Simulacion Reactor en cascada

“CONTROL DE TEMPERATURA DE UN REACTOR
ENCHAQUETADO EN CASCADA”





1. INTRODUCCI€N
El avance tecnol€gico en el campo de la automatizaci€n y control de procesos
industriales nos permite realizar el estudio y an•lisis de procesos mediante
herramientas de simulaci€n por computador, como es el caso de CONTROL
STATION V3.7.
CONTROL STATION V3.7 es un software que nos permitesimular el control de
procesos industriales, entre los cuales se pueden citar, control de temperatura
de un horno, control de nivel de l‚quido en un tanque, control de temperatura de
un reactor enchaquetado, etc. A su vez, el programa posee varias herramientas
para el control de procesos industriales tales como el controlador Proporcional
(P), Proporcional-Integrativo (PI) yProporcional-Integrativo-Derivativo.
El presente trabajo se enfoca en desarrollar el caso de estudio para el control de
temperatura de un reactor enchaquetado con la finalidad diseƒar y ajustar los
valores de los controladores P, PI, PID, seg„n las especificaciones que se
detallan m•s adelante, mediante la ayuda de la herramienta Design Tools que se
encuentra incluida en el software CONTROL STATION V3.7.
Controlde Temperatura de un Reactor enchaquetado en cascada.
El esquema de control de temperatura de un reactor en cascada que se muestra
en la figura 1.1 el control de temperatura de un reactor en cascada en lazo
abierto es similar al control de temperatura de un reactor en lazo simple. La
arquitectura b•sica de un reactor en cascada est• conformada por dos variables
de medida, dos controladores yun actuador, una de las caracter‚sticas
principales de este tipo de configuraci€n es que se usa un solo actuador para
manipular ambas variables de procesos.
Un controlador configurado en cascada se utiliza para rechazar las
perturbaciones que afecten a la salida del proceso, en el control de temperatura
de un reactor en cascada la variable medida del proceso secundario es la
temperatura delrefrigerante que sale de la chaqueta del reactor.
El controlador de lazo interno, llamado tambi…n controlador secundario, tiene la
funci€n de manipular el porcentaje de caudal de refrigerante que sale del
enchaquetado del reactor. A su vez, la variable medida del proceso primario o
lazo exterior es la temperatura de salida del reactor. En el caso general que se
tenga un controlador encascada la salida del controlador primario es el set point
del controlador secundario.

Fig. 1.1 Reactor enchaquetado en cascada

Fig. 1.2 Diagrama en bloques Reactor enchaquetado en cascada

2. OBJETIVO
El objetivo del presente trabajo es el de obtener y ajustar los valores de las
constantes Kp, ƬI, ƬD, para controlar la temperatura de un reactor enchaquetado
en cascada mediante lautilizaci€n del software Control Station V3.7.
3. DESARROLLO
Para la realizaci€n del presente trabajo se deben cumplir las condiciones de
diseƒo.
Temperatura Proceso Primario = 90oC
Salida Controlador 50%
Temperatura de Perturbaci•n = 50.8oC
1. Obtener los puntos de operaci€n

Descripci•n
Jacket Outlet Flow (L/min)
Jacket Outlet Temp (oC)
Reactor Exit Temp (oC)
Conversion

Valor
55.0
73.490.0
89.0

2. Incrementar 10% v•lvula de control para obtener el pulso.
LAZO DE CONTROL SECUNDARIO
Partiendo de un estado estable de nivel de operaci€n, a la salida del controlador
se dio un Step desde el valor de diseƒo de 50% hasta 60%, luego se baja a 40
% y de nuevo se retorna a 50%. Despu…s de cada acci€n de control, la variable
de proceso secundaria visualiza una respuesta clara quecontrola la
perturbaci€n.
Con la ayuda de la herramienta Design Tools obtenemos la curva de respuesta
de la variable de proceso secundaria al estimulo de la salida del controlador
secundario. (Variable manipulada). Fig.1.3.

Fig. 1.3 Respuesta variable de proceso secundaria
Mediante un ajuste din•mico de datos FOPDT, mostrados en la fig. 1.3,
obtenemos los siguientes par•metros del...