1. UNEFA
Dpto. Ing. Electrónica
3-2006 Término IX
Control de Procesos I
Prof. Camilo Duque
TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 1 ]
Contenido:
1.- Conceptos básicos en Control de Procesos
2.- Esquemas básicos de control
3.- Elementos del lazo de control
4.- Nociones básicas de instrumentación en el Control de Procesos

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Control de Procesos I
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TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 2 ]
1.- Conceptos básicos en Control de Procesos
INSTRUMENTACIÓN: Una colección de instrumentos o su aplicación con el propósito de observar,
medir o controlar.
INSTRUMENTO: Un dispositivo que toma una variable física de un proceso y realiza una función
específica dentro un sistema de control.
PROCESO INDUSTRIAL: Es todo sistema de producción en el cual se usa instrumentación. Ejemplos
comunes se encuentran en: industria petrolera, alimenticia, cerámica, papelera, textil, química,
plástica, centrales generadores de energía y otras.
VARIABLES: Las variables más comunes que se trabajan en procesos industriales son: Presión,
Caudal, Nivel, Temperatura, HP, Conductividad, Humedad, Punto de rocío, velocidad, etc.
SISTEMA DE CONTROL: Un sistema en el cual una guía o manipulación deliberada se usa para
alcanzar un valor preestablecido de una variable. Esta sub dividido en SISTEMA CONTROLANDO y
SISTEMA CONTROLADO.
NOTA: Aunque un sistema de control puede ser manual de aquí en lo adelante solo trataremos los
sistemas automáticos, además cuando se diga sistema de control será específicamente el sistema
controlando.

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Control de Procesos I
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TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 3 ]
1.- Conceptos básicos en Control de Procesos
EJEMPLO DE UN PROCESO INDUSTRIAL: Proceso de destilación
Sugerencia 1. Consultar Norma ISA-5.1 para comprender la simbología en instrumentación y control.
Actividad 1. Identificar lo conceptos vistos

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INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 4 ]
1.- Conceptos básicos en Control de Procesos
SISTEMA DE CONTROL. Es un conjunto de componentes que buscan obtener ciertas
características de desempeño sobre un sistema particular. Aunque este concepto es muy amplio lo
restringiremos a el caso de una solo variable de interés.
COMPONENTES BÁSICOS DE UN SISTEMA DE CONTROL:
Señal de entrada o comando.
Controlador o algoritmo de control
Actuador o elemento final de control
Señal de salida o resultado
OBJETIVOS TÍPICOS DE UN SISTEMA DE CONTROL:
Estabilizar el comportamiento sistema (Estabilización)
Regular el sistema cerca de un punto deseado de operación (Regulación)
Seguir una determinada señal de comando (Tracking o seguimiento)
Reducir la respuesta a perturbaciones (Rechazo a perturbaciones)

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INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 5 ]
1.- Conceptos básicos en Control de Procesos
RAZONES PRINCIPALES PARA EL CONTROL DE PROCESOS.
Evitar lesiones al personal de la planta o daño al equipo.
Mantener la calidad del producto en forma continua y con un costo mínimo
Aumentar la tasa de producción y eficiencia de la planta
OPERACIONES BÁSICAS DE UN SISTEMA DE CONTROL:
1. Medición (M) de la variable que se controla
2. Decisión (D): con base en la medición, el controlador decide qué hacer para mantener
la variable en el valor que se desea.
3. Acción (A): como resultado de la decisión del controlador se debe efectuar una acción
en el sistema
LEYES FUNDAMENTALES EN EL CONTROL DE PROCESOS:
1era LEY: El mejor sistema de control es aquel que cumpla las exigencias de la forma
mas simple posible.
2da LEY: Se debe entender plenamente un proceso antes de poder controlarlo.

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INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 6 ]
1.- Conceptos básicos en Control de Procesos
Actividad 2. Desarrollar los conceptos vistos hasta ahora con este proceso.

