110 Procesos de Control

8/18/2019 110 Procesos de Control

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INSTRUMENTOS DE CONTROLINSTRUMENTOS DE CONTROL

PROCESOS DE CONTROLPROCESOS DE CONTROL

Elaborado por: Ing. Isaac Quispe UretaElaborado por: Ing. Isaac Quispe Ureta


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1.01.0 EL OBJETIVO DE CONTROLAREL OBJETIVO DE CONTROLAR

Mantener una variable dentro de parámetrosMantener una variable dentro de parámetrosprefijados (Control de Flujo, Temperatura, Presión,prefijados (Control de Flujo, Temperatura, Presión,Nivel,Nivel, pHpH, etc), etc)

Reducción de Costos Operativos (Reducción de Costos Operativos (EjmEjm. Control de. Control depresiones excesivas, control de temperaturaspresiones excesivas, control de temperaturasperjudiciales en los rodamientos, control deperjudiciales en los rodamientos, control detemperatura en los tubos de los hornos, etc ).temperatura en los tubos de los hornos, etc ).Mantener la Calidad Uniforme (Las propiedadesMantener la Calidad Uniforme (Las propiedadesquímicas y físicas del producto no deben de cambiar)químicas y físicas del producto no deben de cambiar)Mantener una Calidad Constante( Los valores deMantener una Calidad Constante( Los valores depresión, temperatura, etc no deben de cambiar)presión, temperatura, etc no deben de cambiar)Mantener una Calidad Repetitiva ( Cada vez que seMantener una Calidad Repetitiva ( Cada vez que sereestablezca la operatividad de la planta, la calidadreestablezca la operatividad de la planta, la calidadno debe de cambiar)no debe de cambiar)

En el Ejemplo ilustrado, el bañista usa un dedo paraEn el Ejemplo ilustrado, el bañista usa un dedo parapoder controlar la temperatura de la tina.poder controlar la temperatura de la tina.Se mejora el control al utilizar un termómetro.Se mejora el control al utilizar un termómetro.

El perfeccionamiento de la medición trae siempreEl perfeccionamiento de la medición trae siemprecomo resultado un control mas exacto.como resultado un control mas exacto.



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2.02.0 ANALOGIA DE LOS PROCESOANALOGIA DE LOS PROCESO

ANALOGÍA ENTRE: ANALOGÍA ENTRE:

EléctricaEléctrica

HidráulicoHidráulico

TérmicoTérmico

Neumático.Neumático.



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3.03.0 TIEMPO MUERTO EN LOS PROCESOTIEMPO MUERTO EN LOS PROCESO

El tiempo muertoEl tiempo muertoesta definido, por elesta definido, por eltiempo que tarda entiempo que tarda ensensar sensar una variable yuna variable yel tiempo deel tiempo de

respuesta, pararespuesta, paracontrolar esacontrolar esavariable.variable.En elEn el EjmEjm., Existe un., Existe unsensor sensor de peso dede peso de

mineral, quemineral, quedepende de ladepende de laválvula que alimentaválvula que alimentael mineral en la faja.el mineral en la faja.Existe un tiempoExiste un tiempoentre lo que se pesaentre lo que se pesay la reacción de lay la reacción de laválvula. A esteválvula. A estetiempo se denominatiempo se denominatiempo muerto.tiempo muerto.



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4.04.0.. ARQUITECTURA DE UN LAZO DE CONTROLARQUITECTURA DE UN LAZO DE CONTROL

Un sistema hace uso de la información tomada por los Elementos dUn sistema hace uso de la información tomada por los Elementos deemediciónmedición (Transmisores)(Transmisores), la compara con un Valor Deseado (, la compara con un Valor Deseado (Set PointSet Point),),toma una Decisióntoma una Decisión (Controlador)(Controlador) y ejecuta las Correcciones en ely ejecuta las Correcciones en elElemento FinalElemento Final (Válvula de Control)(Válvula de Control)



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5.05.0.. ELEMENTOS DE UN LAZO DE CONTROLELEMENTOS DE UN LAZO DE CONTROL

Es la identificación que se le da a cada uno deEs la identificación que se le da a cada uno delos equipos que componen un lazo de controllos equipos que componen un lazo de control



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5.15.1.. ELEMENTOS PRIMARIOSELEMENTOS PRIMARIOS

También llamado Transductores (Convierten las SeñalesTambién llamado Transductores (Convierten las SeñalesFísicas del Proceso, en Señales Estándares de Lectura).Físicas del Proceso, en Señales Estándares de Lectura).



