Capítulo 1 - Libro control e intrumentacion de procesos químicos
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85 Terms
Cual es el objetivo general de una planta quimica?
Transformar materias primas en productos de forma segura economica y respetuosa con el medio ambiente
En que consiste la automatizacion de un proceso o planta?
Efectuar vigilancia y actuacion correctora de forma automatica mediante instrumentos
Cual es el requerimiento primario de la operacion para evitar accidentes?
La seguridad del personal y de las instalaciones productivas
Que accion extrema debe tomar el sistema de control si la presion en un reactor supera su limite mecanico?
Cerrar completamente la valvula de alimentacion o introducir un inerte para apagar la reaccion
Como se define una operacion estable de la planta?
Una operacion sin grandes oscilaciones en las variables que puedan llevar a situaciones peligrosas
Que ocurre si se aplica una actuacion correctora excesiva o a destiempo?
Se produce una desviacion de sentido contrario mayor y grandes oscilaciones
Que fenomeno ocurre en una columna de destilacion por un aporte energetico insuficiente en el calderin?
El lagrimeio de los platos con la consiguiente perdida de eficacia
Que provoca un caudal de vapor excesivo en una columna de destilacion?
La inundacion de la columna y una grave perdida de eficacia
Que causa la cavitacion de una bomba?
No disponer de una altura neta positiva de succion suficiente
Por que se limita superiormente la temperatura en un reactor catalitico?
Para evitar la sinterizacion del catalizador y su perdida de actividad
Cual es el objetivo de control respecto a la produccion de la planta?
Ajustarse a la demanda en cada momento tanto en cantidad como en calidad del producto
Como puede el sistema de control actuar para cumplir normativas de emisiones de $SO_{2}$?
Modificando la proporcion de mezcla de un combustible de alto contenido en azufre con uno de menor contenido
Que define las condiciones optimas de operacion en una planta?
Aquellas con las que se consigue el menor coste de operacion o el maximo beneficio
Cuales son los dos objetivos de control en el ejemplo del calentador continuo de agua?
Mantener la temperatura del agua de salida y mantener el nivel de agua en el tanque
Termino: Punto de consigna (set point)
Definicion: Valor deseado para la variable a controlar
Por que el control de temperatura en el calentador debe ser estricto?
Porque se desea mantener una temperatura especificada por el usuario
Cuales son las variables de perturbacion mas significativas en el calentador de agua?
El caudal de agua demandado y la temperatura del agua fria alimentada
Bajo que condicion no seria necesario un sistema de control?
Si no existieran perturbaciones y las variables fuesen constantes
De que depende la velocidad de cambio de la temperatura de salida ante una perturbacion?
De la dinamica del calentador (agitacion y capacidad termica del fluido)
Que sucede con el nivel de agua si aumenta el caudal de agua caliente demandado?
El nivel de agua en el tanque comenzara a disminuir
En que se basa la actuacion del control por realimentacion (feedback)?
En el error observado entre el valor medido de la variable y el punto de consigna
Cual es la desventaja principal del control manual en procesos reales?
Exigiria una cantidad enorme de operadores expertos para lograr una calidad aceptable
Cual es la funcion de los sensores o elementos primarios?
Medir las variables a controlar
Cual es la funcion de un transmisor en un sistema de control?
Convertir la señal fisica del sensor en una señal estandar que pueda ser transmitida a distancia
Que accion realiza el controlador tras recibir la señal de la variable medida?
Calcula la accion de control de acuerdo con el algoritmo programado
Cual es el rango estandar de una señal electrica en instrumentacion?
$4-20$ mA
Cual es el rango estandar de una señal neumatica en instrumentacion?
$3-15$ psi
Que elemento manipula la variable de proceso de acuerdo con la accion calculada por el controlador?
El actuador o elemento final de control
Cual es el elemento final de control mas utilizado en procesos quimicos?
La valvula de control
En que consiste la idea basica del control anticipativo (feed forward)?
