Control Procesos Parte 1

Introducción a los procesos industriales

• Que es un Proceso? Un proceso es un concepto con varios usos. Puede tratarse de las diversas etapas que hay que atravesar para completar una cierta operación. Un proceso, en ese sentido, contempla el paso por diferentes estados hasta que se alcanza la forma final de algo. • Que es un Proceso Industrial? Son las actividades que se llevan a cabo para transformar materias primas y convertirlas en diferentes clases de productos. A través de un proceso industrial se pueden alterar las diversas características de la materia prima, como su tamaño, forma o color.

ING. J.ESTRADA

Introducción a los procesos industriales

ING. J.ESTRADA

Industria de procesos químicos

• Alimentos (bebidas, azúcar, jugos, conservas, etc)

• Combustibles

• Compuestos Químicos

• Generación de Vapor y Energía Termo - Electrica

• Materiales (cemento, vidrio, cerámica, etc)

• Metalurgia

• Papel y Celulosa

• Pesquera

• Plástico

• Fármacos

• Tratamiento de aguas y efluentes industriales

ING. J.ESTRADA

Perspectiva Historica • Creación de riquezas a partir de Recursos

Naturales

• Industria Primaria

• Soporte de industria manufacturera y de servicios

ING. J.ESTRADA

Desafíos • Crisis Energética

• Problemática Ambiental

• Integración de Procesos y Automatización

• Nuevos Materiales

• Plantas Flexibles, Modulares, Multiproducto y Multipropositos

• BioProcesos

ING. J.ESTRADA

Diseño conceptual de procesos industriales

Materias Primas

Insumos

Productos

Conocimiento Ingeniería RH Energia

PROCESO

ING. J.ESTRADA

ESTRUCTURA GENERAL DE UN PROCESO PRODUCTIVO

ING. J.ESTRADA

Sistema global de un proceso químico

ING. J.ESTRADA

Diseño de procesos industriales

•Diseño en Ingeniería:

Actividad Recursiva de Acción – Decisión para producir los planes para los cuales los recursos sean convertidos en sistemas o artefactos que resuelvan las necesidades humanas.

•Diseño de conceptual de Procesos Industriales Resultado de una actividad recursiva de Síntesis – Análisis para definir la transformación de Recursos e Insumos en productos que resuelven las necesidades humanas.

ING. J.ESTRADA

Método de ingeniería

ING. J.ESTRADA

Etapas de desarrollo de un proceso industrial

• Concepción y Definición

• Diseño conceptual (diagramas PFD y PID)

• Evaluación de Impacto Ambiental

• Diseño de Equipos, Instrumentación y Control

• Evaluación económica detallada

• Implementación y Construcción

• Seguimiento, Ajustes, Re- diseño y Re Evaluación

ING. J.ESTRADA

Control de procesos Industriales

• Objetivos de Control

• Esquemas del control industrial

• Niveles de control industrial

• Diseño de un sistema de Control

ING. J.ESTRADA

Objetivos de Control

ING. J.ESTRADA

Objetivos de control

•Seguridad y Estabilidad

• Cumplimiento de normas ambientales

• Ajuste a la cantidad y calidad demandada

•Funcionamiento cercano al optimo

Menor coste y mayor beneficio

ING. J.ESTRADA

Cuantificación ventajas de control

• Mejor control menor variabilidad menor coste

ING. J.ESTRADA

Características deseadas

• Controlas las variables de salida

• Robusto ante inexactitudes del modelo y de perturbaciones

• Utilización de variables auxiliares para mejorar el control

• Controlar sistemas con varias variables interaccionadas

• Controlar con objetivos complejos

ING. J.ESTRADA

Esquemas de control básico

• Lazo clásico de control por realimentacion En la salida

ING. J.ESTRADA

Esquema de control avanzado

ING. J.ESTRADA

Variables involucradas

• Variables a controlar o salida

• Variables de entrada manipuladas

• Variables de entrada de perturbación

• Variables de referencia

ING. J.ESTRADA

Elementos de control

•Sensores y Transmisores Sensores

miden el fenómeno físico

Transmisores acondicionan la señal

• Actuadores

Manipulan la variables de control

• Controladores

Producen la ley de control

ING. J.ESTRADA

Niveles de control

• Control regulatorio básico

• Control regulatorio avanzado

• Control Multivariable

ING. J.ESTRADA

Diseño de un sistema de control

• Debe abordarse al mismo tiempo que se diseña el proceso

• El proceso debe responder rápidamente a las variables manipuladas

• La magnitud y frecuencia de las perturbaciones debe ser reducida

ING. J.ESTRADA

ING. J.ESTRADA

ING. J.ESTRADA

ING. J.ESTRADA

ING. J.ESTRADA

ING. J.ESTRADA

SISTEMA

Abrir válvula Aumentar temperatura

CONTROL DE PROCESOS:

CONCEPTOS BÁSICOS

ING. J.ESTRADA

•Comportamiento estático

•La relación entre las variables de entrada y las

variables de salida de un sistema técnico en su

condición de estado estable.

•Comportamiento dinámico

•Las señales de entrada y salida cambian durante el

funcionamiento del equipo (arranque, parada,

perturbaciones...)

•Las relaciones entre estos cambios de señales en

relación con el tiempo se conocen como

comportamiento dinámico.

CONTROL DE PROCESOS:

CONCEPTOS BÁSICOS

ING. J.ESTRADA

•Tiempo de respuesta

lento (Calentamiento

de agua).

CONTROL DE PROCESOS:

CONCEPTOS BÁSICOS

ING. J.ESTRADA

•Tiempo de respuesta

rápido

(Control de caudal al)

CONTROL DE PROCESOS:

CONCEPTOS BÁSICOS

ING. J.ESTRADA

Bomba

Motor de corriente continua

Entrada: Tensión (0 ... 24V)

Salida: Caudal (0 ... 10 l/ min)

CONTROL DE PROCESOS:

CONCEPTOS BÁSICOS

ING. J.ESTRADA

Caudalímetro

Entrada: Caudal (0,5 ... 15

l/min)

Salida: Frecuencia (13 ...

1200 Hz)

CONTROL DE PROCESOS:

CONCEPTOS BÁSICOS

ING. J.ESTRADA

ING. J.ESTRADA