Control automático de procesos industriales
Instrumentación y automatización en la industria - Control PID
Control automático de procesos industriales Simulación y análisis de Control automático de procesos industriales

Simulación y análisis de control automático de
procesos industriales y sistemas controlados


Respuesta temporal y Respuesta frecuencial

Programa didáctico.  Prácticas interactivas de simulación y análisis con PC.

Regulación y Control PID. Instrumentación y automatización en la industria.
Se obtienen las respuestas temporal y frecuencial del proceso o sistema.


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http://www.alfredoroca.com
Para Windows 2K / Me / XP / Vista / 7 / 8 / 8.1  (32 o 64 bits)
Plataformas para ControlP
Características / Prestaciones

Se simulan procesos en realimentación simple Control simple, en control en cascada Control en cascada y en control en adelanto (feedforward) Control en adelanto.
Para cada uno de estos procesos el programa facilita el diagrama de bloques de un sistema preconfigurado y totalmente operativo (con valores por defecto), ya que no precisa de configuración inicial.

Respuesta temporal
El usuario configura la instrumentación y los componentes de un proceso o
sistema controlado,
sobre los diagramas de bloques preconfigurados
que se facilitan, y el programa muestra la Respuesta temporal. Respuesta temporal simple Respuesta temporal adelanto
Respuesta frecuencial
También se obtiene la Respuesta frecuencial, tanto en lazo abierto como en lazo cerrado (diagramas Real, de Bode Diagrama de Bode, de Nyquist Diagrama de Nyquist y de Black Diagrama de Black, en modo individual o agrupados en una sola pantalla Todos). Pico de resonancia

¡Nunca se precisa efectuar ningún tipo de programación ni de diseño gráfico!

Todo está siempre prediseñado, preconfigurado y operativo. Preparado para que el usuario defina, simule y ensaye su propio proceso o sistema controlado.

Asimismo, pueden simularse los componentes o elementos básicos que forman los bloques de los procesos y sistemas controlados.

El programa –software simulador– es amigable, intuitivo y de manejo muy sencillo.
No precisa instalación; el ejecutable es autosuficiente en un entorno Windows.
No se precisa aprendizaje.
Los menús son intuitivos, muy explícitos y fáciles de usar. Menú Frecuencial Menú Temporal Menú Cambios Menú Misceláneos


Configuración o diseño de un sistema

El usuario puede componer, configurar o modificar el sistema, de manera muy sencilla en dos simples pasos, mediante los cuadros de diálogo desplegables del diagrama de bloques:

1)   Asignar a cada bloque que forma el sistema (controladores, válvula de control,
    procesos, medidores, perturbaciones, compensación) el tipo de componente
     de instrumentación o de proceso que le corresponda Asignación de componentes. Por ejemplo:
Controladores: P / P+I / P+D / P+I+D / I.
Válvula: lineal / isoporcentual / retardo de 1er.|2do. orden.
Procesos: ganancia / retardo de 1er.|2do. orden / integrador / tiempo muerto.
Medidores: lineal / cuadrático / retardo de 1er.|2do. orden / tiempo muerto.
Perturbaciones: ganancia / retardo de 1er.|2do. orden / tiempo muerto.
Compensación: lineal / derivativo / anticipativo / adelanto-retardo / controlador P+D.
2)   Definir el valor de los parámetros que caracterizan a cada componente
     seleccionado en el paso anterior Asignación de valores, tales como:
ganancia G –banda proporcional, BP–, tiempo integral Ti –rpm–, tiempo derivativo Td,
tiempo de integración, ganancia K de los componentes, "rangeability" de la válvula,
constante de tiempo, factor de amortiguación, tiempo muerto, tiempo de espera,
cambio del punto de consigna, cambio de carga en el proceso, decalaje (valor de base, bias, offset), valor de referencia, tiempo de adelanto, elevac./supres. de cero, etc.

Más abajo se indican los tipos de componentes o elementos básicos de proceso y de instrumentación disponibles para su estudio de manera individual e independiente.

