Control De Procesos

Control de Procesos
Ing. José Roberto Vignoni

Año 2002

Instrumentación y Comunicaciones Industriales

1

Proceso
• El término proceso utilizado en “control de procesos” o “procesos industriales”, se refiere a cambiar o refinar materias primas para lograr un producto final. • La materia prima, que puede o no cambiar de estado físico durante el proceso, es transferida, medida,mezclada, calentada, enfriada, filtrada, almacenada o manipulada de alguna manera para producir el producto final

Instrumentación y Comunicaciones Industriales

2

• Ejemplos de procesos industriales
– Industrias químicas – Petróleo y gas – Alimentos y bebidas – Productas farmacéuticos – Tratamientos de agua – Generación de energía – Etc.

Instrumentación y Comunicaciones Industriales

3Control de Procesos
• El controlar un proceso, se refiere a como se controlan variables inherentes al mismo para:
– Reducir la variabilidad del producto final – Incrementar la eficiencia – Reducir impacto ambiental – Mantener el proceso dentro de los límites de seguridad que corresponda

Instrumentación y Comunicaciones Industriales

4

El lazo de control
• Un lazo de control requiere laocurrencia de tres tareas:
– Medida – Comparación – Ajuste

Nivel máximo

Instrumentación y Comunicaciones Industriales

5

• Variable de proceso
– Son aquellas que pueden cambiar las condiciones de un proceso

• Setpoint
– Valor al que se desea mantener una variable de proceso

• Variable medida
– Es aquella que se desea mantener estable

• Variable manipulada
– Es aquellaque varía para mantener constante la variable medida
Instrumentación y Comunicaciones Industriales 6

Error
• Es la diferencia entre la variable medida y el setpoint. Puede ser + ó -. Está compuesto por:
– Magnitud – Duración – Velocidad de variación
X Variación Magnitud Duración SP T

Instrumentación y Comunicaciones Industriales

7

• Offset
– Es una variación constante de lavariable de proceso, respecto del setpoint.

• Variación de carga
– Es un cambio no deseado en algún factor que pueda afectar la variable de proceso.

• Algoritmo de control
– Es la expresión matemática de una función de control

Instrumentación y Comunicaciones Industriales

8

Lazo abierto y lazo cerrado
• Lazo cerrado existe cuando la variable de proceso es medida, comparada con elsetpoint y se genera una acción tendiente a corregir cualquier desviación respecto del mismo. • A lazo abierto, la variable de proceso no es comparada y se genera una acción independientemente de las condiciones de la misma.

Instrumentación y Comunicaciones Industriales

9

Componentes del lazo de control
• Elemento primario o sensor
– Es el primer elemento en un lazo de control el cual midela variable de proceso.

• Trasductor
– Convierte una señal física en una eléctrica

• Convertidor
– Convierte una señal de un dominio en otro

• Transmisor
– Convierte la lectura de un sensor en una señal estándar que pueda ser transmitida
Instrumentación y Comunicaciones Industriales 10

Señales
• En procesos industriales existen tres tipos de señales para transmitir información– Neumáticas (3 – 15 psi)
• Cambios en la presión de aire de una cañería, proporcionales a las variaciones de magnitud medida. • Se siguen utilizando en aplicaciones particulares

– Analógicas (4 – 20 mA), (1 – 5 V)
• La forma de transmisión mas común desde los años 1960. • A partir de los 90 se comenzaron a reemplazar por señales digitales.
Instrumentación y Comunicaciones Industriales 11• Digitales
– Señales de niveles discretos que combinados de forma particular representan la magnitud de las variables del proceso – La metodología utilizada para combinar las señales digitales, se denomina protocolo. – Los protocolos pueden ser estándar o propietarios (abiertos o cerrados). Ejemplos Ethernet, Profibus, CAN, Hart, etc.

Instrumentación y Comunicaciones Industriales

12...