Control de procesos

Control de Procesos Industriales

1

LUIS MONCADA ALBITRES MSc.

Luis Moncada Albitres

Control de Procesos Industriales

2

Segunda Edición Universidad Nacional de Trujillo Trujillo 2005

Luis Moncada Albitres

Control de Procesos Industriales

3

INDICE

CAPITULO I
CONCEPTOS Y DEFINICIONES BÁSICAS 1.1 Definiciones 1.2 Variables 1.3 Diseño al Estado Estacionario 1.4Control 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 lazo cerrado (“clossed loop”) 2.6 Sistema decontrol 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

Control de Procesos Industriales

4

CAPITULO III
CONTROL E INSTRUMENTACIÓNDE 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 3.5 Controladores 3.6 Dispositivos de computación y lógicos 3.7 Funcionamiento decontroladores 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 3.9.4 Identificación de instrumentos 3.10 Sistemas típicos de control 3.10.1 Control de nivel 3.10.2Control 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 53 54 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 deuna 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 75

Luis Moncada Albitres

Control de Procesos Industriales

5

4.4 4.5

Transformada inversa Propiedades de las transformadas 4.5.1 Teorema del valorinicial 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 distintos 5.1.2 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 parainvertir 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 la función 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 Variablesde 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 Sistema de nivel de liquido: Caso no lineal Sistemas térmicos Sistema de mezclado Sistema de reacción Uso de UNTSIM para obtener la función de transferencia Tres reactores CSTR en serie Dos tanques...