2. instrumentación y control

7/27/2019 2. Instrumentacin y control

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INSTRUMENTACIN Y CONTROL

19/09/2013 1Cuadros de reemplazo Ing. Qumicos
http://../HIDRODESULFURACI%D3%8E.doc


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INSTRUMENTACION Y CONTROL

Identificar los elementos de los sistemas decontrol automtico e interpretar sufuncionamiento de acuerdo a sus principios de

operacin y su relacin con los parmetros deoperacin del proceso.

19/09/2013 Cuadros de reemplazo Ing. Qumicos 2

OBJETIVO


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INTRODUCCIN


Los sistemas de control son parteesencial de los procesos ya que a travs

de ellos el operador puedeinterrelacionarse con los equipos paratener una mejor regulacin a travs delas corrientes del proceso.


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ANTECEDENTES


En casi todos los procesos industriales se utilizanaparatos de control automtico.

Algunas de las muchas ventajas del controlautomtico, son las siguientes:

- Aumento en la produccin.- Mejora de la calidad de los productos.- Economa de materiales.- Economa de energa o potencia.

- Economa de equipos industriales.- Reduccin de inversin de mano de obra entareas no especializadas.


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INTRODUCCIN


Los sistemas de control son parteesencial de los procesos ya que a

travs de ellos el operador puedeinterrelacionarse con los equipos paratener una mejor regulacin a travs delas corrientes del proceso.


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INTRODUCCIN


Los sistemas de control son parteesencial de los procesos ya que a

travs de ellos el operador puedeinterrelacionarse con los equipos paratener una mejor regulacin a travs delas corrientes del proceso.


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ANTECEDENTES


En casi todos los procesos industriales se utilizanaparatos de control automtico.

Algunas de las muchas ventajas del controlautomtico, son las siguientes:

- Aumento en la produccin.- Mejora de la calidad de los productos.- Economa de materiales.- Economa de energa o potencia.

- Economa de equipos industriales.- Reduccin de inversin de mano de obra entareas no especializadas.


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ANTECEDENTES DEL CONTROL AUTOMTICO

AOS 50S

Fue a principios del siglo XIX y hasta los aos

50`s cuando se utilizan lazos de controlmediante elementos de medicin directa, coninstrumentacin mecnica y neumtica deoperacin manual y automtica.

100908070605040302010

Aislados (en cada equipo)Instalados localmente y a la intemperie.


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AOS 60S INTRODUCCIN DE LA ELECTRNICA EN ESTADOSOLID A LOS PROCESOS DE CONTROL

100908070605040302010

Se tiene informacincentrada en el cuarto decontrol

Mejora las condiciones detrabajo y control

CUARTODE

CONTROL


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AOS 70S SE INTRODUCE LA INSTRUMENTACINELECTRNICA DIGITAL (MEDIANTE SISTEMAS DECOMPUTO)

P

ROCESO

COMPUTADORACENTRAL

E

NTRADAS/SAL

IDAS

Mayor exactitud enel control de las

variables

Monitores yreportes


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AOS 80S CON EL AVANCE DE LAS COMPUTADORAS SECREAN LOS SISTEMAS DE CONTROL DISTRIBUIDO

RED DE SUPERVISIN

RED DE CONTROL

MPROCESO


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SISTEMAS DE CONTROL

SISTEMA DE LAZO ABIERTO

10 ml

Un sistema de control de lazo abierto es aquel en el cualla accin de controles independiente de la salida.

10.0 ml 10.1 ml 9.9 ml

VARIABLE

SALIDA


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SISTEMAS DE CONTROL

SISTEMA DE LAZO CERRADOUn sistema de control de lazo cerrado es aquel en el quela accin de control es en cierto modo dependiente de lasalida.

TACCIN

CONTROL

SALIDA

PROCESO

MEDICIN

FORMAN UN CICLO Y POR ESA RAZN SELLAMAN LAZOS CERRADO


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Control de dos posiciones (ON/OFF).

El comportamiento de un control de dos posiciones,ON/OFF (encendido/apagado) es mostrado en la Fig.

TIEMPO

MEDICIN

ABERTURADE LA

VLVULA

100 %

0 %

Punto de ajuste(Set Point)

MODOS DE CONTROL


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Control proporcional (gain).La accin proporcional es la base de los tres modos de control(proporcional, integral y derivativo), si los otros dos, accin

integral (reset) y accin derivativa (rate) estn presentes, stos

son sumados a la respuesta proporcional. Proporcional

significa que el cambio presente en la salida del controlador esalgn mltiplo del porcentaje de cambio en la medicin.

La accin proporcional es aquella en la cual el elemento final de

control toma posiciones a la magnitud de la variable controlada,

ms especficamente es proporcional al error o desviacin

(diferencia entre variable controlada y punto de ajuste) pues el

controlador efecta la comparacin de las seales y el resultado

es una diferencia.

MODOS DE CONTROL (Cont.)


