Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
¿Qué es un controlador de encendido y apagado?
A veces, el elemento de control tiene solo dos posiciones, ya sea completamente cerrado o completamente abierto. Este elemento de control no funciona en ninguna posición intermedia, es decir, en posición parcialmente abierta o parcialmente cerrada. El sistema de control hecho para controlar dichos elementos se conoce como teoría de control on-off . En este sistema de control, cuando la variable del proceso cambia y cruza un cierto nivel preestablecido, el valor de salida del sistema se abre repentinamente por completo y da una salida del 100%.
Generalmente, en el sistema de control on-off, la salida provoca un cambio en la variable del proceso. Por lo tanto, debido al efecto de la salida, la variable de proceso comienza a cambiar nuevamente, pero en la dirección inversa.
Durante este cambio, cuando la variable de proceso cruza un cierto nivel predeterminado, el valor de salida del sistema se cierra inmediatamente y la salida se reduce repentinamente al 0%.
Como no hay salida, la variable de proceso comienza a cambiar nuevamente en su dirección normal. Cuando cruza el nivel preestablecido, la válvula de salida del sistema vuelve a estar completamente abierta para dar una salida del 100%. Este ciclo de cierre y apertura de la válvula de salida continúa hasta que dicho sistema de control on-off está en funcionamiento.
Un ejemplo muy común de la teoría de control de encendido y apagado es un esquema de control de ventilador del sistema de enfriamiento del transformador. Cuando el transformador funciona con tal carga, la temperatura del transformador de potencia eléctrica aumenta más allá del valor preestablecido en el que los ventiladores de refrigeración comienzan a girar con su capacidad máxima.
A medida que funcionan los ventiladores de refrigeración, el aire forzado (salida del sistema de refrigeración) disminuye la temperatura del transformador. Cuando la temperatura (variable de proceso) desciende por debajo de un valor preestablecido, el interruptor de control de los ventiladores se dispara y los ventiladores dejan de suministrar aire forzado al transformador.
Después de eso, como no hay efecto de enfriamiento de los ventiladores, la temperatura del transformador comienza a subir nuevamente debido a la carga. Nuevamente, cuando durante el aumento, la temperatura cruza el valor preestablecido, los ventiladores comienzan a girar nuevamente para enfriar el transformador.
Teóricamente, asumimos que no hay retraso en el equipo de control. Eso significa que no hay un día para encender y apagar el equipo de control. Con esta suposición, si dibujamos una serie de operaciones de un sistema de control de encendido y apagado ideal, obtendremos el gráfico que se muestra a continuación.
Pero en el control práctico de encendido y apagado, siempre hay un retardo de tiempo distinto de cero para la acción de cierre y apertura de los elementos del controlador .
Este retraso de tiempo se conoce como tiempo muerto. Debido a este retardo de tiempo, la curva de respuesta real difiere de la curva de respuesta ideal mostrada anteriormente.
Intentemos dibujar la curva de respuesta real de un sistema de control de encendido y apagado.
Digamos que en el momento T O la temperatura del transformador comienza a subir. El instrumento de medición de la temperatura no responde instantáneamente, ya que requiere algún tiempo de retraso para calentar y expandir el mercurio en la bombilla del sensor de temperatura, digamos que desde el instante T 1 el puntero del indicador de temperatura comienza a subir.
Este aumento es de naturaleza exponencial. Veamos en el punto A, el sistema controlador comienza a actuar para encender los ventiladores de enfriamiento, y finalmente, después del período de T2, los ventiladores comienzan a entregar aire forzado con toda su capacidad. Entonces la temperatura del transformador comienza a disminuir de manera exponencial.
En el punto B, el sistema controlador comienza a actuar para apagar los ventiladores de refrigeración y, finalmente, después de un período de T3, los ventiladores dejan de suministrar aire forzado. Luego, la temperatura del transformador comienza a subir nuevamente de la misma manera exponencial.
NB: Aquí, durante esta operación, hemos asumido que la condición de carga del transformador de energía eléctrica , la temperatura ambiente y todas las demás condiciones del entorno son fijas y constantes.
