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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU AREQUIPAPROCESOS INDUSTRIALES II

ING. MIGUEL ORDOEZ PANIBRAEl trmino proceso utilizado en CONTROL DE PROCESOS o procesos industriales, se refiere a cambiar o refinar materias primas para lograr un producto final. La materia prima, que puede o no cambiar deestado fsico durante el proceso, es transferida,medida, mezclada, calentada, enfriada, filtrada,almacenada o manipulada de alguna manerapara producir el producto finalProcesoIndustrias qumicasPetrleo y gasAlimentos y bebidasProductos farmacuticosTratamientos de agua Generacin de energa Etc.EJEMPLOS DE PROCESOS INDUSTRIALES

El controlar un proceso, se refiere a como secontrolan variables inherentes al mismo para:

Reducir la variabilidad del producto finalIncrementar la eficienciaReducir impacto ambientalMantener el proceso dentro de los lmites de seguridad que corresponda

CONTROL DE PROCESOS

Sistemas de ControlSistema diseado para lograr que una oVarias variables se comporten de una manera deseada.

La variable puede mantenerse constante o cambiar de una manera determinada.

Conceptos Bsicos de ControlSet pointValor al que se desea mantener una variable de procesoErrorEs la diferencia entre la variable medida y el Set point. Puede ser + -. Est compuesto por: Magnitud Duracin Velocidad de variacinConceptos Bsicos de ControlVariable Controlada Es el parmetro ms importante del proceso, debindose mantener estable (sin cambios), pues su variacin alterara las condiciones requeridas en el sistema.

Su monitoreo a travs de un sensor es unacondicin importante para dar inicio al controlConceptos Bsicos de Control

Elementos de un Sistema de ControlDiagrama de Bloques de un Control AutomticoVariable ManipuladaEs el parmetro a travs del cual se debe corregir las perturbaciones del proceso, colocndose un actuador para lograr estabilizar el sistema.

Variable PerturbadoraEs el parmetro de desestabilizacin del sistema por cambios repentinos afectando el proceso.CONCEPTOS BSICOS DE CONTROLVariable MedidaEs todo parmetro del proceso requerido paraconocer su valor, y que por lo tanto deber sermonitoreado, no siendo necesariamente la msimportante para controlar el sistema, pero sipara mantener un registro de dataCONCEPTOS BSICOS DE CONTROLOffset Es una variacin constante de la variable deproceso, respecto del set point. Variacin de carga Es un cambio no deseado en algn factor quepueda afectar la variable de proceso. Algoritmo de control Es la expresin matemtica de una funcinde controlCONCEPTOS BSICOS DE CONTROLElemento primario o sensorEs el primer elemento en un lazo de control el cualmide la variable de proceso.TrasductorConvierte una seal fsica en una elctrica Convertidor Convierte una seal de un dominio en otroTransmisorConvierte la lectura de un sensor en una sealestndar que pueda ser transmitidaCOMPONENTES DEL LAZO DE CONTROLCOMPONETES DE UN LAZO DE CONTROLPROCESOS INDUSTRIALALGORITMOSENSORES

ELEMENTOS FINALES DE CONTROLLazo abierto y lazo cerrado Lazo cerrado.- existe cuando la variable deproceso es medida, comparada con el set point yse genera una accin tendiente a corregir cualquierdesviacin respecto del mismo.A lazo abierto, la variable de proceso no escomparada y se genera una accinindependientemente de las condiciones de lamisma.Conceptos Bsicos de ControlDe Contacto o No ContactoLos sensores de contactorealizan la medida contacto fsico con el producto; por ejemplo los sensores de boyas para medir el nivel de un tanque.Sensor de no contacto se basa en las propiedades fsicas de los materiales para realizar su medida; tpicamente son menos propensos a fallas. Unejemplo de este tipo de sensor de proximidad.Tipos de Sensores

Por el tipo de seales de salida; stas pueden ser de tipo digital o analgico.