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5.25.2.. ELEMENTOS DE CONTROLELEMENTOS DE CONTROL

CONTROLADORESCONTROLADORESNEUMATICOS,NEUMATICOS,ELECTRONICOS YELECTRONICOS YDIGITALES:DIGITALES:

La función principal de unLa función principal de uncontrolador, es mantener lacontrolador, es mantener laVARIBLE CONTROLADAVARIBLE CONTROLADAtan cerca como sea posibletan cerca como sea posible

del VALOR DESEADOdel VALOR DESEADO

Evolución de losEvolución de losControladoresControladores



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5.5.3.3. ELEMENTOS FINALESELEMENTOS FINALES

Son los elementos de mayor importancia en una empresa.Son los elementos de mayor importancia en una empresa. Actúan como una Resistencia Variable. Actúan como una Resistencia Variable.



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6.06.0.. Tipos de ProcesoTipos de Proceso

PROCESO RAPIDOPROCESO RAPIDORespuesta en tiempo CortoRespuesta en tiempo Corto

Susceptible al ruido.Susceptible al ruido.Ej.: Flujo, Nivel, Presión.Ej.: Flujo, Nivel, Presión.

PROCESO LENTOPROCESO LENTORespuestas en tiempo LargoRespuestas en tiempo LargoMenos susceptibles al ruidoMenos susceptibles al ruidoEj..: Temperatura, Nivel,Ej..: Temperatura, Nivel, pHpH..



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7.07.0.. Tipos de CONTROLTipos de CONTROL

Control ManualControl ManualEconómicoEconómicoInexactitudInexactitudCalidad relativa del Producto.Calidad relativa del Producto.Oscilación en el Proceso.Oscilación en el Proceso.

Control AutomáticoControl AutomáticoCostosoCostosoExactoExactoMejora de la CalidadMejora de la CalidadReducción de las Oscilaciones.Reducción de las Oscilaciones.



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8.08.0.. FORMA DE LAZOSFORMA DE LAZOS

LAZO ABIERTOLAZO ABIERTOEconómicoEconómico

InexactitudInexactitud

Baja Calidad del Producto.Baja Calidad del Producto.

Oscilación en el Proceso.Oscilación en el Proceso.

LAZO CERRADOLAZO CERRADO

CostosoCostoso

ExactoExactoMejora de la CalidadMejora de la Calidad

Reducción de lasReducción de lasOscilaciones.Oscilaciones.



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9.09.0.. FORMA DE LAZOSFORMA DE LAZOS

CONTROL CONTINUOCONTROL CONTINUOLa variable controlada, tomaLa variable controlada, tomavalores en un rango continuo,valores en un rango continuo,se mide y se actúase mide y se actúacontinuamente sobre uncontinuamente sobre unrango de valoresrango de valoresdeldel actuador actuador

CONTROL DISCRETOCONTROL DISCRETOLas variables soloLas variables soloadmiten un conjuntoadmiten un conjuntode estados finitosde estados finitos



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10.010.0.. FUNCIONAMIENTO DE UN LAZO ELECTRONICOFUNCIONAMIENTO DE UN LAZO ELECTRONICO

Involucra que toda la señalInvolucra que toda la señaldel lazo es de 4del lazo es de 4--2020 mAmA



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10.110.1.. FUNCIONAMIENTO DE UN LAZO NEUMATICOFUNCIONAMIENTO DE UN LAZO NEUMATICO

Aunque en la actualidad, ya no existen muchos. Pero Aunque en la actualidad, ya no existen muchos. Peroaun se mantienen en algunas industrias, donde elaun se mantienen en algunas industrias, donde elsuministro eléctrico es escaso.Involucra que toda lasuministro eléctrico es escaso.Involucra que toda laseñal del lazo es de 3señal del lazo es de 3--1515 mAmA



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11.011.0.. TIPOS DE SEÑALES DE CONTROLTIPOS DE SEÑALES DE CONTROL

Neumática, Eléctrica,Neumática, Eléctrica,Frecuencia, Discretas,Frecuencia, Discretas,Digitales, otras.Digitales, otras.

