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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ
SECCIÓN DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA

Periodo: 2011-1

IEE244 - Laboratorio de Sistemas de Control
LABORATORIO

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Control de Procesos Industriales
CONTENIDO:

OBJETIVOS
MATERIALES Y EQUIPOS
SOFTWARE DE APLICACIÓN
FUNDAMENTO TEÓRICO
PRÁCTICA DE LABORATORIO
INFORME

1. OBJETIVOS.
Reconocer el proceso y la instrumentación de cada PlantaModelo del Laboratorio de
Control y familiarizarse con sus diagramas P&ID.
Determinar y validar experimentalmente el modelo matemático de una de las Plantas
Modelo mediante técnicas de identificación.
Sintonizar los parámetros de configuración del algoritmo PID en el controlador industrial
UDC6000 mediante técnicas heurísticas.

2. MATERIALES Y EQUIPOS.
− Plantas Modelo de control deprocesos industriales (flujo, temperatura, nivel, presión).
− 03 Controladores Industriales PID UDC6000.
− 01 Controlador Industrial PID de doble lazo.
− 04 Registradores Industriales.
− 04 Válvulas Neumáticas Proporcionales.
− 01 Sensor de Flujo.
− 02 Sensores de Temperatura (termocuplas).
− 01 Sensor de Nivel.
− 01 Sensor de Presión.
− 04 Transductores de Corriente (4-20 mA) a Presión (3-15psi).
− 01 Compresor de aire (externo).
− 01 Resistencia Eléctrica

3. SOFTWARE DE APLICACIÓN.
APCS: Conversión de la data guardada en los registradores a formato Excel.
Matlab/Simulink: Simulación de los modelos en lazo abierto y cerrado.
Microsoft Excel: Para manipular la data obtenida en el registrador.
NOTA:

Traer un disquete formateado para realizar la transferencia de la data delregistrador
a la aplicación APCS en la PC.

PUCP – Sección de Electricidad y Electrónica.
4. FUNDAMENTO TEÓRICO.
4.1 Objetivos del Control de Procesos.
Los objetivos principales del control de procesos son los siguientes:
o Mantener las variables importantes de un proceso en valores deseados.
o Aumentar la eficiencia de los procesos mejorando la respuesta transitoria.
o Disminuir lasensibilidad a las perturbaciones.
o Evitar la inestabilidad de procesos críticos que podrían ocasionar daños e incluso algún
accidente.
4.2 Estructura Básica de los Sistemas de Control.
Un sistema de control esta compuesto por variados equipos, los cuales se pueden agrupar
en los siguientes grupos: controladores, actuadores y sensores. Dichos equipos se
comunican entre ellos mediante señalesfísicas (corriente, voltaje, presión, etc.) y/o
protocolos de comunicación alámbrica o inalámbrica. Como se muestra en la siguiente figura,
los equipos se disponen formando un lazo de control retroalimentado.

Fig. 1. Diagrama de Bloques de un Sistema de Control en Lazo Cerrado: Componentes y
Señales Involucradas.

Los componentes de un sistema de control de procesos típico son:
Proceso:Operación o secuencia de operaciones que involucra un fenómeno físico o
químico (cambio de energía, estado, composición, dimensión, etc.) Ejemplo: Proceso de
calentamiento de un fluido.
Sensor (Elemento Primario): Es el elemento que captura una señal física del proceso y la
convierte en una señal estándar (eléctrica, neumática, o según algún protocolo de
comunicación). Ejemplos: Sensor dePresión, Sensor de Flujo, Termocupla.
Controlador: Es el elemento que determina la acción que debe ser tomada sobre el
proceso. Utilizando la señal recibida del sensor y basándose en algoritmos de control,
determina la acción que debe ejecutar el actuador. Ejemplo: Controlador Industrial con
Algoritmo Proporcional Integral Derivativo (PID).
Actuador (Elemento Final): Es el elemento que recibe laseñal generada por el controlador
e interactúa con el medio físico del proceso. Ejemplos: Válvulas proporcionales, resistencias
eléctricas, motores.
Las principales señales involucradas en los sistemas de control de procesos son:
Variable de Proceso (PV): Representa la variable más importante del proceso y es la
propiedad física que se desea controlar. Esta señal es generada por el sensor....