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5/11/2018 CLASE I (III-2011) - slidepdf.com
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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
ÁREA DE TECNOLOGÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA
DINÁMICA Y CONTROL
DE
PROCESOS INDUSTRIALES
LC
LT
FT FC
Vapor
PT PC
LT LC
DFC FT
Alimentación F
V
B
R
TT
TC
TT
TC
Refrigerante
FC
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Alimentación F
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Refrigerante
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FT
PUNTO FIJO, OCTUBRE DE 2011.UNEFM
Ingeniería Química
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PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA
DINÁMICA Y CONTROL DE PROCESOS
PROF. Ing. Esp. CARLOS A. PÉREZ
BLOG:
http://www.dycunefm.wordpress.com/
• GUIAS TEÓRICAS • GUIAS DE EJERCICIOS
• GUIAS DE LABORATORIO
• NOTAS (TEORÍA Y PRÁCTICA)
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PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA
BIBLIOGRAFÍAS RECOMENDADAS
Smith Corripio. Control automático de procesos.
Roland Burns. Ingeniería de control avanzado.
J.m. Douglas. Dinámica y control de procesos.
Katshuito Ogata. Ingeniería de control moderna
Brian Roffel, Ben Betlem. Process Dynamics and Control,
Modeling for Control and Prediction
Stephanopoulos George. Control de procesos quimicos.
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LC
LT
FT FC
Vapor
PT PC
LT LC
DFC FT
Alimentación F
V
B
R
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TC
TT
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Refrigerante
FC
FT
LC
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FT FC
Vapor
PT PC
LT LC
DFC FT
Alimentación F
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TT
TC
Refrigerante
FC
FT
Diseño
Operación Control automáticoComo queremos que
funcione
Como debe de
funcionar
Hacer que funcione
automáticamente de la
forma deseada
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PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA
TEMA N° 1
INTRODUCCIÓN AL CONTROL
DE PROCESOS
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Los primeros sistemas de control conocidos, ya en la
antigüedad, son mecanismos destinados al control del caudal
para regular un reloj de agua o el control de nivel de líquido
en una lámpara de aceite o en un recipiente de vino, que se
mantiene lleno a pesar de los muchos vasos que se sacan.
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• ¿QUE ENTENDEMOS POR
DINÁMICA Y CONTROL DEPROCESOS?
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CONCEPTOS GENERALES
• Variables manipulables: Elementos del proceso que se pueden modificar para
controlar la planta. Normalmente se trata de caudales.
• Variables controladas: Parámetros de proceso caudales, niveles, temperaturas,
presiones, etc. que se quieren controlar, ya sea para mantenerlos constantes o para
seguir una cierta evolución con el tiempo.
• Variables no controladas: Variables del proceso que no son controladas aunque
pueden ser medidas.
• Perturbaciones: Entradas al proceso que no pueden ser controladas pero que deben
tener un valor fijo en el proceso.
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CONCEPTOS GENERALES
• Consigna (Set Point) : Es el valor deseado de la variable a controlar. Puede ser constante
o variar con el tiempo.
• Control en adelanto (Feedforward) : Se trata de un sistema de control de lazo abierto. Se
detecta la perturbación cuando entra en el proceso y se realiza el cambio necesario en las
variables manipulables para que la variable controlada se mantenga constante.
• Control por realimentación (Feedback ) : Se mide la variable controlada a la salida del
proceso y se compara con la consigna (el valor deseado de la variable controlada). La
diferencia (error) se alimenta al controlador por retroalimentación que modifica la variable
manipulable.
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CONCEPTOS GENERALES
Elementos físicos de un sistema de control:
a) Instrumentos de medida o sensores: Son los elementos de control encargados
de medir las perturbaciones, las variables controladas, etc. Son las principales
fuentes de información de cómo va el proceso. Un elemento crucial para la
selección de un sensor es su capacidad de transmitir información fácilmente.
b) Transductores: Elementos del sistema de control que convierten magnitudes
físicas que no pueden ser utilizadas para el control en otras que sí lo pueden ser (una
corriente eléctrica o una señal neumática,).
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Elementos físicos de un sistema de control:
c) Líneas de transmisión: Llevan la señal desde el sensor al controlador y del
controlador al elemento final de control. La transmisión acostumbra a ser eléctrica o
neumática. Frecuentemente se debe amplificar la señal del sensor antes de
transmitirla.
d) Controlador: Recibe las señales de los sensores y decide la acción que se debe
tomar.
e) Elemento final de control: Es el dispositivo físico que lleva a cabo la decisión
del controlador. Típicamente es una válvula aunque también puede ser una bomba de
velocidad variable, una compuerta, entre otros.
f) Registradores: Proveen de un soporte visual y registro histórico del
funcionamiento del sistema.
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LAZOS DE CONTROL
Sistema de lazo abierto: Respuesta del sistema sin controladores o con un control
en adelanto (feedforward).
Sistema de lazo cerrado: Comportamiento del sistema incluido un control por
realimentación (Feedback).
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EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL
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Observar
Comparar
DecidirActuar
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Proceso
MedirActuar
Respuesta dinámica
Operación manual o en lazo abierto
Cambios RespuestasComparar
Decidir
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Operación automática
ProcesoMedirActuar
Cambios Respuestas
Regulador
Valores
Deseados
Operación automática en lazo cerrado
Sustituye al
operador
humano
Realimentación
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LT LC
Medir
Comparar
DecidirActuar
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tiempo
Aperturade laválvula
tiempo
Nivel líquido
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LC
LT
FT FC
Vapor
PT PC
LT LC
DFC FT
Alimentación F
V
B
R
TT
TC
TT
TC
Refrigerante
FC
FT
La operación y el control de un
proceso necesitan:
1 comprender su
funcionamiento dinámico 2mantener sus variables en los
valores deseados a pesar de
perturbaciones
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LC
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FC
PT PC
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F
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TC
TT
TC
FC
FT
El control del proceso se lleva a cabodesde salas de control usando sistemasde control distribuido