••La señal de corriente es laLa señal de corriente es lamisma en cualquier puntomisma en cualquier puntode la línea.de la línea.

••Puede diferenciarse unaPuede diferenciarse una

avería o ruptura de línea delavería o ruptura de línea delrango inferior de medidarango inferior de medida

••Pueden conectarse unPueden conectarse unnúmero máximo de cargasnúmero máximo de cargas

o instrumentoso instrumentos

••Los cables deben de serLos cables deben de serapantallados.apantallados.



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11.111.1.. TIPOS DE SEÑALES DE CONTROLTIPOS DE SEÑALES DE CONTROL

••La señal de corriente es laLa señal de corriente es lamisma en cualquier puntomisma en cualquier puntode la línea. Puedede la línea. Puedediferenciarse una avería odiferenciarse una avería oruptura de línea del rangoruptura de línea del rangoinferior de medida .Puedeninferior de medida .Puedenconectarse un númeroconectarse un númeromáximo de cargas omáximo de cargas oinstrumentosinstrumentos

••El número de pulsos deEl número de pulsos detensión recibidostensión recibidos••por unidad de tiempo espor unidad de tiempo es

proporcional alproporcional al••valor de la magnitudvalor de la magnitudmedidamedida



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12.012.0.. BUS DE CAMPOBUS DE CAMPO

CABLEADO TRADICIONALCABLEADO TRADICIONALCostos de cableadoCostos de cableadoRuidosRuidosFiabilidad de los equiposFiabilidad de los equiposCalibrado, mantenimiento,...Calibrado, mantenimiento,...

••BUS DE CAMPOBUS DE CAMPO•• Ahorro de cableado Ahorro de cableado••Rechazo de ruidosRechazo de ruidos••Nuevas funciones: Ajuste remoto deNuevas funciones: Ajuste remoto derangos,rangos, testtest, documentación,...., documentación,....••Información mas elaboradaInformación mas elaborada•• Arquitecturas y Protocolos Arquitecturas y Protocolos



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1133.0.0.. TIPOS DE LAZOS DE CONTROLTIPOS DE LAZOS DE CONTROL

LAZO DE CONTROL SIMPLELAZO DE CONTROL SIMPLE

Respuesta ante cambios en la presión de alimentación: Su efectoRespuesta ante cambios en la presión de alimentación: Su efecto se traduce ase traduce aun cambio de T que es corregido por el regulador modificando uun cambio de T que es corregido por el regulador modificando u



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LAZO DE CONTROL EN CASCADALAZO DE CONTROL EN CASCADA

El regulador externo (TC) fija laEl regulador externo (TC) fija laconsigna del regulador interno (FC) elconsigna del regulador interno (FC) el

cual corrige el efecto del cambio en pcual corrige el efecto del cambio en paasobre Fsobre Fvv antes de que alcancen alantes de que alcancen alcambiador significativamentecambiador significativamente



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LAZO DE CONTROL DE PROPORCIONLAZO DE CONTROL DE PROPORCION

Objetivo: Mantener la proporción (r) de B y A en la mezclaObjetivo: Mantener la proporción (r) de B y A en la mezcla



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113.3.3.3. TIPOS DE LAZOS DE CONTROLTIPOS DE LAZOS DE CONTROL

LAZO DE CONTROL EN RATIOLAZO DE CONTROL EN RATIOObjetivo: Mantener la proporción (r) de B y A en la mezclaObjetivo: Mantener la proporción (r) de B y A en la mezcla



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LAZO DE CONTROL SELECTORLAZO DE CONTROL SELECTORLas demandas variables de cada usuario obligan a fijar wLas demandas variables de cada usuario obligan a fijar wcontinuamente en el valor mas alto previsiblecontinuamente en el valor mas alto previsible



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LAZO DE CONTROLLAZO DE CONTROLALIMENTACIONALIMENTACIONADELANTADA.ADELANTADA.

