CONTROL POR SOBREPOSICION Y CONTROL SELECTIVO El control por sobreposición se utiliza generalmente como un control de protección para mantener las variables del proceso dentro de ciertos lí mites. Otro esquema de protección es el de control entrelazado, el cual se utiliza principalmente como protección contra m al funcionamiento del equipo; cuando se detecta mal funcionamiento, el proceso se detiene mediante el si stema entrelazado. La acción del control por s obreposición no es tan drástica: el proceso se mantiene en operación, pero bajo condiciones más seguras. Ahora se considera el proceso que aparece en la figura 8-39, en el tanque entra un líquido saturado y de ahí nuevamente se bombea, bajo control, al proceso. En operación normal, el nivel del tanque está a la altura
hi ,
como se muestra en la figura: si por cualquier circunstancia el nivel
del líquido baja a la altura
v olumen positivo neto de succión (VPNS) hz, no se tendrá suficiente volumen
(NPSH, por sus siglas en inglés), de lo que resulta cavitación (cabeceo) en la bomba. Por lo tanto, es necesario diseñar un sistema de control con el que se evite evi te esa condición
Este nuevo esquema de control se muestra en la figura 8-40. Ahora se mide y controla el nivel en el tanque; es importante observar la acción de los controladores y del elemento final de control. La bom ba de velocidad variable funciona de tal manera que, cuando se incrementa la entrada de ener gía (electricidad en este caso), se bombea más líquido; de lo anterior se tiene que FIC50 es un controlador con acción inversa; en cambio, LIC50 es un controlador con acción directa. La salida de cada controlador se conecta a un relé de selección baja, LS50, y de ahí la salida pasa a la bomba. Bajo condiciones normales de operación, el nivel esta en hi , el cual se encuentra por arriba del punto de control del controlador de nivel y, por lo tanto, desde el controlador se tratará de acelerar a la bomba tanto c omo sea posible, mediante el incremento de la salida 8 20 mA. La salida del controlador de flujo puede ser de 16 mA y, en consecuencia, el conmutador de selección baja elige esta señal para manejar la velocidad de la bomba, la cual es la condición de operación que se desea. Si ahora se supone que el flujo de líquido saturado caliente disminuye y el nivel del tanque empieza a bajar, tan pronto como el nivel llega abajo del punto de control del controlador de nivel,
en este controlador se tratara de hacer más lento el bombeo, mediante la reducción de la salida, Conforme continúa el descenso del nivel, la salida del controlador también sigue en descenso y, cuando llega por debajo de la salida del controlador de flujo, en el relé de selección baja se elige la salida del controlador de nivel para m anejar la bomba. Se puede decir que el controlador de nivel se superpone al controlador de flujo.
Una consideración importante al diseñar un sistema de, con trol por sobreposición es que, si en cualquiera de los controladores existe modo integral de control, también debe existir protección contra reajuste excesivo; la salida del controlador se debe detener en 20 mA y no a un valor más alto. En la figura 8-40 se muestra una conexión de reajuste por retroalimentación (FB) para el controlador de flujo FICSO. Como se mencionó al inicio de esta sección y se vio en este ejemplo, el control por sobreposición se utiliza como un esquema de protección; tan pronto como el proceso regresa a sus condiciones normales de operación, el esquema de sobreposición regresa automáticamente a su estado de operación normal.
Control Selectivo El control selectivo es otro esquema de control interesante que se utiliza en las industrias de proceso, su principio e implementación se exponen mediante ejemplos. Se considera el reactor catalítico exotérmico de tubo que se muestra en la figura
8-41
En la cual también aparece el perfil típico de la temperatura a lo largo del reactor. Se desea controlar la temperatura del reactor en el punto de mayor temperatura, como se observa en la figura; sin embargo, conforme envejece el catalizador o cambian las condiciones, el punto de mayor temperatura se mueve. En este caso se desea diseñar un esquema de control donde la variable que se mide se mueva conforme se mueve el punto de mayor temperatura, lo cual se ilustra en la figura 8-42.
Con este esquema, en el selector de altas siempre se elige el transmisor con la salida más alta, y de esta manera la variable de proceso del con trolador siempre está en la temperatura m ás alta.
Una consideración importante al implementar este esquema de control es que el rango de todos los transmisores de temperatura debe ser el mismo para que las señales de salida se puedan comparar sobre una misma base; otra consideración importante es instalar alguna clase de indicador para saber en qué transmisor se tiene la señal más alta. Si el punto de calor se mueve más allá del último transmisor, TT1 1D, esto puede ser signo de que es tiempo de regenerar o de cambiar el catalizador. La longitud del reactor que queda para la reacción probablemente no es suficiente para obtener la conversión que se desea.
