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8 Explicación del regulador
8.1 Definiciones
Concepto
Definición
Valor real (X)
El valor real X es el valor medido que se indica de modo
continuo para el sensor correspondiente.
Valor nominal (W)
El valor nominal W de una regulación es el valor en el
que el regulador debe regular y mantener constante-
mente el proceso.
Diferencia de
La diferencia de regulación X-W aparece cuando el
regulación (X-W)
valor real X de la magnitud de medición difiere del
valor nominal W. A partir de la diferencia de regulación
y de los parámetros de regulación ajustados resulta la
magnitud de ajuste Y.
Magnitud de
La magnitud de ajuste Y de una regulación es el valor
ajuste Y
que el regulador da al elemento de ajuste conforme a
sus parámetros ajustados y a la diferencia de regulación
(X-W) (entre 0% y 100%).
8.2 Regulador proporcional (regulador P)
8.2.1 Rango proporcional Xp
(Efecto proporcional o amplificación del regulador)
El rango proporcional Xp (rango P) de un regulador P indica en torno a
qué valor tiene que diferir la magnitud de medición X respecto al valor
nominal W, para que la magnitud de ajuste sea Y = 100%. Si la dife-
rencia de regulación es menor, la magnitud de ajuste será igualmente
inferior de modo proporcional.
La magnitud de ajuste Y de un regulador P es influida porcentualmente
por la diferencia de regulación (X - W).
El rango P se indica en "%" y se refiere siempre al valor final del rango
de medición.
Por tanto, el rango proporcional es una medida indirecta para la ampli-
ficación de la regulación K
:
R
K
= 100% / Xp %
R
En consecuencia, con un rango Xp de 50 % la amplificación de la re-
gulación será:
100 /50 = 2 -> amplificación de la regulación K
Xp= 50 % quiere decir, que la magnitud de ajuste Y cambia al 100 %,
cuando el valor real difiere en un 50 % del valor nominal (respecto al
valor final del rango de medición).
8.3 Regulador proporcional integral (diferencial) (regula-
dor PI, regulador PID)
8.3.1 Tiempo de reajuste Tn
(Efecto integral del regulador PI)
El tiempo integral de un regulador PI o PID se denomina tiempo de
reajuste Tn. El tiempo integral es el tiempo que requiere la magnitud
de ajuste Y con una diferencia constante de real-nominal para alcanzar
el mismo cambio de la señal de salida, que se genera por la parte P
inmediatamente tras el salto de la diferencia real-nominal.
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8.3.2 Ejemplo de rango proporcional y tiempo de reajuste
Xp = 50 % (amplificación = 2)
Tn = 3min
(Cambio repentino del valor real en un 15 %)
Tras una diferencia repentina del valor real respecto al valor nominal en
(X-W) 15% cambia la magnitud de ajuste Y conforme a la amplificación
de la regulación o al valor Xp dos veces más, es decir, un 30%.
El aumento de la magnitud de ajuste continúa, debido al comportamien-
to integral, mientras que continúe la diferencia (X-W), para alcanzar un
aumento de la magnitud de ajuste de nuevo del 30% tras un Tn = 3
minutos.
Magnitud de ajuste
Rango de medición para cloro libre
X
W (valor nominal)
X - W
Xp (rango P)
Tn
Y (potencia de salida del regulador inmediata)
Y (potencia de salida del regulador tras 3 minutos)
8.3.3 Tiempo de acción derivada Tv
(Efecto diferencial del regulador PID)
Con la función diferencial se consigue que se aplique un ajuste correc-
tivo en el tramo de regulación ya cuando la magnitud de regulación
comience a alejarse del valor nominal. La magnitud de ajuste depende
de la velocidad con la que tiene lugar la diferencia real-nominal (es
decir, no de su diferencia efectiva). Cuánto tiempo actúa la corrección
se determina con el tiempo de acción derivada Tv. Cuando la magnitud
de regulación no cambia, es decir, la velocidad de cambio es "0", dismi-
nuye la intervención de ajuste producida por la parte diferencial con las
constantes de tiempo Tv hasta "0" (incluso cuando el valor real no está
al valor nominal, sino que difiere de él constantemente). Principalmente
la parte integral del regulador provoca que la regulación lleve al final el
valor real al valor nominal. La parte diferencial mejora el resultado del
regulador en muchos casos, porque ya se combaten las tendencias a
= 2
R
diferencias.
8.4 Cálculo de los valores de ajuste
Para que el regulador, por ejemplo en el modo de baño, pueda mantener
los valores reales de cloro libre y el valor de pH dentro de los límites en
los valores nominales, el regulador se tiene que adaptar al tramo de
regulación. Esto sucede mediante los parámetros de regulación Xp para
el rango proporcional, Tn para el tiempo de reajuste del rango integral y
el tiempo de acción derivada Tv para el rango diferencial.
La determinación de estos valores de ajuste puede suceder al aceptar
la respuesta gradual del tramo de regulación. Para ello hay que cambiar
de golpe el elemento de ajuste manualmente de "CERRADO" (0 %) a
"ABIERTO" (100 %) o, por ejemplo, del 30 % al 50 %.
Regulador de dos canales TOPAX
(valor real)
DE
®
Valor de ajuste
1,00 mg/l
0,15 mg/l
0,30 mg/l
15 %
50 %
3 minutos
30 % por Xp
60 % por Tn
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