Instituto Politcnico Nacional Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniera Ciencias Sociales y Administrativas

Automatizacin de Procesos IndustrialesSecuencia: 7IVI

EQUIPO 3 CONTROL AUTOMATICO Generalidades Ventajas y desventajas

Alumnos: Ake Dzul Jadiel Isai Castillo Flores Pablo Ortiz Daz Stephanie Vargas Saldaa Francisco

Profesor: Jos Marino Enrquez Martnez

NDICE

2/Febrero/2012

INTRODUCCIONEl control automtico de procesos es parte del progreso industrial desarrollado durante lo que ahora se conoce como la segunda revolucin industrial. El uso intensivo de la ciencia de control automtico es producto de una evolucin que es consecuencia del uso difundido de las tcnicas de medicin y control .Su estudio intensivo ha contribuido al reconocimiento universal de sus ventajas. El control automtico de procesos se usa fundamentalmente porque reduce el costo de los procesos industriales, lo que compensa con creces la inversin en equipo de control. Adems hay muchas ganancias intangibles, como por ejemplo la eliminacin de mano de obra pasiva, la cual provoca una demanda equivalente de trabajo especializado. La eliminacin de errores es otra contribucin positiva del uso del control automtico. El principio del control automtico o sea el empleo de una realimentacin o medicin para accionar un mecanismo de control, es muy simple. El mismo principio del control automtico se usa en diversos campos, como control de procesos qumicos y del petrleo, control de hornos en la fabricacin del acero, control de mquinas herramientas en el control y trayectoria de un proyectil. El uso de las computadoras analgicas y digitales ha posibilitado la aplicacin de ideas de control automtico a sistemas fsicos que hace apenas pocos aos eran imposibles de analizar o controlar. Es necesaria la comprensin del principio del control automtico en la ingeniera moderna, por ser su uso tan comn como el uso de los principios de electricidad o termodinmica, siendo por lo tanto, una parte de primordial importancia dentro de la esfera del conocimiento de ingeniera. Tambin son tema de estudio los aparatos para control automtico, los cuales emplean el principio de realimentacin para mejorar su funcionamiento. Qu es el control automtico? El control automtico es el mantenimiento de un valor deseado dentro de una cantidad o condicin, midiendo el valor existente, comparndolo con el valor deseado, y utilizando la diferencia para proceder a reducirla. En consecuencia, el control automtico exige un lazo cerrado de accin y reaccin que funcione sin intervencin humana. El elemento ms importante de cualquier sistema de control automtico es lazo de control realimentado bsico. El concepto de la realimentacin no es nuevo, el primer lazo de realimentacin fue usado en 1774 por James Watt para el control de la velocidad de cualquier mquina de vapor. A pesar de conocerse el concepto del funcionamiento, los lazos se desarrollaron lentamente hasta que los primeros sistemas de transmisin neumtica comenzaron a volverse comunes en los aos 1940s, los aos pasados han visto un extenso estudio y desarrollo en la teora y aplicacin de los lazos realimentados de control. En la actualidad los lazos de control son un elemento esencial para la manufactura econmica y prospera de virtualmente cualquier producto, desde el acero hasta los productos alimenticios. A pesar de todo, este lazo de control que es tan importante para la industria est basado en algunos principios fcilmente entendibles y fciles. Este artculo trata ste lazo de control, sus elementos bsicos, y los principios bsicos de su aplicacin.

FUNCION DEL CONTROL AUTOMATICO. La idea bsica de lazo realimentado de control es mas fcilmente entendida imaginando qu es lo que un operador tendra que hacer si el control automtico no existiera. Basndose en una comparacin de seales , el controlador automtico puede decir si la seal de medicin est por arriba o por debajo del valor de consigna y mueve la vlvula de acuerdo a sta diferencia hasta que la medicin (temperatura) alcance su valor final .