Los sensores digitales trabajan en dos estados: encendido (on) o apagado (off). Muchas aplicaciones implican tener conocimiento de la ausencia o presencia de algo.

Los sensores analgicos proporcionan medidas continuas, pudiendo ser utilizadas en diversos aspectos de la operacin, como son el nivel, la presin, temperatura y el flujo, caracterizndose por funcionar en un rango de 4 a 20 mA.Tipos de SensoresHay tres tipos de seales para transmitir informacinNeumticas (3 15 psi)Cambios en la presin de aire de una caera, proporcionales a las variaciones de magnitud medida. Analgicas (4 20 mA), (1 5 V) La forma de transmisin mas comn desde los aos 1960. A partir de los 90 se comenzaron a reemplazar por seales digitales.SEALES

DigitalesSeales de niveles discretos que combinadosde forma particular representan la magnitudde las variables del proceso

La metodologa utilizada para combinar lasseales digitales, se denomina protocolo.

SEALESSon dispositivos lebles por los humanos quemuestran informacin del proceso

Pueden ser analgicos o digitales, simples o complejos.INDICADORESEs un dispositivo que recibe los datos delinstrumento de medida, lo compara con el datode set point programado, y si es necesarioordena al elemento de control que genere unaaccin correctiva.Pasaron de neumticos y analgicos monolazoa:-CDD / Control Centralizado / Multilazo Control Distribuido / multilazo / monolazoCONTROLADORESPLC (Programmable Logic Controller)Bsicamente una computadora conectada adispositivos de entradas y salidas, analgicas ydigitales. Responden a seales de entrada conseales de salida que intentan mantener el/losvalores de set point. DCS (Distributed Control System)Adems de realizar las funciones de control, proveen lecturas del estado del proceso, mantienen bases de datosCONTROLADORESDispositivo Corrector o Elemento Final de Control. Es quien acta fsicamente para cambiar lavariable manipulada. Ej. VlvulaActuador Es la parte final del dispositivo de control queproduce un cambio fsico en el elemento finalde control. Ej. Actuador elctrico o neumticode una vlvula.

ELEMENTO FINAL DE CONTROL

La ISA (Instrumentation, System andAutomation Society), es una de las msimportantes organizaciones deestandarizacin en el campo del controlde procesos. En particular la ISA S5.1especificasimbologa de instrumentacinSimbologa ISAEl instrumento se encuentra ubicado en una localizacinprimaria o principal. Ej. Sala de controlEl instrumento se encuentra ubicado en una localizacinsecundaria. Ej. Mdulo Rack de instrumentacinEl instrumento se encuentra ubicado en el campoEl instrumento no se encuentra accesibleSimbologa ISA------Un cuadrado con un crculo interno, representa instrumentos que muestran informacin y realizan acciones de control

Simbologa ISAUn hexgono representa dispositivos conCapacidades de cmputo. Ej. Controladores

Simbologa ISA------El siguiente smbolo indica PLCs

Simbologa ISA----

Los siguientes simbolos representan valvulas con sus respectivo tipos de actuador

ActuadorNeumticoActuadorManualActuadorElctricoCaeras y conexiones

Simbologa ISAcaeraconexin entre proceso e instrumentos - - - - - - - - - - - - - - - -seal elctricaseal neumticaconexin de intercambio de datos La primer letra indica la variable medida T (temperature) F (flow rate) P (pressure) La segunda letra indica la funcin del dispositivo T (transmmiter) E (sensor) I (indicator) La tercer letra es un modificador o indicamultifuncin (funcin del dispositivo)Identificacin

instrumento que muestra informacin en sala de controlF Flow I Indicator C ControllerEl nmero representa una etiqueta, frecuentemente relacionadacon un lazo de control particular

Identificacin

CONTROL DE RETROALIMENTACION

CONTROL FEEDFORWARD