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Automatización de procesos

Procesos de producción optimizados: control de procesos avanzado APROL

En un entorno de creciente competencia global, es necesaria una optimización permanente de los procesos de producción para seguir destacando a largo plazo.

Para conseguir un control de procesos optimizado y la eficiencia del sistema se requieren estrategias innovadoras que vayan más allá de los controladores PID convencionales.

En términos generales, el control de procesos avanzado (APC) abarca todos los procedimientos de control que van más allá del control en lazo cerrado estándar PID y del control secuencial. La optimización permite que los propios procesos siempre se puedan reproducir. De esta forma, aumenta el rendimiento, la eficiencia y la calidad del producto y, al mismo tiempo, se reducen los costes de energía y de materias primas.

Mejora en el rendimiento del control en lazo cerrado

El control de procesos avanzado APROL permite modelar fácilmente las relaciones complejas entre los parámetros del proceso, permitiendo utilizarlos para un funcionamiento estable, automático y flexible del sistema.

  • El uso del APC garantiza que la compensación de las interferencias se lleve a cabo con mayor rapidez, de modo que el valor de ajuste se consiga también de una forma más rápida.
  • El valor de ajuste se puede acercar más a los límites de funcionamiento.
  • Gracias a una menor variación de la variable manipulada, es posible un funcionamiento con menor desgaste de los accionamientos.

APC: ¿Caro? ¿Complicado? ¿Lento?

Muchos usuarios evitan usar el APC en nuevos proyectos, ya que a menudo se considera caro, complicado, lento y poco transparente.

En realidad, los bloques para un control de alto nivel pueden cubrir fácilmente la mayoría de tareas de control a que se enfrenta la industria de procesos utilizando métodos integrados. Estos bloques forman parte de la librería de automatización de procesos estándar (PAL), incluida en el sistema de control de procesos APROL de B&R. Como resultado, las soluciones se pueden implementar de forma rápida, eficiente, transparente y sin costes adicionales.

Advanced-Process-Control

Con el control de procesos avanzado, el rendimiento y la eficiencia del sistema se maximizan con la optimización de los autómatas, ya que los valores reales se mantienen más cerca de los límites de funcionamiento.

Ajuste de los lazos de control PID

Los infinitos análisis de lazos de control llevados a cabo por varias industrias llegan a la misma conclusión:

  • un tercio de los lazos de control muestran un rendimiento bueno o satisfactorio.
  • Dos tercios son deficientes o están mal configurados (incluso de forma temporal o permanente bajo control manual).

En este campo, los parámetros PID normalmente se determinan mediante el uso de reglas de configuración heurísticas. Si los datos de otros sistemas están disponibles, el usuario a menudo se basará en estos conjuntos de parámetros. Con la optimización del lazo de control asistida por ordenador, el proceso se ejecuta mediante un cambio radical variable manipulado durante la operación manual o un cambio radical de ajuste en el modo automático.

Monitorización del rendimiento de los lazos de control

Los autómatas PID no suelen configurarse de manera óptima y, por ello, en muchas ocasiones deben operarse manualmente. Este tipo de operación garantiza un funcionamiento estable del sistema.

Degradación ascendente

La monitorización de la calidad del control ayuda a detectar degradaciones ascendentes del rendimiento del lazo de control, de modo que se puedan tomar las medidas de mantenimiento adecuadas o adoptar parámetros de control optimizados.

Datos estadísticos para identificar tendencias

El módulo de control proporciona estadísticas que se pueden utilizar para evaluar la calidad de los lazos de control. Estas cifras son cruciales para lograr el máximo incremento posible de la eficiencia del control de procesos.

Controlador predictivo basado en modelos (MPC)

El control predictivo basado en modelos se basa en un método de optimización que minimiza cíclicamente los errores de control previstos. La previsión de errores de control está respaldada por el uso de un modelo. Para ello, las respuestas de impulsos y/o pasos se guardan en el bloque de funciones de control. El cálculo se basa en la suposición de que el modelo es lineal e invariable con el tiempo. Mediante el uso del modelo dinámico, el futuro de las variables controladas se puede expresar como una función de los cambios futuros en las variables manipuladas.

Restricciones/limitaciones incluidas

Mientras se determina la solución, es posible que las restricciones afecten al proceso como por ejemplo con límites variables manipulados de accionamientos que hay que tener en cuenta directamente. Configuración del control SISO y MIMO según sea necesario: Es posible controlar los sistemas de una única entrada y salida (SISO), así como los sistemas de múltiples entradas y salidas (MIMO) con 10 variables controladas, 10 variables manipuladas y 10 variables de perturbación.

Tuning-PID-REgelreise

Sólo un tercio de los lazos de control muestran un rendimiento bueno o satisfactorio.

Dos tercios son deficientes o están mal configurados (incluso de forma temporal o permanente bajo control manual).

Ejemplo
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