Diseño del sistema de control PID para un evaporador de leche

Abstract

En el presente informe se trata sobre el diseño de un sistema de control para una planta de evaporación de leche de efectos múltiples, empleando controladores PID independientes para las variables involucradas en el proceso. Mediante el proceso de evaporación, se busca aumentar la concentración de sólidos de una solución mediante la eliminación del solvente en forma de vapor. Este procedimiento es ampliamente usado en la industria alimentaria. Las variables involucradas son: flujo de leche en ingreso al primer efecto, temperatura de producto en ingreso a primer efecto y presión de vapor en el termocompresor. Para cada una de estas variables se halló un modelo matemático del proceso relacionado a dicha variable y a partir del modelo encontrado se halló el controlador PlD que cumple con las especificaciones de diseño para el proceso, como el porcentaje de sobre-nivel, tiempo de estabilización y error en estado estacionario. Para hallar la función de transferencia de los procesos se usó el método gráfico de la curva de reacción, empleando los datos obtenidos a partir de un programa de control y simulación de comportamiento de procesos, SIMA TIC PCS7 de SIEMENS, que posee bloques en Laplace, como retardos de primer orden, tiempo muerto, integradores y ruido aleatorio, que se pueden interconectar entre ellos para formar un modelo de proceso bastante real. Usando como herramienta el programa MA TLAB, se exportaron los datos obtenidos de las curvas de reacción y se realizó el análisis de estos para calcular los parámetros de los controladores. Intensos estudios de simulación y una posterior implementación han demostrado que los diseños desarrollados en este trabajo han cumplido enteramente los objetivos de control preestablecidos.