trabajo fin de grado - uab barcelona · en un lazo de control de rango dividido, la salida del...

Trabajo Fin de Grado

PLANTA DE PRODUCCIÓN DE

CLORURO DE VINILO

V I M E P A M

Alba Ramírez

Eric López

Martin Moreno

Miguel Molina

Pol Serrano

Tutor: Marc Peris

PLANTA DE PRODUCCIÓN DE CLORURO DE VINILO

CAPITULO 3 - Control e instrumentación

Page 1 of 106

1

Trabajo Fin de Grado

CAPÍTULO 3

CONTROL E INSTRUMENTACIÓN

V I M E P A M

Alba Ramírez

Eric López

Martin Moreno

Miguel Molina

Pol Serrano

Tutor: Marc Peris



Page 2 of 106



Page 3 of 106

1 ÍNDICE

3 Instrumentación y control ...................................................................................................... 5

Introducción .................................................................................................................. 5

Conceptos básicos del control de procesos ................................................................... 6

3.2.1 Definiciones .......................................................................................................... 6

3.2.2 Tipos de lazos de control ....................................................................................... 7

Instrumentos de un sistema de control ........................................................................ 10

3.3.1 Elementos primarios ............................................................................................ 11

3.3.2 Elementos finales ................................................................................................ 20

3.3.3 Hojas de especificaciones instrumentación ......................................................... 22

Diseño del sistema de control ...................................................................................... 27

Implementación del sistema de control ....................................................................... 28

3.5.1 Arquitectura del sistema de control ..................................................................... 28

3.5.2 Dimensionamiento del sistema de control ........................................................... 30

Nomenclatura .............................................................................................................. 39

3.6.1 Nomenclatura de los lazos ................................................................................... 39

3.6.2 Nomenclatura de la instrumentación ................................................................... 40

3.6.3 Listado de lazos de control e instrumentación .................................................... 42

Descripción y diagramas de los lazos de control ........................................................ 62

3.7.1 Tanques de almacenamiento de VCM ................................................................. 62

3.7.2 Reactor tubular de lecho fijo ............................................................................... 69

3.7.3 Control de caudal en el proceso .......................................................................... 72

3.7.4 Intercambiador de calor ....................................................................................... 77

3.7.5 Columnas de destilación ...................................................................................... 83

3.7.6 Columna flash ..................................................................................................... 91

3.7.7 Columna de absorción ......................................................................................... 95

3.7.8 Tanques de destilado ........................................................................................... 99



Page 4 of 106

3.7.9 Reboilers............................................................................................................ 101

3.7.10 Columna de absorción de HCl........................................................................... 103

Bibliografía ............................................................................................................... 105



Page 5 of 106

3 Instrumentación y control

Introducción

El objetivo general de una planta química es transformar unas materias primas en unos productos

deseados de forma segura, económica y respetuosa para el medio ambiente. Para lograrlo, los

equipos que integran la planta: reactores, columnas de destilación y absorción, intercambiadores

de calor, tanques de almacenamiento, etc. deben operar correctamente desde que la planta arranca

hasta, que, por periodos de parada y mantenimiento, cesa la actividad de producción. Este es el

objetivo del control de la plata.

En principio, todos los procesos industriales fueron controlados manualmente por el operador, la

labor de este operador consistía en observar lo que está sucediendo y hacer algunos ajustes basado

en instrucciones de manejo y en la propia habilidad y conocimiento del proceso por parte del

operador. En el control manual, sin embargo, sólo las reacciones de un operador experimentado

marcan las diferencias entre un control relativamente bueno y otro errático; más aún, esta persona

estará siempre limitada por el número de variables que pueda manejar.

El control automático a diferencia del manual, se basa en dispositivos y equipos que conforman

un conjunto capaz de tomar decisiones sobre los cambios o ajustes necesarios en un proceso para

conseguir los mismos objetivos que en el control manual, pero con muchas ventajas adicionales.

Adicionalmente a esto, existen una serie de elementos que pueden integrarse a este conjunto para

lograr cumplir con varias funciones, algo que como se ha comentado, sería imposible de ser

logrado por un operador con la precisión y eficiencia deseados.

La eliminación de errores y un aumento en la seguridad de los procesos es otra contribución del

uso y aplicación del control automático. En la actualidad, gracias al desarrollo y aplicación de las

técnicas modernas de control, un gran número de tareas y cálculos asociados a la manipulación

de las variables ha sido delegado a computadoras, controladores y accionamientos especializados

para el logro de los requerimientos del sistema. El principio de todo sistema de control automático

es la aplicación del concepto de realimentación o feedback (medición tomada desde el proceso

que entrega información del estado actual de la variable que se desea controlar) cuya característica

especial es la de mantener al controlador central informado del estado de las variables para generar

acciones correctivas cuando así sea necesario. Desde luego, no todos los sistemas de control

automático tienen exactamente este modelo (llamado de realimentación); existen variaciones

como, por ejemplo, él control feedforward, el de cascada, el de rango partido, combinaciones

sobre éstos, etc.



Page 6 of 106

En este capítulo se describen las diferentes partes de la estructura de un sistema de control, desde

los conceptos básicos para entender el lenguaje de control hasta la caracterización de los

elementos primarios y finales de control, incluso la arquitectura de control utilizada para

implementar del sistema de control.

Conceptos básicos del control de procesos

Para comprender el funcionamiento de los sistemas de control es necesario conocer una serie de

conceptos básicos. Un lazo de control se dice que está abierto cuando el controlador no está

conectado al proceso, por lo que el proceso no se verá afectado por la actuación correctora.

Cuando el sistema de control está cerrado, el controlador provoca un cambio en la variable

manipulada calculado en función de la información recibida del proceso y los requerimientos del

sistema de control.

3.2.1 Definiciones

El sistema de control parte de unas entradas, ya sean variables de control o perturbaciones, y

produce una salida calculada como respuesta.

Figura 3.2-1. Esquema Básico de un sistema de control

Existen dos tipos de variables de control de procesos:

Variable de Entrada: Son los efectos de los alrededores sobre el proceso, principalmente los que

tienen efecto sobre él. Existen dos tipos de variables de entrada dependiendo si son controlables

o no

- Variable manipulada: Es la variable que permite ser controlada por un operador o

de un sistema de control. Es la utilizada para corregir el efecto de las perturbaciones

sobre el proceso.

- Perturbación: Las variables de perturbación son variables externas al sistema que afectan

al proceso i no se pueden controlar, su valor es impuesto por el exterior. La mayoría de

las perturbaciones se pueden medir para facilitar el control.

https://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwj3nIWiyI_aAhUBNxQKHdoJDrMQjRx6BAgAEAU&url=https://gabriellacayo.wordpress.com/2013/06/21/sistemas-de-control/&psig=AOvVaw1TjIzOc3WmgsdOH6Km6-GG&ust=1522345283068459



Page 7 of 106

Variable de salida: Son variables de salida aquellas que tienen un efecto sobre los alrededores.

Es la variable que se suele controlar para que se mantenga en un valor deseado, conocido como

setpoint. La diferencia entre el valor de la variable de proceso i del setpoint es el error u offset.

3.2.2 Tipos de lazos de control

Existen diversas técnicas que se pueden utilizar para el control de procesos. A continuación, se

explican brevemente las técnicas más comunes en la industria para el control de procesos.

- Feedback (retroalimentación)

Se denomina sistema de control retroalimentado a aquel que tiende a mantener una relación

preestablecida entre la salida y alguna entrada de referencia, comparándolas y utilizando la

diferencia como medio de control. Por ejemplo, el control de temperatura de un intercambiador

de calor. Midiendo la temperatura de salida del proceso y comparándola con la temperatura de

referencia (temperatura deseada), la válvula de entrada de refrigerante regula el flujo de éste

aumentando o disminuyendo para mantener la temperatura de la corriente de salida en el valor

deseado.

Para entender cómo funciona esta técnica de control, a continuación, se presenta un diagrama de

bloques donde están dispuestos los elementos de control, así como la comunicación entre los

mismos.

Figura 3.2-1 Diagrama de bloques de un lazo de control feedback.



Page 8 of 106

- Feedforward Control anticipativo

Este tipo de control consiste en la anticipación del cambio que pueda originar la perturbación

sobre la variable a controlar. Es decir, se basa en la medición de la perturbación antes de entrar

en el sistema para poder regular cualquier cambio que se pueda producir.

Ilustración 3.2-2 Diagrama de bloques de un lazo de control feedforward.

Como se puede observar en el diagrama, la lectura y evaluación de la perturbación es antes de

entrar en el sistema a controlar.

- Control en cascada

Se define como la configuración donde la salida de un controlador de retroalimentación es el

punto de ajuste para otro controlador de retroalimentación, por lo menos. El control de cascada

involucra sistemas de control de retroalimentación o circuitos que estén ordenados uno dentro del

otro.

El control en cascada tiene dos lazos un lazo primario con un controlador primario también

llamado "maestro" y un lazo secundario con un controlador secundario también denominado

"esclavo", siendo la salida del primario el punto de consigna del secundario. La salida del

controlador secundario es la que actúa sobre el proceso.

Figura 3.2-3 Diagrama de bloques de un lazo de control en cascada



Page 9 of 106

- Split-Range

En un lazo de control de rango dividido, la salida del controlador se divide y se envía a

dos o más válvulas de control. El divisor define cómo se secuencia cada válvula a

medida que la salida del controlador cambia de 0 a 100%. En la mayoría de las

aplicaciones de rango dividido, el controlador ajusta la apertura de una de las válvulas

cuando su salida está en el rango de 0 a 50% y la otra válvula cuando su salida está en

el rango de 50% a 100%. El diagrama de bloques es el siguiente:

- Todo/Nada

Control de todo o nada u On/Off: Este tipo de control consiste en un control parecido al Control

Feedback, pero actúa únicamente cuando la variable controlada llega a un valor determinado y

tiene únicamente dos posiciones. Un caso muy común son las válvulas de todo o nada que se

abren y se cierran dependiendo del tipo de señal que reciba el controlador.

Figura 3.2-4 Diagrama de bloques de un lazo de control de rango dividido



Page 10 of 106

Instrumentos de un sistema de control

Todos los sistemas de control de procesos se componen de cuatro tipos de elementos básicos cada

uno con una función necesaria para que el sistema funcione correctamente. Se describen a

continuación:

Figura 3.3-1. Elementos de un sistema de control

Elementos primarios o sensores: Son los instrumentos que se encargan de medir las variables i

las perturbaciones que interfieren en otras que no se pueden medir, aportando una referencia para

actuar sobre el proceso. Un ejemplo sería una sonda de temperatura o un caudalímetro.

Transmisor o transductor: El transductor es el elemento que convierte la magnitud del efecto

físico medido en una señal eléctrica, neumática o digital que pueda ser procesada por el

controlador.

Controlador: Es aquel instrumento que compara el valor medido con el valor deseado calculando

el error para actuar a fin de corregirlo, enviando una señal al elemento final de control.

Existen diferentes tipos de controladores:

- Controlador ON/OFF: es el controlador más simple que existe. La respuesta del controlador es

independiente a la diferencia entre la variable mesurada y el set point establecido. Su actuación

es simple: cuando se detecta una diferencia entre la variable mesurada y el set point, se acciona

el elemento final con la máxima capacidad. Cuando desaparece la diferencia, el elemento final

deja de actuar completamente. Este sistema presenta grandes oscilaciones en la variable

controlada, dificultando su estabilización.

