CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES

CONTROL DE PROCESOS
INDUSTRIALES
Monografía Profesional
Para optar el Título Profesional de:
Ingeniero Electrónico
Autor
Yaranga Ticlla Adelio
Huancavelica – Perú
2022
UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA
FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRONICA - SISTEMAS
INGENIERÍA ELECTRONICA

INTRODUCCION
“El mundo globalizado impone un entorno de alta
competencia, todas las empresas tratan de elevar su
productividad y mejorar la calidad de los productos que
ofrecen, haciendo el mejor uso posible de los recursos
disponibles” (Arbildo 2011, p. 36)
“La ingeniería que combina, distintas ramas, entre las que
destacan: sistemas de control, automatización,
informática, entre otros. Su principal aplicación y propósito
es el análisis, diseño, automatización de procesos de
manufactura de las áreas industriales: petróleo y gas,
generación de energía eléctrica, entre otras” (Gutierrez y
Iturralde 2017, p.11)
“En los controles de procesos se usan recursos de
hardware y software. Así, tenemos: controladores
lógicos programables (PLC), sistemas de control
distribuido (DCS), computadores industriales (IPC) y
controladores avanzados de procesos (PAC). Todos
ellos han sido diseñados para el control industrial y
preparados para que el usuario, con un mínimo de
entrenamiento especializado, pueda programarlos”
(Arbildo 2011, p. 36)
“Un sistema de control de procesos consta de un
controlador, un proceso que contiene al menos una
variable para controlar (la variable controlada), un
elemento de control final que manipula una variable del
proceso para ajustar la variable controlada y al menos
un sensor que produce una señal neumática o
electrónica proporcional a la variable controlada ” (Lab-
Volt Ltda 2004, p.9)

SISTEMA DE CONTROL
Variable de entrada Sistema Variable de salida
Es un grupo de procedimientos operativos y herramientas necesarias para controlar y gestionar varias máquinas
industriales y otros equipos que trabajan de manera coordinada para lograr un determinado resultado.
CARACTERÍSTICAS
Estable ante
perturbaciones y
errores en los
modelos.
Debe ser exacto, es
decir tener la capacidad
de mantener el error en
un valor mínimo.
Debe responder a
cualquier cambio o
entrada en un tiempo
aceptable.

Consiste en conectar la salida de un controlador al
setpoint de otro controlador, donde cada uno
captura diferentes aspectos de una misma
operación. El primer controlador (llamado primario o
maestro) esencialmente controla al segundo
controlador (llamado secundario o esclavo) a través
de señales de configuración remota
Tipos de controles
A. Control en cascada

Se tiene una configuración con una dimensión
(variable controlada) y varias variables
manipuladas. La señal de control se divide
secuencialmente en partes, cada una de las
cuales se asigna a la variable manipulada
correspondiente. Un proceso se controla
coordinando las acciones de varias variables
manipuladas, todas las cuales tienen el mismo
efecto sobre el resultado controlado
B. Control de rango partido

Un lazo o bucle de control es el sistema compuesto
por el dispositivo de medición, el controlador, el
elemento final de control y el propio proceso. El
objetivo es mantener el proceso estable,
independientemente de perturbaciones y desajustes
Tipos de sistemas de controles industrial
A. Sistema de control de Lazo CONTROLADOR
DISPOSITIVO
FINAL DE
CONTROL
PROCESO
DISPOSITIVO DE
MEDICIÓN
Son controladores que generalmente están montados en un panel. En el mismo panel podemos
visualizar el mecanismo de control y actuar sobre él manualmente. Los sistemas de control más
simples se basan en pequeños controladores discretos con un lazo de control cada uno
B. Controladores discretos

Es un sistema que opera en tiempo continuo y los controles no están centralizados en un
solo lugar. Ya que, se distribuyen por todo el sistema, con cada componente o subsistema
es manejado por uno o más controladores para su uso en uno o más lazos de control del
propio sistema
C. Sistemas de control distribuido (DCS)

Un SCADA abarca la recolección de la información y
la transferencia de datos al sitio central, llevando a
cabo el análisis y el control necesario, para luego
mostrar la información sobre una serie de pantallas
de operador y de esta manera permitir la
interacción, cuando las acciones de control
requeridas se transportan de nuevo al proceso
D. Sistemas de control SCADA

Es un dispositivo electrónico digital que utiliza una memoria
programable para almacenar instrucciones que implementan
funciones lógicas, secuenciales, temporizadores, contadores y
operaciones aritméticas para realizar varios tipos de máquinas u
operaciones en dispositivos de entrada/salida digitales y
analógicos
E. Controladores Lógicos Programables
Controladores Lógicos Programables
Modular
Controladores Lógicos Programables
Compactos

Partes de un PLC
CPU o
unidad de
control.
Es responsable de la ejecución del programa de usuario
por parte del programa de sistema. Una de sus funciones
es controlar el tiempo de ejecución del programa de
usuario para que no se sobrepase el tiempo máximo
Sistemas de
entradas y
salidas
Se tienen entradas y salidas analógicas se basan en
convertidores A/D y D/A aislados de la CPU
Periféricos
el autómata programable puede ser ampliable.
Abarcando una gran variedad de posibilidades, que van
desde las redes internas, módulos auxiliares de E /S,
memoria adicional hasta la conexión con otros
autómatas del mismo modelo

