Sistemes de Control Automàtic i Vàlvules

Sistemes de Control Automàtic

Un sistema de control automàtic és un procés que té per objectiu aconseguir que una màquina o un procés realitzi les seves funcions amb una intervenció humana mínima (sovint la intervenció humana es limita a la posada en marxa). El valor del senyal de control és generat automàticament per un algoritme de control.

Tipus de Sistemes de Control

• Sistema semiautomàtic: Cal la intervenció de les persones per realitzar alguna de les seves funcions.
• Sistema manual: El valor del senyal de control és decidit per un operador.

Components d'un Sistema de Control

• Sensor: Els sensors són els instruments que mesuren les variables a controlar, les variables de pertorbacions. Exemple: Termoresistències.
• Control per retroalimentació: L'actuació sobre el procés per compensar l'efecte de les variables de pertorbació pot basar-se en l'error, és a dir, amb la diferència entre el valor mesurat de la variable a controlar i el valor desitjat o punt de consigna. És la forma més utilitzada.
• Control anticipatiu: Una altra possibilitat és actuar sobre el procés en funció de les pertorbacions observades abans que arribin al procés.
• El controlador: És la part del control que decideix com i quan s'ha de modificar la variable manipulada per minimitzar l'error entre la variable de procés i la consigna (set point). És el dispositiu responsable d'elaborar el senyal corrector que constantment és enviat a l'element final de regulació del procés, amb la finalitat d'aconseguir, restablir o mantenir les condicions de regulació desitjades, pròximes al valor de consigna.

Tipus de Vàlvules de Control

La vàlvula de control és bàsicament un orifici variable per efecte d'un actuador. Constitueix l'element final de control en més del 90% de les aplicacions industrials. Consta de dues parts:

• Actuador: Rep el senyal del controlador i el transforma en un desplaçament (lineal o rotacional) degut a un canvi en la pressió exercida sobre el diafragma.
• Cos: El diafragma està lligat a un eix que fa que la secció de pas del fluid canviï i, per tant, canvia el cabal.

Descripció de Vàlvules Específiques

• Vàlvula de tres vies: Aquest tipus de vàlvula s'empra generalment per mesclar fluids o per derivar l'entrada d'un fluid en dues sortides, vàlvules divisòries.
• Vàlvula de gàbia: Consisteix en un obturador cilíndric que llisca en una gàbia amb orificis adequats a les característiques de cabal desitjades en la vàlvula. Aquest tipus d'obturador s'empra en vàlvules de grans dimensions o bé quan s'ha de treballar amb una gran pressió diferencial.
• Vàlvula de comporta: Aquesta vàlvula efectua el seu tancament amb un disc vertical pla, o de forma especial, i es mou verticalment al flux del fluid. Per la seva disposició és adequada generalment per control tot-o-res, ja que en posicions intermèdies té tendència a bloquejar-se. La característica principal és la cara plana, disc o cunya que llisca en una guia o seient que pot ser aixecada en angle recte a la vàlvula fins a l'obertura total. Ofereixen poca resistència al flux. Per això, es fan servir en aplicacions generals. Hi ha de vàries classes, segons el disseny de la porta i el seient.
• Vàlvula en Y: El pas del flux és menys dificultós, reduint la caiguda de pressió.
• Vàlvula Saunders: L'obturador és una membrana flexible que a través d'un eix unit a un servomotor, és forçada contra un ressalt del cos tancant així el pas del fluid. El cos d'aquesta vàlvula es pot revestir fàcilment de goma o de plàstic per treballar amb fluids corrosius. El desavantatge és que el servomotor d'accionament ha de ser molt potent.
• Vàlvula de compressió: Aquesta vàlvula funciona mitjançant el pinçament de dos o més elements flexibles, per exemple, un tub de goma. Proporcionen un òptim control en posició de tancament parcial.
• Vàlvula d'obturador excèntric rotatiu: Consisteix en un obturador de superfície esfèrica que té un moviment rotatiu excèntric i que està unit a l'eix de gir per un o dos braços flexibles.
• Vàlvules d'obturador cilíndric excèntric: Té un obturador cilíndric excèntric que seu contra el cos cilíndric. És adequada per fluids corrosius i líquids viscosos o que continguin sòlids en suspensió.
• Vàlvula de papallona: El cos està format per un anell cilíndric dins del qual gira transversalment un disc circular, s'empren per grans cabals de fluid a baixa pressió.
• Vàlvula de flux axial: Aquestes vàlvules consisteixen en un diafragma accionat pneumàticament que mou un pistó, i aquest comprimeix un fluid hidràulic contra un obturador format per un material elastòmer. Així l'obturador s'expansiona per tancar el flux anular del fluid. Aquest tipus de vàlvules s'empra per a gasos, és molt silenciós.