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INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 7 ]
2.- Esquemas básicos de control
Existen muchos pero en términos generales se pueden dividir en los siguientes tipos básicos:
Sistemas de Control en lazo abierto. (Control manual)
Sistemas de Control en lazo cerrado. (Retroalimentación)
Sistemas de Control por acción pre calculada. (Feedforward)
Sistemas de Control de múltiples lazos. (Control de Procesos II)

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INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 8 ]
2.- Esquemas básicos de control
SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO ABIERTO.
Sus elementos son el controlador, el actuador y la planta. Se aplica una señal de entrada (set point) al
controlador y este genera la señal de control al actuador quien modifica la variable manipulada para
llevar la variable controlada a un comportamiento deseado. Estos sistemas son muy simples y
económicos pero muy inexactos por lo que no se pueden aplicar en situaciones críticas.
El controlador nunca sabe si el actuador hizo lo que se supone que tenía que hacer!!!
Control de posición de un
brazo robot

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INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 9 ]
2.- Esquemas básicos de control
SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO CERRADO.
A los elementos del lazo abierto se agrega un comparador que calcula el error existente entre el set
point y la variable controlada, el error es la entrada del controlador y el resto continua como el caso
anterior. El hecho de medir la variable controlada y comparar con el set point se llama
retroalimentación.
El controlador siempre trata de minimizar el error (“donde estas? y donde quiero que estés”)
Control de posición de un
brazo robot

10. UNEFA
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INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 10 ]
2.- Esquemas básicos de control
SISTEMAS DE CONTROL POR ACCIÓN PRE CALCULADA.
El objetivo del control por acción precalculada es medir las perturbaciones y compensarlas antes de
que la variable controlada se desvíe del punto de control; si se aplica de manera correcta, la variable
controlada no se desvía del punto de control.
El controlador siempre actúa antes que se produzca el error.

11. UNEFA
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TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 11 ]
2.- Esquemas básicos de control
Actividad 3. Analizar el control de lazo cerrado con respecto al control por acción pre calculada

12. UNEFA
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INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 12 ]
3.- Sistemas de control Retroalimentado
La ventaja del control por retroalimentación consiste en que es una técnica muy simple, que
compensa todas las perturbaciones. Cualquier perturbación puede afectar a la variable controlada,
cuando ésta se desvía del punto de control, el controlador cambia su salida para que la variable
regrese al punto de control.
La desventaja del control por retroalimentación estriba en que únicamente puede compensar la
perturbación hasta que la variable controlada se ha desviado del punto de control, esto es, la
perturbaci6n se debe propagar por todo el proceso antes de que la pueda compensar el control por
retroalimentación.

13. UNEFA
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Control de Procesos I
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INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 13 ]
3.- Sistemas de control Retroalimentado
EFECTOS DE LA RETROALIMENTACIÓN.
La retroalimentación afecta ciertos parámetros de desempeño del sistema a controlar y siempre se
buscará incrementar los efectos positivos y reducir los negativos.
LA GANANCIA TOTAL DEL SISTEMA COMPENSADO: aun si en la vía de retroalimentación no hay
una ganancia o atenuación, la ganancia del sistema controlado (sistema de control + planta) puede
incrementarse o disminuirse, aunque por ahora tomaremos el caso en que aumenta, más adelante se
verá que también la puede disminuir. En los sistemas de control que estudiaremos puede haber
ganancia en el camino de retroalimentación.
LA ESTABILIDAD DE LA PLANTA: si un sistema no puede mantenerse por si mismo dentro de unos
límites de operación razonables y a medida que el tiempo pasa su comportamiento no converge se
considera inestable. La retroalimentación puede mejorar o empobrecer la estabilidad de un sistema si
no se aplica cuidadosamente.
EL RECHAZO A PERTURBACIONES: en la mayoría de los casos la retroalimentación mejora el
desempeño de la planta frente a perturbaciones y ruido.

