Las demostraciones incluyen desde control manual y lazos de realimentación simples, hasta sofisticados lazos en cascada y control y supervisión distribuidos de todo el proceso por una computadora remota.

El sistema es una réplica en miniatura de un proceso de producción real. El estudiante se enfrenta con problemas reales de control de procesos, con comportamiento dinámico e inestabilidades realistas.

• múltiples entradas, múltiples sensores, múltiples estrategias de control
• pueden implementarse lazos de control de temperatura, nivel, flujo y conductividad
• efectos del tiempo muerto
• secuenciación operativa, desde arranque hasta parada
• implicaciones del reciclado en el control de procesos
• encendido/apagado, proporcionamiento, PID, PLC, SCADA
• simulación y diagnosis de fallos
• incluye interfaz de computadora (USB) y sofisticado software educativo y de registro de datos

El PCT23MkII es un sistema completo de control de procesos para montar sobre un banco estándar de laboratorio, que consta de: una unidad de proceso montada sobre una batea de ABS, una consola de comandop y un software de control para Windows 98/2000, que comanda al equipo vía un puerto USB.

Unidad de proceso
El proceso se basa en un proceso industrial de pasteurización HTST (alta temperatura - corta duración).

En este proceso, el flujo de producto tiene que mantenerse a una temperatura predeterminada durante un tiempo mínimo, normalmente para propósitos bacteriológicos. Esto se consigue mediante el uso de un tubo de mantenimiento que retarda el flujo de producto, y por tanto plantea problemas especiales de control de procesos y presenta el concepto de tiempo muerto.

Otras razones por las que el proceso HTST es especialmente adecuado para la enseñanza del control de procesos son el uso de un intercambiador de calor de tres etapas (reciclado, calentamiento y enfriamiento) y el uso de una válvula de desvío para rechazar cualquier producto que no haya recibido el tratamiento correcto. Estos importantes principios industriales también plantean problemas reales de control de procesos y ayudan a mantener el interés de los estudiantes.

Dos tanques de alimentación, con diferentes tipos de sensor de nivel, ilustran otros problemas de control de procesos.

Unas válvulas de solenoide controlan el llenado y el vaciado de estos tanques. Éstas permiten desarrollar estrategias de control a diferentes niveles y posibilitan la secuenciación operativa de arranque y parada.

La unidad incluye una amplia gama de instrumentación para la medición de temperaturas y caudales. Incluye también un sensor de conductividad, permitiendo la realización de sencillos experimentos de concentración de proceso.

La unidad consta de:

• sistema de alimentación con bomba peristáltica
• unidad de calentamiento de agua con bomba peristáltica
• sistema de agua de refrigeración
• intercambiador de calor de placas con tubo de mantenimiento
• sensor de caudal en la línea de alimentación
• sensor de conductividad
• 4 sensores de temperatura. Sensor de nivel en el tanque de producto
• interruptores de nivel alto/bajo en el tanque de lavado/reactivo
• válvulas de solenoide de 2 vías para el llenado de los tanques de alimentación y el envío de agua de refrigeración al intercambiador
• válvulas de solenoide de 3 vías para seleccionar el tanque de alimentación y desviar el producto desechado
• Conexiones con la consola eléctrica

Consola de control
La consola de control proporciona el interfaz eléctrico y el acondicionamiento de señales para el módulo de proceso. También incluye un interfaz USB para una computadora que corra bajo Windows 98/2000.

Las salidas de los sensores del módulo de proceso pueden mostrarse en unidades de ingeniería en una pantalla LED integrada. Las salidas también están disponibles para la monitorización externa.

Las señales de control enviadas al módulo de proceso pueden seleccionarse como de control manual desde el panel frontal, control desde una PC vía el bus USB, control de encendido/apagado desde una fuente externa (p. ej.: PLC PCT19BR), o control analógico desde una fuente externa (p. ej.: PID PCT20H). Las señales de origen tanto para las bombas como para el calentador son seleccionables individualmente.

Es posible introducir fallos eléctricos en cualquiera de las señales de medición o control de baja tensión mediante un emulador de fallos instalado en la consola eléctrica. Los fallos pueden ser introducidos individualmente o en combinación, dependiendo del nivel de conocimientos de los estudiantes. Las conexiones de acoplamiento rápido usadas en todo el proceso permiten la introducción de fallos en los tubos de proceso.

