CONTROL AVANZADO DE PROCESOS

CONTROL DE RAZÓN

Ing. Ernesto Godinez De La Cruz

Control de razón

En muchos procesos industriales se mezclan dos o más ingredientes para la obtención de un producto final

En este diagrama se muestran un mezclador en el cual dos ingredientes son mezclado

Para obtener un producto de buena calidad, la cantidad de cada ingrediente debe ser precisa

Control de razón

El flujo de un ingrediente no es controlado

El flujo no controlado es medido y es usado como referencia para el flujo del segundo ingrediente llamado flujo controlado

Control de razónAplicaciones:

1. Mezclado de dos o más ingredientes. Un ingrediente es seteado como la referencia principal y los demás ingredientes son relacionados al anterior

2. Control aire-combustible para un proceso de combustión. El flujo de combustible es controlado por un controlador de temperatura o presión. La medida del flujo de combustible es luego usada para determinar el set point de un controlador de flujo de aire.

3. Control de flujo de un producto en función a la velocidad de alimentación, como una forma de control de posición.

4. Fabricación de la cerveza (mezcla proporcional de cerveza concentrada y agua)

5. Fabricación de yogurt saborizados

FC

FT

FT

FYPVA

SPB

PVB

Flujo no controlado

Flujo controlado

Control de razón

Mezcla de flujos

r

FlujocontroladorazónFlujonocontrolado

Para calcular el set point de la razón debemos conocer los flujos controlado y no controlado deseados

FC

FT

FT

FYX2

W= WV * X2

X1

Flujo no controlado

Flujo controlado

WV

Y

AE2

AE1

Control de razón

Control de razón

Control de razón

Control de razón

Producto A Producto B

r

FCFT FT

FY

PVA

SPA

PVB

r = PVB / PVA

FC

SPA

Control de razón

Objetivo: Mantener la proporción (r) de B y A en la mezcla a pesar de perturbaciones o cambios en el flujo de A

Producto A Producto B

r

FCFT FTFYPVA SPB PVB

Flujo no controlado

r = PVB / PVA

Producto A Producto B

r1

FCFT FTFYPVA SPB PVB

Flujo no controlado Flujo controlado

r2

FC FTFYSPC PVCPVA

Flujo controlado

Producto C

Control de razón

Control de razón

ATAC

FTFC FT

FY

ACIDO BASE

PRODUCTO

PVA

PVB

SPB

r

CONTROL DE NEUTRALIZACIÓN DE ÁCIDO

•El flujo de base cambia de acuerdo al cambio del flujo de ácido

•La salida del controlador pHC es la relación de los flujos de base y ácido

•El producto de PVA y la salida de pHC es el set point del flujo de base

SP

Medidor de pH

Control de razón Caldera de vapor

FT FCFY

FCFT

PT PC

Aire

Gas

Humos

Vapor

LC LT

r

Agua

SPL

SPP

Control de razónCaldera de vapor

FT FCFY

FCFT

PT PC

Aire

Gas

Humos

Vapor

LT

AT

LC

AC

LL

HL

>

<

O2

r

SPC

SPL

SPP

Agua

Control de razón

Reactorquímico

FTFT

FC

FC

TT

AT

Refrigerante

Producto

TC

TT

Tr

TC

T

AC

SPT Reactante B

LC

LT

FTFC

FY

Si hay cambios fuertes de concentración en A o B no medibles

Reactante A

SPA

SPC

SPL

r

Refrig.

Control de razón

Reactorquímico

FTFT

FC

FC

TT

AT

Refrigerante

Producto

TC

TT

Tr

TC

T

AC

SPT Reactante B

LC

LT

FTFC

FY

Reactante A

SPC

SPL

r

Refrig.

REACTOR QUIMICO

T T 100T T

101

TC 100

TC 101

FC 102

FT 102

FO

T V 102

Refrigerante

FT 103

LT 105

FY 104

FC 103

FT 104

FC 104

FC

FC Reactante A

Reactante B

LC 105

FC

AT 106

AC 106

Producto

Refrigerante

LV 105

alimentación

Razón

FT100

FC 100

Producto

Com

bust

ible

PPV

POUT

SOUT

SPV

PLO

AD

SLO

AD

AC101

AT 101

Aire

FY100

FT101

SSP

PSP

Concentración de O2

Control de razón

1. La razón aire-combustible es automáticamente ajustada por la salida del controlador de oxígeno

2. El flujo de combustible es medido y multiplicado por la razón aire-combustible

3. El resultado es introducido como set point del controlador de flujo de aire

Control de razón

PSP

Transmisoroxigeno

X Controlador Flujo aire

Transmisor Flujo combustible

++--

PPV

POUT Razón

SSP SOUT

Transmisor Flujo aire

Controladoroxigeno

Proceso combustión

PVCOMBUSTIBLE

Procesoaire

SPVIntercambiador

de calor

combustible

PSP

Transmisoroxigeno

X Controlador Flujo aire

Transmisor Flujo combustible

++--

PPV

POUT Razón

SSP SOUT

Transmisor Flujo aire

Controladoroxigeno

Proceso combustión

PVCOMBUSTIBLE

Procesoaire

SPV

combustible

Flujo 2

Flujo 1

SP1SP2

PV1 PV2OUT1OUT2

VB

VADRAIN

OVERFLOW

PROCESS VESSEL

FT101

FT100

FC101

FC100

FY101

SPR