clase 2
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CONTROLAUTOMATICO DE PROCESOSCONTROLAUTOMATICO DE PROCESOSEs mantener en determinado valor de operación las variables del Es mantener en determinado valor de operación las variables del proceso como la Temperatura, Presión, Flujo y Nivel proceso como la Temperatura, Presión, Flujo y Nivel
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Proceso
Perturbaciones
Variable manipuladas
Variables de entrada Variables de salida
CONTROL DE PROCESOS
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Sistema de control de nivel de Sistema de control de nivel de
LiquidoLiquido
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Cerebro Músculos
Ojos
Tanque de agua
Nivel deseado
Nivel real
PLC Actuadores Proceso
Sensor
DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN SISTEMA DE CONTROL DE NIVEL DEL LIQUIDO OPERANDO POR PERSONAS
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TERMINOLOGIA BASICA DE CONTROLTERMINOLOGIA BASICA DE CONTROL VARIABLE CONTROLADA: Son aquellas variables del proceso cuyo valor se
necesita conocer a travez del tiempo, normalmente son las indicativas de la calidad del producto, o del nivel de producción
VARIABLE MANIPULADA: Son aquellas que pueden ser modificadas durante la
operación del proceso, para que las variables de salida evolucionen según una política preestablecida
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VARIABLE PERTURBADORASon señales que afectan adversamente el valor
de salida de la variable controlada, pueden existir perturbaciones internas o externas
PUNTO DE CONSIGNA O REFERENCIA Se le conoce con el termino de set points
es el valor deseado de la variable controlada, esta variable pude ser constante o puede variar con el tiempo.
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VARIABLE DE MEDIDAEs el valor de salida del proceso
DESVIACION ERROR Es el resultado de la comparación entre el
set points y la variable de medida.
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CONTROL EN LAZO ABIERTOCONTROL EN LAZO ABIERTO
En estos sistemas en base a los valores de set points el controlador modifica la variable de entrada de manera que la variable controlada alcance el valor preespecificado.
Estos sistemas son simples y economicos Ejemplos.
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PROCESO
Respuestas
Medir
Respuesta Dinàmica
Actuar
Cambios
CompararDecidir
CONTROL EN LAZO ABIERTO
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Control ManualControl Manual
•Dificultad de toma de datos• Limitación de núm. de variablesPero....
Salidade vapor
Entradade vapor
Aguacaliente
Aguafría
Temp.
Operador
Sensorindicador
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Control en lazo abiertoControl en lazo abiertoControl en lazo abiertoControl en lazo abierto
Válvula de control
T
Entrada de liquidoq, Ti
Salida de liquido q, T
Medición de temperatura
Operario
Vapor
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Ejm.: Control manual de una Ejm.: Control manual de una duchaducha
Variables:temperatura
y flujo
Operador:Indicación del valor deseado
+ sensor + controlador
Unidad de corrección:llave mezcladora
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CONTROL EN LAZO CERRADO
En estos sistemas la variable controlada es constantemente supervisada y comparada con la variable medida, los valores medidos se comparan con el set point generándose una señal de error, En base a este error el controlador envía una señal al actuador para modificar la variable de entrada de manera que la variable de salida evolucione hacia el valor de consigna.
Ejemplo.
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Control de temperaturaControl de temperatura
MedirCompararDecidirActuar
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Control en lazo cerradoControl en lazo cerradoControl en lazo cerradoControl en lazo cerrado
Válvula de control
T
Entrada de liquidoq, Ti
Salida de liquido q, T
Medición de temperaturaVapor
Controlador
Punto de Referencia
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17
Control AutomáticoControl Automático
• Mayor velocidad• Mayor número de variables
• Capacidad de almacenamientoAhora...
ControladorindicadorSensor
Salidade vapor
Entradade vapor
Aguacaliente
Aguafría
Temp.
Operador
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SimbologíaP&ID: Diagrama de instrumentos y cañerías (PID)
Los Instrumentos de lazos de control se representan por un circulo en cuyo interior se colocan las letras que designan al instrumento .La identificación del tipo de instrumento se realiza con dos o mas letras
LC-101L: Primera letra (variable de proceso, Temperatura, Presión, flujo, nivel)C: Segunda letra indica la función que realiza el instrumento ,controlador (C), transmisor (T), indicador (I), registro (R ).
