Este documento introduce los conceptos básicos de la automatización de procesos industriales. Explica que la automatización de procesos combina disciplinas como control de sistemas, automatización, electrónica e informática para analizar, diseñar y automatizar procesos industriales en sectores como petróleo, energía, textil y automotriz. Además, describe los principios básicos de control como la retroalimentación y el uso de lazos cerrados para lograr el control deseado de las variables de salida de un sistema industrial.

1. Introducción y teorías básicas.
UNIVERSIDAD FERMIN TORO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE MANTENIMIENTO MECÁNICO
PROFESOR:
ING. FRANCISCO J VARGAS

2. ¿Qué es?
Es una especialidad de la ingeniería que combina, a su vez, distintas ramas, entre las
que destacan: sistemas de control, automatización, electrónica e informática. Su principal
aplicación y propósito es el análisis, diseño y automatización de procesos de manufactura
de la mayor parte de las áreas industriales: petróleo y gas, generación de energía
eléctrica, textil, alimentaria, automovilística,...

3. ¿Dónde se aplica?

4. ¿Cómo se diseña?

5. Definición técnica
 Es el grupo de elementos que sirven para medir, convertir,
transmitir, controlar o registrar variables de un proceso con
el fin de optimizar los recursos utilizados en éste.

6. ¿Bajo que principios trabaja?
 Por la Teoría de Control es un campo interdisciplinario de la
ingeniería y las matemáticas, que trata con el comportamiento de
sistemas dinámicos. A la salida deseada de un sistema se le llama
referencia. Cuando una o más variables de salida de un sistema
necesitan seguir cierta referencia sobre el tiempo, un controlador
manipula la entrada al sistema para obtener el efecto deseado en
la salida del sistema (re-alimentación).

7. ¿Qué es un instrumento, de
medición?
Es un aparato que se usa para
comparar magnitudes físicas mediante
un proceso de medición.
Como unidades de medida se utilizan
objetos y sucesos previamente
establecidos como estándares
o patrones y de la medición resulta un
número que es la relación entre el objeto
de estudio y la unidad de referencia.

8. ¿Qué características, debe
poseer?
Características Dinámicas.
 Los instrumentos de medida, como
todos los sistemas, tienen un
comportamiento dinámico que puede
evaluarse en términos de tiempo de
respuesta, tiempo de subida, constante
de tiempo, factor de amortiguamiento,
frecuencia natural, respuesta en
frecuencia,...

10. Características Estáticas
Exactitud y Precisión.
Se dice que el valor de un parámetro es muy preciso cuando está muy bien
definido. Por otra parte, se dice que dicho valor es muy exacto cuando se
aproxima mucho al verdadero valor.

11. Error y corrección
La exactitud la medimos en función del error. El error se
define como la diferencia entre el valor indicado y el
verdadero, el cual está dado por un elemento patrón.
E=I-V
Donde
E= Error
I= Valor indicado
V= Valor verdadero
La corrección se define como la diferencia entre el valor
verdadero y el valor indicado, esto es
C=V-I
Como podemos observar, la corrección tiene signo
opuesto al error

12. Resolución y Sensibilidad
 La resolución de un instrumento es
el menor incremento de la variable
bajo medición que puede ser
detectado con certidumbre por
dicho instrumento.
 La sensibilidad de un instrumento
es la relación entre la respuesta
del instrumento (N° de divisiones
recorridas) y la magnitud de la
cantidad que estamos midiendo.

13. Gama y Escala
 La gama de un instrumento se
define como la diferencia entre la
indicación mayor y la menor que
puede ofrecer el instrumento. La
gama puede estar dividida en
varias escalas o constar de una
sola.
 Escala de medición, es una
clasificación acordada con el fin
de describir la naturaleza de la
información contenida dentro de
los números asignados a los
objetos y, por lo tanto, dentro de
una variable.

14. Frecuencia y Eficiencia
 Los instrumentos pueden estar
diseñados para realizar mediciones
en régimen continuo (DC), o sobre
señales alternas (AC), bien sea en
el rango de frecuencias alrededor
de 60 Hz, o en cualquier otro rango
de frecuencias.
 La eficiencia de un instrumento se
define como la indicación del
instrumento dividida por la potencia
que absorbe del circuito para poder
realizar la medición, es decir, es la
relación entre la energía útil y la
energía invertida. Cuanto mayor sea
la eficiencia de un instrumento
menor será su influencia sobre el
circuito en el cual se está realizando
la medición.

15. Repetibilidad y Histéresis
 Es la capacidad de reproducción
de las posiciones del índice o de
la señal de salida del
instrumento al medir
repetidamente valores idénticos
de la variable en las mismas
condiciones de servicio y en el
mismo sentido de variación,
recorriendo todo el campo.
 Es la diferencia máxima que se
observa en los valores indicados
por el índice para el mismo valor
cualquiera del campo de
medida, cuando la variable
recorre toda la escala en los dos
sentidos ascendente y
descendente. Se expresa en
tanto por ciento del alcance de
la medida.

16. Los instrumentos de medición,
¿se clasifican?
Según su función: Los instrumentos por
tipo de función pueden subdividirse en
los siguientes tipos:
 Primarios.
 Transmisores.
 Indicadores locales.
 Interruptores.
 Convertidores.
 Elementos finales de control (EFC).

17. Primarios y transmisores

18. Indicadores locales e Interruptores

19. Convertidores y ECF

20. ¿Cómo se logra el control de procesos industriales?
Los sistemas de control deben
conseguir los siguientes objetivos:
1. Ser estables y robustos frente a
perturbaciones y errores en los
modelos.
2. Ser eficiente según un criterio
preestablecido evitando
comportamientos bruscos e
irreales.

21. Control de Procesos
¿Cuáles son sus características?
1. Señal de Corriente de
Entrada
2. Señal de Corriente de
Salida
3. Variable Manipulada
4. Variable Controlada
5. Conversión
6. Variaciones Externas
7. Fuente de Energía.
8. Re-alimentación
9. Variables de fase

22. Control de Procesos
¿Cómo se clasifican?
TODO O NADA
 En este tipo de control, el elemento final de control
se mueve rápidamente entre una de dos
posiciones fijas a la otra, para un valor único de la
variable controlada.

23. LAZO ABIERTO
 Sistema en que solo actúa el proceso sobre la
señal de entrada y da como resultado una señal
de salida independiente a la señal de entrada,
pero basada en la primera.

24. LAZO CERRADO
 Sistemas en los que la acción de control está en función de la señal de
salida. Los sistemas de circuito cerrado usan la retroalimentación desde un
resultado final para ajustar la acción de control en consecuencia. El control
en lazo cerrado es imprescindible cuando se da alguna de las siguientes
circunstancias:
1. Cuando un proceso no es posible de regular por el hombre.
2. Una producción a gran escala que exige grandes instalaciones y el
hombre no es capaz de manejar.
3. Vigilar un proceso es especialmente difícil en algunos casos y requiere
una atención que el hombre puede perder fácilmente por cansancio o
despiste, con los consiguientes riesgos que ello pueda ocasionar al
trabajador y al proceso.