Ver muestras de pantalla (Screen Shots)
Ver un resumen
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Estudio de la Respuesta temporal

ControlP permite el estudio de la respuesta del sistema frente a perturbaciones, ya sean debidas a cambios en el punto de consigna (set point), cambios de carga en el proceso o cambios introducidos en los parámetros de los componentes del sistema (tales como ganancia, tiempo integral y derivativo, constante de tiempo, factor de amortiguación, tiempo muerto, etc.) Respuesta temporal adelanto Relación de componentes.

Puede ejecutarse en modo de presentación inmediata o avanzando manualmente en modo paso a paso Respuesta Paso a paso (con indicación numérica de los valores instantáneos y/o finales de las variables).

Los cambios en las perturbaciones (punto de consigna y cambios de carga) pueden generarse en escalón de cualquier magnitud o bien de acuerdo con un patrón de rampas programables Rampas programables definidas por tramos por el usuario; lo que permite observar el comportamiento del sistema frente a este tipo de perturbaciones según distintas formas (rampas, diente de sierra, triangular, trapecio, pulso, impulso).

Ajuste y sintonización de los controladores: Pueden ajustarse sus parámetros (ganancia G –BP–, tiempo integral Ti –rpm–, tiempo derivativo Td y consignas) Controlador
y observar los efectos producidos en el comportamiento y en la estabilidad del sistema, con el fin de tratar de optimizar la Respuesta temporal (decaimiento de las oscilaciones y su periodo –frecuencia–, tiempo de establecimiento, rebasamientos –sobreimpulsos o picos–, etc.) Estabilidad Estabilidad.
Para ello, el análisis de la Respuesta frecuencial suele ser de gran ayuda.


Estudio de la Respuesta frecuencial

Se obtiene la Respuesta frecuencial, tanto en lazo abierto como en lazo cerrado (diagramas Real, de Bode Diagrama de Bode, de Nyquist Diagrama de Nyquist y de Black Diagrama de Black, en modo individual o agrupados en una sola pantalla Todos). Pico de resonancia

Permite la búsqueda automática de las frecuencias crítica Búsqueda de frecuencias, de cruce de ganancia y de pico de resonancia Búsqueda de picos (véase el párrafo siguiente), facilitando así el cálculo de los márgenes de ganancia y de fase, y el conocimiento del grado de estabilidad del sistema y de su posible manipulación, a efectos de optimizar su comportamiento.

Asimismo, permite hallar los valores del módulo, ganancia y ángulo de fase para una frecuencia cualquiera, incluyendo las frecuencias especiales citadas en el párrafo anterior. En todos los casos, efectúa la correspondiente marca de situación de la frecuencia sobre el gráfico, con indicación de los valores numéricos Valores numéricos que le corresponden (frecuencia, módulo, ganancia y ángulo de fase), todo en distintos tipos de unidades.

Y viceversa, puede hallarse la frecuencia correspondiente a cualquier valor de módulo, ganancia Búsqueda de frecuencia o ángulo de fase Búsqueda de frecuencia, clicando sobre el punto de interés en cualquiera de los diagramas de respuesta frecuencial, mostrándose también la correspondiente marca de situación e indicación de sus valores numéricos.


Entorno de trabajo

Pueden modificarse los parámetros del entorno de trabajo, tales como: la duración de la Respuesta temporal (en tiempo simulado* en el gráfico); el punto de consigna; la amplitud, la forma, el punto de entrada y el momento de aparición de las perturbaciones; la frecuencia de muestreo (FM) Frecuencia de muestreo; los márgenes de las escalas de módulo, ganancia y ángulo de fase; el tipo de unidades y los límites de las escalas de frecuencia (inicial y final). Límites de las escalas
(*) La duración en tiempo real (de usuario) de la ejecución gráfica de las respuestas (temporales y frecuenciales) suele ser del orden de 1 segundo o menor.

