Control de Procesos
Control de Procesos
Introducción. Monitoreo y adquisición. Automatización. Evolución del control de procesos. El proceso y sus variables. Elementos del sistema de control. Estrategias de control. Modelado del proceso. Términos lineales. Linealización. La variable de desviación. Solución del modelo dinámico. La transformada de Laplace. Funciones de transferencia. Diagrama de bloques.
Separación por fracciones parciales. Perturbación tipo escalón y otras perturbaciones. Sistemas de primer orden: funciones escalón, rampa, senoidal, impulso. Sistemas de Segundo Orden. Características de la respuesta sub-amortiguada. Tiempo muerto. Modelos empíricos. Ajuste del modelo de primer orden y de primer orden más tiempo muerto. Dinámica: de un CSTR, de 2 tanques en serie, de un proceso con tiempo muerto.
Sensor, transductor, transmisor. Sensores activos, pasivos, digitales y analógicos. Características estáticas y dinámicas. Transmisión de datos. P&ID: símbolos, iconos y señales. Medidores de temperatura: de bulbo, bimetálico, termocupla, RTD, termistor, pirómetro. Medidores de presión: tubos en U, Bourdon, fuelles, diafragmas, transductores resistivos, capacitivos y piezoeléctricos, Galgas. Presostatos. Medidores de flujo: placa de orificio, venturi, tobera y tubo Pitot, rotámetros. Más medidores de flujo. Medidores de Nivel: con tubo de vidrio, flotadores, hidrostáticos, capacitivos, conductivos, ultrasónicos, de microondas, fotoeléctricos y radioactivos.
La válvula globo, check, mariposa, de compuerta y de bola. Las válvulas aisladas y de control. El cuerpo y vástago de la válvula. Acción de la válvula. Válvula solenoide. P&ID: válvulas. Cv de la válvula. Características de la válvula. Apertura de la válvula y la curva característica de la línea de flujo. Características de la válvula instalada. Características de flujo de la válvula.
Control de flujo: bomba centrífuga y de desplazamiento. Control de nivel. Control de presión. Control de temperatura. Control de composición. El controlador. Controlador analógico y discreto. Acción del controlador. Control feedback o por retroalimentación. Variables del control feedback. Acción proporcional. Banda proporcional. Acción integral. Acción derivativa. Acción PID. Modelos PID.
La ecuación característica. Estabilidad del circuito de control. Ganancia y frecuencia última. Sintonía por parámetros últimos. La curva de reacción. Sintonía por la curva de reacción. El error mínimo. Sintonía por error mínimo.
Control en cascada. Variables intermedias. Lazos en cascada. Cascada con dos esclavos. Sintonía del control en cascada con parámetros últimos y curva de reacción. Control de Razón. Control de Restricción. Control Selectivo. Control feedforward. Función de transferencia del controlador feedforward.
Control On-Off. Relés. Programación del PLC. Programación Ladder. Enclavamientos. Temporizadores y contadores. Conversor Analógico-Digital. Conversor Digital-Analógico. Más sobre conversores A/D y D/A. La transformada Z. Transformada Z de funciones. La serie geométrica y la transformada Z. La transformada Z y la transformada de Laplace. Propiedades de la transformada Z. La función de transferencia del controlador discreto. Retenedor de orden cero.