AUTOMATIZACION Y CONTROL

1. CONTROL POR RELACIÓN (CONTROL RATIO)
Hay cantidad de procesos esencialmente químicos en los que la relación entre
dos flujos es una variable que debe ser mantenida en un valor particular de tal
forma que la eficiencia de los procesos alcance valores óptimos.
Se pueden mencionar como ejemplos, el proceso de la combustión de un horno
en donde la relación entre el aire y el combustible deben mantener una
proporción fija, o la mezcla en un reactor de dos sustancias que permitirá tener
otra sustancia, donde las reacciones de estas mismas determinan el producto
deseado.
- Lo que se desea no es mantener el valor de los flujos sino de la relación
entre ellos.
Entonces, esto trae la necesidad de plantear un esquema de control que se
utilice para controlar la relación entre dos flujos, en el cual los dos flujos deben
ser medidos, pero sólo se requiere manipular uno para lograr el objetivo
deseado.
Se plantean dos configuraciones para el control de relación, Fig. 1.1 (a) y (b)
(a) Configuración I (b) configuración II
Fig. 1: Esquema de Control de Relación
En ambos casos, siempre se deben medir ambas variables, pero una sola debe
ser manipulada, se escoge dependiendo del proceso en particular, la otra
corriente se conoce como variable no manipulada.
La configuración de la Fig. 1 (a) se miden ambos flujos, se llevan a un elemento
que proporciona relación entre ellos, con lo cual se obtiene la relación medida,
se compara ésta con la relación deseada (relación de referencia) y se manipula

2. uno de los flujos. Para ser más explícitos, En este caso los dos flujos son
medidos y su relación es calculada (por el divisor). Esta relación calculada es
alimentada a un controlador convencional PI como la señal de medida del
proceso. La salida del controlador va a la válvula sobre la variable manipulada
que cambia el flujo proporcionalmente de manera de mantener la relación de
los dos flujos constantes.
Visto de otra manera. Hay que usar un divisor, que calcula la relación entre las
variables medidas Rm, señal que se envía a un controlador PI. Esto implica que
la ganancia del proceso es variable en forma no lineal con la carga:
La configuración de la Fig. 1 (b) se miden ambos flujos, se multiplica el flujo no
manipulado por la relación deseada, con lo cual se obtiene la referencia para
un controlador de flujo que manipulará el otro flujo para obtener el resultado
deseado.
la “Ratio Station” multiplica la señal medida de la carga por un factor o
ganancia ajustable KR. La salida de esta “estación” es el set point del
controlador.
Donde Km y Kl son los rangos (“spans”) de los transmisores de flujo de la
variable manipulada y la carga respectivamente. (Si se usaran orificios como
medidores de presión la ganancia tendría que ser proporcional a Rd
2
).
VENTAJA
Esta estrategia simplifica el uso de instrumentos controlando una variable en
proporción fija con respecto a la otra la cual no se controla, disminuyendo de
esa manera el uso de un controlador y una válvula tal como se muestra en la
Fig. 2

3. Fig. 2
APLICACIONES DEL CONTROL DE RELACIÓN
 Mantener constante la relación de dos corrientes que se mezclan para
garantizar la composición de la corriente que resulta de la mezcla.
 Conservar constante la relación de reflujo en una torre de destilación.
 Sostener la relación entre el rango de flujo de alimentación y el rango de
flujo de vapor en el rehervidor de una torre de destilación (FIV).
 Conservar el rango de flujo de líquido al rango de flujo de vapor (LIV) en
la torre de absorción.
 Mantener la relación óptima entre los rangos de flujo de combustible y
aire en una caldera.
DIAGRAMA DE CONTROL
Fig.3: Diagrama de bloques de un control de relación