Asimismo, pueden modificarse el tipo de diagramas, la representación de variables intermedias, la superposición de distintas respuestas consecutivas, la ejecución de la Respuesta temporal en modo de presentación inmediata o avanzando manualmente en modo paso a paso Respuesta Paso a paso (con indicación numérica de los valores instantáneos y/o finales de las variables), el análisis y el modo de ejecución de la Respuesta frecuencial en lazo abierto o en lazo cerrado, la configuración de las rampas programables Rampas programables, etc. Relación de componentes del sistema

Puede solicitarse el despliegue de numerosos cuadros o paneles informativos y de cuadros de opciones, ya sean contextuales o desde menús.
Ejemplos:
   • Info sobre la frecuencia de muestreo (FM) Frecuencia de muestreo
   • Info sobre las condiciones iniciales de un sistema Condiciones iniciales
   • Más info sobre condiciones iniciales de un sistema Más info sobre condiciones iniciales
   • Info sobre límites de las escalas en análisis frecuencial Info límites de las escalas
   • Info sobre ejecución de marcas mediante el ratón Marcas mediante ratón
   • Configuración de preferencias en el entorno de trabajo Preferencias
   • Selección de los modos de respuesta Modos de las respuestas
   • Menú general de opciones Menú general
   • Cuadro informativo sobre navegación por teclado Info navegación por teclado
   • Menú permanente alternativo para teclado y ratón Menú de teclado
   • Opciones del menú "Misceláneos" (ejemplo) Misceláneos

La configuración actual o vigente de un sistema puede ser guardada en disco Guardar/Recuperar (o en un pendrive o disco duro externo) para su posterior recuperación (en un pequeño fichero que puede ser copiado y pegado o transmitido a otro PC).

Pueden imprimirse los gráficos obtenidos en pantalla (en colores) junto con un listado de los datos de configuración del sistema (componentes y sus parámetros). Imprimir


Componentes o elementos básicos

El programa también simula y permite el estudio y análisis, de manera individual e independiente, de los siguientes componentes o elementos básicos:

    • Ganancia  • Retardo de primer orden  • Retardo de segundo orden  • Tiempo muerto
    • Adelanto-retardo (lead-lag)  • Anticipativo  • Derivativo  • Controladores PID.

De cada componente se obtiene la Respuesta temporal frente a señales de entrada en forma de impulso, escalón o rampa (de magnitud y duración ajustables) Constantes de Componentes Básicos, así como la Respuesta frecuencial (diagramas Real, de Bode, de Nyquist y de Black).

Importante
Este programa permite analizar, ejecutar y resolver muchos de los
ejemplos, ejercicios y problemas planteados en libros y tratados sobre
Teoría de control automático de procesos
y sistemas controlados


Está disponible para descarga una "Guía de manejo del programa" (ver más abajo).
El programa es muy amigable e intuitivo, y apenas se precisa ayuda para su manejo; los menús son muy explícitos y fáciles de usar. No obstante, se dispone de ayuda contextual y desde menús.

ControlP integra en su Menú la calculadora técnico-científica ABACUS.
ABACUS también está disponible como aplicación independiente (ver un resumen más abajo).
Es gratuito.

ControlP         Versión 9.16.7
Descarga del fichero de instalación
Para Windows Me / 2K / XP / Vista / 7 / 8 / 8.1   (32 o 64 bits)
Instalación Nombre del fichero Tamaño (Ver Notas)
Manual FicherosControlP.zip  788 KB Descargar
Automática InstalaControlP.exe  836 KB Descargar
  Instalación manual:
1.- Descargar el archivo "FicherosControlP.zip" en cualquier carpeta, p. ej.:
        C:\Archivos de programa\ControlP\
2.- Desempaquetarlo con doble clic y ya puede ejecutarse el programa (ControlP.exe).

También puede instalarse en un pendrive (memoria-lápiz conexión USB) o en un
disco duro externo (es portable).