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Control proporcional (gain).+50

+25

0

-50

-25

100

75

50

25

0%E

rrorod

esviacin

%S

alida

50% 100% 200%

Banda proporcional

+50

+25

0

-50

-25

100

75

50

25

0%E

rrorodesviaci

n

%S

alida

50% 100% 200%

Banda proporcional


+50

+25

0

-50

-25

100

75

50

25

0%E

rroro

desviacin

%Salida

50% 100% 200%

Banda proporcional

-100

+100


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Control proporcional (gain).

Para cualquier lazo de control de proceso existe unvalor ptimo de banda proporcional. A medida que la

banda proporcional se reduce, la respuesta delcontrolador a cualquier cambio en la medicin sehace mayor.



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Control integral (reset).


Seal de

salida

Variable

medida

Tiempo

Punto de

ajuste

Tiempo de reset

(min./repeticiones)


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Control derivativo (rate).El tercer modo encontrado en los controladores, es laaccin derivativa. As como la respuesta proporcionalresponde al tamao del error y el reset responde altamao y duracin del error, el modo derivativo responde

a que tan rpido cambia el error.

Seal de

salida

Variable

medida

Tiempo

Punto de

ajuste



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Control derivativo (rate).


Seal desalida

Variable

medida

Tiempo

Punto de

ajusteDerivativo

SloProporcionalProporcional+derivativo


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CONTROLADORES MULTIVARIABLE)


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INDICADORES MULTIVARIABLE)


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REGISTRADORES MULTIVARIABLE)


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Conclusiones.

1.- Para alcanzar el control automtico, el lazo de control

deber estar cerrado.

2.- Para tener una lazo retroalimentado de controlestable, el ajuste ms importante del controlador

es la seleccin de la accin correcta, sea directa oinversa. La incorrecta seleccin de sta accin harque la salida del controlador sea inestable.

3.- El valor correcto de los ajustes de bandaproporcional, reset y derivativo dependen de lascaractersticas del proceso.


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Conclusiones (Cont.)

4.- La funcin del modo reset (tambin llamado accinintegral) es para eliminar el offset (diferencia entre elsetpoint y el valor de la variable). Si el valor de offset esalto el resultado ser una oscilacin de la medicincuando el controlador acciona la vlvula de un extremo

al otro. Si se usa un valor muy bajo de reset, elresultado ser que la medicin retorna al valor de ajustems lentamente.

5.- El modo derivativo se anticipa a cualquier cambio en lamedicin. Una accin derivativa muy pequea no tieneefecto significativo, una accin con valores muy altosprovoca una respuesta excesiva del controlador.


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PosicionadoresEl posicionador es uno de los principales accesorios

de las vlvulas de control, cuya funcin fundamentales situar con precisin la posicin del tapn de lavlvula, posicin que es proporcional a la seal delcontrolador.

Cuando se usa un posicionador, la presin delcontrolador no es recibida por la vlvula, sino por elposicionador. Este recibe, a su vez, una indicacin dela posicin de la vlvula, y hace una comparacin de

las dos seales recibidas. Si no hay correspondenciaentre ellas, enva a la vlvula la presin de airenecesaria para que la haya, es decir, para que lavlvula tome la posicin que debe corresponder a laseal que est enviando el controlador.


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Posicionadores


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- 100

- 80

- 60

- 40- 20

- 0

TIC

- 100

- 80

- 60

- 40- 20

- 0

FIC

FT

TTSP SP

LOCAL

SPREMOTO

El control en cascada consiste en tener dos

controladores para manipular un solo elemento final decontrol o vlvula automtica.

CONDENSADO

VAPOR DEBAJA

ESCLAVOMAESTRO

TIPOS DE CONTROL

CONTROL EN CASCADA


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TIPOS DE CONTROL

Control de rango dividido

Este tipo de control consiste en tener un controladorque manipula dos vlvulas o elementos finales decontrol, para el control de una sola variable.

4 - 20 mA

- 100- 80

- 60- 40- 20- 0

VALVULA A DE 0 50 %

VALVULA B DE 50 100 %

AFA CFA

PIC

SP PV

PT


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TIPOS DE CONTROL

Control de rango escalonado

El control de rango escalonado se caracteriza por contar conun solo controlador para accionar 2 elementos finales decontrol.


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TIPOS DE CONTROL

Control de relacin

El control de relacin frecuentemente lo vemos conoperaciones de procesos en los que es necesario mezclar2 3 corrientes para mantener una composicin estable enla mezcla.

FIC

1

FI

2

FFC1

Aire

Hidrocarburo

Ratio o

relacionador


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TIPOS DE CONTROL

Control bias

Las estaciones BIAS suministran una salida proporcionala la seal de entrada una seal de BIAS. Este valor deBIAS es ajustable con lmites de 50% de span (rango) deentrada.

QuemadorFIC

FY

Aire

Combustoleo

Estacin BIAS

para el control de aire

Vapor

PIC


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TIPOS DE CONTROL

Control override.

dos variables pueden interconectarse en un sistemaOverride. La variable principal mantiene control tantotiempo como la segunda variable no excede su lmite deseguridad, punto en el que la segunda variable toma elcontrol, Override

(Selector de baja)

Succin

Recirculacin

Descarga

Accin

directa

Accin

inversa

Compresor

PIC

1

PIC

2

PY

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