CÉSAR UTRILLAS GÓMEZ
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SOBRE EL AUTOR
PRÓLOGO
CAPÍTULO 1. UNIDADES DE MEDIDA Y SU CONVERSIÓN
1.1 SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
1.1.1 Historia
1.1.2 Unidades básicas y patrones
1.1.3 Unidades derivadas y complementarias
1.1.4 Múltiplos y submultiplos
1.2 MARCO LEGAL
1.3 CONVERSION DE UNIDADES
1.4 UNIDADES MAS COMUNES EN SISTEMAS INDUSTRIALES
1.4.1 Nivel de líquidos y distancias
1.4.2 Presión (y tensión mecanica)
1.4.3 Caudal
1.4.4 Temperatura
1.4.5 Velocidad de giro
1.4.6 Energia
1.4.7 Potencia
1.4.8 Nivel de iluminacion
1.5 CASO PRACTICO: USO DEL NONIUS
1.6 EJERCICIOS
CAPÍTULO 2. PRINCIPIOS DE REGULACIÓN, LAZO ABIERTO VS
LAZO CERRADO
2.1 SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO ABIERTO
2.2 SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO CERRADO. ELEMENTOS
2.3 FUNCION DE TRANSFERENCIA
2.4 TERMINOLOGIA
2.5 CONTROLADORES TODO-NADA (2 POSICIONES)
2.6 EJEMPLOS
2.6.1 Lazo abierto: variador de frecuencia
2.6.2 Todo-nada: interruptor crepuscular
2.6.3 Todo-nada: control de bombeo
2.7 BREVE PERSPECTIVA HISTORICA. INDUSTRIA 4.0
2.9 EJERCICIOS
CAPÍTULO 3. NORMA DIN 19227. ELEMENTOS Y MONTAJES
TÍPICOS DE CONTROL
3.1 IDENTIFICACION DE ELEMENTOS SEGUN LA NORMA DIN 19227
3.1.1 Norma DIN 19227 y correspondencia con la ISA
3.1.2 Ejemplos
3.2 ESQUEMAS TIPICOS DE CONTROL
3.2.1 Ratio
3.2.2 Cascada
3.2.3 Feedforward
3.2.4 Override
3.2.5 Split
3.2.6 Selectivo
3.3 MONTAJES FISICOS
3.3.1 Sistemas electricos
3.3.2 Neumática e hidráulica proporcional
3.3.3 Valvulas
3.4 EJERCICIOS
CAPÍTULO 4. ÁLGEBRA DE BLOQUES. TRANSFORMADA DE
LAPLACE Y ESTABILIDAD
4.1 ALGEBRA DE BLOQUES. SIMPLIFICACION
4.1.1 Equivalencias graficas
4.1.2 Ecuaciones analiticas
4.1.3 Ejemplos
4.2 TRANSFORMADA DE LAPLACE. VARIABLE LAPLACIANA
4.2.1 Transformada y transformada inversa de Laplace
4.2.2 Polos y ceros
4.3 ESTABILIDAD. CRITERIO DE ROUTH
4.3.1 Calculo de polos
4.3.2 Criterio de Routh
4.3.3 Singularidades
4.3.4 Discusiones en función de k
4.4 EJERCICIOS
CAPÍTULO 5. SISTEMAS DE 1º Y 2º ORDEN
5.1 DEFINICION Y COMPORTAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE 1ER ORDEN.
5.1.1 Condensador y tensión continua
5.1.2 Sistema termico
5.1.3 Deposito con toma inferior
5.1.4 Motor CC con carga elevada en su eje
5.2 DEFINICION Y COMPORTAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE 2o ORDEN
5.2.1 Sistemas sobreamortiguados
5.2.2 Sistemas críticamente amortiguados
5.2.3 Sistemas subamortiguados
5.2.4 Sistemas no amortiguados
5.2.5 Sistemas amortiguados negativamente
5.2.6 Modulación de polos complejos en el plano s
5.3 EJERCICIOS
CAPÍTULO 6. ELEMENTOS DE MEDIDA
6.1 GENERALIDADES
6.2 TEMPERATURA
6.2.1 Termorresistencias
6.2.2 Termopares
6.2.3 Termistores o termistancias
6.2.4 Termostatos (bimetales
6.3 NIVEL
6.4 PRESION
6.4.1 Galgas extensiometricas
6.4.2 Cristales piezoelectricos
6.4.3 Tubos de Bourdon y fuelles
6.5 CAUDAL
6.5.1 Volumetricos
6.5.2 Rotametros
6.5.3 Presión diferencial
6.6 VELOCIDAD DE GIRO
6.6.1 Tipo magnético (dinamos)
6.6.2 Digitales (encoders)
6.6.3 Engranajes
6.7 EQUIPOS PORTATILES DE MEDICION
6.8 CIRCUITOS ACONDICIONADORES