14. UNEFA
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INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 14 ]
3.- Sistemas de control Retroalimentado
SISTEMA DE CONTROL: Un sistema en el cual una guía o manipulación deliberada se usa para
alcanzar un valor preestablecido de una variable. Esta sub dividido en SISTEMA CONTROLANDO y
SISTEMA CONTROLADO.
NOTA: Aunque un sistema de control puede ser manual de aquí en lo adelante solo trataremos los
sistemas automáticos.
ELEMENTO DE
ENTRADA DE
REFERENCIA
PUNTO DE
CONSIGNA
ELEMENTO DE
RETROALIMENT
ACION
SISTEMA
CONTROLADO
DIRECTAMENTE
ELEMENTO
FINAL DE
CONTROL
SISTEMA IN
-DIRECTAMENTE
CONTROLADO
SISTEMA
CONTROLANDO
SISTEMA
CONTROLADO
SEÑAL DE
RETROALIMENTACION
SEÑAL DE
ENTRADA DE
REFERENCIA
PUNTO
DE SUMA
SEÑAL DE
ERROR
+
--
ELEMENTOS DE
CONTROL DIRECTO
VARIABLE
MANIPULADA
PERTURBA
CIONES
VARIABLE
DIRECTAMENTE
CONTROLADA
VARIABLE
INDIRECTAMENTE
CONTROLADA

15. UNEFA
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INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 15 ]
3.- Sistemas de control Retroalimentado
VARIABLE DIRECTAMENTE CONTROLADA: En un lazo de control, la variable cuyo valor es
sensado para originar una señal de retroalimentación.
VARIABLE INDIRECTAMENTE CONTROLADA: Una variable que no origina una señal de
retroalimentación pero esta relacionada con e influenciada por la variable directamente controlada.
VARIABLE MANIPULADA: Una cantidad o condición que se varía como función de la señal de error
actuante de tal forma que cambie el valor de la variable directamente controlada.
VARIABLE MEDIDA: Una cantidad, propiedad o condición que es medida.

16. UNEFA
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INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 16 ]
3.- Sistemas de control Retroalimentado
ELEMENTO PRIMARIO (SENSOR): : El elemento del sistema que cuantitativamente convierte la
energía de la variable medida en una forma susceptible para medición. Para los transmisores que no
tengan elementos primarios externos, internamente tienen una porción de medición que es un
elemento primario.
TRANSDUCTOR Un elemento o dispositivo que recibe información en la forma de una cantidad y
convierte esta información en la forma de la misma u otra cantidad.
TRANSMISOR: Un transductor que responde a la variable medida por un elemento de medición y la
convierte en una señal de transmisión estandarizada que una función solamente de la variable
medida.
ELEMENTO FINAL DE CONTROL: El componente que recibe la señal de control del controlador y
produce la variación deseada en la variable manipulada, comúnmente se le llama Actuador.

17. UNEFA
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INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 17 ]
3.- Sistemas de control Retroalimentado
PUNTO DE CONSIGNA: Una variable de entrada que establece el valor deseado de la variable
controlada, esto se puede hace a través de un elemento de entrada de referencia y puede lograrse
manualmente, automaticamente o programadamente.
CONTROLADOR: Elemento del sistema de controla que según un conjunto de reglas (algoritmo de
control) ejecuta acciones sobre el actuador para lograr el controla de la variable controlada.
PERTURBACIÓN: Un cambio indeseado que toma lugar en un proceso y que tiende a afectar
adversamente el valor de una variable controlada.

18. UNEFA
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TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 18 ]
3.- Elementos del lazo de control
Actividad 4. Identificar todos los elementos de un lazo de control en el sistema del rehervidor del
proceso de destilación.
Variable directamente controlada
Variable indirectamente controlada
Variable manipulada
Variable medida
Elemento primario
Transductor (sensor)
Transmisor
Elemento final de control
Punto de consigna
Controlador
Perturbación
Sugerencia 2. Consultar el Corripio.

