sesión 02 tipos de procesos
TRANSCRIPT
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
1/51
1
SESIÓN 02
TIPOS DE PROCESOS Y SUSCARACTERÍSTICAS
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
2/51
• Describir procesos y
sus características.
OBJETIVOS
sesión
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
3/51
CAPACIDADES TERMINALES
Identificar y medir los parámetros característicos de
un proceso.
Seleccionar el tipo de control adecuado para un
determinado proceso.
Determinar y ajustar los parámetros de control para
procesos comunes.
Representar instrumentos y lazos de medición y
control según simbología ISA.
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
4/51
4
La Instrumentación y Control, como especialidad de
Ingeniería, son las responsables de definir el nivel de
automatización de cualquier planta de proceso e
instalación industrial, la instrumentación de campo y el
sistema de control para un buen funcionamiento del
proceso, dentro de la seguridad para los equipos y
personas, de acuerdo a la planificación y dentro de los
costos establecidos y manteniendo la calidad.
1. INTRODUCCIÓN
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
5/51
5
Cuando se quiere diseñar el control de un proceso se
tiene que seguir dos pasos fundamentales en la
implementación, primero el conocimiento del proceso a
controlar y segundo la adecuada elección de la
instrumentación y estrategias de control a ser
utilizadas.
1. INTRODUCCIÓN
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
6/51
6
2. PROCESO
“Es todo conjunto de sucesos o acontecimientos de un
sistema de producción, a través del cual la materia,
energía o la información se convierte, transporta o
almacena” Müller, Wolfgang
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
7/51
7
El diseño y definición de planes, programas y proyectos
El diseño, integración, organización, dirección y control
de sistemas
La optimización del trabajo
La evaluación de resultados
Establecimiento de normas de calidad
El aumento y control de la eficiencia
Etc.
debe considerar a los procesos deproducción como una herramienta para:
2. PROCESO
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
8/51
8
Los procesos pueden ser desarrollados en sistemasCerrados o en sistemas abiertos
3. Tipos de Procesos
a) Un sistema cerrado: Es aquel en el cual no se produce unintercambio de masa entre el sistema y losalrededores. Los procesos que en ellos se
desarrollan son denominados procesos sinflujos.
b) Un sistema abierto: Es aquel en que se transfiere masaentre el sistema y los alrededores
durante la operación. Los procesos queen ellos se desarrollan sondenominados procesos con flujos.
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
9/51
9
Los procesos se clasifican de acuerdo a la forma de
alimentación a un proceso y la forma de extraer elproducto.
4. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS
4.1 Proceso con tinuo
El material es introducido y removido del proceso al mismo
tiempo y el proceso una vez iniciado, no para (Proceso dechancado, zarandeo, filtrado, etc).
http://www.monografias.com/Salud/Nutricion/http://www.monografias.com/Salud/Nutricion/
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
10/51
10
4.1.1 CARACTERISTICAS DE LOS PROCESOS CONTINUOS
las etapas de carga, transformación y descargason realizadas simultáneamente.
La limpieza de Los equipos se realiza cada cierto tiempo,dependiendo de la naturaleza de la transformación y de las
materias primas a tratar.
Las operaciones en continuas se desarrollan en estadoestacionario.
Corta gama de productos.
Equipos sofisticados y automatizados.
Alto consumo de energía.
Mano de obra especializada.
Alta fiabilidad de los equipos.
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
11/51
11
Un proceso discontinuo también denominado por lotes o batch, secaracteriza por tener una serie de etapas, en cada una de las cuales
se modifican las caracter í sticas de la materia prima o intermediahasta completar un lote (espesamiento de concentrado, preparación
de reactivos, etc).
4.2 Proceso Discon tinuo
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
12/51
12
4.2.1 CARACTERISTICAS DE LOS PROCESOS
DISCONTINUOS
Con frecuencia se cambia de un producto a otro.
En ocasiones se realizan paros y arranques en intervalos
frecuentes.
Se cambia de una condición de operación a otra con el fin derealizar un producto similar.
Alta fiabilidad de los equipos.
se realiza una automatización adicional para realizar loscambios en las condiciones de operación.
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
13/51
13
5. SISTEMAS DE CONTROL AUTOMATICO
Conjunto de componentes físicos conectados o
relacionados entre si, de manera que regulen o dirijan
su actuación por si mismos, es decir, sin intervención deagentes exteriores, corrigiendo además los posibles
errores que se presenten en su funcionamiento.
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
14/51
14
5.1 CONCEPTOS
Son las magnitudes que se someten a control y que definen su
comportamiento (velocidad, temperatura, presión,…).
En Regulación Automática, solo se tendrá en cuenta la relación
entrada/salida de los sistemas que se van a someter a control. Lo
importante será entonces conocer cual la respuesta del sistema (salida)
cuando se le comunica una cierta entrada.
a) Variables del Sistema
Excitación que se aplica a un sistema de control desde una fuente de
energía externa, con el fin de provocar una respuesta.
b) Entrada
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
15/51
15
Señales no deseadas que influyen de forma adversa en el funcionamientodel sistema.