Lenguajes de programación de PLC
El diagrama en escalera, también ladder o diagrama
ladder, es un lenguaje de programación gráfico. Es una
representación similar a un gráfico de escalera, pero la
representación se realiza horizontalmente en lugar de
usar la representación vertical que se usa
comúnmente en los gráficos de escalera.
Lenguaje de diagrama Ladder (KOP)

Lenguaje Diagrama de funciones (FUP)
El diagrama de bloques de funciones (FBD o
FUP) es un lenguaje gráfico que permite que
los elementos del programa que parecen
bloques se relacionen entre sí de manera
similar a un diagrama de circuito. FBD es
adecuado para muchas aplicaciones que
involucran el flujo de información o datos
entre componentes de control

APLICACIÓN PRÁCTICA
Laboratorio Farmacéutico

ETAPAS DE IMPLEMENTACIÓN
Diseño de planta
01
Ejecución de planta
e implementación de
sistemas críticos
03
02
04
Diseño de sistemas
críticos del laboratorio
farmacéutico
Diseño, instalación y
calificación de
equipos de planta

Diseño de planta
01
Consiste en la distribución arquitectónica de todas las
áreas que requiere un laboratorio farmacéutico (en
donde se puede producir productos galénicos,
medicamentos, productos sanitarios y dispositivos
médicos) para el proceso productivo.
Estos ambientes están regulados por el Manual de
buenas prácticas de manufactura “DIGEMID”,
mediante las siguientes normas:
- Resolución Ministerial Nº 779-2019/MINSA
- Resolución Ministerial Nº 506-2019/MINSA
- Decreto supremo Nº021-2018-SA
- Resolución ministerial Nº 833-2015/minsa
- Resolución ministerial Nº 132-2015/minsa

02 Diseño de sistemas críticos del laboratorio farmacéutico
Sistema de aire acondicionado filtrada.
Todo sistema de aire acondicionado dentro de los laboratorios es especial, porque cumple
algunos requisitos para estas industrias, según su clasificación de las áreas limpias y el tipo de
producto a fabricar nos basamos a esta tabla.
Límites de las clases del
estándar ISO 14644-1
Comparación entre las clases
equivalentes del federal
standard 209 y de la ISO
146441

02 Diseño de sistemas críticos del laboratorio farmacéutico
Clasificación del Aire en la Unión Europea, guía para Buenas Prácticas de Fabricación.
Grado A y B corresponde a clase 100, M3.5, ISO 5
Grado C corresponde a clase 10000, M5.5, ISO 7
Grado D corresponde a clase 100000, M 6.5, ISO 8
Diseño de sistema de ventilación cerrado Diseño de ventilación abierto

03 Ejecución de planta e implementación de sistemas críticos
Una vez culminado la implementación de las áreas de proceso es determinante la
implementación de los sistemas de apoyo crítico como son:
- sistema de ventilación filtrada
- sistema de tratamiento de agua purificada
- sistema de aire comprimido
- Entre otros equipos que conciernen para la elaboración de sus productos como,
tanques de fabricación, envasadoras, autoclaves, marmita, cámaras de
bioseguridad, etc.
TANQUE DE
ALMACENAMIENTO
DE AGUA
PURIFICADA 2
1000 LITROS
Filtro
0.5
µm
C
C
TANQUE DE
ALMACENAMIENTO
DE AGUA POTABLE
2500 LITROS
C
C
SISTEMA DE TRATAMIENTO DE
AGUA
1
2
4
5
6
TANQUE DE
ALMACENAMIENTO
DE AGUA
PURIFICADA 1
1000 LITROS
Filtro
1-0.5
µm
7
10
8
M1
M2
M3
11
12
13
M4
M4
M15
15
16
18 20
21
14
Filtro
0.2
µm
ABS.
AREA
DE
PRODUCCION
19
17
3
9
ENTRA DE AGUA POTABLE
Tanque de almacenamiento de agua potable.
Hidroneumático.
Filtro de 10 µm
Tanque de Salmuera.
Ablandador de Agua 1.
Ablandador de Agua 2.
Filtro de Carbón Activado.
Purificador Ultravioleta.
Filtro
Osmosis
Filtro de Lecho Profundo
Filtro de 1 – µm.
Tanque de almacenamiento de agua purificada 1(quinto piso).
Bomba de ¼ HP
Tanque de almacenamiento de agua purificada 2 (segundo piso).
Bomba de ¾ HP.
Filtro de 0.5 µm.
Filtro Absoluto de 0.2 µm.
Drenaje
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
SEGUNDO PISO

04 Diseño, instalación y calificación de equipos de planta
Una vez terminado el diseño y la instalación se realiza el proceso de calificación de
instalación, calificación de operación y calificación de desempeño solo así estos equipos
pueden estar garantizados para su uso de la industria farmacéutica, este proceso es de
diferentes pruebas que es necesario para evaluar la calidad de los equipos.
Una vez implementada toda la planta Sustentación en la inspección de Buenas Prácticas de
Manufactura: Para poder funcionar como un laboratorio farmacéutico, uno debe obtener una
Autorización Sanitaria de Funcionamiento (ASF) otorgada por DIGEMID, para lo cual se
presenta un expediente solicitando tal autorización, y posteriormente DIGEMID te da una
fecha de inspección.

