1. ¿Cuáles son los parámetros que se deben ajustar en un PID?
- Kc: Ganancia proporcional del controlador.
- Ti: Constante de integración (reset time).
- Td: Constante derivativa.
2. ¿Qué es el bias en la ecuación de un PID?
Es el valor de m(t) (salida de control) para el cual la salida se encuentra en su punto de operación previo a cerrar el lazo de control.
3. ¿Qué entiende por acción directa en un PID industrial?
Si la variable se aleja del set point (SP) (se acerca a 0), la señal aumenta (PV▼ CO▲).
4. ¿Qué efectos tienen los parámetros de un PID en el comportamiento de un lazo de control?
Kc implica un compromiso entre la velocidad de respuesta del lazo, el error de estado estacionario y la estabilidad relativa del sistema. El propósito de Ti es minimizar el error en la salida.
5. ¿Cuál es la entrada a un controlador PID?
La entrada a un controlador PID es la señal de error, la cual indica la diferencia entre una variable de proceso de un sensor (termocuplas, RTD, alarmas) y el set point.
6. ¿Dónde se conecta la salida de un controlador PID?
La salida del PID consiste en tres modos de control: el proporcional, el integral y el derivativo, los cuales son sumados para calcular la salida del controlador PID, la cual es indicada con las siglas CO en el controlador.
7. ¿Qué tipo de salidas normalizadas entregan los PID industriales?
Salida estándar: 4-20 mA, 0-20 mA, 0-5 V, 1-5 V, 0-10 V.
8. ¿Qué es un código IP? ¿Y cómo se utiliza?
Índice de protección: indica el nivel de protección de los equipos eléctricos o electrónicos frente a la entrada de agentes externos, como polvo o agua. Ejemplo: IP – [2][3]:
- [2]: Protección contra cuerpos extraños de tamaño medio >12 mm, impedimento al paso de dedos o similar.
- [3]: Protección contra chorro de agua desde cualquier dirección.
9. ¿Qué puede decir sobre la exactitud como parámetro para la selección de instrumentos? ¿Es el parámetro más importante para su selección desde el punto de vista técnico? Justifique su respuesta.
Los instrumentos que tienen mayor exactitud generalmente son preferibles, pero se debe tomar en cuenta que la exactitud está asociada al valor de plena escala (rango de valores a medir) y la precisión que requiere medir realmente la variable del proceso. Es decir, no en todos los casos es necesario disponer de medidas con un alto nivel de exactitud. Por ejemplo, ¿qué sentido tiene comprarse un instrumento muy exacto si solo se quiere monitorear el nivel de un estanque de petróleo para evitar que este se rebalse? Siendo que un instrumento más exacto es, por lo general, también más caro.
10. ¿Qué factores se deben considerar en la selección de instrumentos en un ambiente desértico?
Los altos índices de radiación solar que se mantienen durante largos periodos del año, por lo que los instrumentos instalados a la intemperie están expuestos a altos índices de radiación ultravioleta. Esta radiación puede alterar las programaciones y las memorias de los dispositivos digitales de los instrumentos y también favorece el crecimiento de algas en sistemas que utilizan agua. También, se deben considerar las grandes diferencias de temperatura existentes entre el día y la noche y el nivel de tolerancia al estrés térmico en los materiales.
11. Nombre las consideraciones económicas más importantes en la selección de instrumentos.
El costo económico como criterio de selección se compone de costos de operación, antecedentes de costos de mantenimiento, mejora en la eficiencia de los procesos, etc.
12. ¿Cómo afecta la densidad del aire a instrumentos y equipos en instalaciones industriales?
El aire en las alturas es menos denso, por lo que el viento trae consigo menor energía, razón por la cual la fuerza que ejerce es menor. Ello tiene un efecto directo sobre los sistemas que miden velocidad del aire por medio de turbinas, o aspas que refrigeran con aire, u otras instalaciones que consideran el aire de alguna manera.
13. ¿Qué entiende por estrés térmico de instrumentos y equipos?
Si un cuerpo está sometido a un cambio de temperatura, el material se va a deteriorar.
14. ¿Qué tipo de conversores se utilizan en un variador de frecuencia? ¿Y en qué orden?
AC a DC y DC a AC.
15. ¿Qué es un circuito o equipo chopper?
Conversor DC a DC (variable). Transforma niveles de voltaje en otros usando elementos como bobinas y capacitores, almacenando temporalmente energía en ellos y descargándola de tal forma que los niveles de voltaje final son los buscados.
