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  • 5/24/2018 Control Avanzado de Procesos

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    Control avanzado de procesos

    PROCESO DE DESTILACION DEL PETROLEO

    Con los casi dos millones de toneladas de asfalto producido anualmente porRepsol se podran fabricar ms de 40 millones de toneladas de mezcla asflticay acondicionar una carretera de siete metros de ancho con un recorrido de msde 15,000 kilmetros.En Repsol producimos asfaltos en Espaa, Per y Portugal. Este asfaltodestinado mayormente a carreteras, llega a lugares como Francia, Inglaterra,Bolivia, Paraguay, Islas Azores, Madeira y las regiones como el norte de frica.Adems, implementamos nuevas tcnicas respetuosas con el medio ambiente

    que permiten la utilizacin de materiales y buscan disminuir el impacto queestos puedan tener con el entorno.

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    La necesidad de fabricar asfaltos cada vez ms seguros y de mayor calidad hallevado a Repsol a investigar e innovar en este sentido, logrando ser una de lasempresas lderes en tecnologa de pavimentacin asfltica.

    Qu ES UN CONTROL DE PROCESOS?

    El control de procesos persigue mantener las variables de proceso lo ms cercaposible a un valor de operacin determinado (temperaturas, caudales, presiones ycomposiciones). Sin embargo, los procesos experimentan continuamenteperturbaciones que, de no tomarse las acciones correctoras oportunas, conducen aque las variables crticas aquellas relacionadas con la seguridad, la calidad y laproduccin no alcancen los valores especificados o se desven de un modo nodeseado, produciendo en muchos casos, consumos energticos ms elevados y/ocondiciones no seguras.

    El sistema de control de cualquier unidad de proceso tiene, por tanto, tres objetivos

    fundamentales: Proporcionar condiciones estables y seguras para la operacin minimizando el

    impacto en el entorno que la rodea. Mantener las condiciones de operacin que aseguren que los productos

    alcanzan en todo momento la especificacin requerida y que se producen lascantidades demandadas.

    Alcanzar los objetivos anteriores de la manera ms eficiente posible reduciendolos consumos energticos (y, por tanto, las emisiones de CO2 asociadas).

    Desde el Centro de Tecnologa Repsol se proporciona soporte tcnicoespecializado a los equipos de control avanzado de las refineras por medio deldesarrollo de modelos y clculos que permiten:

    Mejorar el control de variables de operacin o calidad de producto en lnea yminimizar las desviaciones que se producen respecto a la operacin ptima(cumplimiento de especificaciones de producto con mxima seguridad y mnimocoste operativo).

    Recomendar las mejores estrategias de control utilizando para ello modelos desimulacin de proceso.

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    En el Per, Repsol produce cementos asflticos y asfaltos lquidos en

    Refinera La Pampilla, ubicada en el distrito de Ventanilla, Callao, Lima.

    OBTENCIO DE ASFALTOS

    Ejemplo de lazo de control

    LAZO DE CONTROL, ELEMENTOS QUE LO CONFORMAN

    Controlador: la persona

    Variable Controlada: TI-3 (Temperatura salida ducha). SP

    Variables Manipuladas: caudal agua caliente y caudal agua fra.

    Variables de Perturbacin:

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    Temp. Ambiente (Temp. Entrada)

    Calor aportado (n. Quemadores, tipo de gas usado)

    Variacin o Cada presin apertura o cierre de la 2 ducha.

    Caudal de la bomba

    Ejemplo II: estado estacionario

    En la refinera se miden unas 30000 variables, de las que se controlan aproximadamente el 10%.

    Sistema de control integrado

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    HERRAMIENTAS

    El controlador ms ampliamente utilizado en la industria es el denominado PID, que ejecuta el

    siguiente algoritmo de control:

    HERRAMIENTA PID

    Para cada variable que queramos controlar con un PID

    necesitamos una vlvula.

    El PID dispone de tres parmetros de ajuste para acomodar el

    controlador a la dinmica del proceso que quiere regularse

    No requiere mucho conocimiento del proceso

    Siempre acta a toro pasado, tiene que detectar que existe un

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    error para tomar acciones de control a posteriori

    Es muy simple y robusto. Por esto continua siendo la base sobre la que se cimienta toda la

    arquitectura del sistema de control

    HERRAMIENTO SCD?

    El sistema de control distribuido SCD est basado en un gran

    nmero de microprocesadores con tareas especficas.