• Actualmente la industria está cada vez más automatizada. Las actividades requieren mayor control y confiabilidad,
por lo que se hace necesario tener un sistema de control industrial. Es importante que se conozcan los diversos
tipos de sistemas de control y su funcionamiento, ya que de esta manera se podrá elegir el más adecuado para el
proceso productivo que se quiera llevar a cabo.
• Muchas empresas buscan nuevas soluciones debido al avance de los procesos industriales, por lo cual las
industrias deben optar por nuevas tecnologías. La inversión privada ha jugado un papel importante para el desarrollo
de estas tecnologías. Esto se debe a que la automatización y control de procesos es hoy un punto clave para el
desarrollo de las industrias.
• Un sistema más avanzado es el sistema SCADA, que proporciona una visión integral de todos los recursos de
control e información del producto. Esto permite a los ingenieros, supervisores, gerentes y empleados visualizar e
interactuar con el sistema a través de una representación gráfica.
CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES
 Hoy en día con la existencia de la tecnología de punta es mejor apostar por la implementación
de las líneas de producción automatizadas como envasadoras, precintadoras, encajadoras, etc.
Para mejorar su productividad, evitar contaminaciones en los productos.
 En cada proceso por la existencia de diferentes equipos es mejor contar con la maquinaria
adecuada muchos tratan de forzar equipos pequeños para producciones mayores a su
capacidad.
 Cada empresa debe contar con profesionales para el mantenimiento adecuado de sus equipos
dentro de su rubro, de nada sirve apostar por la tecnología si no se realiza el mantenimiento
adecuado, realizar y ejecutar los programas de mantenimiento.

● Arbildo, A. (2011). El control de procesos industriales y su influencia en el mantenimiento. Ingeniería Industrial, (29), 35-49.
https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=33742849500
● Aguilera, P. (2002). Porgramación de PLC´s. Universidad Autonoma de Nuevo Leon. Tesis de Maestría.
http://eprints.uanl.mx/919/1/1020148252.PDF
● Barrientos, A. y Gambao, E. (2014). Sistemas de Producción Automatizados, Universidad Politécnica de Madrid.
https://www.academia.edu/42657532/Sistemas_de_Producci%C3%B3n_Automatizados
● Bailey D. & Wright E. (2003). Practical SCADA for Industry. IDC Technologies.
https://repository.unad.edu.co/bitstream/handle/10596/5004/Practical_SCADA_for_Industry-1-
110.pdf;jsessionid=9DD94B36476C02F083D8A85390AFB87D.jvm1?sequence=1
● Centro de la información técnica para la industria (s/f). Sistemas de Control SCADA. https://www.cursosaula21.com/que-es-un-sistema-
scada/
● Dulhoste, J (s/f). Introducción al Control de Procesos. Universidad de Los Andes. Mérida – Venezuela.
http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/djean/index_archivos/Documentos/Teoria_Control.pdf
● DIEED-UNED (2011). Controladores Industriales Inteligentes. Escuela Tecnológica superior de Ingenieros Industriales. Departamento de
Ingeniería eléctrica, electrónica y de control.
http://www.ieec.uned.es/investigacion/Dipseil/PAC/archivos/Informacion_de_referencia_ISE6_1_1.pdf
● Gutierrez y Iturralde (2017). Fundamentos básicos de instrumentación y control. Universidad Estatal Península de Santa Elena –
Ecuador. https://incyt.upse.edu.ec/libros/index.php/upse/catalog/view/2/6/124-1
● Kuphaldt, Tony R. (2016). Lessons in industrial instrumentation. Versión 2.16 https://studylib.es/doc/8885947/lecciones-de-
instrumentacion-industrial-v1.27
● Lab-Volt Ltda (2004). Fundamentos del control de procesos. http://biblio3.url.edu.gt/Publi/Libros/2013/ManualesIng/FundamenP-O.pdf
● López, O (2011). Diseño de un control distribuido para una planta. Universitat Rovira I Virgili.
http://deeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/1724pub.pdf
● Vaello, J (2022). Introducción autómatas programables. PLC´s. Formación para la industria 4.0.
https://automatismoindustrial.com/automatas/g-1-introduccion-automatas-programables-plcs/4-9-5-lenguaje-de-funciones-fbd/
● Univsersidad Nacional de la plata (s/f). Controlador lógico programable - PLC .
https://yold.unlp.edu.ar/frontend/media/34/33734/5ec0cdabf060392904acb56348c3b8a9.pdf
BIBLIOGRAFÍA

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