control de procesos

1

Control de Procesos Industriales

LUIS MONCADA ALBITRES MSc.

Luis Moncada Albitres

Control de Procesos Industriales

2

Segunda Edición
Universidad Nacional de Trujillo
Trujillo 2005

Luis Moncada Albitres

3

Control de Procesos Industriales

INDICE

CAPITULO I
CONCEPTOS Y DEFINICIONES BÁSICAS
1.1
Definiciones
1.2
Variables
1.3
Diseño al Estado Estacionario1.4
Control de procesos
1.5
Niveles de control
1.6
El estado no estacionario
1.7
Principios básicos de diseño de sistemas de control

11
12
13
14
16
16
17
18

CAPITULO II
SISTEMAS DE CONTROL
2.1
Sistema de control retroalimentado “feedback”
2.2
Servosistemas
2.3
Sistemas de regulación automática
2.4
Sistemas de control de procesos
2.5
Sistema de control de lazocerrado (“clossed loop”)
2.6
Sistema de control de lazo abierto
2.7
Sistema de control de lazo cerrado versus de lazo abierto
2.8
Control combinado de lazo abierto y lazo cerrado
2.9
Sistemas de control adaptables
2.10 Sistemas de control con aprendizaje
2.11 Clasificación de sistemas de control

21
23
24
24
24
25
26
28
28
29
29
30

Luis Moncada Albitres

4

Control deProcesos Industriales

CAPITULO III
CONTROL E INSTRUMENTACIÓN DE PROCESOS
3.1
Instrumentación y control
3.2
Sensores
3.2.1 Medidores de temperatura
3.2.2 Medidores de presión
3.2.3 Medidores de flujo
3.2.4 Mediciones de nivel
3.2.5 Medición de propiedades físicas
3.3
Transmisores
3.4
Válvulas de control
3.4.1 Acción de la válvula
3.4.2 Tamaño
3.4.3 Características
3.5Controladores
3.6
Dispositivos de computación y lógicos
3.7
Funcionamiento de controladores de retroalimentación
3.7.1 Especificaciones de la respuesta de lazo cerrado
3.7.2 Operación de carga
3.8
Objetivos de la instrumentación y control
3.9
Esquemas de control automático
3.9.1 Reglas para confección de diagramas de I & C
3.9.2 Nomenclatura
3.9.3 Símbolos básicos de instrumentos
3.9.4Identificación de instrumentos
3.10 Sistemas típicos de control
3.10.1 Control de nivel
3.10.2 Control de presión
3.10.3 Control de flujo
3.10.4 Intercambiadores de calor
3.10.5 Control en cascada
3.10.6 Control proporcional
3.10.7 Control de columnas de destilación
3.10.8 Control de reactores
3.10.9 Alarmas y dispositivos de seguridad

31
31
34
35
36
36
37
38
39
41
41
42
48
50
5354
54
55
55
56
56
56
57
58
58
58
59
60
61
62
62
63
66
67

CAPITULO IV
LA TRANSFORMADA DE LAPLACE
4.1
Concepto de una transformada
4.1.1 Transformada de Laplace con UNTSIM
4.1.2 Consideraciones de la Transformada de Laplace
4.2
Transformada de una derivada
4.2.1 Transformada de una derivada con UNTSIM
4.3
Transformada de una integral

68
68
72
73
73
74
75Luis Moncada Albitres

5

Control de Procesos Industriales

4.4
4.5

Transformada inversa
Propiedades de las transformadas
4.5.1 Teorema del valor inicial
4.5.2 Teorema del valor final
4.5.3 Teorema del retardo puro

75
76
76
76
76

CAPITULO V
SOLUCION DE ECUACIONES DIFERENCIALES
5.1
Inversión por fracciones parciales
5.1.1 Cuando contiene únicamente polos distintos5.1.2 Cuando tiene polos múltiples
5.1.3 Descomposición en fracciones parciales con MATLAB
5.1.4 Descomposición en fracciones parciales con UNTSIM
5.2
Uso de UNTSIM para invertir F(s) a f(t)
5.3
Solución de ecuaciones lineales invariantes en el tiempo
5.4
Uso de UNTSIM para resolver EDO

79
80
81
83
85
87
88
89
90

CAPITULO VI
LA FUNCION DE TRANSFERENCIA
6.1
Elementos de lafunción de transferencia
6.2
Modelamiento matemático de sistemas dinámicos
6.3
Sistemas lineales y no lineales
6.3.1 Sistemas lineales
6.3.2 Sistemas no lineales
6.4
Linealización
6.5
Variables de desviación
6.6
Función de transferencia de los elementos de un sistema de
control
6.6.1 Función de transferencia del proceso
Intercambiador de calor
Sistema de nivel de liquido: Caso lineal...