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TC: Control de Temperatura FT: Transmisor de flujo LR: Registro de Nivel TI: Indicador de temperatura 101: Número de identificación de lazo de control
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Algunas letras
Primera letra
F: CaudalL: NivelI: CorrienteP: PresiónT: TemperaturaM: HumedadA: Análisis
Letras sucesivas
A: AlarmaC: ControladorL: BajoH: AltoI: IndicadorR: RegistradorS: InterruptorT: TransmisorY: Relé
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Señales de transmisión
Neumáticas ( presión de aire)3 – 15 psi
Eléctricas o electrónicas4 – 20 mA
1 – 5 V
Las señales que se usan para la comunicación entre los Instrumentos de control
Las señales neumáticas son introducidas por cambios en la presión de aire en una tubería que son proporcionales a los cambios en la variable de procesos.El valor 3 corresponde al valor más bajo del rango de la variable (LRV) y el 15 corresponde al valor mayor en el rango (URV).
La señal eléctrica estándar es la señal de corriente de 4 a
20 mA. La señal de 4mA corresponde
al nivel más bajo de la variable medida y la señal de 20 mA corresponde al nivel más alto de dicha variable.
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CONTROL DE NIVEL
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Control de temperatura del reactorControl de temperatura del reactor
Reactor
TC TT
Refrigerante
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Control de nivelControl de nivel
q
LC
w
u
LT
qi
h
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Control de presiónControl de presión
PCPT
Fi
F
u
a
w
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Control de temperaturaControl de temperatura
TT
uTC
w
q T
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Control de flujoControl de flujo
qa
FCwu
Bomba centrífuga
Caudalímetro Válvula
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Sistema de control de flujoSistema de control de flujo
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T
LIC
Vapor
steam
condensateProducto
E-106
Alimentación
Reboiler - Exchanger
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Diagramas de instrumentación Diagramas de instrumentación
T 140 °C
retorno
T 98 °C
VaporP 5 bar
condensado
F 12 m3/h
AlimentaciónH2O 89% volCH3CHO 10% volC2H5CHO 1% volP 5 barF 15 m3/hT 40 °C
Agua calienteT 110 °C
FC
TC
TC
LC
Diagrama simplificado según DIN 19227
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431 2
5
6
10
9
7
8
U nit 200 - D im ethyl E ther P rocess
2
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M ethanol
P-201A /B
hps
E-201
R-201
cw
E-202
SS
DM E
waste water
P-201A/BM ethanolFeed Pump
E-201M ethanolPre-heater
R-201Reactor
E-202ReactorCooler
SSSeparationSection
V-201
V-201FeedVessel
The PFD for the feed and reaction sections is given in Figure 1. Feed to the process consisting of liquid methanol, is mixed with recycle liquid methanol. The reaction is equilibrium limited. Based on the catalyst and reaction kinetics, the reactor must operate at a minimum of 15 bar. The base-case reactor (inlet and outlet temperature and
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M ethanol
P-201A/B
m ps
E-201
E-203
1
12
22
R-201
E-204cw
m ps
m ps
cw
E-208E-206
V-203
V-202
E-202
T-201
T-202
P-202A/B
P-203A/B
cw
E-207
E-205
Wastew ater
DM E 4610.3
1217.3
Tem perature, Co
Pressure, bar
1397.4
cw
P-201A/BFeed Pump
E-201M ethanolPre-heater
R-201Reactor
E-202ReactorCooler
E-203DM ECooler
T-201DM ETower
E-204DM EReboiler
E-205DM ECondenser
V-202DM E RefluxDrum
P-202A/BDM E RefluxPum ps
E-206M ethanolReboiler
T-202M ethanolTower
E-207M ethanolCondenser
V-203M ethanolRefluxDrum
P-203A/BM ethanolPum ps
E-208WastewaterCooler
V-201
V-201FeedVessel
1
14
26