colegio

CONCEPTOS GRALES. DE
AUTOMATIZACION DE PROCESOS
INDUSTRIALES

AUTOMATIZACION DE PROCESOS INDUSTRIALES

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1.1

TEORÍA DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL

Introducción y Definiciones

Problemática del Control
El problema de control de un proceso industrial, consiste en la determinación de un
dispositivo (por ejemplo un controlador) o un conjunto de ellos que permita mantenerlooperando en los niveles deseados o transformarlo de uno a otro nivel de operación en forma
adecuada a pesar de influencias externas que pueden actuar en sentido contrario.
Para responder a la problemática de control, en primer lugar, el proceso o sistema debe ser
representado en forma sencilla, mostrando las variables que interaccionan según el objetivo
deseado.
Una representación del proceso osistema suele ser de acuerdo a una relación causa- efecto,
existiendo de este modo una o varias variables de entrada o excitaciones y una o varias
variables de salida o de interés en el sistema.
La representación general de un sistema está dada en la figura 1.1.1.

Perturbaciones

Entradas

SISTEMA

Salidas

Fig. 1.1.1 : Representación de un sistema
Las perturbaciones son aquellasvariables que afectan las excitaciones y que no podemos
manipular a voluntad.
Una vez representado el sistema e identificadas las variables que interaccionan en él, se
requiere implementar la estrategia de control o conjunto de acciones que se realizan para
lograr el objetivo.
Existen varias configuraciones de control que permiten hacer que el sistema o proceso
cumpla con el objetivo decontrol, veamos una de ellas que es la configuración de control
realimentada dada por la figura 1.1.2. :
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Energía
Entradas
Objetivo

CONTROLADOR

ACTUADOR

SISTEMA

Salidas

Perturbaciones
SENSORES
TRANSMISORES

Fig. 1.1.2 : Configuración de Control Realimentada
La función de los elementos que aparecen en la configuración de control es lasiguiente :
Proceso o sistema: Conjunto de unidades operacionales o elementos, que interactúan para
generar productos a partir de insumos
Variables de Proceso: Son variables que evolucionan en el tiempo. Ej. Temperatura,
presión, flujo, densidad
Variables controladas: Son aquellas que deben mantenerse en rangos de variación
acotados, con el fin de que los productos cumplan determinadasnormas (calidad, cantidad,
costo, etc.) Ej. Temperatura de un combustible, presión de aire, etc.
Variables manipuladas: Son aquellas que pueden variarse con el fin de mantener las
variables controladas en rangos predefinidos. Ej. Flujo de aire
Perturbaciones: Son variables que evolucionan en el tiempo en forma independiente. Los
efectos transitorios, aunque desaparecen con el tiempo puedengenerar serios problemas
operacionales, por ej. Rebalses, sobrecargas, etc.

Sensores/Transmisores: Es un dispositivo que mide automáticamente una variable de
proceso sobre la base de principios físicos o químicos, generando una señal neumática,
electrónica o digital que sigue la evolución en el tiempo de la variable medida. Ej. Sensor
de temperatura, sensor de nivel, etc.
Controlador: Es unelemento o dispositivo que modifica la variable manipulada con el fin
de que la variable controlada se mantenga próxima a la referencia, a pesar de la acción de
las perturbaciones que afectan al proceso. Permite modificar la dinámica del sistema, es
decir provocar cambios en la salida
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Actuador: Es un dispositivo que transforma una señal neumática,electrónica o digital en
una acción física sobre el proceso. Ej. Válvulas, motores.
Las señales entregadas por los sensores y recibidas por los actuadotes están normalizadas:
Señales neumáticas: 3 – 15 psi
Señales electrónicas: 4 – 20 mA
Señales digitales: 8, 12, 16, 32 bits
Tipos de Controladores
Dependiendo del tipo de sistema y de la exigencia requerida para cumplir con el objetivo de...