«Control valve» y «válvula de regulación» designan básicamente la misma válvula de control; solo cambia la denominación. Por lo tanto, lo importante para estabilizar el control PID no es la diferencia de nombre, sino seleccionar tres aspectos —la rangeabilidad (relación de caudal controlable), la característica de caudal y la respuesta— de acuerdo con el rango de caudal real de operación. En particular, el hecho de conocer no solo el caudal máximo, sino también el rango de caudal mínimo, marca la diferencia a la hora de lograr la estabilidad. A continuación se ordenan los criterios de selección.
Puntos clave de este artículo
- La control valve y la válvula de regulación son sinónimos; no se trata de elegir por la superioridad del término, sino por el rendimiento de control.
- La clave de la estabilización del PID reside en tres aspectos: «rangeabilidad», «característica de caudal» y «respuesta».
- Conocer las condiciones de operación, incluido el rango de caudal mínimo, ayuda a prevenir el hunting causado por un diámetro sobredimensionado.
Criterios de selección para estabilizar el control PID
La control valve y la válvula de regulación son lo mismo
La traducción al japonés del término inglés «control valve» es «válvula de regulación», y así figura también en normas como la JIS. Aunque según el catálogo o el fabricante se emplee «control valve» o «válvula de control», todas ellas designan la misma válvula de control. Por ello no es necesario compararlas en términos de superioridad; en la práctica resulta eficaz centrarse, en la selección, no en la denominación, sino en el propio rendimiento de control.
Un diámetro sobredimensionado propicia el hunting
Si el diámetro se determina tomando como base únicamente el caudal máximo, el punto de operación habitual tiende a situarse en una apertura baja, del orden del 10 al 20 %; entonces, un pequeño cambio de apertura hace variar mucho el caudal, la ganancia de control se vuelve excesiva y ello contribuye a la aparición de hunting. Por eso, además del caudal máximo, conviene conocer el rango de caudal mínimo y seleccionar un diámetro y un modelo capaces de cubrir esa relación (la rangeabilidad, cuyo valor de referencia suele ser de varias decenas a 1), lo que favorece la estabilización. Como norma básica, el diámetro no se ajusta al tamaño de la tubería, sino que se determina a partir del valor Cv obtenido según el caudal requerido.
Característica de caudal y respuesta del actuador
Entre las características de caudal se encuentran la característica isoporcentual (equal percentage) y la característica lineal. En sistemas con gran influencia de la resistencia de la tubería, por lo general se considera que la característica isoporcentual iguala mejor la variación de caudal respecto a la apertura y resulta más estable (aunque varía según las condiciones). Asimismo, la respuesta del actuador y del posicionador, el tiempo muerto y la histéresis también influyen en la estabilidad. Es recomendable verificar, junto con las condiciones de operación, si la constante de tiempo del proceso controlado y la respuesta de la válvula están equilibradas.
Preguntas frecuentes
Q1. ¿La control valve y la válvula de regulación son cosas distintas?
A1. Básicamente son una diferencia de denominación para referirse a lo mismo. Se trata de una diferencia de traducción o de notación, y no debe entenderse como una distinción funcional. En la selección, céntrese en el rendimiento de control y no en la denominación.
Q2. ¿Basta con ajustar el diámetro al tamaño de la tubería?
A2. El tamaño de la tubería y el diámetro de la válvula no coinciden necesariamente. Lo básico es seleccionar tomando como base el valor Cv obtenido a partir del caudal requerido; hay que tener en cuenta que elegir según la tubería tiende a dar lugar a un diámetro sobredimensionado.
Q3. Se produce hunting. ¿Es un problema de la válvula?
A3. Pueden intervenir varios factores: operación a baja apertura por un diámetro sobredimensionado, una característica de caudal inadecuada, la respuesta o los parámetros del PID, entre otros. Conviene comprobar el rango de caudal de operación y la apertura, y aislar las causas sin limitarse a una sola.
Q4. ¿Cuál debo elegir, isoporcentual o lineal?
A4. En sistemas donde predomina la resistencia de la tubería, por lo general se considera que la isoporcentual resulta más estable, pero depende de las condiciones del sistema. Recomendamos evaluarlo de forma individual en función de las condiciones de operación.
Q5. Quiero sustituir una válvula existente por un producto equivalente.
A5. Es recomendable verificar no solo el diámetro, el valor Cv y la norma de conexión, sino también la característica de caudal y las especificaciones del actuador. Si desconoce las especificaciones, consúltenos aportando el modelo de la válvula existente y las condiciones de operación.
Q6. ¿No puede resolverse solo ajustando los parámetros del PID?
A6. En algunos casos el ajuste de parámetros mejora la situación, pero si la válvula está sobredimensionada o subdimensionada respecto al rango de operación, puede ser necesario revisar la selección mecánica. Lo más seguro es comprobarlo desde ambos puntos de vista.
Conclusión
La control valve y la válvula de regulación son lo mismo, y en la estabilización del control PID lo importante no es la denominación, sino seleccionar la rangeabilidad, la característica de caudal y la respuesta de acuerdo con las condiciones de operación. En particular, conocer las condiciones incluyendo el rango de caudal mínimo ayuda a prevenir el hunting causado por un diámetro sobredimensionado.
Si a la hora de seleccionar tiene alguna de las siguientes dificultades, haga uso del servicio de consulta técnica y de selección de Yoshitake. Le ayudamos, a partir de las condiciones de operación, con consultas como «no puedo determinar si el diámetro de la válvula es el adecuado», «conozco el caudal máximo, pero no el mínimo», «quiero sustituir una válvula existente, pero no sé cómo elegir un producto equivalente» o «quiero comprobar si el producto que hemos seleccionado es adecuado». Aunque no disponga de las especificaciones o los planos a mano, puede consultarnos con las condiciones que conozca.