Control Automatico

CONTROL AUTOMATICO DE PROCESOS























2012
CONTROL AUTOMATICO DE PROCESOS

El estudio del control automático, debe comenzar con los conceptos de los proceso, desde el punto de vista de la producción se considera que un proceso, “Es un lugar donde se unen materiales y energía para producir el producto deseado”.
Desde el punto de vista del control, unproceso se identifica como: “Los valores de las variables asociadas al proceso que son importantes conocer y controlar”.
El estudio del control automático, se centra en los procesos que tienen sólo una variable controlada, como ser: El proceso de intercambio de calor que se muestra en la figura 1a.


Para mantener la temperatura del producto “agua caliente”, que es la variablecontrolada, se debe disponer de otra variable capaz de afectar a la variable controlada y pueda ser manipulada por el control, como es la válvula de entrada de vapor.




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Fig. 1a Proceso simple de un intercambiador de calor; 1b En símbolos.

En este proceso, el sistema de control actúa sobre la posición de la válvula de vapor. Sin embargo, la temperatura del agua depende también delcaudal de agua, su temperatura de entrada, la entalpía del vapor, el grado de ensuciamiento del intercambiador y la temperatura ambiente.
Este ejemplo, muestra las variables controlada, manipulada y de carga, las tres categorías asociadas con cada proceso bajo control, en símbolos fig. 1b.
- Las Variables Controladas: Son los parámetros que indican la calidad del producto o las condicionesde operación del proceso, tales como presión, nivel temperatura, pH, gravedad especifica o densidad, composición, contenido de humedad, peso, blancura, velocidad y otras variables asociadas según el tipo de proceso.
- Las Variables Manipuladas: Son muchas e incluyen posición de válvula, posición de registro, velocidad de motor, paso de alabe, etc. Además hay veces que se manipula un lazo decontrol, para controlar otra variable en esquemas de control en cascada o más complicados.

Todas las variables manipuladas, afectan a una variable controlada, ya sea del lado de alimentación o del lado de proceso. A menudo una variable controlada de un proceso es la variable de carga para otro.
Por ejemplo, la temperatura del agua saliendo del intercambiador de calor, seguramente afectara aotras variables de planta, de lo contrario no tendría importancia controlarla.


EL PROBLEMA DE CONTROL

La relación entre la variable controlada, manipulada y de carga definen las necesidades de un control de proceso. La variable manipulada y las distintas variables de carga pueden aumentar o disminuir a la variable controlada según el diseño del proceso. Las variaciones de lavariable controlada reflejan el balance entre las cargas y la variable manipulada.
En el caso del intercambiador de calor, los movimientos de apertura o cierre de la válvula de vapor y su entalpía, mas la temperatura ambiente tienden a modificar la temperatura del producto, indicado por el TT. La temperatura responde al efecto neto de estas influencias. Si las influencias positivas sonmayores que las negativas, la temperatura se eleva, si se da el caso contrario la temperatura baja. Si todas las variables permanecen constantes, es posible ajustar la válvula de vapor hasta que la temperatura del producto sea del valor deseado y permanecer allí indefinidamente.
El control de proceso es necesario, puesto que las variables no permanecen constantes. Por ejemplo, las variacionesde temperatura de la entrada de agua modifican la temperatura del producto (agua caliente) y se requiere una posición diferente de la válvula de vapor para que la temperatura del agua pueda permanecer en el valor deseado, entonces la tarea del sistema de control es la de determinar y actualizar continuamente la posición de la válvula de entrada de vapor a medida que cambian las condiciones de...