Todo un poco

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA” COMPLEJO ACADÉMICO EL SABINO PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA DPTO DE MECÁNICA Y TECNOLOGÍA DE LA PRODUCCIÓN DINÁMICA Y CONTROL DE PROCESOS

TEMA N° 1 INTRODUCCIÓN AL CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESOS

FACILITADOR(ES): PROF. Ing. Esp. Carlos A. Pérez PROF. Ing. Eumar Leal PROF. Ing. Esp. José Cuauro

Introducción al Control Automático deProcesos Universidad Nacional Experimental “Francisco de Miranda”

UNIDAD I INTRODUCCIÓN AL CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESOS CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESOS 1. Introducción al control de procesos Cuando observamos un proceso químico en una planta o en un laboratorio se observa flujos que pasan de un recipiente a otro, líquidos que burbujean, gases que reaccionan, etc., y se detecta que todas lasmedidas cambian continuamente en el tiempo, algunas veces con pequeñas fluctuaciones y otras veces con cambios más importantes. La conclusión inmediata es que “el mundo es dinámico”. Esta simple y obvia afirmación es la razón de ser del “control de procesos”. Además se puede afirmar que sólo entendiendo el comportamiento dinámico del sistema físico es posible diseñar y alcanzar un buen control delproceso. Para comprender mejor la teoría de control intentaremos responder algunas preguntas como por ejemplo: • ¿Qué hace un sistema de control y por qué es necesario? • ¿Por qué es posible el control? • ¿Cómo se realiza el control? • ¿Dónde se implementa el control? • ¿Cómo se documenta el control de procesos? • ¿Qué hace un sistema de control y por qué es necesario? Analicemos dos sistemas decontrol de la vida diaria. Primer ejemplo de sistema de control: una persona conduciendo una automóvil, como se muestra en la figura 1. El conductor tiene una meta, un objetivo. Para ello debe determinar la ruta a tomar, para lo cual ubica primero el camino en que está y luego define, en función de la posición actual, los cambios que debe hacer para poner al automóvil en la ruta requerida.Finalmente, ya en la ruta adecuada, el conductor debe mover continuamente el volante para mantener la posición del automóvil. O sea, ejecuta continuamente las tres funciones (ver, calcular, corregir). Así, el conductor puede mantener al auto en una posición cercana a la deseada cuando aparecen perturbaciones en el camino, como baches, curvas, camino cerrado, etc.

PROF. Ing. Esp. Carlos A. PérezIntroducción al Control Automático de Procesos Universidad Nacional Experimental “Francisco de Miranda”

Figura 1 Control al conducir un automóvil

Segundo Ejemplo de sistema de control: la temperatura, en una casa con ambientes climatizados, se puede mantener cercana al valor deseado circulando agua caliente a través de un intercambiador de calor. La temperatura en la habitación es determinadapor un termostato, el cual compara el valor medido en la habitación a un rango deseado (por ejemplo 18-22ºC) (ver figura 2). Si la temperatura está por debajo de 18ºC el horno y la bomba son prendidos y si la temperatura está por encima de 22ºC, el horno y la bomba son apagados.

Figura 2. Control de la temperatura en una habitación

En la figura 3 se muestra como cambia la temperatura en lahabitación. Se aprecia que la temperatura deriva lentamente entre el límite inferior y superior. También exceden los límites debido a que el horno y el intercambiador de calor no pueden responder inmediatamente. Esta aproximación es denominada “control on/off” y se puede usar cuando no se requiere un control preciso del valor deseado.

PROF. Ing. Esp. Carlos A. Pérez

Introducción al ControlAutomático de Procesos Universidad Nacional Experimental “Francisco de Miranda”

Figura 3. Respuesta dinámica de la temperatura en una habitación

Vistos estos dos simples sistemas de control se pueden identificar algunos parámetros. Primero es que usa un valor específico (o rango) como un valor deseado para la variable controlada. Este término se denomina “setpoint”. Segundo, las condiciones...