- Controlador PID: este tipo de controladores genera una respuesta en base a la diferencia entre la

variable mesurada y el set point establecido.

https://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjb97Dlxo_aAhVCxxQKHefBD-0QjRx6BAgAEAU&url=https://sites.google.com/site/08091026mb/home/elementos-y-senales-en-los-sistemas-de-control&psig=AOvVaw3ef2b1Fkgul7nTPthMx8WQ&ust=1522343689537785



Page 11 of 106

Existen tres tipos de acciones: acción proporcional (P), acción integral (I) y acción derivativa (D).

· Acción proporcional (P): la respuesta del sistema es proporcional al error que se comete con el

set point. Es un ajuste con una respuesta muy rápida, pero presenta un offset, es decir, una

diferencia entre el valor de la variable controlada estabilizada y el valor del set point.

· Acción integral (I): la respuesta del sistema tiene en cuenta el error acumulado a lo largo del

tiempo, eliminando así el problema del offset que presenta la acción proporcional. Como

consecuencia, aparecen oscilaciones significativas en la variable controlada y la respuesta del

controlador se ralentiza.

· Acción derivativa (D): la respuesta del sistema es anticipativo. Se basa en la variación del error

en un diferencial de tiempo. Esto permite la disminución de las oscilaciones que presenta la acción

integral o proporcional y presentar un comportamiento más robusto. Como consecuencia,

ralentiza la respuesta del controlador. Dependiendo de la acción del controlador, se pueden

identificar los controladores P, PI, PD o PID.

Cada acción del controlador tiene parámetros que se deben de ajustar. Existen diferentes

metodologías para realizar la sintonización del controlador (ajuste de parámetros), como el

método Ziegler-Nichols o Cohen-Coon.

Elemento final de control: Es el mecanismo que altera el valor de la variable manipulada en

respuesta a una señal recibida del controlador. El elemento final de control puede ser una válvula

de control, variadores de frecuencia o motores eléctricos entre otros.

3.3.1 Elementos primarios

Se describen a continuación, todos los tipos de sensores que operan en la planta de la empresa

Vimepam, así como el método para la selección ideal, aplicado a cada uno de ellos.

Sensores de temperatura

Se dispone de una gran variedad de sensores de temperatura para realizar las mediciones que una

planta necesite. Esta gran variedad de sensores responde a la variedad de condiciones en las que

puede trabajar una planta industrial. A continuación, se exponen los tipos de sensores de

temperatura presentes en el mercado:



Page 12 of 106

- TERMOCUPLAS

Una termocupla es un transductor de temperatura, constituido por dos conductores que entre si

generan una fuerza electromagnética cuyo valor es proporcional a la diferencia de temperatura

entre las uniones. Se ubica un conductor en el lugar a medir temperatura, i el otro en otra zona

tomada como referencia.

Las termocuplas se fabrican con metales puros o sus aleaciones, y se usas para medir temperaturas

que van desde los aproximadamente -80 grados hasta los 1800 grados centígrados. Hay siete tipos

de termocuplas con características diferentes, dependiendo de los materiales que los componen.

- RTD o TERMORRESISTENCIAS

Una termorresistencia es un detector de temperatura restrictivo. Es decir, un sensor de temperatura

que detecta la variación de la resistencia de un determinado conductor en función de la

temperatura ambiente Las termorresistencias miden estas variaciones y las cuantifican.

Figura 3.3-2. Sensor de temperatura RTD. “Omnigrad M TR13”.

Los materiales usados para la fabricación de termorresistencias son fundamentalmente, el platino,

en níquel el cobre y el tungsteno. En el caso de la termorresistencia de platino, es el instrumento

de medición de temperatura más utilizado en su rango de operación, entre los -260 y los 630

grados centígrados.

- TERMISTOR

El termistor es esencialmente un semiconductor que experimenta una variación de resistencia

eléctrica causada por un cambio en la temperatura. Estos sensores presentan una gran sensibilidad,

pero la respuesta no es lineal frente a la temperatura por lo que opera en un rango reducido.

Resulta muy adecuado para mediciones precisas de temperatura utilizándose en el rango de -150

a 450 ºC.



Page 13 of 106

- PIROMÉTRO

Este tipo de sensor tiene la peculiaridad que puede medir la temperatura de una sustancia o

corriente sin la necesidad de estar en contacto con ella. Su funcionamiento se basa en la radiación

térmica que desprende una sustancia caliente. Esta radiación es captada y evaluada por el sensor.

Su rango de actuación se encuentra entre -50 y 4000ºC.

SELECCIÓN DEL SENSOR DE TEMPERATURA

Es necesario elegir correctamente que tipo de sensor de temperatura para cada situación en

particular. A fin de seleccionar el mejor, se deben de tener en cuenta varios factores:

· Temperatura máxima

· Rango de temperaturas a medir

· Exactitud

· Velocidad de respuesta

· Coste

· Requerimientos de mantenimiento

Estos factores serán analizados a continuación en relación a los instrumentos de uso más frecuente

en la industria y los requerimientos de la planta.

Tabla 3.3-1 Tabla comparativa de diferentes sensores de temperatura

TERMOCUPLAS TERMORRESISTENCIA TERMISTOR PIRÓMETRO

Temp. Máxima (ºC)

1800 630 400 4000

Rango de temperatura (ºC)

-80/1800 -260/630 -150/400 -50/4000

Exactitud típica ±2.2 ºC ±0.1 ºC ±0.2 ºC ±0.5 ºC

Coste Bajo Bajo Medio Alto

Ventajas

-Gran rango de

temperatura

- Adaptable a

diferentes

condiciones

-Respuesta rápida

- Gran precisión i estabilidad

-Máxima

sensibilidad

-Pequeño tamaño

-No requiere

contacto con el

fluido

Inconvenientes

-Poco útil en

mediciones de

precisión

-Baja señal de salida

-Frágil

-Posibles errores de auto

calentamiento

-Rango muy

reducido

-Sujeto a errores de

sobrecalentamiento

-Precio muy

elevado



Page 14 of 106

En la planta de producción de cloruro de vinilo las temperaturas oscilan entre los -20 y los 120 ºC

aproximadamente. Por lo que no se tienen temperaturas muy extremas. Debido a esto y a la rápida

respuesta a un bajo precio se opta por utilizar termorresistencias como sensores de temperatura

en Vimepam.

Sensor de presión

Existen varias razones para medir la presión de un equipo o una tubería. En muchos casos la

presión es una variable que se debe controlar para mayor seguridad o por requerimientos del

proceso. Es imprescindible, por tanto, escoger un sistema de medida de la presión para garantizar

el óptimo funcionamiento de la planta. A continuación, se exponen los principales tipos de

sensores de presión.

- Instrumento de columna de líquido

Una de las formas más simples de medir presión es la de utilizar líquido en un tubo en U en que

la presión que se desea medir se conecta a uno de los extremos y la presión de referencia se

conecta al otro extremo. Si la presión de referencia conectada es el vacío, la presión que se mide

es la presión absoluta. Si es la atmosférica se está midiendo la presión relativa y si se conecta

cualquier otra presión se está midiendo presión diferencial.

- Instrumentos de Bourdon

El principio de funcionamiento consiste en un tubo de sección con forma de elipse. Al ser

sometido a presiones crecientes las fuerzas resultantes sobre las distintas áreas del bourdon

tienden a darle forma circular, produciendo un movimiento del extremo del bourdon que es

función de la presión.

Figura 3.3-1 Sensor de presión de Bourdon



Page 15 of 106

- Instrumentos a diafragma

El diafragma es una fina lámina de metal generalmente circular soportada por sus bordes y que

se deforma por la aplicación de presión. Puede ser una chapa lisa pero lo más común es que sea

corrugada. La deformación que sufre la lámina es función de la presión ejercida, esta deformación

genera un movimiento en la aguja que marca la presión en una escala de valores.

- Instrumentos a fuelle

Existen elementos huecos con forma de fuelle, cerrados en un extremo, que se utilizan para las

mediciones de presión. Del fuelle se aprovecha la capacidad de generar importantes movimientos

o fuerzas al ser sometido a una presión de proceso. Se utiliza como material para construcción de

fuelles el cobre, el acero inoxidable y si es necesario materiales especiales.

- Instrumentos a pistón

El uso más frecuente de este elemento primario es como presostato. Estos instrumentos poseen

un pistón que se desplaza por un cilindro donde el cabezal separa herméticamente dos cámaras.

En una se aplica la presión de proceso y en la otra vacío, presión atmosférica u otra presión de

proceso, de acuerdo con la función que se le quiera dar.

- Célula de presión

Su uso se basa en la conductancia de un condensador. A medida que se aplica presión la célula,

normalmente cerámica, se deforma y provoca un cambio en la capacitancia. Existen dos tipos: la

célula de presión absoluta y la célula de presión relativa. El primer tipo es un sistema cerrado y

toma como presión de referencia, el vacío. En el segundo, en cambio, las medidas toman como

referencia la presión atmosférica.

SELECCIÓN DEL SENSOR DE PRESIÓN

Podemos diferenciar dos puntos específicos donde se instalarán sensores de presión: en los

tanques de almacenaje de substancias y en las tuberías de circulación. Para la medición de presión

en las tuberías y tanques de almacenaje presurizados se utilizan células de presión absoluta

cerámicas, debido a su gran resistencia a corrosivos, a la abrasión y a los picos de presión. A

demás es necesario instalar en las columnas de destilación un sensor de diferencial de presión.

En el caso que el fluido sea corrosivo se tienen que emplear materiales resistentes y aislarlo

mediante válvulas, sellos separadores, para facilitar su desmontaje.



Page 16 of 106

Sensor de nivel

Los sensores de nivel de líquidos pueden operar en base a lecturas directas como una sonda o

instrumentos con flotador, o en base a medidas indirectas, como es el caso de los sensores de

membrana y de presión. El grado de complejidad del instrumento dependerá de las propiedades

del fluido.

- MEDIDORES DE NIVEL DIRECTOS

Son aquellos que se basan en la medición directa de la altura del líquido:

Varilla de medición: Consiste en una varilla que se introduce en el tanque a medir, al retirarla,

el nivel alcanzado quedara marcado en la varilla.

Columna de cristal: Consiste en una técnica muy sencilla. El indicador

consiste en un tubo de vidrio escalado, montado entre dos válvulas, gracias

a las cuales se puede desmontar el medidor sin parar el proceso.

Flotador: Un flotador en el interior de un tanque marca permanentemente

el nivel del líquido. El nivel se transmite de diversas formas.

Mecánicamente o, la manera más común, magnéticamente. El flotador

lleva incorporado un imán que transmite la señal, o bien a una pieza

metálica situada en el exterior para una lectura analógica, o bien a un

circuito eléctrico que se abre o se cierra en función de la presencia del

flotador.

- MEDIDORES DE NIVEL HIDROSTÁTICOS

Se basan en la presión que ejerce la columna de líquido. Esta presión dependerá del nivel del

producto, su densidad y de la presión atmosférica.

