01.- Sistemas de Control - Parcial Nro. 1 (2024 - I) - Solución del Profesor

En el diagrama anexo se detalla como es tratada las aguas residuales de la planta de servicios industriales de la Refinería Cardón de forma de purificarla y posteriormente extraerle la mayor cantidad de 0₂ de manera de que genere la mayor cantidad de vapor posible.

Inicialmente las aguas residuales son mezcladas con cloro a baja concentración (5%) en un Mixer (Mezclador). Al mezclador deben entrar una parte de cloro por once partes de agua residual. Una vez en el mezclador se eleva la temperatura haciendo pasar el producto a través del horno f-501 y recirculándolo al mixer. El operador debe tener sumo cuidado que el Mixer no se quede vacío.

Una vez se hayan integrado el cloro con las aguas residuales a altas temperaturas son almacenadas en el tanque de techo flotante T-503 en donde se produce la desaireación por acción del enfriamiento del agua con cloro. Esa agua posteriormente es bombeada a la caldera de forma de producir el vapor de agua requerido para las turbinas. Es importante saber que la caldera siempre debe operar con alimentación de agua de lo contrario se dañarían las paredes de la caldera.

1.- Determine la acción de control de cada controlador (R=Reverso – D=Directo):

FC1  ___   FC2____    FC3____    FC4____   FC5___   LC1____   LC2___    PC1____

 

2.- Determine que algoritmo corresponde a FY1. Argumente su respuesta.

3.- Determine que algoritmo corresponde a FY3. Argumente su respuesta.

4.- En el dibujo ubique las normalizaciones (Fy4, fy5, etc)  y coloque la ecuación de cada una de ellas en la parte baja del dibujo.

5.- ¿El esquema presentado inicialmente presenta algún error?, de ser así indique cual es el error y como se corregiría.

 

SOLUCIÓN

1.- Determine la acción de control de cada controlador (R=Reverso – D=Directo):

FC1  Dir  FC2 Dir    FC3 Dir  FC4 Dir  FC5 Dir  LC1 Rev  LC2 Dir  PC1 Dir  

2.- Determine que algoritmo corresponde a FY1. Argumente su respuesta.

No ejecuta ninguna ecuación. No es selector, no es inversor y no puede manejar una relación porque afectaria la bomba. Tampoco determina la relación 

Cloro vs agua, el algoritmo debe ser eliminado del esquema.

3.- Determine que algoritmo corresponde a FY3. Argumente su respuesta.

Es un selector de alta (>), dado que se debe impedir que la caldera trabaje con poca agua o lo que es lo mismo permitir que trabaje con niveles altos de agua.

4.- En el dibujo ubique las normalizaciones (Fy4, fy5, etc.)  y coloque la ecuación de cada una de ellas en la parte baja del dibujo.

Resp.

FY4: En la línea que pone el set point del FC1 exactamente después de la bifurcación

sal=ent*(30-0)/(100-0)=> Sal=ent*0.3

FY5: En la línea que pone el set point del FC2 después de la bifurcación

sal=ent*(330-0)/(100-0)=> Sal=ent*3.3

FY6: Entre el FY2 y el FC4 => Sal=ent*(180-0)/(100-0)=> Sal = ent*1.8

FY7: Entre el sp del fc5 y la bifurcación previa =>

Sal = ent*(300-0)/(100-0)=> Sal=ent*3 

5.- El esquema presentado inicialmente contiene algún error?, de ser así indique cual es el error y como se corregiría.

Hay 4 errores:

(1ro) Si, aparece un algoritmo FY1 que no es requerido. Ver respuesta pregunta 2

(2do) La conexión del variador de frecuencia de la bomba Nro. 3 sale del set point del FC3 cuando debería salir de la salida del FC3. (Habría que agregar un inversor antes del variador de frecuencia) 

(3er) El esquema no presenta un inversor antes del variador de frecuencia de la bomba B3, la ausencia de ese inversor haría que la bomba bombee menos al abrir la válvula y más cuando la válvula cierra.

(4to) La ecuación del del FY2 debería ser Salida = 100-Entrada, como está planteada es incorrecto.

Éxito!!!