Los métodos de control para calentadores eléctricos p
ser:
1. ON / O
FF (apagado/encendido)
2. Proporcional, Integral y Derivativo (PID).
Sistemas ON/OFF
L
os sistemas ON/OFF utilizan un proceso similar a los
termostatos que operan un calentador casero. Un pane
control típico cuenta con un controlador/indicador digita
acepta una señal de entrada del termopar de proceso. El
controlador esta configurado a una señal de salida SSR
hacia el actuadro/interruptor para circular la carga.
E
l controlador de potencia debe estar programado para
determinar el ciclo y evitar un rápido desgaste de los
relevadores de mayor amperaje (power contactors). Esto
son típicamente clasificados para 100.000 ciclos por
operación.
Dos métodos que pueden ser usados: "Histéresis" o
de Ciclo".
Histéresis
se define como una gama de temperaturas
a
lrededor del punto objetivo en donde el regulador no
cambiará la potencia de
histéresis de 5ºF se definirá como "error" o tolerancia del
punto objetivo que el usuario puede aceptar, muchas vece
referido como el deadband.
La duración de ciclo es un método para definir el tiempo
determinado de espera entre la de-energizacion y la re-
energizacion del power contactor. Una duración de ciclo de
3
-5 minutos en un equipo que funciona continuamente
provocará un desgaste en el power contactor en solo dos
años. Si el tiempo de ciclo es de 3 minutos, pero la
temperatura no ha llegado debajo del punto objetivo, el
calentador no funcionará hasta llegar a la temperatura
indicada.
Método de Control PID
El Control PID utiliza los métodos de control proporcional,
integral y derivativo para escalar la señal de salida de un
controlador de procesos (típicamente 4-20mA) a un
controlador de potencia SCR o a un secuenciador electrónico
multi-etapa. Nótese que las señales que actúan en reversa
se usan con sistemas de calentamiento donde el calentador
está en OFF a 4mA y completamente encendido en
Los controladores de potencia SCR utilizan gran carga de
módulos interruptores de SCR para cambiar la potencia. El
SCR usa típicamente un tiempo base de 4 segundos. Cad
segundos tiem
po base, el SCR energiza el calentador por un
ti
empo proporcional al control de señal. Por una señal de
50% o 12mA, el calentador se prende y apaga 2 segundos,
respectivamente, por cada 4 segundos. El resultado de ciclar
e
l calentador frecuentemente, pero proporci
carga requerida, es contar con una temperatu
U
n secuenciador electrónico multi-etapa o con
p
aso acepta la señal escalada del controlador PID y acciona
carga del contacto. Un valor de
onalmente con su
ra más exacta.
trolador de
ueden
el actuador como sea necesario. Este método es similar al
ON/OFF con múltiples fases. La secuencia tiene un tiempo
de ciclo ajustable similar a la del proceso de los
controladores ON/OFF. El tiempo de falla
s
ecuencia es de 40 segundos de demora entre niveles. Este
método es efectivo con unidades de alto amperaje ya que las
múltiples etapas ayudan a dividir la carga entre circuitos
manejables.
l de
l que
P
ara más detalles sobre el Control PID, referente al manual
d
e instrucciones del control de proceso.
F
actores que Impactan el Sistema de Control
M
uchos factores afectan la tolerancia de
co
ntrol del sistema de calentamiento. El método de co
s
la
s fluctuaciones de carga de calor, la ubicación/retra
s
ens
or de proceso, sintonía del controlador y propied
de fluido son todos factores importantes.
"Tiempo
Fluctuaciones de Carga de Calor, o cambios en el proceso,
pueden causar amplios cambios de temperatura. Algunos
cambios típicos en el proceso de calefacción son:
1. Agregar liquido a una temperatura diferente a la de los
procesos.
2. La apertura o cierre de las cubiertas de acceso.
s
3. Arranque o paro de agitadores.
4. Cambios de temperatura ambiente.
5. Cambios en el flujo de fluidos.
6. Espesor del aislante.
7. La potencia disponible puede ser afectado por
fluctuaciones causadas por el uso de voltaje.
Ubicación/Retraso del Sensor de Proceso La ubicación
sensor en el tanque o tubería, así como una respuesta lenta
del mismo pueden impactar el control de temperatura. Para
sistemas de flujo, el sensor debe estar en una corriente
posterior al calentador. Para sistemas estáticos, si el sensor
esta cerca o en el calentador, los controladores se pueden
a
cortar el ciclo antes de que el tanque alcance su
temperatura de operación. Colocar el sensor lejos del
calentador provocara una lectura imprecisa de temperatura y
provocaría que la temperatura de los fluidos en zonas
cercanas al calentador no sean las deseadas.
El retraso termal es un termino relacionado con contro
20mA.
proceso. Retraso es típicamente una respuesta lenta d
sensor al cambio de temperatura. Esto es normalmente
causado por los termopozos o sumideros de calor. El
calentamiento de la masa de los termopozos o una ma
a 4
lectura de temperatura, provoca que el sensor no note qu
temperatura operacional ha alcanzado su punto objetivo,
detectándolo en el momento en que es superado. El con
PID debe reducirse para poder minimizar este impacto, que
es lo que causa una temperatura menos exacta.
Sintonía del Controlador es necesario en los sistemas con
SCR o Secuencias y Control PID. El dispositivo de
sintonización permite que los
5
usado en esta
l punto objetivo y el
ntrol,
so del
ades
valores del PID se fijan en
del
l de
el
la
e la
trol
