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Curso Estrategias de Control Avanzadas

¿Qué es el Control Supervisorio y cómo se usa?

 diciembre 22, 2020

By  Jose Carlos Villajulca

Este breve artículo tiene como objetivo mostrarte en que consiste un Control Supervisorio.

En un proceso controlado manualmente, un operador toma acción directa sobre algún tipo de elemento de control final (generalmente una válvula de control) para influir o cambiar una variable del proceso.

En un control automático simple («regulador») se libera a los operadores de Planta, de la necesidad de ajustar continuamente los elementos de control finales a mano.

Se reemplazando esta tarea con el ajuste ocasional de los valores del setpoint del controlador.

El controlador luego manipula el elemento de control final para mantener la variable del proceso en el valor de setpoint determinado por el operador o que requiere la planta.

Ejemplo de Estructura de Control Supervisorio

El siguiente paso en complejidad, después del control automático simple, es automatizar el ajuste del setpoint en los controladores del proceso o planta.

Una implementación común de este concepto es el cambio automático de setpoints de los controladores basados en una programación inteligente y cronometrada.

Un ejemplo de esto es un controlador de temperatura para un horno de tratamiento térmico utilizado para templar muestras de metal.

Control Supervisorio para un Proceso de Tratamiento Térmico

Una computadora «supervisa» la temperatura del horno envía y comunica los valores de los setpoints al controlador indicador de temperatura (TIC) a través de una interfaz de red digital como Ethernet.

Desde la perspectiva del controlador de temperatura, esta es una señal de setpoint remoto, a diferencia de  un valor de punto de ajuste local que sería establecido por un operador en la placa frontal del controlador.

Dado que el tratamiento térmico de metales requiere rangos de temperatura y tasas de cambio particulares a lo largo del tiempo.

Este sistema de control libera al operador de tener que ajustar manualmente los valores de setpoint una y otra vez durante los ciclos de tratamiento térmico.

En su lugar, la computadora con una programación inteligente hace el cambio a diferentes valores de punto de ajuste.

Lo realiza en diferentes momentos de acuerdo con las necesidades del tipo de metal y el tipo de tratamiento en particular.

Los controladores de proceso se configuran típicamente  en tres modos para trabajar con un ente “supervisorio”:

  • Modo manual: el controlador no realiza ninguna acción automática. Valor de salida establecido por el operador.
  • Modo automático con SP local: el controlador ajusta automáticamente su salida para tratar de mantener el setpoint PV = SP. El valor del setpoint es establecido «localmente» por el operador humano.
  • Modo automático con SP remoto: El controlador ajusta automáticamente su salida para tratar de mantener PV = SP. El valor de setpoint se establece “remotamente” por computadora supervisora.

La determinación automática del setpoint (control supervisorio) también se utiliza en las industrias de procesamiento químico para optimizar la eficiencia de producción.

Al tener una computadora poderosa que proporciona ajustes del setpoint a los controles regulatorios basados ​​en modelos matemáticos del proceso (MPC) y restricciones de optimización.

Así se tiene una computadora que realice ajustes de setpoint a los controladores de lazo PID normales en lugar (o además) de los operadores de planta que realizan cambios de setpoint de forma manual.

Esto forma un sistema de control de procesos de dos capas:

  • La capa de control “base” o “reguladora” (controladores de lazo PID)
  • El nivel de control “alto” o “supervisor” (la poderosa computadora con los modelos matemáticos de procesos).

Estos sistemas de control de «optimización» se construyen generalmente sobre una red digital por razones de conveniencia.

Un solo cable de red se puede lograr:

  • Comunicar los frecuentes cambios de puntos de ajuste de la computadora de supervisión a la multitud de controladores en los lazos de control del proceso.
  • Transportar información de variables de proceso de esos controladores a la computadora de supervisión para que tenga datos para sus algoritmos de optimización para operar:

Red para Control Supervisorio (Envío de setpoints)

La complejidad de estos algoritmos de optimización está limitada sólo por el poder computacional de la “máquina” supervisora ​​y la creatividad de los programadores e ingenieros que lo implementan.

Una tendencia moderna en la optimización de procesos para industrias capaces de producir proporciones variables de diferentes productos a partir de la misma alimentación de materia prima es que los algoritmos informáticos seleccionen y optimicen la producción no solo para obtener la máxima rentabilidad, sino también para obtener las máximas ventas de mercado y el mínimo almacenamiento de productos volátiles.

En el mundo de la “Minería”, a estos sistemas comúnmente se les llama “Sistema Expertos”.

Los cuales hacen uso de algoritmos de control avanzado como Lógica Fuzzy y Controladores Basados en Modelos (MPC) para implementar la mente del operador más “avanzado” y hacer esta tarea de forma automática 24x7x365. 

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Jose Carlos Villajulca


Soy un apasionado Ingeniero Electrónico con especialización en Automatización, Control e Instrumentacion Industrial. Me encanta aprender cada dia, y sobre todo compartir mis conocimientos con el resto del mundo.

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