Tema 1. Introducción a la regulación y control

PROGRAMA FORMATIVO RCI

REGULACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES

Tema 1. Introducción a la regulación y control de procesos industriales.

TEMA 1

INTRODUCCIÓN A LOS PROCESOS DE REGULACIÓN Y CONTROL

VIDEO INTRODUCCIÓN

VIDEO INTRODUCCIÓN

Índice

7. Clasificación de los sensores.

1. Concepto de regulación y control

8. Concepto de Actuadores.

2. Concepto de lazo de control.

9. Tipos de actuadores mas usados

3. Lazos de control.Abierto y cerrado

10. Simbologia industrial.

4. Medidas realizadas en un control.

11. Regulación automatica. Conceptos

5. Tipos de señales de control.

12.Tipos de ajustes de control.

6. Concepto de sensor.

sección 1.Concepto de regulación y control

objetivo

Mantener constantes las magnitudes generales, tales como:

CAUDAL

NIVEL

TEMPERATURA

PRESIÓN

CONCEPTO

Mantener constante las magnitudes especificas tales como:

OXIGENO DISUELTO

[GASES]

pH

CONDUCTIVIDAD

SISTEMA DE CONTROL

Compara el valor de la variables o condicion a controlar con un valor deseado, consigna o Set point y toma una acción de corrección de acuerdo con la desviación.

LAZO ABIERTO

LAZO CERRADO

El sistema automatica corrige la desviación

El OPERADOR ajusta la desviación actuando sobre el actuador.

SISTEMA DE CONTROL

LAZO ABIERTO

LAZO CERRADO

sección 2. Concepto de LAZO DE CONTROL

Es un conjunto de dispositivos que actuan juntos para conseguir la regulación de un sistema o proceso.

CONCEPTO

ESQUEMA GENERAL

elementos de un lazo de control

ELEMENTO TRANSMISOR DE LA SEÑAL

ELEMENTO PRIMARIO O SENSOR

ELEMENTO CONTROLADOR

ELEMENTO ACTUADOR

Timeline

PROCESO DE CONTROL EN SECUENCIA

ELEMENTO PRIMARIO

ELEMENTO CONTROLADOR

ELEMENTO TRANSMISOR

ELEMENTO ACTUADOR

elementos de un lazo de control

ELEMENTO PRIMARIO O SENSOR

Es el elemento de medida que permite conocer el valor de la variable controlada

SENSOR TEMPERATURA

SENSOR PRESIÓN

SENSOR NIVEL

SENSOR CAUDAL

elementos de un lazo de control

ELEMENTO PRIMARIO O SENSOR

SENSOR NIVEL

SENSOR CAUDAL

elementos de un lazo de control

ELEMENTO PRIMARIO O SENSOR

SENSOR TEMPERATURA

SENSOR PRESIÓN

elementos de un lazo de control

ELEMENTO TRANSMISOR DE LA SEÑAL

Es el elemento que traduce o convierte la señal fisica del sensor en una señal electrica o neumatica entendible por el controlador.

TRANSMISOR NEUMÁTICO

TRANSMISOR ELECTRÓNICO

elementos de un lazo de control

ELEMENTO TRANSMISOR DE LA SEÑAL

TRANSMISOR ELECTRÓNICO

TRANSMISOR NEUMÁTICO

elementos de un lazo de control

ELEMENTO CONTROLADOR DE LA SEÑAL DE ERROR

Tiene como misión mantener la variable controlada lo más cerca posible del valor de la variable de referencia, comparando constantemente estos dos valores.

ACCIÓN INVERSA

ACCIÓN DIRECTA

ELEMENTO CONTROLADOR DE LA SEÑAL DE ERROR

ACCIÓN DIRECTA

Las variables controlada y manipulada evolucionan en el mismo sentido. Control nivel de un tanque con la apertura de una valvula.

ELEMENTO CONTROLADOR DE LA SEÑAL DE ERROR

ACCIÓN INVERSA

Un incremento de la variable controlada produce una disminución de la variable manipulada. si aumenta la temperatura de salida del intercambiador es necesario cerrar la válvula de vapor.

elementos de un lazo de control

ELEMENTO ACTUADOR - CORREGIDOR ERROR

Es el elemento que actúa sobre la variable controlada en función de la señal enviada por el controlador

VÁLVULAS PROPORCIONALES

BOMBAS CENTRIFUGASBOMBAS PERISTALTICAS

elementos de un lazo de control

ELEMENTO ACTUADOR - CORREGIDOR ERROR

BOMBAS CENTRIFUGASBOMBAS PERISTALTICAS

VÁLVULAS PROPORCIONALES

sección 3. TIPOS DE LAZO DE CONTROL

LAZOS DE CONTROL. magnitudes

MAGNITUD REFERENCIAO SET POINT

MAGNITUD PERTURBADORA

Cualquier variable que puede producir cambios en la variable controlada

Valor deseado para la variable a controlar..

