Diseño del Control de Caudal y Presión de una Válvula de Flujo Anular para el Llenado de Tanques de Agua Potable
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Este trabajo tuvo como propósito desarrollar el modelado y control de una válvula de flujo anular que contribuya al llenado de tanques para la estación de suministro de agua del barrio Codito 2 en la ciudad de Bogotá. En este proyecto se diseñó, modeló y comprobó el funcionamiento de la válvula de flujo anular con el objetivo de diseñar diferentes modelos de control que permitirían mejorar el desempeño de la válvula, concretamente el porcentaje de apertura en relación con el flujo que llegaba a la misma. Este trabajo se observó el efecto de flujos de agua entre 13 L/s y 78 L/s (Comprobados a partir de los sensores de la estación), durante una hora de trabajo normal. Igualmente se analizó y registro el porcentaje de apertura de la válvula para el rango de flujos mencionados anteriormente, obteniendo resultados que indicaban un comportamiento proporcional en la válvula, con el que posteriormente se diseñó y comprobó el funcionamiento de un controlador proporcional, integral y derivativo (PID), un controlador basado en compensación en atraso y adelanto, y finalmente uno basado en los espacios de estado. Para el caso particular de este informe, se centrará más en el desarrollo, análisis y comparativa de cada uno de los tipos de controladores que en el modelo del sistema. Aunque, igualmente se analizó y desarrollaron las ecuaciones necesarias para poder ser modelado en el programa, lo que conllevo a realizar una simulación usando la herramienta que integra el programa; simulink, con la cual se pudo verificar el funcionamiento de cada controlador de forma visual.
Abstract
The purpose of this work was to develop the modeling and control of an annular flow valve that contributes to the filling of tank flow for the water supply station in the Codito 2 neighborhood in the city of Bogotá. In this project, the operation of the annular flow valve was designed, model and verified with the aim of designing different control models that would allow to improve the performance of the valve, specifically the opening percentage in relation to the flow reaching it. This work observed the effect of water flows between 13 L / s and 78 L / s (verified from the station sensors), during a normal working hour. Likewise, the valve opening percentage was analyzed and recorded for the range of flows mentioned above, obtaining results that indicated a proportional behavior in the valve, with which the operation of a proportional, integral, and derivative controller was subsequently designed and verified (PID), a controller based on lag and lead compensation, and finally one based on state spaces. For the case of this report, it will focus more on the development, analysis, and comparison of each of the types of controllers than on the system model. Although, the necessary equations were also analyzed and developed to be able to be modeled in the program, which led to a simulation using the tool that integrates the program; simulink, with which it was possible to verify the operation of each controller visually.
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Ariza Ariza, A. J. y Rios Garzón, T. D. (2022). Diseño del Control de Caudal y Presión de una Válvula de Flujo Anular para el Llenado de Tanques de Agua Potable. [Trabajo de Especialización, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional.
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