La unidad consta de:

• control de velocidad de la bomba de alimentación de producto
• control de velocidad de la bomba de fluido de calentamiento
• medición y control de la potencia del calentador
• medición de temperatura (x 4), caudal, nivel y conductividad
• entradas/salidas digitales (desde los interruptores/ a las válvulas de solenoide)
• conexión simultánea de todas las señales al PLC PCT19BR vía un conector IDC de 50 vías o a una PC vía el puerto USB
• conectores en el panel frontal para conexión a los accesorios, especialmente los controladores industriales y el registrador sobre cinta de papel

Software
Se incluye en el suministro básico un avanzado paquete de software educativo que implementa las funciones de control.

El software muestra un diagrama esquemático del proceso en tiempo real, e incluye algoritmos de control PID, con control del usuario para los parámetros clave.

Se implementan diversos ejercicios predefinidos para los estudiantes, tales como acciones y reconocimientos de alarmas, diferentes lazos PID simples, y lazos PID en cascada y múltiples.

El software incluye una sofisticada capacidad de registro de datos y visualización gráfica. Esta capacidad puede utilizarse incluso cuando las señales de control son derivadas de forma externa o manualmente. Los datos pueden ser guardados y recuperados, o exportados en formato Microsoft® Excel.

El software también incluye una serie de pantallas de presentación para ayudar a configurar y usar el equipo, analizar los resultados, etc. Un completo sistema de Ayuda ofrece un respaldo global.

Los usuarios avanzados pueden producir su propio software de control, si lo desean, usando paquetes tales como Labview, MatLab o C. Esto es posible usando el interfaz USB del PCT23, puesto que está accesible el controlador de software de bajo nivel (DLL) y se proporcionan instrucciones sobre el interfaz.

Para un uso más avanzado, ha sido desarrollado un paquete de software opcional para el PLC PCT19BR para demostrar SCADA. Este paquete (código para pedidos PCT23SCADA) permite que el PLC controle el proceso, y extrae los datos del PLC vía una conexión RS232. Los datos del PLC se muestran en el diagrama esquemático, otorgando a la PC el papel de supervisor de la implementación SCADA.

Control de planta usando una PC

• Calibración de sensores
  • Dinámica de procesos I
  • Calentamiento directo
  • Intercambio de calor indirecto
  • Tiempo muerto
  • Cambios de paso
  • Pérdidas de calor /eficiencia
• Dinámica de procesos II
  • Interacciones entre lazos
  • Regeneración térmica
  • Enfriamiento indirecto
  • Comprender el ciclo de proceso y sus implicaciones
• Control digital directo usando una PC
  • control PID de nivel
  • control PID de caudal
  • control PID de temperatura
  • control PID de conductividad
  • control PID indirecto de temperatura
  • control PID indirecto con tiempo muerto
  • control PID con incidencias producidas por alarmas
  • Optimización del controlador
  • Optimización del controlador con tiempo muerto
  • Control en cascada de dos lazos
  • Control de dos lazos e interacciones
  • Control de tres lazos
• Localización de fallos y diagnósticos

Comando vía controladores externos

• Uso de un controlador externo (requiere un PID PCT20H)
  • Configuración del controlador para nivel, caudal, temperatura y conductividad
  • Control on/off
  • Control de tiempo proporcional (modulación de ancho de pulsos)
• Control PID proporcional (requiere un PID PCT20H)
  • Funciones de alarma
  • Comparación de requisitos de control
  • Ajuste manual de un controlador PID
  • Ajuste automático de un controlador PID
  • Introducción a SCADA
• Control PID usando un PLC (requiere un PLC PCT19BR)**
  • Introducción a la lógica en escalera
  • Un lazo PID, dos lazos PID, alarmas
• Secuenciación de la operación de una planta usando un PLC bajo SCADA**

Controles Avanzados

El equipo también es ideal para temas de control de procesos más avanzados, y para trabajos tanto de proyectos como de investigación.

