Automatizacion De Una Autoclave Empleando Tecnicas De Control Clásica Y Avanzada

AUTOMATIZACION DE UNA AUTOCLAVE EMPLEANDO
TECNICAS DE CONTROL CLASICA Y AVANZADA
Leonardo Mora Aylas
lmora@cip.org.pe
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica.
Universidad Nacional de Ingeniería
Lima, Perú, 2003

Resumen
Se estudia el diseño y simulación del sistema de control de un proceso de
esterilización en una autoclave de vapor saturado usando el controlador PID (métodoclásico) y el controlador óptimo cuadrático (método moderno), en la planta de
conservas de la empresa Austral Group. El modelo de simulación utiliza las ventajas
ofrecidas por la herramienta basada en el Simulink de MATLAB. Se desarrolla
también una metodología experimental para determinar el modelo dinámico del
proceso de esterilización. Los resultados de la simulación muestran las ventajas delsistema de control moderno, el cual justifica su implementación en tiempo real.
Palabras Claves: control avanzado en proceso de esterilización de conservas, diseño
de controlador PID, diseño de controlador óptimo.

Abstract
The design and simulation of control system for a sterilization process in a retort with
saturated steam is studied by using PID controller (classical method) andquadratic
optimum controller (modern method), in the canned food floor from Austral Group
company. The simulation model uses the advantages offered by the tool based on
MATLAB Simulink. An experimental methodology developed to determining the
dynamic model is also utilized for sterilization process modeling. The simulation
results show the advantages of modern control system, which justifies hisimplementation in real time.
Key Words: advanced control for sterilization process of canned food, design of PID
controller, design of optimal controller.

1. INTRODUCCION
En las plantas de industrias de alimentos, un
proceso muy importante es el de esterilización.
Este se realiza en las autoclaves cuyo diseño varía
entre una planta y otra. Pero en todas, la
temperatura en su interior, esuna variable muy
crítica que debe ser controlada, para mantenerla
en un mismo valor constante durante un tiempo
determinado [1].
En la actualidad, estas autoclaves se fabrican con
equipamientos modernos automatizados, pero la
esencia del control mantiene el punto de vista
tradicional: el control PID, el cual muestra sus
limitaciones y por tanto productos defectuosos,
perjudicando a laempresa ante sus clientes
internacionales. Los trabajos de control avanzado
están orientados a otras aplicaciones (como
robótica). En particular, en la industria peruana

de este rubro no se aplica el control avanzado en
los procesos de esterilización.
La simulación de un diseño de control óptimo es
la etapa previa muy relevante que según el
resultado conlleva a implementar en tiempo real
elsistema de control del proceso. Con el
resultado de este estudio, los fabricantes de las
autoclaves, nacionales y extranjeros, podrán
implementar un hardware para la automatización
en base a este método de control avanzado.
Las tres líneas de esterilización de la planta de
conservas de la empresa Austral Group en Paita –
Piura – Perú, Cap. II [2], son de fabricación Malo.
El modelodinámico del proceso y el diseño de los
controladores considera una autoclave Malo, del
tipo vapor saturado [3].

2. FUNDAMENTOS TEORICOS.
2.1 El Controlador PID Clásico.
Un controlador PID es un controlador de segundo
orden con integración [4]. El término básico en el
controlador PID es el proporcional , que origina
una actuación de control correctiva proporcional
al error. La parte integralbrinda una corrección
proporcional a la integral del error, que corrige el
error en estado estacionario. La parte derivativa
da prioridades predictivas a la actuación,
generando una acción de control proporcional a
la velocidad de cambio del error, [5].
Para representar la estructura de un controlador
PID se considera un lazo cerrado de control, el
cual se representa en la Figura 1....