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CONTROL AVANZADO DE PROCESOS
CONTROL DE RAZÓN
Ing. Ernesto Godinez De La Cruz
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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
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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
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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
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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
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FC
FT
FT
FYX2
W= WV * X2
X1
Flujo no controlado
Flujo controlado
WV
Y
AE2
AE1
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Control de razón
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Control de razón
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Control de razón
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Control de razón
Producto A Producto B
r
FCFT FT
FY
PVA
SPA
PVB
r = PVB / PVA
FC
SPA
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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
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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
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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
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Control de razón Caldera de vapor
FT FCFY
FCFT
PT PC
Aire
Gas
Humos
Vapor
LC LT
r
Agua
SPL
SPP
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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
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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.
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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.
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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
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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
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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
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PSP
Transmisoroxigeno
X Controlador Flujo aire
Transmisor Flujo combustible
++--
PPV
POUT Razón
SSP SOUT
Transmisor Flujo aire
Controladoroxigeno
Proceso combustión
PVCOMBUSTIBLE
Procesoaire
SPV
combustible
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Flujo 2
Flujo 1
SP1SP2
PV1 PV2OUT1OUT2
VB
VADRAIN
OVERFLOW
PROCESS VESSEL
FT101
FT100
FC101
FC100
FY101
SPR