Lab 01: Simulación y representación de un proceso industrial

[pic 1]

Escuela Profesional de Ingeniería Electrónica

Guía de Laboratorio de Control de Procesos

[pic 2]

Lab 01: Simulación y representación de un proceso industrial

[pic 3]

Alumnos

Lazo Concha, Ana Carolina

Profesores: Dr. Daniel Yanyachi Aco Cardenas, Dr. Juan C. Cutipa Luque

4 de mayo de 2022

Resumen

Este documento constituye la guía de laboratorio que deberá ser completada por los alumnos integrantes durante las horas de laboratorio de la asignatura de Control de Procesos.

ÍNDICE

Índice

        4        PROCEDIMIENTOS        

1.        Objetivo

Usar herramientas computacionales para simular y representar un proceso industrial.

2.        Fundamento Teórico

En esta parte, el alumno recolecta la información necesaria para realización de su experiencia. La fuente principal de información es el contenido de la unidad 1 según silabo de la asignatura de Control de Procesos.

3.        Materiales y Equipamientos

Computador Laptop.[pic 4]

Software Automation Studio 7^[1].

Software Autocad Plant 3D 2022^[2].

4.        Procedimientos

Los procedimientos de la presente experiencia de Laboratorio son:

1. Abrir el software AS, clicar en inicio>documentos>diagrama de bloques (Fig. 1).
2. Crear un diagrama de bloque que permita simular un proceso de primer orden representado por su función de transferencia (Fig. 2):

        [pic 5]        (1)

Recomendación: para visualizar las gráficas, use el bloque ’plotter y’ y arrastre las variables de salida al visualizador. Luego, desde la pestaña simulación>simulación normal, presione el botón ’play’,

[pic 6]

Fig. Diagrama de bloque de la ec. 1

INTERPRETACIÓN: La señal color azul representa la entrada que es escalón unitario y la de color amarillo es la variable de salida del sistema compuesta por la función de transferencia de primer orden.

1. Crear un diagrama de bloque que permita simular un proceso de segundo orden representado por su función de transferencia, con ωn = 1 y ζ = 0,5 (Fig. 3):

        [pic 7]        (2)

[pic 8]

Fig. Diagrama de bloque de la ec. 2

INTERPRETACIÓN: La señal color azul representa la entrada que es escalón unitario y la de color amarillo es la variable de salida del sistema compuesta por la función de transferencia de segundo orden, que vemos que con el tiempo se llegara a estabilizar.

1. Usando el resultado anterior, identifique los valores de tiempo pico, tiempo de subida, tiempo de establecimiento de la señal.

[pic 9]

Leyenda:

• Tr= Tiempo de subida=5.36ms
• Ts=Tiempo de establecimiento=9.071ms
• Tp= Tiempo de pico= 6.68ms

1. Represente el proceso con tiempo muerto:

        [pic 10]        (3)

[pic 11]



[pic 12]

Figura 1: Diagrama de Bloques en Automation Studio 7.

1. Abra el Autocad Plant 3D 2022 y proceda a crear un nuevo proyecto desde el ’Project Manager’ (lado izquierdo, New Project). Ver figuras 4, 5, 6 para una configuración apropiada. En las ventanas subsecuentes, resta clicar en Next.
2. Generado el proyecto, proceda a crear una primera hoja de diseño, con clic derecho en P&ID Drawings, luego clic en New Drawing. Luego aparecerá una nueva ventana como muestra la Fig. 7. La pantalla nueva mostrará un diseño y para asegurar los elementos y símbolos adecuados puede clicar el el icono de engrane ubicado en la parte inferior derecha (ver Fig. 8).
3. Proceda a diseñar el diagrama P&ID de un tanque reservorio de la Fig. 9.

[pic 13]Fig. Diagrama P&ID de un tanque reservorio

5.        Cuestionario

1. Implemente el programa en Ladder para accionamiento del actuador pistón neumático.
2. Indique las ventajas y desventajas del software Automation Studio 7 para la simulación en el dominio del tiempo y frecuencia de procesos, comparado con otros softwares como Matlab, Gnu Octave o Scilab.
3. Sobre la representación de procesos mediante los diagramas P&ID, busqué un trabajo de suficiencia^[3] donde el autor haya representado algún proceso industrial. Luego, diseñe el mismo usando software Autocad Plant 3D.

Obs. Cuando no hay interrogantes, se recomienda discutir los resultados obtenidos durante el procedimiento de la experiencia.



[pic 14]

Figura 2: Proceso de Primer Orden en Automation Studio 7.

[pic 15]

Figura 3: Proceso de Primer Orden en Automation Studio 7.



[pic 16]

Figura 4: Configuración para crear proyecto P&ID.

[pic 17]

Figura 5: Configuración para crear proyecto P&ID.

...