Diseño del control PID adaptivo de válvulas reguladoras de distribución de vapor de 450 a 20 PSI en una fábrica de azúcar

Abstract

El presente informe desarrolla el diseño de un controlador adaptivo tipo PID para optimizar la distribución de vapor en una fábrica de azúcar. Este trabajo se ha dividido en cuatro capítulos que serán expuestos de la siguiente forma: En el capítulo I, se presentan los antecedentes, los objetivos, la justificación, el planteamiento del problema y el alcance del presente informe. En el capítulo II, se hace una descripción breve y simplificada de los procesos y subprocesos principales involucrados en la fabricación de la azúcar, tales como el proceso de molienda de la caña de azúcar, el proceso de generación de vapor y el proceso mismo de la elaboración de la azúcar. Adicionalmente, se describe los sistemas de comunicación y control empleados en el proceso de generación de vapor para monitorear el caldero CBS de 120 Tn/h y la estación reductora de vapor. Finalmente mencionamos el sistema Scada con la tecnología Foundation Fieldbus, su configuración e instrumentos empleados para el control. En el capítulo III, se describen los conceptos teóricos utilizados para el desarrollo del problema, primero, la identificación paramétrica, que sirve para obtener de forma experimental la función de transferencia del sistema de reducción de vapor, luego, los reguladores proporcional, integral y derivativo y finalmente las reglas para la sintonización de los controles PID mediante los métodos de Ziegler y Nichols. El capítulo IV, es el desarrollo del problema, en donde se aplican los conceptos mencionados anteriormente usando herramientas como el Matlab y el Simulink. Se describe la descarga de datos para ser analizados, los parámetros usados, los programas implementados y la sintonización del control PID aplicado al modelo experimental obtenido. Luego se hace la implementación de los lazos de control en et software Syscom y se hace la prueba real del control de las válvulas reductoras de vapor. Finalmente, se presentan las conclusiones y resultados obtenidos.