  Instalación automática:
1.- Descargar el fichero "InstalaControlP.exe" en cualquier carpeta, p. ej.:
        C:\Archivos de programa\ControlP\
2.- Ejecutarlo con doble clic y seguir las instrucciones en pantalla (es portable).

También puede instalarse directamente desde Internet, eligiendo la opción "Ejecutar",
ya sea en el disco duro del PC o bien en un disco duro externo o en un pendrive.

Nota de interés para instalación en Windows Vista: Leer
Notas:

Se ha verificado que estos ficheros están exentos de virus, troyanos, gusanos, etc.
[Mediante ESET Smart Security™ 8 (ESET NOD32 Antivirus), actualizado permanentemente].

Requisitos de instalación:
PC con Windows (cualquier versión): Me / 2K / XP / Vista / 7 / 8 / 8.1  (32 o 64 bits).
Resolución mínima de pantalla: 1024x768 píxels (sin límite máximo).
Requiere unos 2,5 MB de espacio libre en disco (o pendrive o disco duro externo).
La cantidad de memoria RAM es irrelevante.

La instalación automática se efectúa en escasos segundos. Es la implantación del fichero ejecutable, ControlP.exe, y de pequeños ficheros de opciones de configuación (no son imprescindibles, aunque convenientes).

El pequeño tamaño del fichero de instalación y del fichero ejecutable ControlP.exe no debería confundir: El programa está altamente optimizado (código assembler); de lo contrario, ocuparía muchos MB. Por la misma razón, es muy rápido en completar la presentación de sus respuestas gráficas (del orden de 1 segundo o menos).

Se recomienda leer el fichero "Leame.txt", en la carpeta de instalación del programa, y en especial las "Notas" que en él se incluyen con relación al fichero "Preferen.cfg". Info

El programa y esta misma página Web están exentos de incordios e impertinencias, tales como tener que registrarse, ventanas emergentes (pop-ups), correo no solicitado (spam), cookies, publicidad, nags, banners, spyware, malware, adware, bloatware, etc.

En la instalación del programa ControlP, no se modifica ni se añade o suprime ningún fichero de la carpeta \Windows ni de sus subcarpetas.

Salvo en la instalación automática, en que es introducida en el Registro la información mínima necesaria para la desinstalación automática del programa desde el Panel de control de Windows (dicha información es entonces eliminada).

No obstante, en la carpeta del programa existe el fichero “uninstall.exe” para efectuar la desinstalación también automática, equivalente a la del Panel de control de Windows.

Si se ha efectuado la instalación con la opción “Manual”, basta con eliminar la carpeta del programa.

Todos los ficheros residen en la carpeta de instalación. Cuando el programa se desinstala no deja ningún rastro ni ningún tipo de "basura".

Fechas última actualización:
Ficheros del programa: 28 julio 2015
Esta página Web: 28 julio 2015

Ver muestras de pantalla (Screen Shots)




Libro de teoría básica con prácticas interactivas
de control automático de procesos
Portada del libro
Libro 'Control automático de procesos industriales' Clic sobre la imagen para agrandarla
Tamaño real: 17 x 24 x 3,4 cm
Páginas: 620  ⋅  Figuras: 192
Prácticas interactivas: 56
(con centenares de ensayos)

De venta en librerías de
   España y Latinoamérica   


Editorial:
  Ediciones Díaz de Santos  

Control automático de procesos industriales
Con prácticas de
simulación y análisis
por ordenador PC


Sinopsis del libro

Teoría básica de Control automático de procesos industriales y sistemas controlados.

Se analizan los componentes básicos que forman los procesos y los sistemas controlados.