Medidor de nivel por presión: La manera más sencilla de medir el nivel es colocar un sensor de

presión relativa en la parte baja del depósito. La presión del líquido será recogida por el sensor y,

ajustándolo con la densidad, se conocerá el nivel.

Figura 3.3-3 Medidor de nivel por medio de la presión

Figura 3.3-2 Boceto de una columna cristal



Page 17 of 106

Medidor de nivel por burbujeo: Este sistema se basa en colocar una varilla hueca que llegue

hasta el fondo del depósito y desplazar el líquido que hay en su interior con aire. Sobre el punto

más bajo de la varilla se ejercerá una presión equivalente a la altura del líquido, que se transmitirá

hasta un punto alejado y accesible donde se coloca un sensor de presión.

Son medidores muy robustos, sin partes móviles. Su acción se ve limitada cuanto mayor es la

viscosidad del líquido.

Medidores de nivel por presión diferencial: El principal inconveniente de medir el nivel a partir

de la presión, es que la altura del líquido depende de la densidad del mismo, que puede ser

desconocida o variable. Midiendo la presión en dos puntos a una distancia conocida, se puede

calcular la densidad y, calcular con precisión la altura del líquido.

Figura 3.3-4 Medidores de nivel por presión diferencial

- MEDIDORES DE NIVEL SEGÚN PROPIEDADES FÍSICAS

Medidores de nivel capacitivos: Funcionan midiendo las variaciones de la capacitancia de una

sonda introducida en el líquido. La constante dieléctrica del líquido es diferente a la del aire, por

lo que, midiendo la cantidad de carga eléctrica en la sonda se establece la altura.

Medidores de nivel conductivos: Funcionan con líquidos conductores de electricidad y detectan

el cierre de un circuito eléctrico. Se colocan dos electrodos a la altura que se desea controlar, es

decir, miden si hay o no líquido en una altura determinada. Cuando el líquido baña ambos

electrodos, se cierra el circuito detectándose, de esta manera, que el líquido a alcanzado ese nivel.

Medidores de nivel por ultrasonidos: Los sensores de nivel de ultrasonidos emiten una onda

que rebota en la superficie del líquido hasta llegar al sensor. El tiempo que tarda la onda en ir y

venir determinará la distancia entre la superficie del líquido y el sensor, con lo que se calculará el

nivel. La principal ventaja de este tipo de medidor es que no hay partes inmersas en el líquido.



Page 18 of 106

SELECCIÓN DEL SENSOR DE NIVEL

En la mayoría de casos, el sensor de nivel estará en contacto con el fluido del interior del depósito,

por lo que, para la correcta elección de sensores de nivel es necesario conocer las propiedades del

fluido de operación, así como las limitaciones de cada medidor.

Los sistemas basados en medidas de la presión son los que se unan en la planta de producción de

cloruro de vinilo de la empresa Vimepam por su rango de aplicación y para su coste más asequible,

juntamente con los sistemas basados en el principio de vibración. En la implementación de la

planta, se usan medidores de nivel por presión hidrostática para la medida de nivel continua y

horquillas vibrantes como indicadores de nivel máximo y mínimo.

Sensor de Caudal

El flujo es lo que nos dice cuán rápido se está moviendo un fluido. La diversidad de propiedades

de los distintos materiales hace necesaria una selección del tipo de sensor transductor que se debe

utilizar. En general, estos se dividen en dos grupos, El primero introduce una obstrucción al flujo

y utiliza la energía de fluidos para medirlo a partir de la presión diferencial. El segundo,

denominados no intrusivos incluyen técnicas electromagnéticas y de ultrasonido.

- MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL

La presión diferencial producida por el sensor de caudal es medida generalmente por un

transmisor electrónico de presión diferencial el cual genera una señal eléctrica estándar de 4 –

20mA. Existen tres tipos de medidores que operan bajo este principio:

Placa de orificio: Es el más simple de los medidores por presión diferencial. Se coloca una placa

con un orificio en la línea de fluido, la caída de presión originada por el instrumento es medida

con un transductor de presión diferencial.

La placa orificio tiene grandes ventajas. Es simple de diseñar, construir, instalar y mantener,

puede ser usado en la mayoría de fluidos sin partículas en suspensión.

Figura 3.3-5 Esquema de funcionamiento de una placa de orificio



Page 19 of 106

Tubo Venturí: En lugar de una abrupta obstrucción en la línea de fluido, el diámetro del tubo es

suavemente disminuido. La relación entre el flujo y la presión diferencial es la misma de la placa

de orificio. Como no hay una caída repentina hay menor tendencia a la obstrucción de la línea.

Sin embargo, la presión en el lado de salida es muy cercana a la presión del lado de entrada, por

lo tanto, el error en la medición es mayor en el venturí en comparación a la placa orificio. El

venturí es más costoso y requiere mayor espacio en la línea.

Caudalímetro Vortex: Uno de los medidores mas usados en la industria es el caudalímetro

vortex. La medida se basa en las turbulencias que se forman cuando el flujo se encuentra con un

obstáculo. Mediante sensores piezoeléctricos, mide la cantidad de vórtices provocados y

transforma este valor en caudal.

Caudalímetro de Coriolis: Este caudalímetro se puede utilizar para medir caudales de corrientes

gaseosos. Estos medidores actúan basados en el principio de las fuerzas inerciales que se generan

cuando una partícula en un cuerpo rotatorio se mueve con respecto al cuerpo acercándose o

alejándose del centro de rotación, es el denominado efecto Coriolis. Este medidor, mediante unos

sensores, detecta la fuerza de Coriolis producida por el fluido y calcula el caudal. El

funcionamiento de estos sensores no requiere de partes móviles evitando así, la calibración

constante del aparato.

Figura 3.3-6 Esquema de funcionamiento de un tubo venturí



Page 20 of 106

Caudalímetro ultrasónico: La base de la medición de los caudalímetros ultrasónicos es el tiempo

de tránsito diferencial, es decir, el tiempo que le toma dos señales atravesar una distancia en

sentido contrario y en el mismo sentido al fluido de circulación. Estos sensores están constituidos

por dos sensores uno en frente del otro. Estos sensores pueden transmitir y recibir

alternativamente señales ultrasónicas y medir el tiempo de tránsito de la señal. Cuando el fluido

del tubo empieza a moverse, las señales ultrasónicas aceleran en la dirección del fluido, retrasando

así en la dirección opuesta. El tiempo de tránsito diferencial es directamente proporcional al

caudal.

SELECCIÓN DEL SENSOR DE CAUDAL

En la planta de producción de VCM se encuentran corrientes en fase gas, fase líquida y vapor de

agua. El candidato perfecto para medir los caudales de todos los corrientes es el caudalímetro

Coriolis, por su versatilidad de instalación, elevada precisión, amplio rango de temperatura de

operación y compatibilidad con todos los fluidos presentes en el proceso.

3.3.2 Elementos finales

Un elemento final de control es un mecanismo que altera el valor de la variable manipulada en

respuesta a una señal de salida desde el dispositivo de control automático, el controlador y

manipula un flujo de material o energía para le proceso.

Un elemento final consta de dos partes:

- Actuador: convierte la señal del controlador en un comando para el dispositivo

manipulador

Mecanismo, que sirve para ajustar la variable manipulada.

El elemento final de control puede ser una válvula de control, un variador de frecuencia, un relé

etc. De todos modos, el elemento final mayormente utilizado en el control de procesos es la

válvula de control.

Válvulas de control

En los procesos industriales la válvula de control juega un papel muy importante en el bucle de

regulación. Realiza la función de variar el caudal del fluido de control que modifica a su vez, el

valor de la variable manipulada convirtiéndose en un orificio de área variante constantemente.

Figura 3.3-7 fotografía de un caudalímetro Coriolis



Page 21 of 106

La válvula de control se compone básicamente de las siguientes partes:

- Servomotor; Es el dispositivo que se encarga del movimiento del vástago y con ello del

obturador. Puede ser neumático, hidráulico o eléctrico. En el caso que el fluido de

control sea aire comprimido, la presión oscila entre 3 y 15 psi, correspondiendo estos

valores a las posiciones extremas de la válvula.

- Vástago: Su función es la de unir el servomotor al obturador.

- Cuerpo: Debe ser capaz de resistir la temperatura y la presiona del fluido sin perdidas,

tener un tamaño adecuado al caudal a controlar y ser resistente a la corrosión y a las

propiedades fisicoquímicas del producto que regula.

- Obturador: Es quien realiza la función de control de paso de fluido.

- Asiento: El asiento, junto el obturador, controla el caudal gracias al orificio de paso

variable que forma su posición relativa.