Sistema de entrenamiento para plantas de proceso PCT23MkII incluyendo software Windows ® con PC a suministrar por el usuario

1a) Control manual con el software realizando exclusivamente tareas de adquisición de datos y monitorización:

i) familiarizarse con diagramas esquemáticos tipo gráfico de flujo en pantalla, para la monitorización de variables de proceso: nivel, temperatura, caudal, conductividad y potencia

ii) comprender cómo un cambio en una variable de proceso (por ejemplo, el caudal) afecta a las demás variables (por ejemplo la temperatura)

iii) medir respuestas a cambios de paso: por ejemplo, caracterizar como sistema de primer orden el tanque de agua caliente; como tiempo muerto el tubo de mantenimiento, y el intercambiador de calor de placas como una combinación de ambos tipos de sistema

iv) descargar datos a una hoja de cálculo (suministrada por el usuario) para su posterior análisis

1b) Control automático, con el software realizando tareas de control; configuración y estudio de:

i) PID de un solo lazo, la temperatura del agua caliente controla la potencia suministrada al calentador

ii) PID de un solo lazo, la temperatura del producto controla la potencia suministrada al calentador

iii) el efecto de sumar el tiempo muerto del tubo de mantenimiento al lazo de control único

iv) el efecto de reciclar producto calentado a través del intercambiador de calor por acción de control

v) el efecto sobre la acción de control de incluir una válvula de desvío activada por alarma

vi) control en cascada: donde la temperatura del producto controla el punto de ajuste de la temperatura del agua caliente, que a su vez controla la potencia del calentador

vii) control con múltiples variables: control del caudal del flujo de producto, donde la temperatura del producto controla el caudal de agua caliente, la temperatura del agua caliente controla la potencia del calentador

viii) simulación de fallos y diagnóstico, con señales seleccionadas anuladas por el instructor

Sistema de entrenamiento para plantas de proceso PCT23MkII con un solo controlador PID industrial PC20H

2a) Todos los estudios de un solo lazo relacionados en 1b)i) a v), donde las acciones de control son configuradas y realizadas por el controlador PCT20H conectado al panel frontal de la consola del PCT23 (también encendido/apagado y control PID proporcional al tiempo).

Al mismo tiempo, el software PCT23 puede utilizarse para registrar los datos de la planta en línea a una PC

2b) Supervisión del controlador industrial por software de PC - es decir, una introducción a SCADA con comunicaciones serie desde la PC a y desde el controlador

2c) Lazos únicos alternativos: incluyendo control de nivel, caudal, y conductividad, lazos alternativos de control de temperatura. Para cada uno de los lazos de control simples seleccionado entre los anteriores, es posible realizar ejercicios prácticos sobre los siguientes temas:

• control de encendido/apagado
• configuración
• valores P, I y D. Ajuste de un controlador para el óptimo rendimiento
• transferencia automática/manual
• ensayos de estabilidad

  Sistema de entrenamiento para plantas de proceso PCT23MkII con dos controladores PID industriales PC20H

  3a) Control en cascada al igual que 1b)vi) pero usando los controladores conectados a la planta en lugar de control directo de la PC

  3b) Control con dos entradas, dos salidas donde la temperatura del producto controla la bomba de alimentación y la temperatura del agua caliente en circulación controla la potencia suministrada al calentador. De esta forma puede demostrarse el control de interacción 3c) Control de alimentación directa donde el caudal de producto controla la velocidad de circulación del agua caliente, y además la potencia del calentador es controlada por la temperatura del agua caliente

  Sistema de entrenamiento para plantas de proceso PCT23MkII con una sola Unidad PLC industrial PC19BR

  4a) Conectar un PLC a un proceso

  4b) Uso de la lógica en escalera para configurar tareas de control y monitorización (requiere una PC)

  4c) Estudios de control de lazo único: encendido/apagado y PID

  4d) Ajuste de alarmas en combinación con lazos de control PID

  4e) Estrategias de control de dos lazos igual que en 3b)

  4f) Uso de entradas y salidas digitales: alarmas y acciones de válvulas de control

  Está disponible también un paquete de software SCADA (referencia PCT23SCADA) que en combinación con PCT23 y PLC PCT19BR permite estudios de:

  g) Operación SCADA punto a punto vía una PC a suministrar por el usuario

  h) Secuenciación de la operación de una planta: puede montarse una secuencia de 5 etapas

• llenado de tanques .pre-calentamiento
• procesado con calor
• llenado del tanque de lavado
• lavado

  Esta secuencia puede ser realizada por el PLC PCT19BR solo o en operación SCADA desde la PC con visualización en pantalla de un diagrama esquemático del progreso de la secuenciación.

