Equipo de entrenamiento básico en control de procesos — Equipo educativo y didáctico para control de procesos

AFM023P Equipo de entrenamiento básico en control de procesos — Equipo educativo y didáctico para control de procesos
1 Descripción general del producto
1.1 Resumen
El control de procesos es la abreviatura de control automático de procesos de producción, constituyendo una parte fundamental de la tecnología de automatización. Por lo general, se refiere al control continuo o automático del proceso productivo en sectores industriales como el petrolero, químico, eléctrico, metalúrgico, de industria ligera, de materiales de construcción, de energía nuclear, entre otros. En los procesos de producción industrial modernos, la tecnología de control de procesos desempeña un papel cada vez más importante en la consecución de diversos indicadores técnicos y económicos óptimos, la mejora de la eficiencia económica y la productividad laboral, el perfeccionamiento de las condiciones de trabajo y la protección del medio ambiente ecológico.
Tomando como eje central las tecnologías clave y los sistemas de equipamiento que encarnan los sistemas de automatización e información de las empresas de procesos, hemos diseñado y fabricado este dispositivo didáctico integral para prácticas de laboratorio profesional en control avanzado de procesos, estableciendo así una base de prácticas de ingeniería para laboratorios de asignaturas especializadas.
Este dispositivo de capacitación presenta un diseño racional y una gran versatilidad. No solo satisface los requisitos de la enseñanza experimental de asignaturas relacionadas con la automatización industrial, el control automático y otras especialidades en el ámbito universitario (tanto de grado como de ciclos superiores), sino que también resulta idóneo para las actividades de investigación y desarrollo de proyectos por parte de estudiantes de posgrado.
1.2 Características
1. Adopta una estructura de perfiles de aluminio industrial, un diseño estructural transparente y una interfaz abierta.
2. El producto presenta una estructura de sobremesa, un diseño de bastidor íntegramente en aleación de aluminio y un diseño modular que separa el objeto de control del sistema de control. Puede colocarse sobre la mesa de trabajo de forma combinada o por separado, según las necesidades.
3. Las interfaces de entrada y salida del dispositivo poseen una excelente compatibilidad. La unidad de accionamiento y la unidad principal de control (PLC) pueden sustituirse fácilmente; el sistema puede utilizarse como mecanismo de carga para circuitos electrónicos, como objeto de ejecución para sistemas de control por PLC y es susceptible de ampliación y actualización según se requiera.
4. Permite integrar y diversificar los cinco dispositivos de detección y sensado térmico —temperatura, caudal, nivel de líquido, presión y composición— ampliamente utilizados en la industria, posibilitando el diseño de diversos experimentos relacionados.
5. Incorpora el concepto de control por división de tiempo (time-sharing), lo que permite recopilar dos o tres parámetros simultáneamente; por ejemplo, un conjunto de mediciones de caudal y otro de mediciones de temperatura. El sistema objeto está fabricado íntegramente en aleación de aluminio. Desde un punto de vista estético y sin perder de vista el concepto de ingeniería, se revisa y estructura el sistema de objetos del laboratorio profesional de equipos de procesos, con el fin de transformarlo en un laboratorio de demostración que refleje el espíritu de la época actual.
6. El dispositivo permite realizar proyectos básicos de capacitación en control de procesos, implementando funciones de control y ajuste PID para cinco parámetros clave: caudal, temperatura, presión, nivel de líquido y composición; asimismo, permite cumplir con una amplia variedad de objetivos de enseñanza y formación.
2 Parámetros de rendimiento
1. Alimentación eléctrica: trifásica de cinco hilos, 380 V ± 5 %, 50 Hz;
2. Señal de control: tensión de 0 a 10 V / 4 a 20 mA;
4. Entorno de trabajo: -10 °C a 40 °C; humedad relativa: 20 % a 90 % (sin condensación);
5. Condiciones de funcionamiento: temperatura ambiente de -10 °C a +40 °C; humedad relativa < 85 % (a 25 °C).

3 Composición del producto
(1) Sección de control
1. Relé intermedio
2. Sección de alimentación de instrumentos
3. PLC
4. Sección de disyuntores
5. Contactor de CA
6. Sensor de temperatura
7. Interruptor
8. Pantalla táctil
9. Fuente de alimentación de 24 V
10. Inversor
11. Fuente de alimentación ajustable
12. Bloque de terminales de cableado
13. Botones e indicadores
(2)
1. Tanque de agua de acrílico
2. Caja de alimentación eléctrica
3. Diagrama del principio de funcionamiento
4. Tanque de agua de calentamiento
5. Tubería en espiral
6. Tanque de almacenamiento de agua
4 Contenido de los experimentos
1. Experimento de comprensión de la estructura del sistema de control de procesos
(1) Comprensión de la estructura de hardware del equipo de control y pruebas de procesos, y experimento de composición y conexión del esquema de control
(2) Experimentos de operación y configuración de parámetros de instrumentos inteligentes, tales como transmisores inteligentes
(3) Calibración de sensores (desplazamiento del punto cero y ajuste del rango)
2. Experimento de prueba de las características del objeto controlado
(1) Experimento de prueba de características del tanque de agua de capacidad simple
(2) Experimento de prueba de características del tanque de agua de doble capacidad
3. Experimento del sistema de control de lazo simple
(1) Práctica del sistema de control de lazo simple
(2) Experimento de control de nivel constante en el tanque de agua superior (o tanque medio, o tanque inferior)
(3) Experimento de control de nivel constante en el tanque de agua de doble capacidad
(4) Experimento de control constante de la temperatura estática del agua en el tanque de la caldera
(5) Experimento de control constante de la temperatura dinámica del agua en el tanque de la caldera
(6) Experimento de control constante de la temperatura del agua en la camisa de la caldera
(7) Experimento de control constante del caudal en la rama de la válvula eléctrica
4. Experimento del sistema de control en cascada
(1) Práctica de conexión del sistema de control en cascada
(2) Experimento de control en cascada del nivel del tanque de agua
(3) Experimento de control en cascada del nivel de líquido en el tanque inferior y del caudal de la válvula de control eléctrica
5. Experimento del sistema de control proporcional
(1) Experimento de control de relación de caudal en lazo cerrado simple
(2) Experimento de control de relación de caudal en lazo cerrado doble
6. Experimento de control mediante software de configuración industrial
(1) Temperatura del agua Experimento de control de retardo puro
(2) Experimento de control de retardo puro del caudal
7. Experimento de control de presión