: Instrumentación y Control de Procesos Industriales - Unidad I

: Instrumentación y Control de Procesos Industriales - Unidad I

Autora: Ana figueroa prof: Julian Carneiro Fecha:25´-04-2026

ing quimica

"La instrumentación y control son el sistema nervioso de la ingeniería química, garantizando la seguridad, calidad y eficiencia óptima de los procesos industriales mediante la medición y automatización precisa".

introduccion

iinstrumentacion y control

La instrumentación y control es la rama de la ingeniería que estudia la medición y regulación de variables (presión, temperatura, nivel, caudal) para automatizar procesos industriales. Su objetivo es optimizar la producción, seguridad y calidad mediante el uso de sensores, controladores y actuadores que mantienen las variables dentro de rangos seguros.

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instrumentacion

La instrumentación es el conjunto de instrumentos, equipos y técnicas utilizados para medir, convertir, registrar, transmitir y controlar variables (físicas o químicas) en un proceso, con el objetivo de optimizar recursos, garantizar la seguridad y automatizar operaciones. Es fundamental en la ingeniería para supervisar procesos industriales desde salas de control.

ejemplos de uso

control

El control es la función administrativa y el proceso sistemático de supervisar, medir y corregir las actividades y el desempeño de una organización para asegurar que se ajusten a los planes, estándares y objetivos preestablecidos. Implica comparar resultados reales con los esperados para aplicar medidas correctivas y maximizar la eficiencia.

tipos de control

importancia en la industria

puntos clave

La instrumentación y el control son fundamentales en la industria porque garantizan la seguridad de los procesos. A través de sensores y sistemas de monitoreo, es posible detectar a tiempo condiciones anormales como aumentos de presión, temperaturas elevadas o posibles fugas. Esto permite actuar de forma inmediata para evitar fallas, daños en los equipos o incluso accidentes mayores, protegiendo tanto al personal como a las instalaciones.

Atributos y Desempeño de un Sistema de Control

Exactitud y Precisión

Estabilidad

Velocidad de Respuesta

Robustez

Error en Estado Estacionario

Sistema de Lazo Abierto (Control No Realimentado)

Es aquel donde la acción de control es independiente de la salida. El sistema "no mira hacia atrás" para ver si lo hizo bien.

caracteristicas

• No tiene retroalimentación (feedback).
• Se basa en una calibración previa o en el tiempo.
• Es sensible a perturbaciones (si algo cambia fuera del plan, el sistema no corrige).

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Sistema de Lazo Cerrado (Control Realimentado)

La salida tiene un efecto directo sobre la acción de control. El sistema mide constantemente lo que está pasando para compararlo con lo que queremos.

caracteristicas

• Incluye un sensor que mide la salida.
• Calcula el error (Diferencia entre el valor deseado y el real).
• Es capaz de compensar perturbaciones automáticamente.

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Lazo Abierto vs. Lazo Cerrado

conclusiones

Sinergia Industrial: La instrumentación y el control forman un sistema integral donde los instrumentos actúan como sensores (sentidos) y el control como el procesador (cerebro). Optimización: El uso de sistemas de lazo cerrado es fundamental para garantizar la seguridad operativa y la calidad constante en la producción a gran escala. Impacto Económico: Una correcta implementación reduce desperdicios, ahorra energía y protege la integridad de los equipos y el personal. Lo que no se mide, no se puede controlar; lo que no se controla, no se puede mejorar.

Lo que no se mide, no se puede controlar; lo que no se controla, no se puede mejorar.

muchas gracias

¿en que nos beneficia?

Garantía de Calidad y Consistencia del Producto. Seguridad Industrial y de Procesos. Optimización de Recursos y Eficiencia Energética. Automatización de Procesos. Monitoreo y Registro de Datos. Conectividad y Control Remoto.

• Seguridad Industrial: Detecta condiciones peligrosas, como fugas o sobrepresión, activando sistemas de seguridad que protegen al personal y los equipos.
• Calidad y Consistencia: Mantiene las variables de proceso dentro de rangos estrictos, lo que garantiza que los productos cumplan con los estándares de calidad.
• Eficiencia Operativa y Ahorro: Reduce el desperdicio de materias primas y optimiza el consumo energético al automatizar y optimizar las mediciones.
• Automatización y Productividad: Permite que los procesos funcionen de manera automática, reduciendo la intervención humana, aumentando la velocidad de producción y mejorando la precisión.
• Registro de Datos: Los instrumentos (como sensores y transmisores) registran datos para analizar y mejorar el rendimiento del proceso en tiempo real.

ejemplos de uso en instrumentacion industrial

Medición: Sensores de presión, caudalímetros, termopares (temperatura) y transmisores de nivel. Control: Controladores Lógicos Programables (PLC), sistemas de control distribuido (DCS) y válvulas de control que ajustan el flujo de un proceso automáticamente. Registro: Sistemas SCADA que registran datos de producción en tiempo real.

tipos de control

• Control Previo (o precontrol): Asegura que existan los recursos necesarios antes de iniciar, como revisar la materia prima.

• Control Directivo: Supervisa procesos en marcha para corregir desviaciones antes de finalizar, como monitorear la calidad en una línea de producción.
• Control a Corriente (o tiempo real): Se aplica durante la actividad misma, como el monitoreo constante de un software.
• Control Posterior: Se realiza al finalizar la acción para evaluar resultados, como el balance financiero anual.

3. Velocidad de Respuesta (Tiempo de Asentamiento) Es la rapidez con la que el sistema reacciona a un cambio. En la industria, un sistema demasiado lento puede arruinar una mezcla química, mientras que uno demasiado rápido podría volverse inestable (oscilar).

2. Estabilidad (El factor más crítico) Un sistema es estable cuando, ante una perturbación o cambio, es capaz de regresar a un estado de equilibrio.

1. Exactitud y PrecisiónExactitud: Es la capacidad del sistema para alcanzar el valor de consigna (Set Point) sin errores significativos. Precisión: Es la capacidad de repetir el mismo resultado bajo las mismas condiciones. Un sistema puede ser preciso (repetitivo) pero no exacto (estar desviado).

4. Robustez (Sensibilidad) Es la capacidad del sistema para seguir funcionando correctamente a pesar de cambios en el entorno (variaciones de temperatura externa, ruido eléctrico o desgaste de las piezas).

5. Error en Estado Estacionario Es la diferencia final que queda entre el valor real y el deseado después de que el sistema se ha "estabilizado". El objetivo de un buen control es que este error sea cero.

ejemplos

Ejemplo Industrial: Un aspersor de riego programado por tiempo. Se activa a las 8:00 AM independientemente de si está lloviendo o si la tierra ya está empapada. Ejemplo Cotidiano: El tostador de pan. Tú ajustas el tiempo, pero el tostador no sabe si el pan está blanco o quemado; solo se detiene cuando el temporizador llega a cero.

ejemplos

Ejemplo Industrial: Un horno industrial de fundición. Si la temperatura baja porque se abrió una puerta, el sensor lo detecta y el controlador ordena inyectar más calor para volver al nivel deseado. Ejemplo Cotidiano: El llenado del tanque de un inodoro. La boya (sensor) mide el nivel del agua; conforme sube, va cerrando la válvula hasta que se detiene exactamente en el nivel programado.