LAZOS DE CONTROL. magnitudes

MAGNITUD CONTROLADA

MAGNITUD MANIPULADA

Variable que puede cambiarse para influir en la regulación.

Variable de proceso a controlar

LAZOS DE CONTROL. magnitudes

ERROR

Desviación o diferencia entre el valor de la variable a controlar y el valor deseado o consigna o SET POINT.

LAZOS DE CONTROL. magnitudes

LAZO CERRADO DE CONTROL

LAZO ABIERTO DE CONTORL

Existe una comparación entre la variable controlada y la variable de referencia

Implica que la exactitud de la salida del sistema depende de una correcta calibración

sección 4. medidas realizadas en un control

MAGNITUDES DE CONTROL RELACIONADAS CON LAS MEDIDAS DE LOS SENSORES

Conceptos relacionados con las medidas

La Resolución.

La precisiónLa exactitud

Campo de medida

Sensibilidad

MAGNITUDES DE CONTROL RELACIONADAS CON LAS MEDIDAS DE LOS SENSORES

Conceptos relacionados con las medidas

MAGNITUDES DE CONTROL RELACIONADAS CON LAS MEDIDAS DE LOS SENSORES

Es el espectro o conjunto de valores de la variable medida que están comprendidos dentro de los límites superior e inferior de la capacidad de medida”.

Es la menor diferencia de valor que el instrumento puede distinguir.

CAMPO DE MEDIDAS

LA RESOLUCIÓN

MAGNITUDES DE CONTROL RELACIONADAS CON LAS MEDIDAS DE LOS SENSORES

Es la cualidad de un instrumento por la que _ ende a dar lecturas muy próximas unas a otras, es decir, es el grado de dispersión de las mismas.

Es la razón entre el incremento de la señal de la lectura y el incremento de la variable que lo ocasiona, después de haberse alcanzado el estado de reposo

LA PRECISIÓN

LA SENSIBILIDAD

sección 5. TIPOS DE SEÑALES DE CONTROL

tipos de señales de control

SEÑALES E/S DIGITALSEÑALES E/S ANALÓGICAS

“El mundo es analógico y en tiempo continuo, en cambio los aparatos tecnológicos funcionan de forma digital y en tiempo discreto. Por tanto, cuando queremos capturar, adquirir, información del mundo real e introducirla en un sistema tecnológico hay que transformar “lo analógico” en digital”.

SEÑALES DIGITALES

SEÑALES ANALÓGICAS

tipos de señales de control

SEÑALES E/S DIGITALSEÑALES E/S ANALÓGICAS

SEÑALES DIGITALES

SEÑALES ANALÓGICAS

sección 6. CONCEPTO DE SENSOR

CONCEPTO DE SENSOR

INSTRUMENTOS DE MEDIDA

“ Es un instrumento de medida que capta la variable física del medio que le rodea. Convierte la señal en una señal inteligible por el controlador. Normalmente es una señal de 0-5 V, 0-12V o 0-24V segun el rango necesario marcado por el fabricante"

Offset

Función de transferencia

CONCEPTO DE SENSOR

Es una función matemática que proporciona la respuesta de la señal de salida eléctrica correspondiente a cada valor posible de la entrada al dispositivo.

Es el valor de salida para el valor de entrada cero, se trata de la compensación del cero.

FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA

OFFSET

sección 7. CLASIFICACIÓN DE LOS SENSORES

CLASIFICACIÓN DE LOS SENSORESsegún 2 criterios fundamentales

Criterio relacionado con la función del instrumento”.

Criterio relacionado con la variable a controlar.

TIPO DE INSTRUMENTO

VARIABLE DE PROCESO

CRITERIO 1. tipos de instrumentos

INSTRUMENTOS CIEGOS

INSTRUMENTOS INDICADORES

INSTRUMENTOS REGISTRADORES

CRITERIO 2. variable de proceso

GENERALES

ESPECIFICAS

Se refieren a las que controlan el proceso de un modo general para posibilitar llevar a cabo producciones diversas en la instalación”.

se refieren a las que realizan el seguimiento de un proceso industrial para la producción determinada”.

sección8. CONCEPTO DE actuador

CONCEPTO DE ACTUADOR

“ Es el ultimo elemento de un lazo de control, que posibilita regular la variable a controlar mediante la apertura o cierre de una valvula, o la aportación de un mayor o menor caudal de fluido de control para mantener el error o desviación en torno a 0.