Page 22 of 106

3.3.3 Hojas de especificaciones instrumentación

Sabadell

05/05/2018

Dirección técnica

Dpto. Calidad

ID

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

MATERIAL EN CONTACTO

CONEXIÓN AL PROCESO

TERMORESISTENCIA

AISI 316L

BRIDA

DATOS DE OPERACIÓN

TEMPERATURA

+-0,4 ºC

3 S

RANGO DE TEMPERATURA -200 / 600

ESQUEMA DEL INSTRUMENTO

IMAGEN BOCETO EJEMPLO DE INSTALACIÓN

TH14

SI

Endress+Hauser

MODELO

INDICADOR EN CAMPO

SUMINISTRADOR

DATOS DEL INSTALACIÓN

DATOS DE CONSTRUCCIÓN

ELEMENTO SENSOR

PRECISIÓN

TIEMPO DE RESPUSETA

SEÑAL DE SALIDA

VARIABLE MEDIDA

4-20 mA

ELEMENTO DE MEDIDA

ALIMENTACIÓN

TEROMRESISTÉNCIA

24 V

DESCRIPCIÓN DETECTOR DE TEMPERATURA DE RESISTENCIA

TT-201ID

REVISADO HOJA 1 DE 1

IDENTIFICACIÓN

Sensor de temperatura

ESPECIFICACIÓN

INSTRUMENTACIÓNLOCALIDAD

FECHA

APROVADO

PANTA Planta VCM



Page 23 of 106

Sabadell

05/05/2018

Dirección técnica

Dpto. Calidad

ID

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

PANTA Planta VCM

INDICADOR EN CAMPO NO



CONEXIÓN AL PROCESO ROSCADA


SUMINISTRADOR Endress+Hauser

MODELO FTL31



ELEMENTO SENSOR HORQUILLA VIBRANTE

MATERIAL EN CONTACTO AISI 316L

VARIABLE MEDIDA DENSIDAD

PRECISIÓN n/a

TIEMPO DE RESPUSETA 0,5-1 S

ELEMENTO DE MEDIDA NIVEL PUNTUAL DE LIQUIDO

ALIMENTACIÓN 24 V

SEÑAL DE SALIDA On/off

IDENTIFICACIÓN

DESCRIPCIÓN SENSOR DE HORQUILLA VIBRANTE

ID LT-601

DATOS DE OPERACIÓN

ESPECIFICACIÓN


FECHA

Sensor de nivelAPROVADO




Page 24 of 106

Sabadell

05/05/2018

Dirección técnica

Dpto. Calidad

ID

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

INDICADOR EN CAMPO SI



CONEXIÓN AL PROCESO BRIDA



MODELO FMD71



ELEMENTO SENSOR CELDA DE PRESIÓN


VARIABLE MEDIDA PRESIÓN DIFERENCIAL

PRECISIÓN n/a

TIEMPO DE RESPUSETA 0,3 S

ELEMENTO DE MEDIDA DIFERENCIAL DE PRESIÓN

ALIMENTACIÓN 24 V

SEÑAL DE SALIDA 4-20 mA

IDENTIFICACIÓN

DESCRIPCIÓN TRANSMISOR DE DIFERENCIAL DE PRESIÓN

ID PT-201

DATOS DE OPERACIÓN

PANTA Planta VCM ESPECIFICACIÓN


FECHASensor de diferencial de

presiónAPROVADO




Page 25 of 106

Sabadell

05/05/2018

Dirección técnica

Dpto. Calidad

ID

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19







MODELO PMC71

RANGO DE TEMPERATURA -40 / 125 ºC


ELEMENTO SENSOR MEMBRANA CERÁMICA DE MEDICIÓN


VARIABLE MEDIDA PRESIÓN ABSOLUTA

PRECISIÓN n/a


ELEMENTO DE MEDIDA CELULA DE PRESIÓN

ALIMENTACIÓN 24 V


IDENTIFICACIÓN

DESCRIPCIÓN TRANSMISOR DE DIFERENCIAL DE PRESIÓN

ID PT-201

DATOS DE OPERACIÓN



FECHASensor de diferencial de

presiónAPROVADO




Page 26 of 106

Sabadell

05/05/2018

Dirección técnica

Dpto. Calidad

ID

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

IMAGEN



EJEMPLO DE INSTALACIÓN




MODELO F300

RANGO DE TEMPERATURA -40 / 125 ºC


ELEMENTO SENSOR MEMBRANA CERÁMICA DE MEDICIÓN


VARIABLE MEDIDA CAUDAL DE PASO

PRECISIÓN +-0,5%


ELEMENTO DE MEDIDA EFECTO CORIOLIS

ALIMENTACIÓN 24 V


IDENTIFICACIÓN

DESCRIPCIÓN TRANSMISOR DE CAUDAL

ID FT-101

DATOS DE OPERACIÓN



FECHA

SENSOR DE CAUDALAPROVADO




Page 27 of 106

Diseño del sistema de control

No todos los sistemas de control tienen el mismo objetivo por cumplir. Dependiendo del objetivo,

el sistema de control en concreto tendrá una configuración u otra. Los objetivos principales del

sistema de control son:

· Seguridad: todas las unidades del proceso deben de operar de forma que garantice la seguridad

de sus empleados y de otras unidades del proceso. Para garantizar la seguridad es necesario un

control exhaustivo y continuo para evitar la generación de accidentes que pueden dañar a los

trabajadores y a la infraestructura, como las explosiones o incendios.

· Tasa de producción: En las plantas de producción se consigue mantener la tasa de producción

mediante sistemas de control que regulan el consumo de materias primas. También controla el

porcentaje de aprovechamiento de los reactivos, es decir, la conversión de las reacciones

químicas.

· Calidad del producto: todos los productos deben cumplir unas especificaciones de calidad. Para

ello, los procesos químicos tienen áreas específicas para la purificación de los productos que se

generan. Para garantizar la calidad del producto, se instala sistemas de control en los equipos de

purificación y también en los equipos que se encargan de la generación de dicho producto.

Para que un sistema de control funcione correctamente en el equipo o proceso en el que se está

implementando es necesario hacer un estudio previo, para determinar el sistema y proceder al

diseño del control. A continuación, se exponen los pasos a seguir:

1. Puntos críticos del sistema. Se analiza el proceso y se fijan los objetivos.

2. Identificar variables de entrada y variables potencialmente manipulables. No solo se

deben incluir las variables que se pueden medir directamente sino también aquellas que

se pueden calcular para así delimitar y optimizar el proceso.

3. Configuración del sistema de control. A partir de las variables manipulables y los puntos

críticos estudiados, se elige el tipo de lazo que regirá la ley de control implementada, así

como el setpoint.

4. Especificación de la instrumentación. Una vez encontrados los puntos a controlar, y las

variables que lo rodean es necesaria la instrumentación para implementar físicamente

la configuración del control del proceso.



Page 28 of 106

Implementación del sistema de control

3.5.1 Arquitectura del sistema de control

El sistema de control escogido para la planta de producción de VCM, consiste en un sistema de

control distribuido, DCS (Distributed Control System). El DCS está dedicado exclusivamente al

control de procesos de fabricación en continuo y dispone de una estructura jerarquizada piramidal.

Además, este tipo de sistemas de control dispone de un sistema de supervisión y adquisición de

datos (SCADA).

Los controles distribuidos están destinados a solucionar esta preocupación teniendo múltiples

computadores, cada una responsable de un grupo de lazos de control, distribuidos por las

diferentes áreas y enlazados para compartir información entre ellos. Ahora ya no había la

preocupación de tener todos los lazos en un solo computador. La distribución de los computadores

o controladores también ordena el cableado de señales, dado que ahora cientos o miles de cables

de instrumentos solo tienen que llegar hasta los nodos distribuidos, y no todo el camino hasta

llegar la sala de control centralizada. Además, el control distribuido introdujo el concepto de

redundancia en los sistemas de control industrial: donde la adquisición de señales digitales y las

unidades de procesamiento estaban equipadas con un “spare” o “repuesto” para que

automáticamente tomen el control de todas las funciones críticas en caso de ocurra una falla

primaria.

En la siguiente figura se muestra una arquitectura típica de un sistema de control Distribuido

(DCS):

Figura 3.5-1 Arquitectura típica de un sistema de control distribuido



Page 29 of 106

Cada unidad remota contiene un procesador para implementar todas las funciones de control

necesarias, con tarjetas individuales de entrada y salida (I/O) para convertir las señales de

analógicas a digitales o vice-versa. La redundancia de procesadores, redundancia de cables de

red, e incluso redundancia de tarjetas I/O es implementada para prevenir la falla en algún

componente. Los procesadores de los DCS son usualmente programados para realizar una rutina

de auto-revisión en sus componentes redundantes del sistema para asegurar la disponibilidad de

los equipos spare en caso de alguna falla.

Las unidades remotas de control se comunican con el nivel superior de control, donde se controla,

monitoriza y se gestiona el proceso mediante un software, SCADA, Supervisory Control And

Adquisition Data., para el mejor conocimiento del control realizado y para poder visualizar

cualquier parámetro o interfaz de operación e incluso modificarlos en función de las necesidades

de proceso. Este software permite al usuario monitorizar las variables de proceso enviadas por los

sensores y las acciones derivadas por los PLC’s. Es necesario una implementación de este sistema

de visualización debido a que la red de PLC’s no incorpora pantallas de visualización y

monitorización. Gracias a este interfaz, los operarios podrán cambiar la configuración de los lazos

de control del proceso en función de las necesidades de proceso.



Page 30 of 106

3.5.2 Dimensionamiento del sistema de control

Para asegurar, a la hora de implementar el sistema de control, que las dimensiones de este sistema

son suficientes para controlar la planta de producción de VCM se debe realizar el recuento de

señales de entrada y salida al controlador por cada área de la planta.

Las señales de entrada corresponden a aquellas que van del instrumento al sistema de control, y

las salidas, corresponden a las que van del controlador al actuador. Ambas pueden ser analógicas

o digitales; la diferencia es que las señales analógicas tienen una variación decimal de un rango

de valores, mientras que las digitales solo responden con valores 0 y 1, ya que son señales binarias.

El criterio seguido para el recuento de señales ha sido el siguiente:

Transmisor: Cada elemento representa una entrada analógica

Alarmas: Son salidas digitales

Válvulas de regulación: Cada una tiene una entrada digital que consiste en un final de

carrera, que determina la posición de la válvula y una salida analógica

Válvula todo o nada: tienen dos entradas digitales al sistema de control, además de

una salida digital

EA SA ED SD

Transmisor 1 - - -

Válvula modulante - 1 2 -

Válvula Todo/Nada - - 2 1

Alarma - - - 1



Page 31 of 106

Tabla 3.5-1 Recuento de señales del área 100

AREA-100 RECUENTO DE SEÑALES

PLANTA DE PRODUCCIÓN DE VCM

TIPO DE SEÑAL

ID Descripción TIPO EA SA ED SD

TT-101 Transmisor de temperatura Transmisor 1 - - -

TAH-101 Alarma de temperatura elevada Alarma - - - 1

PT-101 Transmisor de presión Transmisor 1 - - -

PAH-101 Alarma de presión alta Alarma - - - 1

PAHH-101 Alarma de presión muy alta Alarma - - - 1

PAL-101 Alarma de presión baja Alarma - - - 1


TAH-102 Alarma de temperatura elevada Alarma - - - 1





EA SA ED SD

4 4 0 8 Tabla 3.5-2 Recuento de señales del área 200



TIPO DE SEÑAL


FT-201 Transmisor de caudal Transmisor 1 - - -

FCV-201 Válvula de control de caudal Alarma - - - 1

FCV-202 Válvula de control de caudal Transmisor 1 - - -

FT-202 Trasmisor de cauda Alarma - - - 1

TCV-201 Válvula de control de temperatura Alarma - - - 1

TT-201 Transmisor de temperatura Alarma - - - 1

TAH-201 Alarma de temperatura alta Transmisor 1 - - -



TAH-202 Alarma de temperatura alta Alarma - - - 1


TT-211 Transmisor de temperatura Alarma - - - 1


TCV-208 Válvula de control de temperatura Válvula modulante - 1 2 -




Page 32 of 106



TIPO DE SEÑAL





FT-203 Transmisor indicador de caudal Transmisor 1 - - -






PAH-201 Alarma de presión muy alta Alarma - - - 1

























EA SA ED SD

7 25 8 9



Page 33 of 106




TIPO DE SEÑAL


dDT-301 Transmisor de diferencial de presión Transmisor 1 - - -

LCV-301 Válvula de control de caudal Válvula modulante - 1 2 -

LT-301 Transmisor de nivel Transmisor 1 - - -

PCV-302 Válvula de control de presión Válvula modulante - 1 2 -



LAH-301 Alarma de nivel alto Alarma - - - 1

LAL-302 Alarma de nivel bajo Alarma - - - 1




FCV-302 Válvula de control de caudal Válvula modulante - 1 2 -





















LT-302 Transmisor indicador de nivel Transmisor 1 - - -

LCV-302 Válvula de control de nivel Válvula modulante - 1 2 -




PT-301 Transmisor de nivel Transmisor 1 - - -

EA SA ED SD

13 26 26 12



Page 34 of 106




TIPO DE SEÑAL




PCV-402 Válvula de control de temperatura Válvula modulante - 1 2 -

PT-401 Válvula de control de temperatura Válvula modulante - 1 2 -











TT-401 Transmisor de temperatura Transmisor 1 1 - -


dDT-401 Transmisor de diferencial de presión Transmisor 1 - - -




















EA SA ED SD

13 25 24 11



Page 35 of 106




TIPO DE SEÑAL





PT-501 Transmisor de presión Transmisor 1 1 - -


LT-501 Transmisor de nivel Transmisor 1 1 - -










LT-502 Transmisor de nivel Transmisor 1 1 - -

dDT-501 Transmisor de diferencial de presión Transmisor 1 1 - -




FT-401 Transmisor de caudal Transmisor 1 1 - -











LT-503 Transmisor indicador de nivel Transmisor 1 1 - -


LT-504 Transmisor indicador de nivel Transmisor 1 1 - -


PT-502 Transmisor de presión Transmisor 1 1 - -

EA SA ED SD

14 26 24 10



Page 36 of 106




TIPO DE SEÑAL








LAH-601 Alarma de nivel máximo Alarma - - - 1

LAL-601 Alarma de nivel mínimo Alarma - - - 1

HV-601 Válvula T/N Válvula Todo/Nada - - 2 1


TAH-601 Alarma de temperatura máxima Alarma - - - 1








LAH-602 Alarma de nivel máximo Alarma - - - 1

LAL-602 Alarma de nivel mínimo Alarma - - - 1



TAH-602 Alarma de temperatura máxima Alarma - - - 1


EA SA ED SD

6 2 12 16



Page 37 of 106




TIPO DE SEÑAL






LAH-801 Alarma de nivel bajo Alarma - - - 1


FT-802 Caudal de recirculación Alarma - - - 1






LAH-802 Alarma de nivel bajo Alarma - - - 1

FT-802 Alarma de nivel bajo Alarma - - - 1

EA SA ED SD

5 0 0 9

El total de señales y el total por áreas queda recogido en la siguiente tabla:

Tabla 3.5-8 Recuento total de señales de la planta de pro ducción de VCM

RECUENTO DE SEÑALES

EA SA ED SD

AREA 100 4 0 0 8

AREA 200 7 5 5 18

AREA 300 13 13 13 12

AREA 400 13 12 12 11

AREA 500 14 12 12 10

AREA 600 6 2 10 16

AREA 800 5 0 0 9

TOTAL 62 44 96 84 286

El sistema centralizado de Vimepam consta de un único PLC instalado en la sala de control, en el

cual se programa todo el control de la planta. Este PLC se comunica mediante profibus con las

periferias.

Profibus (Proces Field Bus) es un estándar de comunicación para buses de campo, es decir,

Ethernet.



Page 38 of 106

Estas estaciones remotas tienen la misión de recoger y procesar todas las señales de planta y

enviarlas al PLC. Estas señales se procesan utilizando tarjetas de adquisición de datos. Para

determinar el tipo de estación remota que necesita cada área de la planta es necesario tener en

cuenta las señales propias de casa área.

Para la planta de producción de VCM se utilizan sistemas de periferia descentralizada de la gama

SIMATIC ET 200, concretamente, el modelo ET 200 M ya que su estructura modular permite

ampliar los sistemas de forma sencilla.

Figura 3.5-2 Módulos de periferia descentralizada SIMATIC ET 200 M

Estas estaciones se instalan en el interior del armario eléctrico, y destacan por su manejo sencillo,

su diseño compacto que garantiza el máximo ahorro de espacio. La conexión a los sistemas de

bus PROFINET y PROFIBUS se realizan a través de módulos de interfaz conectados a la estación

remota.

En base al recuento del número de señales por área, y se han distribuido tantas tarjetas de datos

de E/S necesarias en función de las señales contadas. El modelo 200 M tiene la posibilidad de

añadir módulos de entradas y salidas. Los módulos escogidos son de la serie S7-300, que permiten

una adaptación modular del ET 200M a las más diversas tareas. La siguiente tabla recoge el

número de señales procesadas por las tarjetas y el número total de módulos de E/S necesarios por

cada área de la planta.

Tabla 3.5-9 Elección del número de tarjetas de adquisición de datos distribuidas por áreas

RECUENTO DE SEÑALES Numero de módulos

EA SA ED SD TOTAL SM 327 SM 331 SM332

AREA 100 4 0 0 8 12 1 1 -

AREA 200 7 5 5 18 35 3 1 1

AREA 300 13 13 13 12 51 2 2 2

AREA 400 13 12 12 11 48 2 2 2

AREA 500 14 12 12 10 48 2 2 2

AREA 600 6 2 10 16 34 2 1 1

AREA 800 5 0 0 9 14 2 1 -



Page 39 of 106

Los módulos de escalado pueden aumentar el tamaño de la estación remota hasta un total de 64

canales I/O. A continuación, se presenta una breve descripción los módulos utilizados.

Módulo SM 323. Módulo de señales digitales. Este módulo dispone de 8 entradas

digitales y 8 salidas digitales extra.

Modulo SM 331. Módulo de entradas analógicas. Este módulo dispone de 8 entradas

analógicas

Modulo SM 332. Módulo de salidas analógicas. Este módulo dispone de 8 salidas

analógicas

Estos sistemas distribuidos por cada una de las áreas de la planta, se interconectan formando un

anillo

Nomenclatura

Es necesario poder identificar rápidamente los lazos y la instrumentación. La forma de nombrar

los elementos que forman el sistema de control debe dar la suficiente información como para

poder identificar ubicación, función y el equipo con el que está relacionado. En los siguientes

apartados se define la norma utilizada en Vimepam de nomenclatura de lazos de control e

instrumentación de acuerdo con la norma ISA (Instrument Society of América).

3.6.1 Nomenclatura de los lazos

La nomenclatura de los lazos de control está separada en tres partes, de la siguiente manera:

A-B-C

A: La primera parte identifica la variable controlada. Las abreviaciones y letras que identifican

las variables que se utilizan en este proceso están recogidas en la tabla 3.6-1.

B: Este término corresponde al número que identifica el equipo donde actúa este lazo de control.

C: El último termino identifica el lazo de control con tres números. El primero corresponde al

área de la planta donde opera el lazo, los otros dos son el número del lazo en esa área.

Tabla 3.6-1 Letras identificativas para la variable controlada de un lazo de control

LETRA IDENTIFICATIVA VARIABLE

T Temperatura

F Caudal

L Nivel

P Presión

C Conductividad



Page 40 of 106

Ejemplo de nomenclatura de un lazo de control

Para que la nomenclatura se entienda perfectamente a continuación se expone como ejemplo un

lazo de temperatura de un tanque de almacenamiento del producto acabado. El lazo se identifica

como:

T-T601-601

El primer término indica que se trata de un lazo de control de temperatura, T601 identifica el

equipo. El lazo es 601, por lo que es el primer lazo del área 600.

3.6.2 Nomenclatura de la instrumentación

La nomenclatura de la instrumentación sigue un esquema similar a los lazos de control, está

compuesto por tres partes, pero, a diferencia de los lazos, la primera y la segunda parte irán juntas.

Sigue el siguiente esquema:

AB-C

A: La primera parte identifica la variable (tabla 3.6-2) que controla este instrumento.

B: Este es el número que identifica el tipo de instrumento. Las abreviaciones y letras que

identifican los instrumentos utilizados están recogidas en la tabla 3.6-2.

C: El último termino identifica el lazo de control en el que actúa el instrumento.

Tabla 3.6-2 Letras identificativas para la instrumentación en Vimepam

LETRA IDENTIFICATIVA VARIABLE

AH Alarma de valor alto

AHH Alarma de valor muy alto

AL Alarma de valor bajo

ALL Alarma de valor muy bajo

CV Válvula de control

S Sensor

HV Válvula automática todo/nada

I Indicador

I/P Transductor intensidad/presión

IC Indicador y controlador

T Sensor/Transmisor

5V Válvula

SC Variador de frecuencia

Z Final de carrera



Page 41 of 106

Ejemplo de nomenclatura de un lazo de control

Se expone como ejemplo un sensor de temperatura de un tanque de almacenamiento del producto

acabado. El instrumento se identifica como:

TT - 601

El primer término T indica que se está controlando la temperatura. T informa que se trata de un

transmisor. El termino de detrás del guion, 601, identifica que se trata del primer lazo del área

600.



Page 42 of 106

3.6.3 Listado de lazos de control e instrumentación

Tabla 3.6-3 Listado de alarmas e instrumentación del área 100

LISTADO DE ALARMAS E INSTRUMENTOS HOJA 1 DE 1 Planta de producción CV

A-100: PULMÓN DE REACTIVOS Fecha: 05/05/2018 Localidad: Sabadell

EQUIPO ÍTEM VARIABLE CONTROLADA DESCRIPCIÓN TIPO DE SEÑAL LOCALIAZACIÓN

T-101 TT-101 Temperatura Transmisor de temperatura Eléctrica Planta

T-101 TAH-101 Temperatura Alarma de temperatura elevada Sonora/Visual Planta/Panel

T-101 PT-101 Presión Transmisor de presión Eléctrica Planta

T-101 PAH-101 Presión Alarma de presión alta Sonora/Visual Planta/Panel

T-101 PAHH-101 Presión Alarma de presión muy alta Sonora/Visual Planta/Panel

T-101 PAL-101 Presión Alarma de presión baja Eléctrica Planta/Panel


T-102 TAH-102 Temperatura Alarma de temperatura elevada Sonora/Visual Planta/Panel

T-102 PT-102 Presión Transmisor de presión Eléctrica Planta



T-102 PAL-102 Presión Alarma de presión baja Eléctrica Planta/Panel



Page 43 of 106

Tabla 3.6-4 Listado de lazos de control del área 200

LISTADO DE LAZOS DE CONTROL HOJA 1 DE 1 Planta de producción

CV

A-200: REACCIÓN Fecha: 05/05/2018 Localidad: Sabadell

EQUIPO LAZO DE

CONTROL TÉCNICA

VARIABLE CONTROLADA

VARIABLE MANIPULADA

ELEMENTO PRIMARIO

ÍTEM ELEMENTO

FINAL ITEM SET POINT

E-201 T-E201-201 Feed-back Temperatura de

salida Caudal de

refrigerante Transmisor de temperatura

TT-201 Válvula de

control TCV-201 83ºC


salida Caudal de


TT-202 Válvula de



salida Caudal de


TT-211 Válvula de

control TCV-207 75.8ºC


salida Caudal de


TT-212 Válvula de


CM-201 A/B F-P201-203 Feed-back Caudal de salida Obertura de la

válvula Transmisor de

caudal FT-201

Válvula de control

FCV-201 1308 m3/h

CM-202 A/B F-P202-204 Feed-back Caudal de salida Obertura de la


caudal FT-201

Válvula de control

FCV-202 1308 m3/h

R-201 R-R201-205 Cascada Temperatura de salida del reactor

Caudal de refrigerante

Transmisor de temperatura

TT-203/TT-204 Válvula de

control TCV-203 120 C


















Page 44 of 106





CM-201 A/B FT-201 Caudal Transmisor de caudal Eléctrica Planta/Panel

CM-201 A/B FCV-201 Caudal Válvula de control de caudal Neumática Planta

CM-202 A/B FCV-202 Caudal Válvula de control de caudal Neumática Planta

CM-202 A/B FT-202 Caudal Trasmisor de cauda Eléctrica Planta/Panel

E-201 TCV-201 Caudal de refrigerante Válvula de control de temperatura Neumática Planta

E-201 TT-201 Temperatura de salida Transmisor de temperatura Eléctrica Planta/Panel

E-201 TAH-201 Temperatura de salida Alarma de temperatura alta Sonora/Visual Planta/Panel










R-201 TCV-203 Caudal de refrigerante Válvula de control de temperatura Neumática Planta