16. ¿Qué tipo de elementos o dispositivos se utilizan como salidas en módulos discretos de un PLC?
Dispositivos de salida o actuadores, como lámparas, relés, contactores, arrancadores, electroválvulas, etc.
17. ¿Cuáles son los lenguajes utilizados para programar los PLC?
- Algebraicos: Lenguajes booleanos, Lista de Instrucciones (IL o AWL), Lenguajes de Alto Nivel (Texto estructurado).
- Gráficos: Diagrama de contactos (Ladder), Plano de funciones (Símbolos lógicos), Intérprete GRAFCET.
18. ¿Cuál es la función de la batería incorporada en el hardware de un PLC?
Mantener el programa y algunos datos en la memoria si hubiera un corte de la tensión exterior.
19. ¿Cuál es la diferencia entre una instrucción Examine ON y Examine OFF en un PLC?
- Examine ON: Normalmente está abierto (0 lógico = falso), pero si se cumple una condición lógica (1 lógico = verdadero) se cierra y se activa el componente.
- Examine OFF: Normalmente está cerrado (1 lógico = verdadero) y se activa el componente, pero si se cumple una condición lógica (0 lógico = falso) se abre y se desactiva el componente.
20. Indique dos diferencias fundamentales entre un PLC de estructura compacta y uno de estructura modular.
- PLC Compacto: Todo en un solo bloque, expansiones limitadas, pocas entradas y salidas (pocas I/O).
- PLC Modular: Mucha capacidad de entradas y salidas, se pueden incorporar distintas CPU, permite distintos módulos, incluso especiales.
21. ¿Cuál es la ventaja de utilizar PLC modulares y cuál la desventaja en comparación con los PLC compactos?
- Ventaja: Las ampliaciones de E/S se hacen dependiendo de lo que uno necesite. En caso de avería puede aislarse el problema cambiando el módulo averiado sin afectar el funcionamiento.
- Desventaja: Utilizan mayor espacio que los compactos, su mantenimiento es mucho más demoroso, son más caros.
22. ¿Qué sección (entrada, salida) de un PLC se conecta comúnmente a los actuadores?
La sección de salida se conecta a los actuadores.
23. ¿Qué significa que un módulo sea digital?
Significa que puede tomar tan solo dos valores en la entrada y salida, siendo estas abierto o cerrado (ON/OFF).
24. ¿Qué papel cumple la unidad de memoria en un PLC?
Es la unidad que desarrolla la información del software del PLC. Permite almacenar información en forma de bits (unos y ceros), los cuales pueden ser leídos posición a posición.
25. Dibuje el diagrama en bloques de la estructura básica de un PLC.
Este punto no se puede responder textualmente, requiere un dibujo.
26. Seleccione la alternativa correcta. El programa almacenado en el PLC por el usuario o programador se guarda en la memoria:
a) ROM
27. ¿En base a qué criterio seleccionaría el tipo de dispositivo de salida de los módulos discretos para su aplicación?
En base al tipo de señal que trabaja, sea en CC o CA, y en alta o baja frecuencia.
28. Clasifique los siguientes instrumentos y equipos de acuerdo con el tipo de E/S que se especifica a continuación:
- Selectores: Entrada discreta
- Transmisor de flujo: Entrada analógica
- Termocupla: Entrada analógica
- Válvula de control: Salida analógica
- Alarmas: Salida discreta
- Bobinas de contactores: Salida discreta
- Variadores de frecuencia: Entrada analógica
- Luces piloto: Salida discreta
- Pulsadores: Entrada discreta
- Switch de presión: Entrada discreta
- Válvula solenoide: Salida discreta
29. ¿Existe algún riesgo para el programa almacenado en la CPU del PLC cuando este es desenergizado?
Si el programa almacenado en la CPU es guardado en la memoria ROM (no volátil), la información almacenada se conserva sin necesidad de energía. En cambio, si este es cargado a una memoria volátil, al momento de desenergizar el PLC, si no llegase a estar buena la batería, se perdería toda la información recopilada por el PLC.
30. ¿Qué otros tipos de lenguajes de programación existen para los PLC, fuera del Ladder?
Otros lenguajes gráficos como Plano de funciones (Símbolos lógicos), Intérprete GRAFCET. Algebraicos: Lenguajes booleanos, Lista de Instrucciones (IL o AWL), Lenguajes de Alto Nivel (Texto estructurado).