Respuesta ante cambios enRespuesta ante cambios enel caudal q : Lael caudal q : Lasalida del regulador sesalida del regulador semodifica de acuerdo a losmodifica de acuerdo a loscambios de q paracambios de q paracompensar su efecto en Tcompensar su efecto en T



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LAZO TIPO SELECTORLAZO TIPO SELECTORLas demandas variables deLas demandas variables decada usuario obligan a fijar wcada usuario obligan a fijar wcontinuamente en el valorcontinuamente en el valormas alto previsiblemas alto previsible



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LAZO TIPO SELECTORLAZO TIPO SELECTORLa presión se ajustaLa presión se ajustaautomáticamente para que laautomáticamente para que laválvula mas abierta lo esté alválvula mas abierta lo esté al90%90%

VPC:VPC: Valve positionValve position controlcontrol



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LAZO CONTROL OVERRIDELAZO CONTROL OVERRIDE

Requisitos :Requisitos : wwLL nivel mínimo anivel mínimo amantener flujomantener flujo ctecte..

Requisitos: Flujo tanRequisitos: Flujo tanconstante como sea posible,constante como sea posible,sin que se sobrepase unasin que se sobrepase unapresión máximapresión máxima wwPP en laen la linealineaa pesar de las demandasa pesar de las demandas

variablesvariables



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LAZO CONTROLLAZO CONTROLOVERRIDEOVERRIDE

Mantener la temperatura TMantener la temperatura Tsin que se sobrepase unasin que se sobrepase unatemperatura máximatemperatura máxima ww

TT enen

los humos del hornolos humos del horno



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LAZO CONTROLLAZO CONTROLRANGO PARTIDORANGO PARTIDO



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LAZO CONTROLLAZO CONTROLINFERENCIALINFERENCIAL

Se calcula el flujoSe calcula el flujomásico a partir demásico a partir delas medidas de flujolas medidas de flujovolumétrico,volumétrico,presión ypresión ytemperaturatemperatura

Se calcula laSe calcula latemperatura detemperatura desaturación ensaturación enfunción de lafunción de la

presión del vapor presión del vapor



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14.014.0.. SINTONIA DE LAZOS DE CONTROLSINTONIA DE LAZOS DE CONTROL

CRITERIOS DE SELECCIÓN DECRITERIOS DE SELECCIÓN DESINTONIASINTONIA

Existen 3:Existen 3:

Buen AmortiguamientoBuen Amortiguamiento

Mínima PerturbaciónMínima Perturbación Amplitud Mínima. Amplitud Mínima.



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CONCEPTO DE ERRORCONCEPTO DE ERROR



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CONCEPTO DEL PID.CONCEPTO DEL PID.



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14.14.3.3. SINTONIA DE LAZOS DE CONTROLSINTONIA DE LAZOS DE CONTROL

CONCEPTO DEL PID.CONCEPTO DEL PID. Son valores que determinan la sintonía de un lazo, cuyo funciónSon valores que determinan la sintonía de un lazo, cuyo función es tratar dees tratar de

que el error entre el SETPOINT y la MEDICION sea lo mas próximoque el error entre el SETPOINT y la MEDICION sea lo mas próximo a CERO.a CERO.



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BANDA PROPORCIONALBANDA PROPORCIONAL



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FUNCIONAMIENTO DE LAFUNCIONAMIENTO DE LABANDA PROPORCIONALBANDA PROPORCIONAL



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FUNCIONAMIENTO DE LA INTEGRAL o RESETFUNCIONAMIENTO DE LA INTEGRAL o RESETINTEGRAL o RESET (Repeticiones /Minuto) : Significa el numero dINTEGRAL o RESET (Repeticiones /Minuto) : Significa el numero deeveces que se repite la acción proporcional en 1 min..veces que se repite la acción proporcional en 1 min..

Elimina elElimina el OffsetOffset producido por la Acción Proporcional.producido por la Acción Proporcional.

RESET: Fuerza a la proporcional a regresar alRESET: Fuerza a la proporcional a regresar al SetPointSetPoint..



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FUNCIONAMIENTO DE LA DERIVATIVAFUNCIONAMIENTO DE LA DERIVATIVADERIVATIVA (DERIVATIVA (MinMin): Es el tiempo que se anticipa al efecto de la): Es el tiempo que se anticipa al efecto de laaccionaccion proporcional.proporcional.



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AJUSTE DE LA BANDA PROPORCIONAL AJUSTE DE LA BANDA PROPORCIONAL



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AJUSTE DE LA BANDA INTEGRAL AJUSTE DE LA BANDA INTEGRAL


14 1014 10 SINTONIA DE AZOS DE CONTROSINTONIA DE LAZOS DE CONTROL


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AJUSTE DE LA BANDA DERIVATIVA AJUSTE DE LA BANDA DERIVATIVA


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