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GENERALIDADES

El campo del control automtico desde el punto de vista prctico se puede dividir en tres secciones: a) Control de procesos que involucran cambios qumicos y de estado. b) Control de manufactura que involucra cambio de forma. c) Control de posicin fundamentalmente, con niveles de potencia por encima de unos pocos Watt. SISTEMAS DE CONTROL Definicin de un sistema: a) Un sistema es un ordenamiento, conjunto o coleccin de cosas conectadas o relacionadas de manera que constituyan un todo. b) Un sistema es un ordenamiento de componentes fsicos conectados o relacionados de manera que formen una unidad completa para que puedan actuar como tal. La palabra control generalmente se usa para designar regulacin, direccin o comando. Al combinar las definiciones anteriores se tiene: Un sistema de control es un ordenamiento de componentes fsicos conectados de tal manera que el mismo pueda comandar, dirigir o regularse a s mismo o a otro sistema. Ejemplos de sistemas de control Los sistemas de control abundan en el medio ambiente del hombre. Antes de mostrar esto, se definirn los trminos entrada y salida que ayudaran a identificar o definir al sistema de control. La entrada es el estimulo que se aplica a un sistema de control desde una fuente de energa externa, generalmente con el fin de producir de parte del sistema de control, una respuesta especificada. La salida es la respuesta obtenida del sistema de control. Puede no ser igual a la respuesta especificada que la entrada implica. El objetivo des sistema de control generalmente identifica define la entrada y la salida. Dadas estas es posible determinar o definir la naturaleza de los sistemas de control: 1. Sistemas de control hechos por el hombre 2. Sistemas de control naturales, incluyendo sistemas biolgicos. 3. Sistemas de control cuyos componentes estn hechos por el hombre y los otros son naturales.

CLASIFICACIN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL. Los sistemas de control se clasifican en sistemas de lazo abierto y a lazo cerrado. La distincin la determina la accin de control, que es la que activa al sistema para producir la salida. Un sistema de control de lazo abierto es aquel en el cual la accin de control es independiente de la salida.

Un sistema de control de lazo cerrado es aquel en el que la accin de control es en cierto modo dependiente de la salida.

Los sistemas de control a lazo abierto tienen dos rasgos sobresalientes: La habilidad que stos tienen para ejecutar una accin con exactitud est determinada por su calibracin. Calibrar significa establecer o restablecer una relacin entre la entrada y la salida con el fin de obtener del sistema la exactitud deseada. b) Estos sistemas no tienen el problema de la inestabilidad, que presentan los de lazo cerrado .Los sistemas de control de lazo cerrado se llaman comnmente sistemas de control por realimentacin (o retroaccin).a)

EL LAZO REALIMENTADO El lazo de control realimentado simple sirve para ilustrar los cuatro elementos principales de cualquier lazo de control. Realimentacin: Es la propiedad de una sistema de lazo cerrado que permite que la salida ( o cualquier otra variable controlada del sistema ) sea comparada con la entrada al sistema (o con una entrada a cualquier componente interno del mismo con un subsistema) de manera tal que se pueda establecer una accin de control apropiada como funcin de la diferencia entre la entrada y la salida . Ms generalmente se dice que existe realimentacin en un sistema cuando existe una secuencia cerrada de relaciones de causa y efecto ente las variables del sistema. La entrada es la direccin especificada, que se fija en el tablero de control del avin y la salida es la direccin instantnea determinada por los instrumentos de navegacin automtica. Un dispositivo de comparacin explora continuamente la entrada y la salida .Cuando los dos coinciden, no se requiere accin de control. Cuando existe una diferencia entre ambas, el dispositivo de comparacin suministra una seal de accin de control al controlador, o sea al mecanismo de piloto automtico. El controlador suministra las seales apropiadas a las superficies de control del avin, con el fin de reducir la diferencia entre la entrada y la salida. La realimentacin se puede efectuar por medio de una conexin elctrica o mecnica que vaya desde los instrumentos de navegacin que miden la direccin hasta el dispositivo de comparacin. CARACTERSTICAS DE LA REALIMENTACIN. Los rasgos ms importantes que la presencia de realimentacin imparte a un sistema son:a) Aumento de la exactitud.

b) Reduccin de la sensibilidad de la salida. c) Efectos reducidos de la no linealidad y de la distorsin. d) Aumento del intervalo de frecuencias (de la entrada) en el cual el sistema responde satisfactoriamente. e) Tendencia a la oscilacin o a la inestabilidad. El actuador final. Por cada proceso debe haber un actuador final, que regule el suministro de energa o material al proceso y cambie la seal de medicin. Ms a menudo ste es algn tipo de vlvula, pero puede ser adems una correa o regulador de velocidad de motor, posicionador, etc. El proceso