Actuar sobre el proceso en funcion de las perturbaciones observadas
Cual es la principal ventaja del control anticipativo sobre el de realimentacion?
No espera a que se produzca un error en la variable controlada para empezar a compensar
Por que es imposible alcanzar un control perfecto solo con control anticipativo?
Por la imposibilidad de medir todas las perturbaciones y las imperfecciones del modelo del proceso
Como se emplea el control anticipativo en la practica para compensar sus imperfecciones?
Se emplea conjuntamente con el control por realimentacion
Cuando se dice que un sistema de control esta en lazo abierto?
Cuando el controlador no esta conectado al proceso y la accion es manual
Cuando se dice que un sistema de control esta en automatico o lazo cerrado?
Cuando la salida del controlador es calculada por este en funcion de la informacion recibida del proceso
Como se define la variable manipulada?
Es la variable de proceso que se emplea para compensar o corregir el efecto de las perturbaciones
Que son las variables de perturbacion?
Variables externas al sistema de control que afectan a las variables controladas y no pueden ser manipuladas
En el sistema ISA (Instrument Society of America) que significa la sigla LT?
Sensor-transmisor de nivel (level transmitter)
En el sistema ISA (Instrument Society of America) que significa la sigla TC?
Controlador de temperatura (temperature controller)
Que es el control regulatorio basico (CRB)?
Nivel de automatizacion que implementa lazos simples de realimentacion para controlar presiones niveles caudales y temperaturas
Cual es el segundo nivel de automatizacion que permite operar mas cerca de las condiciones optimas?
Control regulatorio avanzado (CRA)
Que son los lazos en cascada?
Lazos que se organizan de un modo jerarquico donde el lazo primario controla el punto de consigna del secundario
Que es el control de proporcion (ratio control)?
Tipo de control anticipativo que mantiene constantes las relaciones de caudales entre corrientes
Que tecnica de control avanzado se usa para compensar retardos significativos en el proceso?
Compensacion de tiempos muertos (como el predictor de Smith)
Cuando se debe emplear el control multivariable (CM)?
Cuando una variable manipulada afecta a varias variables controladas (fuertes interacciones)
En que consiste la optimizacion en linea (OL)?
Determinacion en tiempo real de los puntos de consigna que proporcionan el maximo beneficio economico
Cual es el primer paso en el diseño de un sistema de control?
Definir los objetivos de control (seguridad estabilidad u operacion optima)
Que se debe identificar en el segundo paso del diseño de un sistema de control?
Las variables que pueden ser medidas y las que pueden ser manipuladas
Que implica el cuarto paso del diseño del sistema de control?
Especificar la instrumentacion de monitorizacion y control (sensores transmisores controladores y valvulas)
Por que el diseño de un sistema de control es un problema de ingenieria complejo?
Porque requiere conocimiento de fenomenos quimicos y fisicos-teoria de control e instrumentacion disponible
Que sucede si el caudal de alimentacion en una columna de destilacion es demasiado alto?
Se puede superar la capacidad de condensacion del condensador o la capacidad de la valvula de fondo
Que funcion cumple un purgador de condensado en un serpentin de calefaccion?
Impide que salga vapor sin condensar para asegurar el aprovechamiento del calor latente
Como afecta una disminucion en la temperatura del agua fria de entrada a la temperatura de salida?
La temperatura de salida tambien disminuye al no incrementarse el aporte de energia termica
Que representa el area comprendida entre las curvas de rendimiento en la Figura 1.13?
El incentivo economico que supone pasar de un nivel de automatizacion a otro
Que es un convertidor A/D en un controlador digital?
Un dispositivo que convierte señales analogicas electricas en señales digitales
Que es un convertidor D/A en un controlador digital?
Un dispositivo que convierte señales digitales en señales analogicas para enviar al elemento final de control
Cual es la variable controlada en el lazo primario de la Figura 1.10?