5.1 CONCEPTOS
c) Salida
Respuesta que proporciona el sistema de control.
d) Pertu rbación
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
16/51
16
5.2 CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE
CONTROL
Según su comportamiento se clasifican en:
SISTEMA DE CONTROL DE LAZO ABIERTO
SISTEMA DE CONTROL DE LAZO CERRADO
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
17/51
17
5.2.1 SISTEMA DE CONTROL DE LAZO ABIERTO
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
18/51
18
Ejemplo
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
19/51
1915/02/2016 Marco Arcos C. 13
5.2.2 SISTEMA DE CONTROL DE LAZO CERRADO
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
20/51
20
Ejemplo
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
21/51
21
Es la forma de representación más sencilla de los sistemas de
control, en el que se da una idea de las relaciones existentes entre
la entrada y la salida de un sistema.
A cada componente del sistema de control se le denomina
elemento, y se representa por un rectángulo.
5.3 DIAGRAMA DE BLOQUES(O DIAGRAMAFUNCIONAL)
La interacción entre los bloques se representa por medio de
flechas, que indican el sentido de flujo de la información.
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
22/51
Reglas desimplificación
Diagrama de bloques
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
23/51
G1 G2E
G1G2E EG1G
2
1. Agrupación en serie o en
cascada:
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
24/51
G1
G2
E EG1
EG2
EG1+EG2
G1+G2E EG1+EG2
2. Agrupación en paralelo o en derivación
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
25/51
SE G1
G2
SG
21
1
GG1
G
E
3. Bucle de Retroalimentación Negativa
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
26/51
SG
21
1
GG1
G
E
4. Bucle de Retroalimentación Positiva
EG1
S
G2
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
27/51
EG S
SGG1
G
E
5. Bucle de Retroalimentación Directa (unidad) negativa
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
28/51
SGG1
G
E
6.Bucle de Retroalimentación Directa (unidad) positiva
EG
S
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
29/51
SG+1
G
E
7. Sumador paralelo
E SG
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
30/51
SG-1
G
E
8. Restador paralelo
E SG
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
31/51
B C
A A-B A-B+C
A A+C A-B+C
C B
9. Cambio de posición de dos comparadores consecutivos
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
32/51
GE EG
B
EG-B
E G EG-B
BG
1
10. Trasposición de un sumador a la izquierda de un bloque
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
33/51
A
B
A-BG
AG-BG
AG
GB
AG-BG AG
BG
11. Trasposición de un sumador a la derecha de un bloque
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
34/51
AG
AG
AG
AG
AG
AGG
12. Trasponer una bifurcación a la izquierda de un bloque
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
35/51
AG
AG
A
AG
AG
A
G
1
13.Trasponer una bifurcación a la derecha de un bloque
Ej i i 1 h ll l f ió d t f i d l i t
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
36/51
Ejercicio 1: hallar la función de transferencia del sistema
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
37/51
Ejercicio 2: hallar la función de
transferencia del sistema
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
38/51
Ejercicio 3: hallar la función de transferencia
del sistema
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
39/51
Ejercicio 4: hallar la función de transferencia del sistema
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
40/51
1s
1
s
1
)2s(K
2s
1
2s
1
Hallar la función de transferencia del sistema
Ejercicio propuesto 1
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
41/51
Hallar la función de transferencia del sistema
Ejercicio propuesto 2
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
42/51
Son sistemas diferenciales que envuelven apenas la primeraderivada de la salida en su ecuación.
6. Sistemas de primer orden
La relación entrada – salida es dada por:
Respuesta de Sistemas
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
43/51
Respuesta de Sistemas
La respuesta de un sistema de control esta formado por dos
partes:
• La respues ta transito ria, es la parte de la respuesta que
aparece cuando hay un cambio en la entrada y desaparece
después de un breve tiempo.
• La respues ta en es tado es tab le o permanen te , es la
respuesta que permanece después que desaparecen todos los
transitorios.
Respuesta de Sistemas
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
44/51
44
G(s) = k . e-ϴs
ζs+1
K es la ganancia estáticaϴ es el tiempo muertoy ζ es la constante de tiempo
Constante de tiempo: Tiempo que tarda el sistema en alcanzar el
63'2% de su valor final, representando la velocidad del sistema. Si la
constante de tiempo es pequeña implica que el sistema es rápido y
viceversa si la constante de tiempo es grande el sistema es lento.
Respuesta de Sistemas
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
45/51
Sistemas de primer orden
Un ejemplo de sistema de primer orden es un tanque deagua controlado por un flotador. En este sistema la razón ala que entra el agua al tanque y, por lo tanto, la razón a laque cambia la altura del agua, depende de la diferenciaentre la altura del agua (h) y la altura H a la que el flotador cierra por completo.
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
46/51
Sistemas de primer orden
La razón de cambio de la altura es proporcional a (H-h),luego la razón de cambio es:
K es una constante. Mientras mas sube el nivel de agua elvalor de (H-h) es menor y de esta forma es menor la razónde cambio de la altura con el tiempo (dh/dt ).
= ( − )
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
47/51
Sistemas de primer orden
En la figura se muestra una grafica de la altura contra eltiempo.
La ecuación que describe esta grafica es:
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
48/51
48
PREGUNTAS DE REPASO A LOS
ALUMNOS
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
49/51
49
Bibliografía
Creus, Antonio. (2011). Instrumentación industrial. México D.F. : Alfaomega (629.8/C85/2011)
J. Fraile, P. Garcia (2013) Instrumentación aplicada a la Ingenieria.Madrid/ Ibergarceta publicaciones, S.L(621381I/F81).
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
50/51
50
TEMA DE LA PROXIMA SESIÓN
PATRONES DE TEMPERATURA
-
8/16/2019 Sesión 02 Tipos de Procesos
51/51
MUCHAS GRACIAS