EL CONTROL INDUSTRIAL: La actualización y automatización de los procesos industriales

1. EL CONTROL INDUSTRIAL: La actualización y automatización de los procesos industriales ha traído como consecuencia el desarrollo de sistemas de control especializados utilizados en el control de procesos de plantas industriales. Las principales aplicaciones del control a nivel industrial son: • Plantas de Fabricación • Industria de la Energía Eléctrica • Industria de las Telecomunicaciones • Industria de los Hidrocarburos • Industrias Químicas y Petroquímicas • Industria Metalúrgica y Siderurgica • Sistemas de Transporte • Sector Agroindustrial • Industria de Procesamiento de Alimentos • Sector Servicios Públicos y Privados • Industria Automotriz • Entre otros

2. Niveles de un Sistema de Control Industrial NIVEL DE GESTIÓN Ambientes de Oficina NIVEL DE SUPERVISIÓN Centros de Control NIVEL DE CONTROL Computadores, Controladores, PLC, etc NIVEL DE INSTRUMENTACIÓN Medidores, Actuadores, Reles, etc PROCESO

3. Variable de Proceso Set Point Controlador Actuador Proceso Variable Medida Medidor Instrumentación Industrial Dispositivos de naturaleza electrónica, electromecánica, mecánica, etc. que detectan las variables de procesos y las convierten en señales que puedan ser interpretadas por los controladores. También se incluyen los elementos de actuación que reciben señales de los controladores y accionan sobre los procesos Las señales en los instrumentos pueden ser analógicas o digitales. Digital: ON-OFF, Abierto-Cerrado, Encendio- Apagado, Alto-Bajo, Arranque-Paro, etc. Analógica: Presión, flujo, nivel, corriente Voltaje, temperatura, etc.

4. Instrumentación Industrial

5. Estrategias de Control de Presión Control ON/OFF Control PID

6. Estrategias de Control de Flujo Calculo de Flujo AGA-3 Control ON/OFF Control PID Control PID

7. Estrategias de Control de Nivel

8. Estrategias de Control de Temperatura Control PID Control ON/OFF

9. Estrategias de Control Lógico Programable PLC Programa Lógico Proceso Controlador

10. EL CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC): Es un controlador electrónico modular basado en microprocesadores y circuitos digitales, con capacidad de memoria y almacenamiento de instrucciones para la ejecución de funciones de control.

11. Operación Local PC Sistemas de Supervisión Comunicaciones Módulos Entradas (Analógicos, Digitales) CPU Módulos Salidas (Analógicos, Digitales) Memoria Controlador Lógica Programable PROCESO Pulsadores Suiches Sensores Transmisores Contactos Contactores Solenoides Arrancadores Registradores Controladores Instrumentación DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN PLC :

12. FUNCIONES DE PROGRAMACIÓN DE LOS PLC: • Las principales funciones de control que ejecuta un PLC son • Lógicas o Rele • Secuenciales • Temporización • Conteo • Aritmética • Regulación • PID

13. DIAGRAMAS DE ESCALERA: Son diagramas lógicos basados en elementos de entradas y salidas, Que permiten la implementación de las funciones programables de los PLC

14. I1 I2 Q1 S Q2 R Q3 Q1 Q1 FUNCIONES TIPO RELE: pueden ser de entrada o salida y se basan en las funciones lógicas tipo Bit. Contacto Normalmente Abierto (Interruptor Entrada) Contacto Normalmente cerrado (Interruptor Entrada) Activación de salida digital (Bobina de Rele) Activación de la salida SET (Bobina de Rele) Activación de la salida RESET (Bobina de Rele) Contacto Normalmente Abierto (Asociado a Bobina) Contacto Normalmente cerrado (Asociado a Bobina)

15. T1 Q1 Q1 FUNCIONES DE TEMPORIZACIÓN: pueden ser de entrada o salida y se basan en las funciones tipo RELE pero se incluyen retardos de Tiempo en la ejecución de los cambios de estado. Temporizador (Retardo de la acción) T1.PRES Registro de Preselección (Seg, Min, Horas) T1.ACT Registro Actual (Seg, Min, Horas) Contacto Normalmente Abierto (Asociado a T1) Contacto Normalmente cerrado (Asociado a T1)

16. OTRAS FUNCIONES DE CONTROL: • Entradas Analógicas de 0-10 Voltios • Pulsadores de entrada digital • Reles Auxiliares • Contador de Eventos • Comparadores de Contadores • Comparadores de Analógicos

17. POSIBLES MODOS DE OPERACIÓN DE UN PLC: EDICIÓN: Permite la elaboración y modificación del programa del PLC. RUN: Permite la corrida secuencial del programa en el PLC. PAUSA: Se detiene temporalmente la ejecución del programa. STAND BY: El programa esta listo para ser corrido en el PLC, Una vez se han completado las ediciones.

18. EJEMPLO No.1 Diseñar un programa de PLC, para controlar un tanque de un fluido industrial, de manera que encienda la bomba 1 cuando este a un nivel x, encienda una segunda bomba cuando este a un nivel y, donde Y>X y encienda una tercera a un nivel Z donde Z>Y>X. Si el nivel supera un limite de alarma de alto nivel, el sistema espera 30 segundos y apaga las tres bombas, enviando una señal a una alarma sonora y cerrando la válvula de entrada al tanque. EJEMPLO No.2 Diseñar un programa de PLC, en diagrama de escalera para el control de un semáforo de tres luces (Rojo, Amarillo y Verde) de un solo sentido. La luz roja debe encender durante 20 segundos, luego la verde durante 30 segundos, posteriormente la amarilla durante 15 segundos. El programa se ejecuta secuencialmente en forma indefinida.

19. EJEMPLO No. 3 Diseñar un programa de PLC, para controlar un tanque de un fluido industrial, con 15 metros de altura, de manera que encienda la bomba 1 cuando el nivel este a 4 metros, encienda una segunda bomba cuando el nivel este a 8 metros, y encienda una tercera a un nivel de 12 metros. Si el nivel supera un limite de alarma de 13 metros, el sistema espera 30 segundos y apaga las tres bombas, enviando una señal de alarma sonora y cerrando la válvula de entrada al tanque. El sistema debe contabilizar el número de veces que arranca cada bomba. Cuando cualquiera de las bombas alcance 10 arranques, se debe enviar una señal de alarma y se reinician los contadores.