El nivel en el fondo de la columna de destilacion
Cual es la variable manipulada por el controlador de nivel (LC) en la Figura 1.10?
El punto de consigna del controlador de caudal (FC) de vapor al calderin
Que problema de control surge frecuentemente en columnas de destilacion debido a la interaccion entre lazos?
La necesidad de desintonizar los controladores para reducir la intensidad de la accion correctora
Que ventaja ofrece el uso de un tanque de almacenamiento intermedio entre equipos?
Sirve para atenuar las perturbaciones que el equipo aguas arriba transmite al situado aguas abajo
Concepto: Control secuencial
Uso: Operaciones de arranque y parada de procesos tanto continuos como discontinuos
Que sucede si la accion correctora de un sistema de control no se efectua en el momento preciso?
Da lugar normalmente a una desviacion de sentido contrario mayor y a grandes oscilaciones
Cual es la consecuencia de la cavitacion en una bomba?
Rapido deterioro de la misma y perdida de su capacidad de bombeo
Que sensor se utiliza tipicamente para medir la composicion de una corriente?
Un cromatografo de gases
Que efecto fisico aprovecha un termopar para medir la temperatura?
El efecto termoelectrico consistente en la generacion de una fuerza electromotriz
Que variable se infiere a partir de la presion diferencial en una placa de orificio?
El caudal volumetrico
Como se denomina al control por realimentacion en terminologia anglosajona?
Feedback control
Como se denomina al control anticipativo en terminologia anglosajona?
Feed forward control
Que informacion recibe un sistema de optimizacion en linea?
Informacion de las variables externas y actua en tiempo real sobre los puntos de consigna
Cual es el principal inconveniente de los analizadores de composicion?
Suelen ser instrumentos muy sofisticados-caros y requieren mantenimiento frecuente
En que nivel de control se suelen emplear analizadores de composicion y lazos de proporcion?
Control regulatorio avanzado (CRA)
Que permite especificar la utilizacion de tecnicas de control avanzado respecto a la calidad del producto?
Puntos de consigna de calidad mas proximos a los realmente requeridos sin riesgo de fuera de especificaciones
Que ventaja energetica aporta el control regulatorio avanzado?
Menor consumo de energia al permitir operar con menores relaciones de reflujo
Que es el emparejamiento entre variables en el diseño de control?
La decision de que variable manipulada debe usarse para controlar cada variable de salida
Que variable simboliza la letra $y_{r}$ en los tratamientos genericos de control?
El punto de consigna o referencia
Que variable simboliza la letra $y_{m}$ en los tratamientos genericos de control?
La variable medida por el sensor y transmitida al controlador
Por que no se puede actuar sobre las variables de perturbacion?
Porque su valor esta impuesto por el mundo exterior o por procesos previos
Cual es el papel del sistema de control en la prevencion de la contaminacion ambiental?
Impedir que los efluentes superen los valores limite de temperatura-pH o concentracion de especies quimicas
En un sistema multivariable que efecto tiene el cambio de una variable manipulada?
Perturba a varias o a todas las demas variables controladas de la unidad
Que permite el modelo matricial invertido en el control multivariable?
Predecir los valores que deben tener las variables manipuladas para mantener las controladas en sus referencias
Cual es la variable manipulada tipica para controlar la temperatura en un calentador de agua?
El caudal de vapor al serpentin
Cual es la variable manipulada tipica para controlar el nivel en un tanque de agua?
El caudal de agua alimentada al tanque
Que sucede si el lazo secundario en un control en cascada sufre una perturbacion?
Es corregida antes de que afecte significativamente a la variable controlada en el lazo primario
Como se representa graficamente un sistema de control basico en una columna de destilacion?
Mediante lazos simples de realimentacion para nivel-presion-caudal y temperatura (Figura 1.8)
Que indica el termino sintonizacion de controladores?
Ajustar los parametros del controlador para que la accion correctora tenga la intensidad y momento adecuados