LOS CONCEPTOS BÁSICOS DE CONTROL DE PROCESOS

UNIDAD I  CONCEPTOS BÁSICOS

OBJETIVOS: INTRODUCIR AL ESTUDIANTE EN LOS CONCEPTOS BÁSICOS DE CONTROL DE PROCESOS.

CONTENIDO

1.1.- OBJETIVO

1.2.- ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CONTROL

1.3.- EJEMPLO DE UN SISTEMA DE CONTROL

1.4.- FUNCIONES DE LOS ELEMENTOS DE CONTROL

1.5.- INSTRUMENTOS SEGÚN SU FUNCIÓN

1.6.- TERMINOS DE SISTEMAS DE CONTROL

1.7.- CATEGORIS DEL SISTEMA DE CONTROL

1.8.- CLASIFICACION DE LOS SITEMAS DE CONTROL

1.9.- CONDICIONES DE UN SISTEMA DE CONTROL

1.10.- ESTRATEGIAS DE CONTROL

INTRODUCCIÓN

Para  dar inicio al curso es necesario conocer que es un sistema de control, como son, cuando se utilizan, que elementos los conforman, en fin existen muchas interrogantes que a continuación se les dará inicio a responder algunas y otras se harán a lo largo de todo el curso.

        Que estudiamos?, como se controlan los procesos. Así que es necesario conocer lo que es un proceso, o como lo definiremos, un proceso son los cambios sistemáticos que puede sufrir la materia y la energía para ser debidamente aprovechados por el hombre, de manera que conocemos muchos procesos, intercambio de calor, una destilación, una reacción química… etc,.

        Entonces es aquí donde nos preguntaremos como los controlamos, primero es necesario conocer muy bien cada etapa del proceso,  los equipos que intervienen, las variables que se deben preservar para que garanticen el éxito del proceso.

        Es  precisamente en función de las variables de proceso que se justifica controlar los procesos en función de la calidad del producto obtenido en el proceso, y de la seguridad del personal, del medio ambiente, la integridad del equipo y el proceso como tal.

1.1.- OBJETIVO

El objetivo entonces de un sistema de control de procesos es mantener en un determinado valor de operación la variable o las variables de procesos.

        Estas variables deben estar relacionadas con la seguridad, la calidad del producto y con los índices de producción.

1.2.- ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CONTROL

Los sistemas de control están conformados por los siguientes elementos:

        Sensor- transmisor: es el elemento encargado de medir la variable que se desea controlar y una vez medido transmite esta información al controlador.

        Controlador: es el elemento encargado de recibir la señal que proviene del elemento de medición y compara con la señal que se desea sea el objetivo a lograr de tal manara que de esta comparación se emite una señal de error que es la que utiliza el controlador para decidir las acciones a tomar y envía esta señal al elemento final de control.

        Elemento Final de Control: este elemento es el encargado de ejecutar la acción de regulación emitida por el controlador, que garantiza que la señal de salida sea de igual valor al objetivo que se requiere lograr.

1.3.- EJEMPLO DE UN SISTEMA DE CONTROL

A continuación en la figura 1, un ejemplo de un intercambiador de calor.

        Proceso. Se desea cantar un fluido frio mediante un flujo de vapor, para ello se utiliza un intercambiador de calor, representado en la figura.

        Intercambiador de calor. Dispositivo utilizado para transferir calor de un fluido caliente a un fluido frio, sin mezclarse o tener contacto directo entre si, ya que este proceso se realiza por medio de una superficie que mantiene aislados los dos fluidos.

                 [pic 1]

Figura 1. Intercambiador de calor

Se requiere que la temperatura de salida del fluido que se requiere calentar se mantenga constante, por lo tanto esta temperatura se medirá y se enviara esta información hasta el controlador donde se copara con el valor que se desea sea la temperatura a la salida del intercambiador, entonces según sea la desviación o error el controlador toma la decisión y envía la señal al elemento final de control que por lo general es una válvula, la válvula según sea el caso si aumenta la temperatura la válvula se cerrará para disminuir el flujo y de esta manera disminuir la transferencia de calor y si el caso es que disminuye la temperatura  ala salida entonces la válvula se abrirá para aumentar el flujo de vapor y de esta forma aumentar la tasa de transferencia de calor. Figura 2.

              [pic 2]

Figura 2. Intercambiador de calor y su sistema de control de temperatura

Los elementos del sistema de control tienen una forma de comunicarse entre si, de tal forma que la información va de un elemento a otro mediante señales de transmisión que pueden ser de diferentes naturaleza.

1.4.- FUNCIONES DE LOS ELEMENTOS DE CONTROL

Funciones de los elementos de un sistema de control:

Sensor – transmisor, su función es medir la variable de salida.

Controlador,  su función es decidir que acción tomar a partir de la desviación producida entre el valor que se desea obtener y la variable medida.

Elemento final de control, su función es ejercer la acción, la acción de regular, estrangular la variable que infiere sobre la señal de salida.

        Observe como cada elemento tiene una función ya definida, ver la tabla 1.

Tabla 1. Funciones de los elementos de control

Cada uno de los elementos que integran el lazo de control esta conformado por uno o más instrumentos, estos instrumentos los diferenciamos por su función que pueden ejercer dentro del sistema de control.

1.5.- INSTRUMENTOS SEGÚN SU FUNCIÓN [1]

Los instrumentos se pueden clasificar según la función que ejercen dentro del lazo de control y se clasifican en:

Ciegos. Los instrumentos ciegos son aquellos que no tienen indicación  visible de la variable. Manifiestan un cambio más no la magnitud del cambio. Figura 3.

           [pic 3]                                                [pic 4]

             Figura 3. Alarma                                                        Figura 4. Indicador

Indicadores. Son instrumentos que disponen de un índice y de una escala graduada en la que se pueden leer los cambios del valor de la variable medida. Figura 4.

...