Page 45 of 106




R-201 FT-203 Caudal Transmisor indicador de caudal Eléctrica Planta/Panel

R-201 TT-203 Temperatura refrigerante Transmisor de temperatura Eléctrica Planta/Panel

R-201 TT-204 Temperatura de salida Transmisor de temperatura Eléctrica Planta/Panel

R-201 FT-204 Caudal de salida Transmisor indicador de caudal Eléctrica Planta/Panel

R-201 PT-201 Presión del reactor Transmisor de presión Eléctrica Planta/Panel

R-201 PAL-201 Presión del reactor Alarma de presión baja Sonora/Visual Planta/Panel

R-201 PAH-201 Presión del reactor Alarma de presión muy alta Sonora/Switch Planta/Panel








R-202 PAH-202 Presión del reactor Alarma de presión muy alta Sonora/Visual Planta/Panel




Page 46 of 106





















Page 47 of 106



CV

A-300: PURIFICACIÓN DEL PRODUCTO I Fecha: 05/05/2018 Localidad: Sabadell

EQUIPO LAZO DE

CONTROL TÉCNICA

VARIABLE CONTROLADA

VARIABLE MANIPULADA

ELEMENTO PRIMARIO

ÍTEM ELEMENTO

FINAL ITEM SET POINT

CD-301 P-CD301-301 Feed-back Diferencial de

presión Caudal de

refrigerante reboiler

Transmisor de diferencial de

presión dPT-301

Válvula de control

PCV-301 1.81 kPa

CD-301 L-CD301-304 Feed-back Nivel líquido en la

columna Caudal de salida de la

columna Transmisor de

nivel LT-301

Válvula de control

LCV-301 2.42 m

CD-301 T-CD301-310 Feed-back Temperatura de

salida de la columna Caudal de reflujo


TT-303 Válvula de


CM-301 A/B F-CM301-303 Feed-back Caudal Obertura de la válvula Transmisor de

presión PT-301

Válvula de control

PCV-301 4.78 m3/h

CM-302 A/B F-CM302-314 Feed-back Caudal Obertura de la válvula Transmisor de

presión PT-302

Válvula de control

PCV-302 4.78 m3/h

CP-301 T-CP301-308 Feed-back Temperatura de

salida Caudal de


TT-304 Válvula de

control TCV-304 -15ºC


salida Caudal de


TT-301 Válvula de



salida Caudal de


TT-302 Válvula de



salida Caudal de


TT-305 Válvula de




Page 48 of 106


CV


EQUIPO LAZO DE

CONTROL TÉCNICA VARIABLE

CONTROLADA VARIABLE

MANIPULADA ELEMENTO PRIMARIO ÍTEM ELEMENTO FINAL ITEM SET POINT


salida Caudal de


TT-306 Válvula de control TCV-306 61.4ºC


salida Caudal de


TT-307 Válvula de control TCV-307 25ºC


salida Caudal de


TT-308 Válvula de control TCV-307 18.6ºC

P-301 A/B F-P301-302 Feed-back Temperatura de

salida Obertura de

la válvula Transmisor de

caudal FT-301 Válvula de control FCV-301 3.12 m3/h

RB-301 L-RB301-305 Feed-back Nivel de líquido

en el reboiler Caudal de

salida Transmisor de

nivel LT-302 Válvula de control LCV-302 120ºC

TD-301 L-TD301-306 Feed-back Nivel del tanque de condensados

Caudal de salida

Transmisor de nivel

LT-302 Válvula de control LCV-303 120ºC



Page 49 of 106





CD-301 dDT-301 Presión diferencial Transmisor de diferencial de presión Eléctrica Planta/Panel

CD-301 LCV-301 Caudal de salida Válvula de control de caudal Neumática Planta

CD-301 LT-301 Nivel de líquido en la columna Transmisor de nivel Eléctrica Planta/Panel

CD-301 PCV-302 Caudal de refrigerante Válvula de control de presión Neumática Planta

CD-301 TCV-303 Caudal de reflujo Válvula de control de temperatura Neumática Planta

CD-301 TT-303 Temperatura de salida Transmisor de temperatura Eléctrica Planta/Panel

CD-301 LAH-301 Nivel de colas de columna Alarma de nivel alto Eléctrica Planta/Panel

CD-301 LAL-302 Nivel de colas de columna Alarma de nivel bajo Eléctrica Planta/Panel

CD-301 PAH-302 Presión diferencial Alarma de presión alta Eléctrica Planta/Panel

CD-301 PAL-303 Presión diferencial Alarma de presión baja Eléctrica Planta/Panel


CM-302 A/B FCV-302 Caudal Válvula de control de caudal Eléctrica Planta

CP-301 TCV-304 Caudal de refrigerante Válvula de control de temperatura Neumática Planta

CP-301 TT-304 Caudal de salida Transmisor de temperatura Eléctrica Planta/Panel









Page 50 of 106
















RB-301 LT-302 Caudal de salida Transmisor indicador de nivel Eléctrica Planta/Panel

RB-301 LCV-302 Caudal de salida Válvula de control de nivel Neumática Planta

RB-301 LAH-302 Nivel del rebóiler Alarma de nivel alto Sonora/Visual Planta/Panel

RB-301 LAL-302 Nivel del rebóiler Alarma de nivel bajo Sonora/Visual Planta/Panel

TD-301 PCV-301 Caudal de salida Válvula de control de presión Neumática Planta

TD-301 PT-301 Nivel del tanque Transmisor de nivel Eléctrica Planta/Panel



Page 51 of 106



CV

A-400: PURIFICACIÓN II Fecha: 05/05/2018 Localidad: Sabadell

EQUIPO LAZO DE


CONTROLADA VARIABLE

MANIPULADA ELEMENTO PRIMARIO ÍTEM

ELEMENTO FINAL ITEM SET POINT


salida Caudal de


TT-403 Válvula de

control TCV-403 -10.4ºC


presión Caudal de

refrigerante reboiler

Transmisor de diferencial de

presión

dPT-401

Válvula de control

PCV-301 4.7 kPa


columna Caudal de salida de

la columna Transmisor de

nivel LT-401

Válvula de control

LCV-301 5 m


salida de la columna

Caudal de reflujo Transmisor de temperatura

TT-401 Válvula de


TD-401 P-TD401-405 Feed-back Presión del tanque

de condensados Caudal de salida

Transmisor de presión

PT-401 Válvula de

control PCV-402 1800 kPa

RB-401 L-RB401-406 Feed-back Nivel de líquido en

el reboiler Caudal de salida

Transmisor de nivel

LT-402 Válvula de

control LCV-402 109.8

CF-401 L-CF401-407 Feed-back Nivel de líquido en

la columna Caudal de salida

Transmisor de nivel

LT-403 Válvula de

control LCV-403 0.67 m

CF-402 P-CF401-408 Feed-back Presión de la columna flash

Caudal de salida Transmisor de

presión PT-402

Válvula de control

PCV-403 700 kPa

CM-402 A/B F-CM402-409 Feed-back Caudal Obertura de la


caudal FT-401

Válvula de control

FCV-401 17.15 m3/h

CM-403 A/B F-CM403-410 Feed-back Caudal Obertura de la


caudal FT-402

Válvula de control

FCV-402 40.43 m3/h



Page 52 of 106


CV


EQUIPO LAZO DE


CONTROLADA VARIABLE




salida Caudal de


TT-404 Válvula de



salida Caudal de


TT-405 Válvula de



salida Caudal de


TT-406 Válvula de



salida Caudal de


TT-407 Válvula de




Page 53 of 106

Tabla 3.6-9 Listado de alarmas e instrumentos del área 400






TD-401 PCV-402 Caudal de reflujo Válvula de control de temperatura Neumática Planta

TD-402 PT-401 Caudal de reflujo Válvula de control de temperatura Neumática Planta







CF-401 PT-402 Presión de la columna flash Transmisor de presión Eléctrica Planta

CF-401 PCV-403 Caudal de salida Válvula de control de temperatura Neumática Planta

CF-401 LT-403 Nivel de líquido en la columna flash Transmisor de nivel Eléctrica Planta

CF-401 LCV-403 Temperatura de salida Válvula de control de nivel Neumática Planta








Page 54 of 106




















CF-401 PAH-402 Presión columna flash Alarma de presión alta Eléctrica Planta/Panel



Page 55 of 106



CV

A-500: TRATAMIENTO DE GASES Fecha: 05/05/2018 Localidad: Sabadell

EQUIPO LAZO DE


CONTROLADA VARIABLE



CA-501 P-CA501-501 Feed-back Presión en la

columna Caudal de salida


PT-501 Válvula de

control PCV-501

197 kPa

CA-501 L-CA501-502 Feed-back Nivel líquido en la


columna Transmisor de nivel LT-501

Válvula de control

LCV-501

1.864 m


salida de la columna Caudal de reflujo


TT-501 Válvula de

control TCV-501

-14.4ºC

TD-501 P-TD501-504 Feed-back Presión del tanque

de condensados Caudal de salida


PT-502 Válvula de

control PCV-503

1800 kPa

RB-501 L-RB501-505 Feed-back Nivel de líquido en

el reboiler Caudal de salida Transmisor de nivel LT-503

Válvula de control

LCV-503

277.8 ºC

CP-501 T-CP501-506 Feed-back Temperatura de

salida Caudal de


TT-502 Válvula de

control TCV-501

-14.8ºC


salida Caudal de


TT-503 Válvula de

control TCV-505

110.5ºC


salida Caudal de


TT-506 Válvula de

control TCV-506

50ºC


presión Caudal de

refrigerante reboiler Transmisor de

diferencial de presión dPT-501

Válvula de control

PCV-502

2.26 kPa



columna Transmisor de nivel LT-502

Válvula de control

LCV-502

4 m

P-501 P-P501-512 Feed-back Caudal Obertura de la válvula Transmisor de caudal FT-501 Válvula de

control FCV-503

72 m3/h

CA-502 L-CA502-513 Feed-back Nivel líquido en el

scrubber Caudal de salida liquido scrubber

Transmisor de nivel LT-504 Válvula de

control LCV-504

2.18 m



Page 56 of 106





CA-401 PAH-503 Presión columna flash Alarma de presión alta Eléctrica Planta/Panel

CA-401 LAH-503 Nivel de colas de columna Alarma de nivel alto Eléctrica Planta/Panel

CA-401 LAL-503 Nivel de colas de columna Alarma de nivel bajo Eléctrica Planta/Panel

CA-501 PT-501 Presión de la columna Transmisor de presión Eléctrica Planta

CA-501 PCV-501 Caudal de salida Válvula de control de temperatura Neumática Planta

CA-501 LT-501 Nivel de líquido en la columna Transmisor de nivel Eléctrica Planta

CA-501 LCV-501 Caudal de salida Válvula de control de nivel Neumática Planta







CD-501 TCV-502 Caudal de reflujo Válvula de control de temperatura Neumática Planta




CF-401 PAH-402 Presión columna flash Alarma de presión alta Eléctrica Planta/Panel

CF-401 LAH-402 Nivel de colas de columna Alarma de nivel alto Eléctrica Planta/Panel



Page 57 of 106




CF-401 LAL-402 Nivel de colas de columna Alarma de nivel bajo Eléctrica Planta/Panel









