Trabajos tec

CAPITULO 1 CONCEPTOS GENERALES

1.1 Introducción. El control automático de procesos nace por la necesidad de generar productos más uniformes y de más alta calidad, con una mayor exactitud, lo cual representa por lo general mayores beneficios. El control automático tiene también grandes ventajas en ciertas operaciones remotas, peligrosas o rutinarias. Debido a que la calidad y la reducción decostos en un proceso es por lo común la ventaja más importante que se busca al aplicar el control automático. La calidad del control y el costo se deben comparar con los beneficios económicos esperados y los objetivos técnicos del proceso. Los beneficios económicos incluyen la reducción de los costos de operación, mantenimiento y producto fuera de especificaciones, junto con el mejoramiento de lafuncionalidad del proceso y una mayor producción. Las razones principales para usar control automático de procesos, son las siguientes: • • • Mantener los niveles de producción de la planta en valores iguales o superiores a los establecidos. Mantener la calidad del producto (composición, pureza, color, etc.). Evitar lesiones al personal de la planta o daño al equipo. La seguridad debe serconsiderada como prioridad.

La optimización del proceso en términos generales se obtiene si se logra maximizar los beneficios y/o minimizar los costos sujetos a las restricciones físicas impuestas por el proceso. Como un primer paso en la aplicación de esquemas de control automático, es importante manejar la terminología y los conceptos básicos necesarios. Este capitulo, introduce los mismos.

En todoproceso se presenta una causa y un efecto (causalidad) como se puede observar en la figura 1.1, las causas representan las variables de entradas y los efectos son aquellos que genera el proceso como respuesta a las variables de entrada.

Causa Proceso
Variables

Efecto

Variables

Figura 1.1. Causalidad del Proceso. 1.2 VARIABLES. Las entradas y salidas de un proceso son denominadasvariables, debido a que están interrelacionadas con el mismo en una forma estática y/o dinámica. Para nuestros fines es importante clasificar los diferentes tipos de variables que intervienen en un proceso, estas son: variables manipuladas, variables controladas, variables no controladas y perturbaciones, como se observa en la figura 1.2, en la cual se utiliza como ejemplo una columna de destilación.Variables Manipuladas

F, Flujo de Alimentación R, Reflujo TE, Temperatura de Entrada

Composición del Destilado, XD Composición del Fondo, XB

Presión Temperatura en el Plato # 5 Perturbaciones XF, Composición de Entrada QR, Calor del Reactor D, Destilado B, Flujo en el fondo Temperatura en el Plato # 10

Figura 1.2. Variables que pueden intervenir en un proceso. 1.2.1 VARIABLESMANIPULADAS: Variables que nosotros podemos cambiar o mover para garantizar que la variable controlada presente el valor deseado. 1.2.2 VARIABLES CONTROLADAS: Variables que queremos controlar, bien sea tratando de mantenerlas constantes (Control Regulatorio) o tratando de seguir alguna trayectoria deseada (Servocontrol), ejemplos de estas pueden ser, flujos, composiciones, temperaturas, presión, nivel,etc.

Variables No Controladas

Variables Controladas

1.2.3 VARIABLES NO CONTROLADAS: Son aquellas variables sobre las cuales no se ejerce control, en algunos casos estas variables no afectan o no ejercen ningún efecto sobre el proceso. 1.2.4 PERTURBACIONES: Flujos, temperaturas, composiciones que entran al proceso (pueden ser de salida algunas veces). No todo el tiempo pueden ser medidas,pero el sistema de control debe ser capaz de regular el proceso en presencia de ellas (premisa que en algunas ocasiones no se logra), tales como temperaturas, presión, concentración, etc. 1.3 COMPONENTES BÁSICOS DE UN SISTEMA DE CONTROL. En los procesos industriales encontramos ciertas convenciones y arreglos en los sistemas de control así como la distribución de dispositivos de medidas y...