Este documento presenta las instrucciones para un proyecto de simulación y control de procesos sobre la producción de resinas acrílicas por polimerización en reactores batch. Los estudiantes deben describir el proceso, identificar las variables clave, desarrollar diagramas de bloques y análisis dinámico para controlar la temperatura, diseñar un controlador PID, simular el proceso en Matlab y Hysys, y crear una interfaz HMI en Cimplicity con gráficos y simulación básica. El trabajo final se presentará en format

1. 10/09/2014
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1ER
TRABAJO PRÁCTICO
CURSO SIMULACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS - PI426
Proyecto No.32
Para el proceso siguiente:
Producción de resinas acrílicas por polimerización en reactores batch.
1. Buscar en Internet, libros, revistas, ó compañías fabricantes, la información requerida para realizar el trabajo. Incluir
al final del trabajo la lista de sitios encontrados y la bibliografía y referencias usadas.
2. Describir el proceso, unidades productivas, equipos usados, materias primas, etc.
3. Describir los objetivos del control para la tarea. Describir: Control de temperatura por recirculación por la
chaqueta en circuito cerrado.
4. Describir las variables del proceso, los instrumentos usados para su medición, las variables controladas y las
variables manipuladas, los parámetros de proceso, los valores usuales de las principales variables de proceso y los
lazos de control usados para cumplir los objetivos de control.
5. Incluir el Diagrama de Instrumentación y Procesos mostrando los principales instrumentos de medición y control
de las principales variables.
6. Desarrollar el Análisis Dinámico y crear los Diagramas de Bloques para el control de la principal variable de procesos
(Control de temperatura por recirculación por la chaqueta en circuito cerrado.). Determinar la función de
transferencia del proceso, función forzante y respuesta transitoria.
7. Diseñar un controlador PID por el método de Ziegler/Nichols, finalmente ajustar el Kc para obtener un Margen de
Ganancia igual a 2. Considerar que el medidor/transmisor tiene tiempo muerto de 1 segundo y la válvula es lineal con
retraso de 1er orden y constante de tiempo igual a 2 segundos. El Análisis Dinámico debe ser simbólico,
reemplazando valores sólo al final para los cálculos de parámetros. Identificar cada variable ó parámetro usado en
las ecuaciones. Usar el tipo de letra ChevalierOpeSCD para diferenciar las Variables de Desviación y
Transformadas usando MS Equation Editor. Los Diagramas de Bode y Gráfico de Respuesta Transitoria deben
realizarse en Matlab. La simulación de la Respuesta Transitoria se hará en Simulink.
8. Esta Primera Parte del trabajo se sustentará completa la semana del 11 de Noviembre 2014 impreso en papel y como
un archivo en disco. Los avances del trabajo se presentarán el 20-21 Octubre (puntos 1 a 5) y 3-4 Nov (ptos 6 y 7).
9. Incluir en el CD a entregar: Monografía, archivos de matlab y simulink, referencias y adjuntos sustentatorios.
10. La simulación en Hysys se entregará el 24-25 Nov. en disco adjuntando en papel imagen del proceso y tablas con
valores de las variables del proceso en Estado Estacionario, y una gráfica de la simulación dinámica.
11. Como parte final del trabajo se debe crear un proyecto en Cimplicity HMI y realizar una pantalla con el diagrama de
proceso (flowsheet) del proyecto, con un registro (Trend) que muestre las variaciones de la variable que se desea
controlar, la variable manipulada y las perturbaciones de la variable (o variables) perturbadora(s). Programar la
simulación en Basic Control para representar las variaciones en la ó las variables principales como efecto de la
perturbación. La simulación incluirá el efecto del controlador PID ante el cambio repentino de la variable
perturbadora que será asignada externamente (a través de un texto con setpoint). El Proyecto se creará como un
nuevo directorio con el nombre del grupo que realiza el trabajo.
12. El Trabajo en Cimplicity HMI será presentado y sustentado la última clase práctica del ciclo (01-02 Dic) en la Sala de
Cómputo de la Facultad. Los alumnos deben probar su proyecto antes para que en la sustentación sólo se haga
la presentación, sin pruebas ni demoras. El trabajo debe entregarse completo (partes 1 y 2, puntos desde el 1
hasta el 12) en disco e impreso. Debe imprimirse la pantalla principal de Cimplicity incluyendo el registro (trend)
y el programa en Basic Control y adjuntarse a la primera parte del trabajo con las correcciones realizadas.
13. La calificación del trabajo tendrá en cuenta:
 La rigurosidad del análisis de ingeniería y de la aplicación de los principios desarrollados durante el Curso.
 La validez de los resultados numéricos expuestos.
 La calidad de la ó las Pantallas desarrolladas, en especial el funcionamiento de la simulación.
 La solvencia de cada miembro del grupo demostrando el dominio del trabajo desarrollado. Quien no demuestre
solvencia en el desarrollo del trabajo será descalificado.
14. Las consultas sobre el trabajo se pueden hacer por medio de mensajes a la dirección electrónica
cmontalvo@uni.edu.pe ó al celular 987 421 555. Especialmente consultar sobre lo que el alumno considere "la
principal unidad de proceso" y otras decisiones que puedan afectar la calificación.