Caracterización, instrumentación y control de variables hidráulicas en un sistema de tanques acoplados

Abstract

En la industria de procesos el manejo de fluidos es usado para realizar mezclas y almacenamiento en taques o contenedores, es por ello que la medición y el control de las variables de nivel y flujo se hacen necesarias al requerir una producción continua, en la que se mantenga una presión hidráulica estable, en procesos que requieran la regulación y medición de volúmenes de líquidos. El manejo de fluidos se ve afectado por distintos factores: la velocidad del fluido, la corrosividad del fluido, presión y el nivel volumétrico con el que se trabaja. Es por ello que en este tema de tesis se aborda el problema de control de nivel y flujo en un sistema de tanques acoplados en serie, donde el caudal de entrada se ingresa al primer tanque por medio de una bomba sumergible, la conexión entre tanques se realiza con tubería de bronce y una válvula de compuerta, a la salida del segundo tanque se encuentra una válvula de bola. Dicha plataforma está integrada con sensores de caudal y nivel. Para modificar algunas características dinámicas del sistema de tanques se utiliza un esquema de control por modos deslizantes, para el estudio del modelo y aplicación del algoritmo de control se reestructuró una plataforma experimental, realizando instrumentación y caracterización de sensores, así como una etapa de potencia para la electroválvula y la interfaz de la plataforma con un sistema de adquisición de datos para procesar las señales medidas. Por último se presentan los resultados numéricos y experimentales en el proceso de control de nivel y flujo. Primeramente se muestran distintas configuraciones en pruebas de lazo abierto y posteriormente en lazo cerrado.