N/A FCV-501 Obertura de la válvula Válvula de control de caudal Neumática Planta

N/A FT-501 Caudal de proceso Transmisor de caudal Eléctrica Planta/Panel

RB-501 LCV-503 Caudal de salida Válvula de control de nivel Neumática Planta

RB-501 LT-503 Caudal de salida Transmisor indicador de nivel Eléctrica Planta/Panel

SC-501 LCV-504 Caudal de salida Válvula de control de nivel Neumática Planta

SC-501 LT-504 Nivel en el scrubber Transmisor indicador de nivel Eléctrica Planta/Panel

TD-501 PCV-503 Caudal de reflujo Válvula de control de temperatura Neumática Planta

TD-502 PT-502 Caudal de reflujo Transmisor de presión Eléctrica Planta



Page 58 of 106



CV

A-600: ALMACENAMIENTO DE PRODUCTO Fecha: 05/05/2018 Localidad: Sabadell

EQUIPO

LAZO DE CONTROL

TÉCNICA VARIABLE

CONTROLADA VARIABLE

MANIPULADA ELEMENTO PRIMARIO

ÍTEM ELEMENTO FINAL ITEM SET POINT

T-601 P-T601-

601 Feedback Presión

Caudal de nitrógeno/venteo


PT-601

Válvula de control

TCV-601 7 bar

T-601 L-T601-

602 Todo/Nada Nivel Caudal de entrada Sensor de nivel LT-601

Válvula todo nada

HV-601 6.2 m

T-601 T-T601-

603 Todo/Nada Temperatura

Paso de agua de refrigeración


TT-601

Válvula todo nada

HV-602 34ºC

T-602 P-T602-

604 Feedback Presión

Caudal de nitrógeno/venteo


PT-601

Válvula de control

TCV-601 7 bar

T-602 L-T602-

605 Todo/Nada Nivel Caudal de entrada Sensor de nivel LT-601

Válvula todo nada

HV-603 6.2 m

T-602 T-T602-

605 Todo/Nada Temperatura

Paso de agua de refrigeración


TT-602

Válvula todo nada

HV-604 34ºC



Page 59 of 106



A-600: ALMACENAMIENTO DE PRODUCTO Fecha: 05/05/2018 Localidad: Sabadell


T-601 PT-601 Presión Transmisor de presión Eléctrica Planta/Panel



T-601 PAL-601 Presión Alarma de presión baja Sonora/Visual Planta/Panel

T-601 PCV-601 Presión Válvula de control de presión Neumática Planta

T-601 LT-601 Nivel Transmisor de nivel Eléctrica Planta

T-601 LAH-601 Nivel Alarma de nivel máximo Sonora/Visual Panel de control

T-601 LAL-601 Nivel Alarma de nivel mínimo Sonora/Visual Panel de control

T-601 HV-601 Nivel Válvula T/N Neumática Planta


T-601 TAH-601 Temperatura Alarma de temperatura máxima Eléctrica Panel de control

T-601 HV-602 Temperatura Válvula T/N Neumática Planta




T-602 PAL-602 Presión Alarma de presión baja Sonora/Visual Planta/Panel

T-602 PCV-602 Presión Válvula de control de presión Neumática Planta

T-602 LT-602 Nivel Transmisor de nivel Eléctrica Planta

T-602 LAH-602 Nivel Alarma de nivel máximo Sonora/Visual Panel de control

T-602 LAL-602 Nivel Alarma de nivel mínimo Sonora/Visual Panel de control

T-602 HV-603 Nivel Válvula T/N Neumática Planta


T-602 TAH-602 Temperatura Alarma de temperatura máxima Eléctrica Panel de control

T-602 HV-604 Temperatura Válvula T/N Neumática Planta



Page 60 of 106



CV

A-800: ALMACENAMIENTO DE EFLUENTES Fecha: 05/05/2018 Localidad: Sabadell

EQUIPO LAZO DE


CONTROLADA VARIABLE



TP-801 F-T601-601 Feedback Caudal Obertura de la válvula Transmisor de caudal FT-801 Vàlvula de

control TCV-601

0.99 m3/h



Page 61 of 106



A-800: ALMACENAMIENTO DE EFLUENTES Fecha: 05/05/2018 Localidad: Sabadell



T-801 PAH-801 Presión Alarma de presión alta Sonora/Visual Panel

T-801 LT-801 Nivel Transmisor de nivel Eléctrica Planta/Panel

T-801 LAL-801 Nivel Alarma de nivel bajo Sonora/Visual Panel

T-801 LAH-801 Nivel Alarma de nivel bajo Sonora/Visual Panel

T-801 FT-801 Caudal Transmisor de caudal Eléctrica Planta/Panel

N/A FT-802 Caudal Caudal de recirculación Eléctrica Planta

N/A FCV-801 Obertura de la válvula Válvula de control de caudal Neumática Planta


T-802 PAH-802 Presión Alarma de presión alta Sonora/Visual Panel

T-802 LT-802 Nivel Transmisor de nivel Eléctrica Planta/Panel

T-802 LAL-802 Nivel Alarma de nivel bajo Sonora/Visual Panel

T-802 LAH-802 Nivel Alarma de nivel bajo Sonora/Visual Panel

T-803 FT-802 Nivel Alarma de nivel bajo Sonora/Visual Panel



Page 62 of 106

Descripción y diagramas de los lazos de control

En el siguiente apartado se presentan los diagramas de todos los lazos de control que operan en

la planta de producción de cloruro de vinilo ordenados según el equipo donde se aplica.

3.7.1 Tanques de almacenamiento de VCM

El cloruro de vinilo se almacena en forma de gas licuado en el área 600. Este almacenaje requiere

un control de presión para asegurar las condiciones del contenido y aumentar la seguridad.

Lazo P-T601-601

El tanque de almacenamiento opera a 7 bar de presión. El objetivo de este lazo es mantener esta

presión en el interior del tanque. Para ello, se utiliza un control de rango partido que controlara

tanto la entrada de nitrógeno, como el caudal de venteo.

El controlador recibe continuamente el valor de presión medido en el tanque y debe de indicar en

todo momento a las válvulas en qué posición deben colocarse para mantener el valor deseado (7

bar). La estructura se basa en un controlador y dos variables manipuladas.

En el diagrama del lazo se puede ver como se controla la presión del tanque de VCM, por medio

de un controlador de rango dividido, con la señal de salida dividida que es enviada a dos válvulas

de control de presión PCV-601 y PCV-602. Cuando la presión aumenta, se abre la válvula que

controla el venteo. Cuando la presión disminuye, se introduce nitrógeno para compensar la

presión en el tanque. La válvula de nitrógeno (PCV-601) debe cerrarse en respuesta al aumento

de la presión del tanque, mientras que la válvula de venteo (PCV-602) deberá abrirse cuando la

presión aumente más allá del punto de referencia.

Cuando la presión aumenta más allá del punto de ajuste en el rango de 0-50% de salida del

controlador, PCV-601 se cerrará desde completamente abierto hasta completamente cerrado.

Cuando la presión aumenta más allá del punto de ajuste en el rango de 50-100% de salida del

controlador, PCV-602 se abrirá desde completamente cerrado hasta completamente abierto

La siguiente figura representa la respuesta de las dos válvulas frente a la salida del controlador.

50%

Salida controlador/Incremento de presión

PCV-601

100%

Obertura de la

válvula

PCV-602

0

100%



Page 63 of 106

Tabla 3.7-1 Características del lazo de control de presión del tanque 601

Características del lazo P-T601-601

Variable controlada Presión del tanque

Variable manipulada Caudal de nitrógeno

Set point 7 bar

Tipo de lazo Rango dividido

Indicador Si

Alarma AH/AHH

Tabla 3.7-2 Características del lazo de control de presión del tanque 602

Características del lazo P-T602-602

Variable controlada Presión del tanque

Variable manipulada Caudal de nitrógeno

Set point 7 bar


Indicador Si

Alarma AH/AHH



Page 64 of 106

601

P-T602-604

601

A I

/O

PROFIBUS

6 bar

PAHH-601: Alarma presión muy altaPAH-601: Alarma presión baja

601

24 v

A I

/O

BU

S

PAHH

D I/O

D I/O

PAH-601: Alarma presión alta

PAH

PAL

A I

/O

A I

/O

ESTACIÓN

REMOTA

PCV-602: Válvula de control de presión

4-20 mA

4-20 mA

0.2-1 bar

24 v

COMPONENTES DEL LAZOLAZOS ANÁLOGOS

T-601

602

PCV

601

PT


I/P

SALA DE CONTROL

PIC: Controlador de Presión

601

PLA

NT

A

PIC

HOJA 1 DE 1

FECHA: 05/05/2018PRESIÓN TANQUE


I/P: Transductor de intensidad a presión

PLC

PT-601: Transmisor de presión

ÁREA

600P-T601-601

LOCALIDAD: SABADELLDIAGRAMA LAZO DE CONTROL

601

PCV



Page 65 of 106

Lazo T-T601-603

El cloruro de vinilo es el monómero del PVC. LA polimerización del cloruro de vinilo es un

fenómeno que se da a temperaturas muy altas y en condiciones extremas, sin embargo, existe

riesgo de que el VCM almacenado no supere los 37ºC.

Los tanques de VCM están dispuestos de un serpentín que los refrigera con agua de torre. La

entrada de este serpentín se controla utilizando la técnica todo/nada. Una válvula de control se

abrirá cuando la temperatura llegue al valor prefijado dando paso al agua de refrigeración.

Tabla 3.7-3 Características del lazo de control de temperatura del tanque 602

Características del lazo T-T601-603

Variable controlada Temperatura del tanque

Variable manipulada Paso de agua por el serpentin

Set point 34 ºC

Tipo de lazo Todo/Nada

Indicador Si

Alarma AH/AHH

Tabla 3.7-4 Características del lazo de control de temperatura del tanque 602


Variable controlada Temperatura del tanque

Variable manipulada Paso de agua por el serpentín

Set point 34 ºC


Indicador Si

Alarma AH/AHH



Page 66 of 106

6 bar

A I

/O

TAH-601 Alarma Temperatura alta

601

BU

S

ESTACIÓN

REMOTA

TAH

D I

/O

TAL-601 Alarma Temperatura baja

D I

/O

601

A I

/O

A I

/O

TAL

A I

/O

PROFIBUS

4-20 mA

IP

TT

HV

24 v

0.2-1 bar

601

601

4-20 mA

SALA DE CONTROLPLC

601

PLA

NT

A

TIC


TCV: Válvula de control de temperatura

TIC: Controlador de temperatura

HOJA 1 DE 1

FECHA: 05/05/2018LOCALIDA


TT: Tansmisor de temperaturaT-T602-605


ÁREA

600T-T601-602


T-601



Page 67 of 106

Lazo L-T601-602

Este lazo tiene como objetivo automatizar el cambio entre un tanque y el otro. Cuando el nivel

llegue a la horquilla dispuesta en la parte superior, el controlador cerrara la válvula de entrada

dando paso al siguiente tanque.