BOMBAS

VÁLVULAS

sección 9. tipos de actuadores

tipos de actuadores mas usados

VÁLVULAS DE ACCIÓN PROPORCIONARL

BOMBAS CON VARIADOR DE POTENCIA.

sección 10. SIMBOLOGÍA INDUSTRIAL

simbologia industrialvisualizar instrumentos en plano P&ID

Para designar y representar los instrumentos de medición y control se emplean normas muy variadas que a veces varían de industria en industria. Se trata de Normalizar todas las normas y sistemas empleados.

La ISA (Instrument Society of America)

La DIN alemana

simbologia industrialvisualizar instrumentos en plano P&ID

simbologia industrialIDENTIFICADOR DE CADA INSTRUMENTO

SEGUNDA PARTECada lazo de control tiene un código que lo didferencia de otro.

PRIMERA PARTE1ª letra: la variable de medida2ª letra: tipo de medida 3ª y 4ª letra: la forma de visualizar

IDENTIFICACIÓN FUNCIONAL

IDENTIFICACIÓN EN EL LAZO DE CONTROL

simbologia industrialvisualizar instrumentos en plano P&ID

Los instrumentos se representan en un P&I mediante una figura geométrica en cuyo interior se escribe en la parte superior el conjunto de letras que identifica la función del instrumento y en la parte inferior el código (numero + letra opcional) que identifica el lazo de control

simbologia industrialvisualizar instrumentos en plano P&ID

simbologia industrialLINEAS DE TRANSMISIÓN DE LA SEÑAL.

Es necesario conocer la simbología de las líneas de transmisión de la información entre los diferentes equipos de control

simbologia industrialLINEAS DE TRANSMISIÓN DE LA SEÑAL.

sección 11. REGULACIÓN AUTOMÁTICA.

conceptos relacionados con la regulación automática.

En el control automático del proceso, a lazo cerrado, las acciones de medida, comparación, cálculo y corrección constituyen una cadena cerrada de acciones. Los procesos presentan cuatro características principales que deben considerarse al automatizarlos:

Cambios de carga

Tiempo de retardo

Capacitancia

Resistencia

conceptos relacionados con la regulación automática.

Cambios de carga: Cantidad de fluido que el proceso requiere en cualquier momento para mantener las condiciones. Tiempo de retardo: El tiempo necesario para que la variable de proceso alcance un nuevo valor al ocurrir un cambio de carga. Capacitancia: Es una medida de las características propias del proceso para mantener o transferir una cantidad de energía. Ressitencia: Es la oposición total o parcial de la transferencia de energía o de material entre las capacitancias.

conceptos relacionados con la regulación automática.

sección 12. ajustes manual y automáticos.

tipos de ajustes en modo manual y automático.

AJUSTES MANUALES

1. Puede abrir o cerrar instantáneamente la válvula.2. Puede abrir o cerrar la válvula lentamente, a una velocidad constante, mientras se mantenga la desviación. 3. Puede abrir la válvula en mayor grado cuando la desviación es más rápida. 4. Puede abrir la válvula un número de vueltas constante, por cada unidad de desviación .

tipos de ajustes en modo manual y automático.

AJUSTES AUTOMÁTICOS

1. PROPORCIONAL: Modifica la magnitud manipulada Y de manera proporcional al error de regulación. 2. PROPORCIONAL + INTEGRAL: Modifica la magnitud manipulada Y de manera proporcional al error de regulación e y al tiempo t. No es instantáneo pero corrige el error por completo. 3. PROPORCIONAL + INTEGRAL + DERIVATIVO: Con la suma de los tres controladores, se consigue un sistema rápido y más o menos estable. Si la desviación es lenta actuarán los reguladores proporcional e integral y si los cambios son rápidos lo hará el derivativo

tipos de ajustes en modo manual y automático.

AJUSTES AUTOMÁTICOS

1. PROPORCIONAL: Modifica la magnitud manipulada Y de manera proporcional al error de regulación. 2. PROPORCIONAL + INTEGRAL: Modifica la magnitud manipulada Y de manera proporcional al error de regulación e y al tiempo t. No es instantáneo pero corrige el error por completo. 3. PROPORCIONAL + INTEGRAL + DERIVATIVO: Con la suma de los tres controladores, se consigue un sistema rápido y más o menos estable. Si la desviación es lenta actuarán los reguladores proporcional e integral y si los cambios son rápidos lo hará el derivativo

¡Gracias!