    Consta de tres elementos fundamentales:

    Interfase con el proceso (controladores e indicaciones)

    Interfase con el operador (consolas)

    Va de datos

    HERRAMIENTA SCD

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    Herramientas: APCs

    Los sistemas de control distribuido proporcionan la plataforma

    para desarrollar aplicaciones de control avanzado (APCs)

    En su origen (aos 70) se denomin Control Avanzado a

    cualquier estrategia de control que fuera ms complicada que

    un PID

    Actualmente llamamos Control Avanzado a un conjunto de

    clculos (inferencias, reflujo interno, calor aportado) y tcnicas

    (control feedforward, control override, cascadas mltiples, etc)

    que permiten mejorar el control al tener en cuenta ms

    informacin.

    Los actuales sistemas de control distribuido disponen de

    diferentes mdulos y algoritmos que facilitan el desarrollo de

    este tipo de aplicaciones

    Herramientas: DMC (Control basado en modelos)

    A finales de los aos 80 apareci la tecnologa de Control

    Multivariable Predictivo Basado en Modelos

    Se basa en la utilizacin de un modelo dinmico del proceso

    Se desarroll especficamente para solucionar problemas de

    control multivariable (interacciones)

    Tiene cierta capacidad de optimizacin local (utiliza criterios

    econmicos) teniendo en cuenta todas las restricciones tanto

    en las variables manipuladas como en las controladas

    Desde 1995 disponemos de una licencia corporativa para

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    utilizar el software DMC para desarrollar controladores

    multivariables

    HERRAMIENTA DMC

    RESULTADOS

    Puesto que el objetivo del control de procesos es mantener

    ciertas variables tan cerca como sea posible de determinados

    valores, existe un criterio objetivo para medir la bondad del

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    control: la desviacin estndar respecto del punto de consigna

    Haciendo bien nuestro trabajo facilitamos el trabajo de otros

    Como resultado final, contribuimos al margen:

    Aumentando la capacidad de produccin

    dimiento

    Minimizando el consumo energtico

    Aportando mayor estabilidad y seguridad en la operacin

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    RETOS A FUTURO

    CONSOLIDADES:

    Estamos en una fase de meseta tecnolgica en la que debe

    hacerse un gran esfuerzo de asimilacin por parte de los

    operadores

    Debemos evitar que la fascinacin ante las posibilidades de

    las nuevas tecnologas nos haga olvidar o abandonar el

    imprescindible y necesario mantenimiento de los niveles

    bsicos de control

    A la vista de los recursos disponibles, el esfuerzo en nuevos

    desarrollos tendr que estar modulado por la capacidad de

    mantenimiento de los controladores multivariables ya

    existentes y por la mejora continua de los niveles bsicos

    Integracin:

    Frontera difusa entre las distintas reas implicadas en el

    control de la planta: (Operacin, Procesos, Instrumentacin ,

    Control Avanzado y Sistemas de Informacin)

    Segn se van incluyendo en las estrategias de control

    objetivos econmicos y estrategias de gestin se incrementa

    el conocimiento requerido para desarrollar adecuadamente

    dichas estrategias (Gestin, Planificacin, Operacin,

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    Procesos y Control Avanzado)

    La responsabilidad de la mejora continua de la operacin de

    las plantas es compartida, o, al menos, distribuida entre

    Planificacin, Operacin, SSTT y Control Avanzado

    Aumento de posibilidades:

    Aumento de sinergias entre los sistemas de informacin y los

    sistemas de control

    Disponibilidad de instrumentacin inteligente, dispositivos

    wireless, sensores virtuales.

    Optimizacin en tiempo real

    Disponemos de la tecnologa necesaria. Las mejoras vendrn

    a travs del conocimiento, de manera que habr que cuidar a

    los especialistas en control de proceso

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    CONCLUIONES:

    El Control Avanzado es el conjunto de herramientas que

    permiten:

    Ahorro energtico

    Aumento de capacidad

    Mejora de rendimientos

    Ensanchamiento de cuellos de botella

    Reduccin de incidentes

    Optimizacin de recursos

    El Control Avanzado es el conjunto de herramientas que

    permiten:

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    Ahorro energtico

    Aumento de capacidad

    Mejora de rendimientos

    Ensanchamiento decuellos de botella

    Reduccin de incidentes

    Optimizacin de recursos

    El presente reporte tiene como objetivo realizar una revisin de las tecnologas existentes en los

    sistemas de control avanzado de REPSOL

    La complejidad en la operacin en una planta de REPSOL hizo que se implemente con un Sistema deControl Avanzado y la Optimizacin en Lnea. En la produccin con hornos de craqueo de altatemperatur

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