19. UNEFA
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Control de Procesos I
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TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 19 ]
3.- Elementos del lazo de control
Tarea 1. Haga un resumen descriptivo del funcionamiento y luego identificar en el sistema del
condensador y acumulador del proceso de destilación lo siguiente:
1. Cuantos lazos de control hay operando?
2. De que tipo o esquema es cada lazo?
3. Todos los elementos de cada lazo de control: Variable directamente controlada,
Variable indirectamente controlada, Variable manipulada, Variable medida, Elemento primario,
Transductor (sensor), Transmisor, Elemento final de control, Punto de consigna,
Controlador, Perturbación.
Adicionalmente, consultar en la Norma ISA-51.1 el concepto de cada uno de los términos tratados
hasta ahora.

20. UNEFA
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TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 20 ]
3.- Elementos del lazo de control
SISTEMA DEL CONDENSADOR Y ACUMULADOR DEL PROCESO DE DESTILACIÓN.

21. UNEFA
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Control de Procesos I
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TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 21 ]
4.- Nociones básicas de instrumentación en el Control de Procesos
NOMENCLATURA PARA LOS INSTRUMENTOS
En general, la identificación de los instrumentos se conoce también como número
de placa o simplemente TAG, y es de la forma:

22. UNEFA
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Control de Procesos I
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TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 22 ]
4.- Nociones básicas de instrumentación en el Control de Procesos
NOMENCLATURA PARA LOS INSTRUMENTOS
Tabla 1

23. UNEFA
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Control de Procesos I
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TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 23 ]
4.- Nociones básicas de instrumentación en el Control de Procesos
NOMENCLATURA PARA LOS INSTRUMENTOS
Tabla 2

24. UNEFA
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Control de Procesos I
Prof. Camilo Duque
TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 24 ]
4.- Nociones básicas de instrumentación en el Control de Procesos
NOMENCLATURA PARA LOS INSTRUMENTOS
Tabla 3

25. UNEFA
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Control de Procesos I
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TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 25 ]
4.- Nociones básicas de instrumentación en el Control de Procesos
Señales en los sistemas de Control de Procesos:

26. UNEFA
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3-2006 Término IX
Control de Procesos I
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TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 26 ]
4.- Nociones básicas de instrumentación en el Control de Procesos
Símbolos de los instrumentos en los sistemas de Control de Procesos:

27. UNEFA
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TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 27 ]
4.- Nociones básicas de instrumentación en el Control de Procesos
Se pueden clasificar los instrumentos de acuerdo a su función dentro del sistema de control, la
variable que maneja o la energía para su operación.
Tipos de Instrumentos según su función en el sistema de control:
Indicadores
Registradores
Elementos primarios (Sensores)
Transmisores
Transductores
Elementos final de control (Actuadores)
Controladores

28. UNEFA
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Control de Procesos I
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TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 28 ]
4.- Nociones básicas de instrumentación en el Control de Procesos
Tipos de Instrumentos según la variable que manejan:
Caudal
Nivel
Presión
Temperatura
Densidad
Humedad
Viscosidad
Posición
Velocidad
PH
Conductividad
Turbidez
Etc.

29. UNEFA
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3-2006 Término IX
Control de Procesos I
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TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 29 ]
4.- Nociones básicas de instrumentación en el Control de Procesos
Tipos de Instrumentos según la energía con la que trabajan:
Electrónico
Neumático
Hidráulico
Mecánico
Óptico

30. UNEFA
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Control de Procesos I
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TEMA 1
INTRODUCCION AL CONTROL DE PROCESOS [ 30 ]
4.- Nociones básicas de instrumentación en el Control de Procesos
PROCESO DE DESTILACIÓN
Actividad 5. Construir una tabla resumen con el tipo de instrumento, la explicación del TAG de cada
instrumento, el tipo de señal.
Tarea 2. Hacer un resumen del funcionamiento del proceso y de los lazos de control.