Estudio del control automático en lazo cerrado. Realimentación. Respuesta temporal y análisis frecuencial. Control en lazo cerrado simple. Control en cascada. Control por compensación en adelanto.
Estudio de la estabilidad de los sistemas y su optimización. Ajuste de los controladores.
Efecto de las perturbaciones, cambios de carga y cambios en los parámetros de los componentes. Efecto de los tiempos muertos. Efecto de las alinealidades.
Respuesta frecuencial (diagramas Real, de Bode, de Nyquist y de Black) en lazo abierto y en lazo cerrado. Frecuencias crítica, de cruce de ganancia y de pico de resonancia. Márgenes de ganancia y de fase.
Criterios de estabilidad.
Importantes apéndices. Escalado de procesos.
Composición de la respuesta temporal de un sistema.

Con el apoyo del programa ControlP, se efectúan numerosas prácticas interactivas de simulación de componentes y de control automático de sistemas y procesos "reales" en realimentación simple, en control en cascada y en control en adelanto (feedforward).


Más detalles, muestras y contenido del libro

Descarga de la Guía de manejo del programa
Formato (mismo contenido) Nombre del fichero Tamaño (Rev. 3.05)
Microsoft Word  Guia_programa.doc  300 KB Descargar
Microsoft Word (comprimido ZIP)  Guia_programa.zip    77 KB Descargar
PDF Guia_programa.pdf 237 KB Descargar
Notas:

El programa es muy amigable e intuitivo, y apenas se necesita ayuda para su manejo; los menús son muy explícitos y fáciles de usar. No obstante, se dispone de ayuda contextual y desde menús.

Para guardar el fichero: Botón derecho sobre "Descargar" > Guardar destino como...

Precaución y prudencia en un proceso real


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Documento validado W3C  Documento validado W3C


Calculadora técnico-científica ABACUS     V. 8.56.20


Programa independiente de ControlP. Es gratuito y está exento de impertinencias.
Un nuevo y sencillo concepto para una herramienta de cálculo:

• Recuperación de las expresiones y resultados anteriores con un clic de ratón.
       Permite visualizar, modificar, combinar e insertar diversas expresiones y resultados anteriores.
• Uso de los tres tipos de paréntesis: { } [ ] ( ).
       Pueden abrirse en cualquier orden, ya que no están priorizados, y tantas veces como se precisen.
       Sin limitación de niveles de anidamiento.
       Comprueba la coherencia de cada par. Búsqueda del par opuesto (paréntesis emparejado).
• Funcionamiento inteligente con los errores.
       Indica el tipo de error y su posición.
• Admite expresiones conteniendo hasta más de 1000 caracteres alfanuméricos.
       Es insensible a mayúsculas/minúsculas y a los espacios entre números, símbolos y funciones.
• Cinco tipos de notación numérica:
      Flotante, Automática, Científica, Ingenieril
(*) y Especial.  Ajustables entre 0 y 15 decimales.
      (*) Muestra una lectura cómoda y directa de magnitudes tecnológicas y científicas, tales como:
           mA, µV, nF, pF, kΩ, MHz, GW, TΩ,...  (Siempre con un exponente que es un múltiplo de ±3)
• Dispone de 26 variables o memorias.
       Se les puede asignar un valor concreto o un resultado parcial o intermedio de la expresión.
       Su valor puede ser asignado, modificado y utilizado en cualquier posición dentro de una expresión.
• Funciones matemáticas, trigonométricas, estadísticas, conversión, redondeo, etc.
       Pueden concatenarse y anidarse entre sí ilimitadamente, así como con los siguientes operadores.
• Operadores condicionales y lógicos.
       Para cálculos condicionados a resultados parciales o intermedios de la expresión.
• Permite guardar y recuperar del disco fórmulas, expresiones, resultados y memorias.
• Fácil de usar, potente, versátil, práctica, intuitiva, cómoda, rápida y eficiente.

       Instalación rápida. No precisa configuración.
       También funciona en un disco duro externo o en un pendrive (es portable).
       Arranque instantáneo. Funcionamiento amigable:
            >>> Teclear una expresión, hacer clic o pulsar <Intro> y se obtiene el resultado.


Más información y descarga del fichero de instalación

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niños y niñas de India que gestiona un pequeño orfanato
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