6.8.1 Puente de Wheatstone
6.8.2 Amplificadores Operacionales AO
6.9 EJERCICIOS
CAPÍTULO 7. INTRODUCCIÓN AL DISEÑO Y SINTONIZACIÓN DE
CONTROLADORES
7.1 SISTEMAS DE ORDEN SUPERIOR A 2
7.1.1 Sistemas de fase No Minima
7.1.2 Polos en el origen
7.1.3 Polos dominantes
7.2 CONTROLADORES PID
7.2.1 Regulación PID
7.2.2 Implementación con AO
7.2.3 Implementación con neumatica/hidraulica
7.2.4 Sintonización PID
7.3 DISENO EN FUNCION DEL LUGAR DE LAS RAICES
7.4 RESPUESTA EN FRECUENCIA
7.5 SISTEMAS DISCRETOS
7.6 EJERCICIOS
CAPÍTULO 8. EJEMPLOS CON PLC DE MONTAJE Y
PROGRAMACIÓN
8.1 INTRODUCCION A LOS PLCS S7-1200 Y TIA PORTAL
8.1.1 Requisitos: software, licencia, CPU y versión firmware
8.1.2 Cableado y configuración hardware
8.1.3 Tipos de datos
8.1.4 Programación, transferencia y uso
8.2 ENTRADAS ANALOGICAS. PROGRAMACION 0 ACTIVO
O DETECCION ROTURA DE CABLE
8.3 EJEMPLO DE CONTROL ANALOGICO-DIGITAL DE UN SECADERO
CON S7-1200 (TIA V13)
8.3.1 Enunciado: SECADERO MEDIANTE VENTILADOR Y SALES
8.3.2 Solución: PROGRAMA EN S7-1200 PARA EL SECADERO
8.4 PROGRAMACION DE UN ENCODER INCREMENTAL (TIA PORTAL V14)
8.4.1 Enunciado
8.4.2 Solucion
8.5 PROGRAMACION PID CON S7-1200 (TIA PORTAL V14).
8.5.1 Enunciado
8.5.2 Solucion
8.6 EJERCICIOS
CAPÍTULO 9. PREVENCIÓN DE RIESGOS Y MEDIOAMBIENTE
9.1 PREVENCION DE RIESGOS
9.1.1 Normativa aplicable
9.1.2 Prevención en sistemas de medida y regulación
9.1.3 Equipos de Proteccion Individual EPI
9.1.4 Equipos de Proteccion Colectiva
9.1.5 Cinco Reglas de Oro
9.2 MEDIOAMBIENTE
9.2.1 Regla de las tres RE
9.2.2 Valorización de residuos
9.2.3 Sistemas basados en UNE-EN-ISO14001
9.2.4 Contaminantes
9.2.5 Residuos según origen y constitución
9.2.6 Sistemas Integrados de Gestión de residuos
9.3 EJERCICIOS
CAPÍTULO 10. SISTEMAS DE CONTROL CON SCILAB
10.1 SOBRE SCILAB
10.2 CONSOLA DE SCILAB
10.2.1 Calculando con Scilab
10.2.2 Ajuste visualización de ejes y graficas
10.2.3 Calculo de polos de funciones de transferencia
10.2.4 Comando Evans. Datatip
10.2.5 Respuesta ante un escalon
10.3 HERRAMIENTA XCOS
10.3.1 Paleta de elementos
10.3.2 Simulación de diagramas de bloques
10.4 CONCLUSIONES
10.5 EJERCICIOS
10.6 EJERCICIOS DE CAPITULOS ANTERIORES
FORMULARIO
BIBLIOGRAFÍA
Los sistemas de medida y regulación industriales pueden clasificarse en las siguientes categorías:
Medición fija o portátil de parámetros industriales.
Regulación en lazo abierto.
Controladores todo-nada.
Regulación en lazo cerrado.
La complejidad de su estudio varía desde tareas de medición realmente simples a complicados sistemas multilazo con elaborados algoritmos de control e implicaciones de potencia de diversas tecnologías: electricidad, electrónica de potencia, neumática, válvulas hidráulicas, etc.
En esta obra se explican los fundamentos que pueden ser comunes a todos ellos, las características y tipologías más habituales, así como se introducen herramientas de cálculo y programación que pueden dar respuesta a problemas de regulación de dificultad moderada en entornos productivos reales.
Este manual se complementa con una guía didáctica conteniendo la programación del módulo y el solucionario a los ejercicios planteados.
