Diseño e implementación de un sistema de control cascada en la planta de intercambio térmico-PIT000

• Autores: Juan Gonzalo Álvarez Díaz, Jorge Moreno, Fernando Ramírez
• Localización: Informador técnico, ISSN 0122-056X, ISSN-e 2256-5035, Vol. 81, Nº. 1, 2017, págs. 32-43
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Design and implementation of a cascade control system in the heat exchange plant
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• Resumen
  • español

    En el artículo se describe el diseño e implementación del sistema de control de la Planta Didáctica de Intercambio Térmico - PIT000, ubicada en el Centro de Electricidad y Automatización Industrial, CEAI - SENA, como un aporte investigativo a las necesidades de las instituciones de educación y de las empresas, ingenios azucareros, petroquímicas y papeleras, entre otras. El sistema de control se basa en una estrategia cascada temperatura-flujo, implementada mediante el uso de tecnología de instrumentación y control industrial, que incluyó transmisores inteligentes de flujo y temperatura, controladores lógicos programables y válvulas de control con posicionador inteligente. La metodología de diseño del sistema de control incluyó la elaboración de diagramas (P&ID) y bloques de la estrategia, la definición de condiciones de operación del proceso, el modelado de los lazos de control por medio de funciones de transferencia, el diseño de los controladores de flujo y temperatura, la determinación de los parámetros de sintonía haciendo uso del Matlab y la implementación final del sistema de control. Los resultados de la investigación, que están asociados a la implementación del sistema de control, son considerados satisfactorios, debido a que se validan con la simulación y prueba de la estrategia de control ante condiciones de operación, así como la estrategia de control cumplió con el propósito de mejorar el comportamiento de la temperatura de salida del producto en el proceso.

  • English

    The article describes the design and implementation of the control system of the didactic thermal exchange plant - pit000, located in the center of electricity and industrial automation, ceai - sena, as an investigative contribution to the needs of the institutions of education and of companies, sugar mills , petrochemical and paper mills, among others. The control system is based on a cascade strategy temperature-flow, implemented through the use of instrumentation and industrial control technology, which includes intelligent flow and temperature transmitters, programmable logic controllers and control valves with smart positioner. The design method of the control system included the development of diagrams (p & id) and strategy blocks, the definition of conditions of operation of the process, the modeling of control loops by means of transfer functions, the design of the flow and temperature controllers, the determination of the tuning parameters making use of of matlab and the final implementation of the control system. The results of the research, which are associated with the implementation of the control system, are considered satisfactory, because they are validated with the simulation and test of the control strategy in the presence of operation, as well as the control strategy complied with the purpose of improving the behavior of temperature output of the product in the process.