006 CONTROL AUTOMATICO DE PROCESOS

CONTROL AUTOMATICO DE PROCESOS
El objetivo del control automático de procesos es mantener en determinado valor de operación las variables
del proceso tales como: temperaturas, presiones, flujos y las concentraciones de los compuestos. Como se
verá en las páginas siguientes, los procesos son de naturaleza dinámica, en ellos siempre ocurren cambios y
si no se emprenden las acciones pertinentes, lasvariables importantes del proceso, es decir, aquellas que
se relacionan con la seguridad, la calidad del producto y los índices de producción, no cumplirán con las
condiciones de diseño.
En este documento se presentan asimismo, dos sistemas de control, se examinan algunos de sus
componentes, se definen algunos de los términos que se usan en el campo del control de procesos y
finalmente, seexponen las bases necesarias para su estudio.
Para aclarar más las ideas expuestas aquí, considérese un intercambiador de calor en el cual la corriente en
proceso se calienta mediante vapor de condensación, como se ilustra en la figura 1-1.
El propósito de la unidad es calentar el fluido que se procesa, de una temperatura dada de entrada Ti(t), a
cierta temperatura de salida, T(t), que se desea. Como sedijo, el medio de calentamiento es vapor de
condensación y la energía que gana el fluido en proceso es igual al calor que libera el vapor, siempre y
cuando no haya pérdidas de calor en el entorno, esto es, el intercambiador de calor y la tubería tienen un
aislamiento perfecto; en este caso, el calor que se libera es el calor latente en la condensación del vapor.
En este proceso existen muchasvariables que pueden cambiar, lo cual ocasiona que la temperatura de
salida se desvíe del valor deseado, si esto llega a suceder, se deben emprender algunas acciones para
corregir la desviación; el objetivo es entonces controlar la temperatura de salida del proceso para mantenerla
en el valor que se desea.

Una manera de lograr este objetivo es: primero medir la temperatura T(t), después compararésta con el
valor que se desea y, con base en la comparación, decidir qué se debe hacer para corregir cualquier
desviación. Se puede usar el flujo del vapor para corregir la desviación, es decir, si la temperatura está por
arriba del valor deseado, entonces se puede cerrar la válvula de vapor para cortar el flujo del mismo
(energía) hacia el intercambiador de calor. Si la temperatura está por debajodel valor que se desea,
entonces se puede abrir un poco más la válvula de vapor para aumentar el flujo de vapor (energía) hacia el
intercambiador. Todo esto lo puede hacer manualmente el operador y puesto que el proceso es bastante
sencillo no debe representar ningún problema. Sin embargo, en la mayoría de las plantas de proceso existen
cientos de variables que se deben mantener en algún valordeterminado y con este procedimiento de
corrección se requeriría una cantidad imensa de operarios, por ello, sería preferible realizar el control de
manera automática, es decir, contar con instrumentos que controlen las variables sin necesidad de que
intervenga el operador. Esto es lo que significa el control automático de proceso.

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Para lograr este objetivo se debe diseñar e implementar unsistema de control. En la figura 1-2 se muestra
un sistema de control y sus componentes básicos.
El primer paso es medir la temperatura de salida de la corriente del proceso, esto se hace mediante un
sensor (termopar, dispositivo de resistencia térmica, termómetros de sistema lleno, termistores, etc.). El
sensor se conecta físicamente al transmisor, el cual capta la salida del sensor y la convierte enuna señal lo
suficientemente intensa como para transmitirla al controlador. El controlador recibe la señal, que está en
relación con la temperatura, la compara con el valor que se desea y según el resultado de la comparación,
decide qué hacer para mantener la temperatura en el valor deseado. Con base en la decisión, el controlador
envía otra señal al elemento final de control, el cual, a su vez,...