Jerarquía de las funciones de Control

Una forma común de representar la jerarquía de las funciones de control es mediante capas dentro de una pirámide. La representación genérica mostrada en la figura 1.1 contiene 5 capas, incluyendo una capa para la interfaz del proceso. Muchas compañías tienen diseñadas una representación jerárquica que es específica para sus negocios. Estas representación a menudos son más detalladas, y consecuentemente, ellas contienen más capas.

Esta representación piramidal es apropiada para las funciones de control. Las funciones de una capa dada dependen de las funciones en la capa inferior. El deseo es diseñar e implementar sistemas para todas las capas de la jerarquía. Las capas más fáciles de implementar son la superior e inferior. Las capas medias, específicamente la de control de producción y control de supervisión son usualmente las más difíciles de definir e implementar como sistemas operacionales. Estas capas son también las que más probabilidades tienen de cambiar en el tiempo.

Elementos finales de control y dispositivos de medida:

Los dispositivos de medición proporcionan información sobre el estado actual de las condiciones dentro del proceso. Se pueden obtener mediciones básicas tales como flujos, temperaturas, presiones y niveles. Mediciones de mayor complejidad se realizan sobre muestras, y a menudo es resultado de un proceso analítico e ella y estas están disponibles en intervalos de tiempo.

Control Regulatorio.

El objetivo de este control es mantener las condiciones especificadas para el proceso, ya sea por decisión del operador o de las capas más altas de la jerarquía.

En ejemplo de la función de control regulatorio es mantener la temperatura dentro de un recipiente a un valor determinado. El control regulatorio ajusta la señal al elemento final de control, tal como una válvula de control del calefactor o medio enfriador, que afecta la temperatura del recipiente de una manera significante. El problema enfrentado por el control regulatorio es determinar el valor de la señal para el elemento final de control que producirá un cambio en la temperatura y asi asignar su “set point”.

Note que la capa de control regulatorio de ninguna forma está enfocada acerca si el valor escogido (set point) es apropiado. Su actitud es simple: “si esto es lo que quieres, esto tendrá que hacerse”. Cualquier función de optimización debe ser realizada por las otras capas de la jerarquía.

Control de Supervisión:

Sujeto a objetivos para la variación del proceso, el control de supervisión es responsable de ajustar las condiciones de operación en la cual el proceso opera más eficientemente. En muchos casos, este acierto se realiza permitiendo al control de supervisión ajustar los parámetros del sistema de control regulatorio. Esto es, el sistema de supervisión de control es responsable de asegurar que las condiciones suministradas al sistema de regulación de control sean optimas sujetas a algún objetivo operacional (tales como maximizar económicamente el retorno).

Antes de la introducción de los sistemas digitales, los operadores de proceso fueron los responsables de suministrar los parámetros a los lazos de control al nivel de regulación. Esta responsabilidad fue considerada para estar en una función de supervisión. Así, cuando la función fue movida dentro del sistema de control, el termino lógico fue “control de supervisión”. Una vez que comenzaron a salir computadores enfocados en el control esto fue designado a computador de supervisión. Sus salidas fueron en la forma de ajustes de set points a los controladores que mejoraron la capa de control.

Control de producción:

Las funciones difieren considerablemente entre facilidades de control batch y control continuo.

Una refinería es un buen ejemplo de control continuo. Cada refinería está compuesta de unidades operativas complejas, con alimentación de uno siendo el producto para otra unidad. El mayor suministro es el aceite crudo. Este producto es una variedad de combustibles, incluyendo la gasolina y aceite para calefacción, cuya demanda varía de acuerdo a la temporada. El control de Producción establece la velocidad de producción para las unidades dentro de la refinería que necesita la demanda del producto, precios actualizados, entre otros.

El procesamiento de comida a menudo involucra una secuencia de pasos de proceso. Para cada paso, hay disponibles múltiples unidades de procesamiento. Por ejemplo, para el café tostado se requiere el tostado, equilibrio de humedad, molienda y empaquetamiento. Una planta de tostado podría consistir de 5 tostadores, ocho conjuntos de tanques de equilibrio, tres moliendas, y cinco unidades de empaquetamiento. Para producir 50.000 kg de café tostado oscuro, el número de rutas posibles a través de la planta es asombroso. Un mejor elemento del control de producción es el enrutamiento, el cual involucra la selección del equipamiento específico para ser usado para cada orden de café.

Tecnologías de la Información (TI).

Llamada anteriormente sistemas de gestión de la información (MIS: Management Information System), las funciones en este nivel son principalmente de negocios.

Volviendo al ejemplo de la industria de la comida, considere la adquisición de material en bruto para una instalación de procesamiento de tomate. La demada para los productos derivados del tomate (ketshup, salsa picante, tomates enlatados, pomarola, etc) debe ser proyectada y luego traducida en camiones de tomate. Entonces se ejecutan contratos con los criadores para que la cantidad de tomate sea enviada a la planta de procesamiento a un ritmo consecuente a la capacidad de la planta.

Fuente: Practical Process Control – Tunning and Troubleshooting.