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• HISTORIA DE LOS SISTEMAS DE CONTROL DE PROCESOS

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Introducción Primeros instrumentos Primeros Controladores Industriales Surgimiento de la Teoría de control Control Mecánico Control Neumático Control Eléctrico Control Electrónico Control en la Era de la Información Sistema de control Distribuido DCS

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Introducción Primeros instrumentos Primeros Controladores Industriales Surgimiento de la Teoría de control Control Mecánico Control Neumático Control Eléctrico Control Electrónico Control en la Era de la Información Sistema de control Distribuido DCS

Un Par de Reflexiones Históricas “Si todos los instrumentos pudieran cumplir su cometido obedeciendo las órdenes de otro o anticipándose a ellas, ….si las lanzaderas tejieran solas y los plectros tocaran sobre la cítaras, los maestros no necesitarían ayudantes, ni esclavos los amos”

Aristóteles: La Política - siglo IV AC

Control de Procesos • Definición:

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Primeros instrumentos

Reloj de agua Babilonia 2000 a 1600 AC

Primeros instrumentos

Ctesibio: Clepsidra 270 AC

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Control de Procesos • Primeros controladores industriales

1788 WATT: Gobernador Mecánico (retroalimentación de lazo cerrado)

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Surgimiento de la Teoría de Control

En 1868 James Maxwell estableció tres postulados relativos al control de lazo cerrado: 1. Un controlador proporcional produciría un error de estado estacionario

Surgimiento de la Teoría de Control

2do. postulado de Maxwell: Que este error se podría eliminar incluyendo un termino integral en el controlador

Surgimiento de la Teoría de Control

3er. postulado de Maxwell: El sistema tenderá a hacerse inestable a medida que se incremente la ganancia

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Control Mecánico

Predominante antes de la 1ª guerra mundial (1914)

Explosión de la evolución 1915-1920 1919 la Standard Oil crea Departamento de I&D para aplicar ingeniería química a la industria petrolera 1921 Union Carbide aplica cracking al gas natural Fuerte demanda por instrumentación

Explosión de la evolución 1915-1930

Controladores ON-OFF se vuelven ampliamente utilizados Instrumentación empezó a ser utilizada en dispositivos para medir y controlar variables del proceso Controladores neumáticos en los paneles

Explosión de la evolución 19151930:

La aparición de los cuartos de control

Explosión de la evolución 1915-1920

El uso de Reset automático (Acción Integral) El uso ocasional de la Acción Derivativa

Explosión de la evolución 1915-1930

Transmisión de señal en el tubo Fisher Governor Co construye primer laboratorio de pruebas 1929

Explosión de la evolución 1915-1920

Ya para 1930 el fundador de DOW Chemical Co consideraba que el que el control automático de los procesos continuos era uno de los 3 precursores del desarrollo industrial Hebert Dow

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Control Neumático • Primeros controladores PID Permitían: El uso de Reset automático (Acción Integral) El uso opcional de la Acción Derivativa Registro histórico de variables

Control Neumático • Transmisión de las señales neumáticas

30oF

80oF

130oF

Control Neumático Hacer control a gran escala basado en neumática no era practico

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Control Eléctrico Permitió: Manejo centralizado del proceso Incremento de la cantidad de variables monitoreadas y controladas Auge posterior a WWII

Control Eléctrico Hacer control basado en señales de eléctricas tiene sus limitaciones

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Control Electrónico Computadores Análogos: Su complejidad y costo los limitaban a pocas y muy especificas aplicaciones, principalmente académicas o militares entre 1929 y 1960

Control Electrónico

1929 Analizador de redes construido por el MIT para GE

Control Electrónico

En 1952 Long and Holtzman de Shell plantean la idea del Direct Digital Control DDC

Control Electrónico 1959: transmisión de señales 4-20 mA adoptado por sus amplias ventajas, 1982 norma ANSI/ISAS50.1

Control Electrónico • 1959 Ramo Wooldridge lanzo a la venta el RW-300 uno de los primeros computadores totalmente basado en transistores, su objetivo las aplicaciones de control industrial con 1024 entradas análogas multiplexadas.

Control Electrónico • 1965 DEC presenta el PDP-8 primer minicomputador (1/5) del valor de un mainframe con extensa capacidad de IO que se hizo popular en las plantas de procesos.

Control Electrónico

1971 - Intel 4040, primer microprocesador comercial de propósito general

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Control en la Era de la Información

INFORMATICA: Procesamiento Automático de la Información

Control en la Era de la Información 1. La evolución en el hardware 1974 - INTEL 8008 Primer microprocesador comercial con suficiente poder de cálculo para aplicaciones de control de procesos.

Control en la Era de la Información 2. Evolución del hardware para el transporte de datos

IEEE.802.2

IEEE.802.3

Control en la Era de la Información

3. Evolución en los protocolos de comunicación

Control en la Era de la Información El 29 octubre de 1969 se transmite el primer mensaje a través de ARPANET El Protocolo TCP-IP desarrollado por el DoD empezó a ser adoptado a finales de los 80´s

Control en la Era de la Información 4. Evolución en los sistemas operativos

UNIX desarrollados por el DoD empezó a ser adoptado a finales de los 80´s

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Sistema de Control Distribuido DCS

Definición DCS

Limitaciones de los Primeros DCS. • Los DCS llevaron la inteligencia distribuida a lo largo de la planta, pero estaba lejos de llenar las expectativas, sus limitaciones principales eran: - Cerrados a la conectividad con otros sistemas - Basados en Tecnologías Propietarias - Muy costosos (de adquirir y mantener)

DCS Presente y Futuro • El desarrollo hoy esta centrado en el uso eficiente de información en tiempo real (software): Gestión de alarmas Gestión del desempeño en tiempo real Integración con otros sistemas empresariales Gestión de activos Interfaces Hombre Maquina de Alto Desempeño

Evolución de los Sistemas de Control

GRACIAS