  Especificaciones técnicas

  Intervalos de caudal:

  flujo de producto: 0 -480ml/min. reactivo de lavado: 0 -480ml/min. fluido de calentamiento: 0 -600ml/min. temperatura máxima del fluido de calentamiento: 80°C Intercambiador de calor: de placas capacidad de los recipientes de alimentación y reactivo: 5,7 litros (cada uno) Capacidad del recipiente de calentamiento: 3,7 litros Tensión de señales: 0 -5V Intervalo de sensores de nivel: 0 -250mm Intervalo de sensores de flujo: 0 -500ml/min. Intervalo de sensores de temperatura: 0 -100°C

  (todos con salida de 0-5V CC) Unidad PLC industrial PCT19BR

  Características de seguridad:

  Interruptor diferencial en la consola, todos los circuitos protegidos por microdisyuntores, operación a 24Vdc de las válvulas de solenoide y los motores de las bombas

  Recipiente de calentamiento:

• límite de temperatura máxima del termostato
• interruptor de bajo nivel
• aliviadero para evitar la presurización

Microcomputadora PC:

(especificación mínima)

Procesador Pentium o equivalente 16Mb de RAM 10Mb de espacio libre en disco duro Pantalla SVGA Puerto USB libre Unidad CD-ROM MS Windows 98 o Windows 2000

Esta computadora no forma parte del equipo suministrado por Armfield

Códigos de pedido:

PLC PCT19BR: Unidad PLC industrial Unidad PLC que incorpora un Allen Bradley SLC500 completo con programa propietario de configuración de lógica en escalera (requiere PC suministrada por el usuario). Este programa es configurado inicialmente por Armfield para dos lazos de control con entrada/salida analógica adecuados para la unidad de Sistema de entrenamiento para plantas de proceso PCT23, pero que puede ser reconfigurado por los usuarios vía su PC.

PCT23SCADA: Software SCADA Este software contiene la funcionalidad necesaria para demostrar SCADA usando el PCT23 y el PLC PCT19BR.

Incluye:

• Rutinas de lógica en escalera SLC500 escritas específicamente para el PCT23
  • Las funciones de comunicaciones necesarias para que el software PCT23 muestre y registre los parámetros SLC500
    • Los ejercicios adicionales para el PCT23 que permiten demostrar SCADA de la misma manera que los demás ejercicios

      PCT20H: Controlador PID Industrial Controlador PID, que incorpora una unidad Honeywell serie UDC3300 con tensión/mA de entrada y salida para configuraciones de control de un solo lazo y alarmas. Se suministra un paquete de software en disco que demuestra los principios básicos de SCADA, con el cual una PC suministrada por el usuario puede conectarse en línea al Controlador PID.

• Un sistema de entrenamiento para plantas de proceso para montaje en banco, con múltiples flujos, tanto con interacción como sin ella. La planta de proceso incorpora un intercambiador de calor de placas miniatura de tres etapas calentado por un sistema de recirculación de agua caliente, dos tanques de alimentación independientes, un tubo de mantenimiento con válvula de desvío de producto y dos bombas peristálticas de velocidad variable.
  • Pueden implementarse lazos de control de temperatura, nivel, flujo y conductividad.
    • Puede demostrarse el efecto de ‘tiempo muerto’ y reciclado de calor.
      • Una consola eléctrica proporciona medición y control de la planta de proceso y permite una variedad de técnicas de control, incluyendo operación manual, control de encendido/apagado, control desde una señal externa y control desde una PC o un PLC.
        • El equipo incorpora simulación y control de fallos eléctricos y software de registro de datos, y un interfaz USB para conexión con una computadora.

Suministro de agua fría: 4 litros/min a 2 bar

Unidad de proceso Consola Altura: 550mm 280mm - Ancho: 1000mm 425mm - Profundidad: 530mm 400mm

Volumen: 1,2m3
Peso bruto: 167kg .

• Hidráulica e Hidrología
• Gestión de Aguas de Riego
• Tratamiento de Aguas
   

• Control de Procesos
• Procesos Químicos Básicos
• Operaciones Unitarias
• Ingeniería Bioquímica
• Tecnología Alimentaria