01c .- Sistemas de Control - Esquemas de Control - (2027 - I) - Parte 3 de 3

Esquema de Control Saturado

El esquema de control saturado esta basado en la presencia de dos o más maestros tratando de darle instrucciones a un esclavo. Un ejemplo de control saturado es el proceso de separación del crudo en sus distintos componentes. El crudo reacciona con un catalizador en un equipo denominado Torre de Craqueo, este proceso provoca la separación del crudo en sus distintos componentes: Gasolina, Diesel, Keroseno, Aceites, etc. Esta reacción química produce un incremento de la temperatura y presión en la torre. Se debe controlar la temperatura de forma de evitar que un incremento desproporcionado de la misma dañe las paredes de la torre.

Además, se debe impedir que por aumento de presión el fluido contenido en la torre retorne al recipiente que contiene el catalizador dado que esto contaminaría el producto, este fluido que retorna presenta cantidades considerables de crudo y/o sus derivados. Para evitar esto se coloca un control de temperatura en la torre y un control de presión diferencial a la altura de la válvula que mide la diferencia entre la presión a la salida de la válvula y la presión a la entrada de la misma, si esta diferencia tiende a cero es porque las presiones se están igualando y hay riesgo de que el fluido contaminado retorne. veamos la grafica asociada:

Tanto el controlador de temperatura TC y el control de presión diferencial DPC van a solicitar aumento o disminución de catalizador al controlador de flujo, para proteger el proceso el controlador de flujo debe hacer caso al controlador maestro que le solicita la menor cantidad de flujo, si lo hace el de temperatura es porque esta protegiendo la torre para evitar daños sobretemperatura. Si lo hace el de presión diferencial es porque esta tratando de pedir menos flujo para reducir la reacción en la torre y así disminuir la presión en la misma, de esa manera evita que la presión a la salida de la válvula iguale a la presión a la entrada. 

En consecuencia es necesario colocar un algoritmo de selector de baja, considerando que si un controlador pide mas catalizador y el otro menos, "debemos hacerle caso al que solicita una cantidad menor de catalizador porque es el que esta protegiendo al sistema".

Determinamos el tipo de válvula, bajo cualquier concepto para proteger el sistema si la válvula falla debemos impedir que el catalizador entre en la torre de craqueo, por lo tanto esa válvula debe fallar cerrada la válvula correcta es una válvula tipo Aire Para Abrir (ATO), la cual en caso de falla, lo hace cerrada. 

Para determinar la acción del Controlador esclavo consideramos que el flujo de catalizador aumenta, en ese caso debemos cerrar la válvula, como ella es aire para abrir (ATO), para que cierre debemos quitar aire, por lo tanto en controlador de flujo es "Reverso", tal como se aprecia en la grafica:

Para determinar los maestros asumimos que el selector esta seleccionando al maestro que estamos estudiando y no le hace caso al otro controlador maestro, nos planteamos el escenario, si la temperatura esta muy alta queremos que la válvula cierre, para que esto suceda, debemos quitarle aire a la válvula, tal como se muestra en la siguiente grafica:

Ahora planteamos una hipótesis en el TC a ver si funciona, vamos a colocar la errada que el maestro sea "Directo", hacemos el recorrido y verificamos:

Como se aprecia en color azul, al final con alta temperatura la válvula abre en vez de cerrar, por lo tanto, la opción correcta es "Reverso". Corregimos y revisamos:

Para determinar el controlador de presión diferencial hacemos lo mismo, consideramos que la presión diferencial se hace pequeña, eso es muy malo, dado que la presión de salida de la válvula se esta igualando con la de la entrada y el fluido contaminado esta a punto de retornar al recipiente que contiene el catalizador, por lo tanto, se requiere cerrar la válvula, veamos el escenario:

Ahora asumimos que el selector va a seleccionar la salida del controlador de presión diferencial, en consecuencia planteamos una hipótesis, para este caso voy a usar la correcta "Directa", chequeamos que funcione:

Como se aprecia el esquema opera apropiadamente.

El siguiente enlace corresponde a una demostración del funcionamiento del esquema de control Saturado del proceso de craqueo catalítico estudiado en la clase y explicado en la parte de arriba. Por favor detallen como se saturan los controladores, en este caso se saturan a 100%, en otros casos lo pueden hacer a 0%.

 

Funcionamiento del esquema de 

de control Saturado - Torre de Craqueo

por favor analícenlo y cualquier consulta me la hacen llegar por el grupo "Whatsapp" o en la próxima clase. Recuerden el control de temperatura es Reverso y el de Presión Diferencial es "Directo".

Éxito.