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III.7. Instrumentación y Control
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III.7.1. Introducción
Se debe estructurar esta sección atendiendo a los siguientes aspectos:
a) A la vista de las características del proceso estudiado, se indicará qué variables se quiere controlar y qué variables se manipularán para ello, estableciendo claramente la relación entre ellas dentro del sistema de control. Las variables que más frecuentemente son objeto de un control en los procesos químicos son:
• Nivel.
• Presión.
• Caudal.
• Temperatura.
• Composición.
Se debe tener presente que las variables que se regulan/controlan no tienen por qué ser las mismas variables que se eligieron para facilitar la resolución de los cálculos de los sistemas de ecuaciones asociados al planteamiento de los balances de materia y energía al proceso.
b) Breve descripción de los tipos de control y sus características, indicando y razonando cuál se escoge y por qué.
c) Descripción del sistema de control seleccionado, que incluirá:
• Lazos o bucles de control.
• Instrumentación escogida (modelo, marca, características).
• Diagrama de control resultante, identificando todos sus elementos de acuerdo con la simbología normalizada.
d) Funcionamiento aproximado del sistema de control diseñado cuando se produce una alteración de las variables que se quiere controlar, haciendo referencia a los elementos que aparecen en el diagrama de control. La facilidad con que se puede controlar una variable depende de la propia variable y de las peculiaridades de cada proceso.
III.7.2. Diseño de un Lazo de Control
A modo de ejemplo se plantea a continuación el diseño de un sistema de control del tipo denominado MIMO (Multiple Input-Multiple Output), en el que existen numerosas variables de entrada y salida del sistema. Las pautas que se siguen a la hora de diseñar un sistema de estas características son las siguientes:
A) Definir los objetivos de control, es decir, cuales son las variables de control que hay que mantener en el punto de consigna.
B) Determinar las variables de salida, definiéndose dos categorías
• Primarias: representan al proceso directamente.
• Secundarias: resultan de la conversión de las variables primarias mediante ecuaciones.
C) Determinar las variables de entrada, que suelen ser variables medibles y se utilizan en sistemas de control de tipo adaptativo o inferencial.
D) Determinar las perturbaciones, lo cual puede servir para construir lazos de control anticipativos, de realimentación, mixto o control de relación, conectando las variables ajustadas con las medibles de las perturbaciones.
E) Seleccionar las variables manipuladas; utilizándose con más frecuencia las que representan caudales por la facilidad que representan para el control.
F) Seleccionar los lazos de control: debido al elevado número de variables de entrada y salida, existe un número muy elevado de posibilidades de conectar estas variables, por lo que el problema real consiste en decidir la forma más correcta para el lazo de control sea el más adecuado al sistema.
III.7.1. Introducción
Se debe estructurar esta sección atendiendo a los siguientes aspectos:
a) A la vista de las características del proceso estudiado, se indicará qué variables se quiere controlar y qué variables se manipularán para ello, estableciendo claramente la relación entre ellas dentro del sistema de control. Las variables que más frecuentemente son objeto de un control en los procesos químicos son:
• Nivel.
• Presión.
• Caudal.
• Temperatura.
• Composición.
Se debe tener presente que las variables que se regulan/controlan no tienen por qué ser las mismas variables que se eligieron para facilitar la resolución de los cálculos de los sistemas de ecuaciones asociados al planteamiento de los balances de materia y energía al proceso.
b) Breve descripción de los tipos de control y sus características, indicando y razonando cuál se escoge y por qué.
c) Descripción del sistema de control seleccionado, que incluirá:
• Lazos o bucles de control.
• Instrumentación escogida (modelo, marca, características).
• Diagrama de control resultante, identificando todos sus elementos de acuerdo con la simbología normalizada.
d) Funcionamiento aproximado del sistema de control diseñado cuando se produce una alteración de las variables que se quiere controlar, haciendo referencia a los elementos que aparecen en el diagrama de control. La facilidad con que se puede controlar una variable depende de la propia variable y de las peculiaridades de cada proceso.
III.7.2. Diseño de un Lazo de Control
A modo de ejemplo se plantea a continuación el diseño de un sistema de control del tipo denominado MIMO (Multiple Input-Multiple Output), en el que existen numerosas variables de entrada y salida del sistema. Las pautas que se siguen a la hora de diseñar un sistema de estas características son las siguientes:
A) Definir los objetivos de control, es decir, cuales son las variables de control que hay que mantener en el punto de consigna.
B) Determinar las variables de salida, definiéndose dos categorías
• Primarias: representan al proceso directamente.
• Secundarias: resultan de la conversión de las variables primarias mediante ecuaciones.
C) Determinar las variables de entrada, que suelen ser variables medibles y se utilizan en sistemas de control de tipo adaptativo o inferencial.
D) Determinar las perturbaciones, lo cual puede servir para construir lazos de control anticipativos, de realimentación, mixto o control de relación, conectando las variables ajustadas con las medibles de las perturbaciones.
E) Seleccionar las variables manipuladas; utilizándose con más frecuencia las que representan caudales por la facilidad que representan para el control.
F) Seleccionar los lazos de control: debido al elevado número de variables de entrada y salida, existe un número muy elevado de posibilidades de conectar estas variables, por lo que el problema real consiste en decidir la forma más correcta para el lazo de control sea el más adecuado al sistema.