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Figura 2: Algoritmo de posicionamiento del sistema
Señal de
4-20
mA
Entrada
(Modo
Modo Lineal
Analógico)
Analógico
Caracterización
Digital
MPC de Límites Suaves
Entrada de
Comando
(Modo
Digital)
utilizando un software de PC o portátil. Además, dos características definidas
por el usuario, Límites suaves y MPC (Corte de Posición Mínimo), pueden
afectar la señal de entrada final. El comando real que se usa para posicionar
el vástago, después de que se han evaluado cualesquier caracterización o
límites del usuario, es llamado Comando de control.
El Logix 3200IQ usa un algoritmo de dos pasos para posicionamiento del
vástago. Las dos etapas consisten de un control de carretel de bucle interior
y un control de posición del vástago de bucle exterior. Refiriéndose de
nuevo a la Figura 1, un sensor de posición del vástago provee una medida
del movimiento del vástago. El Comando de control es comparado contra
la Posición del vástago. Si existe alguna desviación, el algoritmo de control
envía una señal al control de bucle interior para mover el carretel hacia
arriba o abajo, dependiendo de la desviación. Entonces el bucle interior ajusta
rápidamente la posición del carrete. Cambian las presiones del actuador y el
vástago empieza a moverse. El movimiento del vástago reduce la desviación
entre Comando de control y Posición del vástago. Este proceso continúa
hasta que la desviación llega a cero.
El bucle interior controla la posición de la válvula de carretel por medio de
un módulo impulsor. El módulo impulsor consiste en un sensor de efecto Hall
compensado en temperatura y un modulador de presión de piezo válvula.
El modulador de presión de piezo válvula controla la presión de aire bajo un
diafragma por medio de un deflector de piezo viga. La piezo viga se desvía
en respuesta a un voltaje aplicado desde la electrónica del bucle interior.
A medida que aumenta el voltaje a la piezo válvula, la piezo viga se dobla
cerrándose contra una boquilla, causando que la presión bajo el diafragma
aumente. A medida que la presión bajo el diafragma aumenta o disminuye,
la válvula de carretel se mueve respectivamente hacia arriba o hacia abajo.
El sensor de efecto Hall transmite la posición del carretel a la electrónica del
bucle interior para propósitos de control.
FCD LGAIM0058-00
Algoritmo de
Control
Pmax
Pmin
Gmult
COMANDO
de
Desviación
+
CONTROL
-
Sumador de
Integración
Desviación
del Bucle Interno
Posicionador Digital 3200IQ Manual de Instalación, Operación y Mantenimiento
Suministro
de Aire
Salida del
Bucle Interior
-
+
Porcentaje
I
+
+
de Salida
+
D/A
4.3
Secuencia detallada de las operaciones del
posicionador
Un ejemplo más detallado explica la función de control. Asuma que la unidad
está configurada como sigue:
• La unidad está en Fuente de comando analógica.
• La caracterización Personalizada está inhabilitada (por lo tanto la caracteri-
zación es Lineal).
• Límites suaves no habilitados. Sin fijar MPC.
• La válvula tiene una desviación cero con una señal de entrada presente de
12 mA.
• Calibración del bucle: 4 mA = comando 0%, 20 mA = comando 100%.
• El actuador está entubado y el posicionador está configurado para abrir con
presión de aire.
Dadas esta condiciones, 12 mA representa una Fuente de comando de 50
por ciento. La Caracterización personalizada está inhabilitada de tal modo
que la Fuente de comando pasa 1:1 al Comando de control. Ya que existe
cero desviación, la Posición del Vástago está también al 50 por ciento. Con el
vástago en la posición deseada, la válvula de carretel estará en una posición
intermedia que balancea las presiones arriba y abajo del pistón en el actua-
dor. Esta es comúnmente llamada la posición de carrete nula o balanceada.
Asuma que la señal de entrada cambia de 12 mA a 16 mA. El posicionador
ve esto como una Fuente de comando de 75 por ciento. Con Caracterización
lineal, el Comando de control se vuelve 75 por ciento. La desviación es la
diferencia entre Comando de control y Posición del vástago: Desviación =
75% - 50% = +25%, donde 50 por ciento es la posición actual del vástago.
Con esta desviación positiva, el algoritmo de control envía una señal para
mover el carretel hacia arriba de su posición actual. A medida que el carretel
se mueve hacia arriba, el suministro de aire es aplicado a la parte inferior
del actuador y el aire se escapa de la parte superior del actuador. La nueva
presión diferencial causa que el vástago empiece a moverse hacia la posición
deseada de 75 por ciento. A medida que el vástago se mueve, la Desviación
empieza a disminuir. El algoritmo de control empieza a reducir la apertura del
carretel. Este proceso continúa hasta que la Desviación llega a cero. En este
punto, el carretel estará de nuevo en su posición nula o balanceada. El movi-
miento del vástago cesara y se logrará la posición deseada para el vástago.
División de Control de Flujo
Posicionadores Logix
Entubado
ATO
Sensor
Voltaje de
la Piezo
Válvula
Control de
Carrete del
Bucle Interior
Sensor de la
Posición del
Vástago
7
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