Introduccion Control Automatico De Procesos

CAPíTULO

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Introducción

El propósito principal de este capítulo es demostrar al lector la necesidad del control auto.mático de procesos y despertar su interés para que lo estudie. El objetivo del control
automático de procesos es mantener en determinado valor de operación las variables del
proceso tales como: temperaturas, presiones, flujos y 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, las variables 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 capítulo se presentan asimismo, dos sistemas de control, se examinan algunos desus componentes, se definen algunos de los términos que se usan en el campo del
control de procesos y finalmente, se exponen las bases necesarias para su estudio.

l-l.

EL SISTEMA DE CONTROL DE PROCESOS

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 l-l.El propósito de la unidad es calentar el fluido que se procesa, de una temperatura
dada de entrada T(t), a cierta temperatura de salida, T(t), que se desea. Como se dijo,
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 yla 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 muchas variables que pueden cambiar, lo cual ocasiona que
la temperatura de salida se desvíe del valor deseado, si esto llega a suceder, se deben
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INTRODUCCIÓN

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Figura l-l. Intercambiador de calor.

emprender algunas acciones paracorregir la desviación; esto es, el objetivo es 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
comparar ésta 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 ladesviación, 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 ‘(energfa)
hacia el intercambiador de calor. Si la temperatura está por abajo del valor qye se desea, entonces se puede abrir un poco más la vtivula de vapor para aumentar el flujo
de vapor (energia) hacia el intercambiador.. Todo esto lo puede hacermanualmente 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 valor determinado y con este procedimiento de corrección se requeriría una cantidad tremenda de .operarios, por ello, sería preferible realizar
el control de manera automática, esdecir, contar co? instrumentos que controlen las
variables sin necesidad de que intervenga el operador. Esto es lo que sigkica el control
automático de proceso.

Para lograr este objetivo se debe diseñar e implementar un sistema de control. En
la figura 1-2 se muestra un sistema’ de control y sus compone@es básicos. (En el apéndice
A se presentan los simbolos e identificación de los diferentesinstrumentos utilizados en
el sistema de control automático.} El primer paso es medir la temperatura de salida de
la corriente del proceso, esto se hke 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 yV la convierte en una señal lo
suficientemente...