Los tipos de procesos encontrados en las plantas industriales son tan variados como los materiales que producen. Estos se extienden desde lo simple y comn, tales como los lazos que controlan caudal, hasta los grandes y complejos como los que controlan columnas de destilacin en la industria petroqumica. El controlador automtico. El ltimo elemento del lazo es el controlador automtico, su trabajo es controlar la medicin. Controlar significa mantener la medicin dentro de lmites aceptables. En ste artculo, los mecanismos dentro del controlador automtico no sern considerados. Por lo tanto, los principios a ser tratados pueden ser aplicados igualmente tanto para los controladores neumticos como para los electrnicos y a controladores de todos los fabricantes. Todos los controladores automticos usan las mismas respuestas generales, a pesar de que los mecanismos internos y las definiciones dadas para estas respuesta pueden ser ligeramente diferentes de un fabricante al otro . Variables y seales de medicin Toda industria que maneja procesos requiere cuantificar las cantidades de productos que entra o salen de un espacio. La medicin de las cantidades involucradas permite controlar el proceso, agregando otro componente a la mezcla, reduciendo o incrementando la temperatura y/o la presin, en fin, permite tomar decisiones acerca del paso siguiente para lograr un objetivo. La cuantificacin de las cantidades se realiza a travs de dispositivos que emiten seales dependientes por lo general del cambio en la cantidad involucrada, definindose entonces la seal como un estimulo externo o interno a un sistema que condiciona su comportamiento. Definicin de variable Las cantidades o caractersticas que se miden (las cuales sirven de base de control) se denominan variables, frecuentemente reciben el nombre de variables de medicin, variables de instrumentacin o variables de proceso. Seales de medicin para las variables

Desventajas de los Sistemas controlados automticamente o de sistemas automatizados

La decisin de qu automatizar y cmo hacerlo debe basarse en un estudio profundo de las necesidades reales que se tienen. Es decir, es realmente prioritario sustituir de forma casi inmediata gran parte de los procesos. Incursionar en un proceso de automatizacin total requiere una revisin exhaustiva de las necesidades a fin de estar en la capacidad de definir satisfactoriamente lo que se desea. Adicionalmente, debe llevarse a cabo una comparacin de los costos que esto implicara: nos conviene ir poco a poco, adquirir un sistema que cubra nuestras necesidades principales y adaptarnos nosotros a ellas o desarrollar una aplicacin a la medida que responda a cabalidad con nuestros requerimientos. A la hora de la verdad, nuestra recomendacin es NO automatizar todo. No debemos pretender resolver todo de una vez, debemos hacerlo poco a poco. Iniciando por el proceso que sea ms crtico y tener bien claro las necesidades. Por lo general, los usuarios no estn suficientemente claros en lo que quieren, y los requerimientos cambian a medida que pasa el tiempo, es por ello que es preferible desarrollar o implantar una funcionalidad bsica y dejar que el usuario use el sistema y as con el tiempo se van descubriendo y satisfaciendo el resto de las necesidades, es por ello que se presentan algunas desventajas

significativas que deben de tomarse en cuenta a la hora de automatizar como son: Inflexibilidad: es sumamente costosa o lenta la adaptacin del cambio de un proceso automatizado para producir modelos diferentes de productos compuestos por partes diferentes entre si.

Personal altamente calificado: a lo largo de un proceso de implantacin, desde el diseo de lnea y los equipos, hasta el mantenimiento regular y las condiciones de mejora. Este personal es muy caro y escaso.

Elevado costo de inversin: el capital requerido para invertir en estos equipos es muy elevado.

La automatizacin resultar en la dominacin o sometimiento del ser humano por la mquina.

Habr una reduccin en la fuerza laboral, con el resultante desempleo

BIBLIOGRAFASistemas de control automtico BENJAMIN C. KUO Pg. 177-180 El control automtico en la industria ANDRES GARCIA HIGUERA Pg. 99-105 Instrumentacin y control avanzado de procesos JOSE ACEDO SANCHEZ, Pg. 154-170