Estudiante

Trabajo de Dinámica y Control de Procesos Industriales
Ingeniería Industrial



2012
Bordó
Hewlett-Packard
01/01/2012
Trabajo de Dinámica y Control de Procesos Industriales
Ingeniería Industrial



2012
Bordó
Hewlett-Packard
01/01/2012

Introducción:
En la Industria resulta fundamental llevar a cabo un control estricto sobre las variables que se ponen en juego enlos diferentes procesos. Con el avance de la tecnología han surgido nuevas formas de llevar a cabo el control cumpliendo con los requisitos fundamentales de este: rápido, económico, estable, repetitivo, exacto, no afectando ni la calidad, ni la cantidad de los productos obtenidos; esta nueva forma de llevar a cabo el control ha permitido sustituir los sistemas expertos, dando avance a sistemasque permiten obtener excelentes resultados con el menor esfuerzo empleado.
En el presente trabajo, nos esmeramos en la búsqueda de un controlador para un sistema de concentración de jugos, el equipo a analizar es un evaporador de doble efecto, haciendo hincapié en la salida del primer efecto. La variable tomada como controlada es la temperatura del vapor (medio de calefacción) y la variablemanipulada es la temperatura del jugo concentrado (en nuestro caso de 70°C).
El control de la temperatura en este caso asume mucha importancia, ya que debemos evitar la caramelización de los tubos, ya que esto provocaría no solo la salida del producto fueras de condiciones requeridas si no también a la destrucción total del equipo.
Para llevar a cabo este trabajo, realizamos e interpretamos lossiguientes pasos:
1. Análisis del proceso. Designación de variables, tanto manipulada como controlada.
2. Contar con la función de transferencia del proceso elegido.
3. Verificar que la función de transferencia se ajuste al proceso.
4. Incorporar al sistema de control, las funciones de transferencia de la válvula y el sensor respectivo.
5. Analizar la estabilidad delsistema, por el criterio de Routh-Hurwitz.
6. Encontrar el valor de kc, para el cual es sistema es marginalmente estable, es decir hallar el valor del kc limite.
7. Encontrar el valor de la frecuencia crítica y del periodo.
8. Sintonia de reguladores: P, PI, PID, PD
En el presente trabajo se desarrollara la metodología de cada uno de los ítems enumerados anteriormente.

Esquema delproceso para la elaboración de jugos concentrados

Esquema: Evaporador de doble efecto
Las variables y parámetros operativos que toman lugar en nuestro sistema son:
Variables de entrada
* Caudal de alimentación (jugo diluido)
* Concentración de la alimentación
* Temperatura de la alimentación
* Caudal de vapor de calefacción
* Temperatura del vapor de calefacciónVariables de salida
* Concentración del producto (jugo concentrado)
* Temperatura de salida del producto
* Caudal de producto (jugo concentrado)
Existe una importante característica a distinguir en el proceso elegido: al aplicar una variación en una variable de entrada podemos distinguir que esta no solo tiene efectos en una variable de salida, si no que además modifica (actúa)sobre otras. A modo de ejemplo podemos decir: Si se produce un incremento en la temperatura de entrada, esta repercute no solo en la temperatura de salida si no también en los niveles de concentración de salida, como así también una disminución en el caudal de salida



El esquema operativo del proceso es el siguiente:

Variables manipuladas y controladas:
Variables controladas:Temperatura producto: Evitar caramelizar los tubos. Cuidado del equipo. La medida y efecto se determina experimentalmente, como aproximación se considera un aumento geométrico (dentro de rangos normales) de 50 a 120°C de duplicación cada 10°C,
Concentración: Objetivo del equipo. (60-65° Brix aproximadamente para jugo de naranja o mandarina).
Variables manipulables:
Caudal de vapor de...