TECSUP - PFR Control de Procesos

ndice

Unidad I: INTRODUCCIN AL CONTROL DE PROCESOS 1. Introduccin ...................................................................................................1

1.1. Tipos de procesos.................................................................................1 1.1.1. Procesos contnuos ..................................................................1 1.1.2. Procesos discontnuos ..............................................................2

1.2. Caractersticas bsicas de los procesos...................................................5 1.2.1. Cambios de carga ....................................................................5 1.2.2. Retardos del proceso ...............................................................5 1.2.3. Tipos de retardos.....................................................................7

1.3. Lazo de control automtico .................................................................10 1.3.1. Definiciones importantes ........................................................10 1.3.2. Tipos de control.....................................................................12 1.3.3. Sistema de control de lazo cerrado .........................................12

1.4. Caractersticas en estado estable y dinmicas del proceso.....................14 1.4.1. Caractersticas en el estado estable ........................................14 1.4.2. Caractersticas dinmicas .......................................................16

Unidad II: SINTONA DE CONTROLADORES 1. Introduccin .................................................................................................21

1.1. Medidas de desempeo de controladores .............................................21 1.2. Acciones de control.............................................................................24

1.2.1. Control de dos posiciones (on-off) ..........................................24 1.2.2. Modo proporcional .................................................................25 1.2.3. Modo integrativo....................................................................26 1.2.4. Modo derivativo.....................................................................27 1.2.5. Respuestas de control combinadas .........................................27 1.2.6. Control proporcional ..............................................................28 1.2.7. Control proporcional - integrativo (PI).....................................29 1.2.8. Control proporcional - derivativo (PD) .....................................30 1.2.9. Control de tres modos (PID)...................................................30 1.2.10. Mtodos de sintona...............................................................32 1.2.11. Mtodo de tanteo ..................................................................33 1.2.12. Mtodo de ganancia lmite......................................................35 1.2.13. Mtodo de la curva de reaccin ..............................................36

1.3. Consideraciones para la sintona..........................................................39 Unidad III: CONTROL Y SUPERVISIN BASADO EN COMPUTADOR 1. Introduccin .................................................................................................43 2. Sistemas de control basados en PC.................................................................43 3. El dispositivo de entrada/ salida .....................................................................44 4. Software de supervisin y control ...................................................................45

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5. Tipos de interfaces del operador .................................................................... 47 5.1. Interfaz grfica .................................................................................. 47

6. Indicadores, registradores y data loggers ....................................................... 48 7. Ejemplo de aplicacin.................................................................................... 49 Unidad IV: ESTRATEGIAS DE CONTROL 1. Introduccin ................................................................................................. 51 2. Control en cascada........................................................................................ 51 3. Consideraciones de sintona........................................................................... 54 4. Control de razn ........................................................................................... 54 5. Control prealimentado (Feedforward)............................................................. 58 6. Control de rango partido (Split Range) ........................................................... 61 7. Control selector ............................................................................................ 62 8. Aplicacin industrial ...................................................................................... 64 Unidad V: CONTROLADORES DIGITALES 1. Introduccin ................................................................................................. 67 2. Tipos de controladores .................................................................................. 68

2.1. SLC (single loop controller) ................................................................. 68 2.2. Controlador multilazo ......................................................................... 70

3. Tipos de entradas ......................................................................................... 70 4. Tipos de salidas ............................................................................................ 71 5. Comunicaciones............................................................................................ 72 6. Watch dog (perro guardin) .......................................................................... 72 7. Tipos de configuracin .................................................................................. 72

7.1. Configuracin estructurada ................................................................. 72 7.2. Configuracin por bloques .................................................................. 73

8. Tipos de sintona .......................................................................................... 74 8.1. Manual .............................................................................................. 74 8.2. Adaptiva ............................................................................................ 74 8.3. Autosintona....................................................................................... 75 8.4. Self-tuning......................................................................................... 76 8.5. Otras funciones.................................................................................. 76 8.6. Controladores embutidos en computador............................................. 77

9. Controladores inteligentes ............................................................................. 78 9.1. Control fuzzy (Lgica Difusa) .............................................................. 78 9.2. Control por redes neurales.................................................................. 79

Unidad VI: FUNDAMENTOS DE COMUNICACIN INDUSTRIAL 1. Introduccin ................................................................................................. 81 2. Principios bsicos de la comunicacin digital ................................................... 81 3. Medios de transmisin................................................................................... 82

3.1. Cables trenzados (Twisted cable) ........................................................ 82 3.2. Cables coaxiales................................................................................. 83 3.3. Cable de fibra optica .......................................................................... 83

4. Modos de transmisin ................................................................................... 84 4.1. Transmisin paralela .......................................................................... 84

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4.2. Transmisin en serie...........................................................................84 4.3. Modos de comunicacin ......................................................................84

5. Velocidad de transmisin ...............................................................................85 6. Normas de interfaz ........................................................................................86

6.1. Lazo de corriente de 20 MA.................................................................86 6.2. Interfaz RS-232C ................................................................................87 6.3. Interfaz RS-422 ..................................................................................87 6.4. Interfaz RS-485 ..................................................................................88 6.5. Interfaz IEC 1158-2 ............................................................................88

7. Estructuras de redes industriales ....................................................................89 7.1. Estructura en estrella..........................................................................90 7.2. Estructura en anillo.............................................................................91 7.3. Estructura en bus ...............................................................................91

8. Sistemas de buses de campo .........................................................................92 8.1. Asi (actuator/ sensor interface) ...........................................................93 8.2. Devicenet...........................................................................................94 8.3. Profibus FMS ......................................................................................95

9. Sistemas de control .......................................................................................95 9.1. Scada ................................................................................................96

9.1.1. Partes de un sistema scada ....................................................96 10. Medios de comunicacin ................................................................................98 11. Distribudo (DCS) ..........................................................................................99