los líquidos tienen una resistencia significativa al cizallamiento, lo que los hace menos móviles que los gases.