Tabla 3.7-5 Características del lazo de control de nivel del tanque 601

Características del lazo L-T601-602

Variable controlada Nivel del tanque

Variable manipulada Entrada de VCM

Set point 6.24 m


Indicador No

Alarma AH/AL

Tabla 3.7-6 Características del lazo de control de nivel del tanque 602


Variable controlada Nivel del tanque

Variable manipulada Entrada de VCM

Set point 6.24 m


Indicador No

Alarma AH/AL



Page 68 of 106

T-T601-603

601

A I

/O

A I

/O

LAH-601: Alarma nivel alto

ESTACIÓN

REMOTA

T-T602-606A

I/O

BU

S

24 v

6 bar

D I

/O

D I

/O

LAH

A I

/O

PROFIBUS

T-601

0.2-1 bar IP

602

HV

601

LT

HOJA 1 DE 1

FECHA: 05/05/2018

SALA DE CONTROL

NIVEL TANQUE

PLC


TT: Transmisor de nivel

PLA

NT

A


ÁREA

600


24 v


TCV: Válvula de control de nivel

LIC: Controlador de nivel

601

LIC

LAH



Page 69 of 106

3.7.2 Reactor tubular de lecho fijo

En Vimepam hay cuatro reactores de lecho fijo de los cuales tres operan en continuo para

garantizar la producción prevista y el cuarto es la reserva en caso de fallo. Estos reactores están

dotados de un sistema de control que asegura el correcto funcionamiento y garantiza la seguridad

de la operación.

Lazo T-R201-201

Es importante mantener controlada la temperatura por motivos de seguridad ya que la reacción es

exotérmica y con un reactivo en fase gas, la presión podría aumentar de forma peligrosa. Por otro

lado, la cinética se ve claramente afectada por los cambios de temperatura y, a nivel de

producción, no interesa que haya ninguna desviación de los parámetros óptimos de operación. El

reactor es isotermo y, manipulando el caudal del líquido refrigerante, este lazo de control asegura

que la temperatura se mantenga constante.

Este lazo está diseñado aplicando la técnica de control en cascada. Un trasmisor de temperatura,

envía la lectura del corriente de refrigeración al controlador secundario cuya salida es el punto de

consigna del controlador maestro. El controlador principal o maestro, con la información recibida

del secundario y la lectura del transmisor a la salida del reactor calcula la respuesta para fijar la

temperatura del reactor en el valor deseado.

Tabla 3.7-7 Características del lazo de control de temperatura del reactor R-201

Características del lazo T-R201-205

Variable controlada Temperatura del reactor

Variable manipulada Caudal de refrigerante

Set point 120 ºC

Tipo de lazo Cascada

Indicador Si

Alarma AH/AHH





Set point 120 ºC


Indicador Si

Alarma AH/AHH



Page 70 of 106





Set point 120 ºC


Indicador Si

Alarma AH/AHH





Set point 120 ºC


Indicador Si

Alarma AH/AHH



Page 71 of 106

6 bar

ESTACIÓN

REMOTA

24 v

4-20 mA

D I/O

D I/O

A I/O

BU

S

4-20 mA

A I/O

A I/O

4-20 mA

0.2-1 bar

A I/O


TT-204: Tansmisor de temperaturaTCV-203: Válvula de control de temperatura


DIAGRAMA LAZO DE CONTROL

LAZOS ANÁLOGOS


ÁREA

100

TT-203: Tansmisor de temperatura

HOJA 1 DE 1T-R201-205

T-R201-206

T-R201-207

T-R201-208

FECHA: 05/05/2018

LOCALIDAD: SABADELL

COMPONENTES DEL LAZO

TEMPERATURA DEL REACTOR

203

TT

R-201

I/P

204

TT

209

TIC

203

TCV

PLA

NT

A

PLC SALA DE CONTROL

24 v



Page 72 of 106

3.7.3 Control de caudal en el proceso

En un proceso continuo es importante que el caudal de todos los corrientes no varíe de forma

significativa, mantenerlo fijo, ya que los equipos están diseñados asumiendo ese caudal.

Lazo F-CM201-203

El objetivo de este lazo es controlar que el caudal se mantenga constante en todo momento para

asegurar el correcto funcionamiento de los equipos. Un equipo con una presión diferente a la

óptima de operación resultara ineficiente o incluso podría llegar a suponer un riesgo. Es

importante, por lo tanto, que este control funcione correctamente.

El control se realiza mediante un lazo de retroalimentación o feedback, en el cual se mide el

caudal que pasa por la tubería. El controlador procesa esta señal de entrada enviando una respuesta

para poder, mediante un transformador de intensidad a presión, controlar la obertura que de la

válvula de control regulando el paso del fluido.

Tabla 3.7-11 Características del lazo de control de caudal en el compresor 201

Características del lazo F-CM201-203

Variable controlada Caudal del proceso

Variable manipulada Obertura de la válvula

Set point 1308 m3/h

Tipo de lazo Feedback

Indicador Si

Alarma No





Set point 1308 m3/h


Indicador Si

Alarma No



Page 73 of 106





Set point 4.78 m3/h


Indicador Si

Alarma No







Set point 4.78 m3/h


Indicador Si

Alarma No




Set point 17.15 m3/h


Indicador Si

Alarma No




Set point 40.43 m3/h


Indicador Si

Alarma No



Page 74 of 106

PROFIBUS

ESTACIÓN

REMOTA

24 v

6 bar

4-20 mA

D I/O

D I/O

4-20 mA

A I/O

BU

S

0.2-1 bar

A I/O

A I/O

A I/O

HOJA 1 DE 1

FIC: Controlador de caudalFT: Tansmisor de caudalF-CM402-409

F-CM403-410


FCV: Válvula de control de caudal

FECHA: 05/05/2018


CONTROL DE CAUDAL

F-CM202-204

F-CM301-303

F-CM302-314


ÁREA

200F-P201-203


201

FIC

FT

I/P

201FCV

201

24 v

SALA DE CONTROLPLC

PL

AN

TA



Page 75 of 106

Lazo F-P501-512

El objetivo de este lazo es controlar que el caudal se mantenga constante en todo momento para

asegurar el correcto funcionamiento de los equipos.

El control se realiza mediante un lazo de retroalimentación o feedback, en el cual se mide el

caudal que pasa por la tubería. El controlador procesa esta señal de entrada enviando una respuesta

para poder, mediante un transformador de intensidad a presión, controlar la obertura que de la

válvula de control regulando el paso del fluido.

Tabla 3.7-17 Características del lazo de control de caudal en la bomba P-501

Características del lazo F-P501-512



Set point 72 m3/h


Indicador Si

Alarma No

Tabla 3.7-18 Características del lazo de control de caudal en la bomba P-502

Características del lazo F-P502-514



Set point 72 m3/h


Indicador Si

Alarma No



Page 76 of 106

PLA

NT

A

24 v

SALA DE CONTROL

A I/O

BU

S

202

4-20 mA

D I/O

D I/O

FT

I/P

A I/O

PROFIBUS

PLC

A I/O

A I/O

6 bar

ESTACIÓN

REMOTA


LAZOS ANÁLOGOS


FCV: Válvula de control de caudal

ÁREA

200

FT: Tansmisor de caudal

HOJA 1 DE 1

FIC: Controlador de caudal

F-P201-203

FECHA: 05/05/2018

LOCALIDAD: SABADELL


CONTROL DE CAUDAL


202

FIC

FCV

4-20 mA

24 v

202

0.2-1 bar



Page 77 of 106

3.7.4 Intercambiador de calor

En la planta de producción de cloruro de vinilo presentada en estas páginas hay un total de 16

intercambiadores de calor, todos y cada uno controlados mediante el lazo que se expone a

continuación.

Lazo T-E201-201

El objetivo del lazo es controlar la temperatura del corriente de salida de los intercambiadores de

calor para regular mediante una válvula el corriente de entrada del fluido refrigerante o utilizado

para calentar el fluido de operación. De esta manera, controlamos que la temperatura del

intercambiador llegue a la esperada y que no se supere. Este control depende del valor de consigna

del controlador, es decir, al detectar un valor por debajo o por encima del asignado como el de

operación, la válvula se accionará cerrándose o abriéndose dependiendo de las necesidades del

sistema. En caso de que el control falle, se ha procedido a la instalación de alarmas de temperatura

alta y baja.

Tabla 3.7-19 Características del lazo de control de temperatura en el intercambiador de calor E-201

Características del lazo T-E201-201

Variable controlada Temperatura de salida


Set point 83ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL





Set point 129ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL



Page 78 of 106





Set point 75.8ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL





Set point 120ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL





Set point 78.3ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL





Set point 36.5ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL



Page 79 of 106





Set point 60.7ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL





Set point 61.4ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL





Set point 25ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL





Set point 18.6ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL



Page 80 of 106





Set point -10.4ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL Tabla 3.7-30 Características del lazo de control de temperatura en el intercambiador de calor E-402




Set point 43.6ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL Tabla 3.7-31 Características del lazo de control de temperatura en el intercambiador de calor E-403




Set point 54.75ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL





Set point 120ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL



Page 81 of 106





Set point 25ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL





Set point 110.5ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL





Set point 50ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL



Page 82 of 106

PROFIBUS

TAL-201: Alarma Temperatura baja

ESTACIÓN

REMOTA

TAL

TAH-201: Alarma Temperatura alta

24 v

TIC

201

201

4-20 mA

A I/O

D I/O

BU

S

A I/O

A I/O

A I/O

D I/O


T-E502-508

T-E503-509T-E401-401

T-E402-411

T-E403-412

T-E404-413

T-E405-414

T-E501-507

T-E202-202

T-E301-307

T-E302-309

T-E303-311

T-E304-312

T-E305-313

PLC

PLA

NT

A


TCV-201: Válvula de control de temperatura


HOJA 1 DE 1

FECHA: 05/05/2018TEMPERATURA DE SALIDA


TT-201: Tansmisor de temperatura


ÁREA

100T-E201-201

LOCALIDAD: SABADELL

SALA DE CONTROL

6 bar

24 v

201

TCVI/P

201

TT

0.2-1 bar

4-20 mA

201

TAH



Page 83 of 106

3.7.5 Columnas de destilación

Para conseguir el producto con las purezas necesarias para su comercialización y a demás ser

respetuosos con el medio ambiente, la destilación es una operación indispensable. En Vimepam

hay un total de tres columnas de destilación de diferente utilidad y diseño, pero con el mismo

control para asegurar la óptima separación.

Lazo P-CD301-301

El objetivo del lazo es controlar la perdida de carga que el experimenta el fluido al pasar por la

columna debido al líquido que baja por el relleno. La pérdida de presión se compensa añadiendo

más gas en colas de columna.

El transmisor de diferencial de presión envía una señal al controlador que la traduce en una

respuesta manipulando el caudal de vapor de agua del reboiler, consiguiendo así, aumentar el

reflujo de vapor por colas.

Tabla 3.7-36 Características del lazo de control de presión en la columna de destilación CD-301

Características del lazo P-CD301-301

Variable controlada Diferencial de presión

Variable manipulada Caudal de vapor en el reboiler

Set point 1.81 kPa


Indicador Si

Alarma AH/AL





Set point 4.7 kPa


Indicador Si

Alarma AH/AL



Page 84 of 106





Set point 2.26 kPa


Indicador Si

Alarma AH/AL



Page 85 of 106

ESTACIÓN

REMOTA

301

301

PAL-301: Alarma presión baja

6 bar

24 v

PROFIBUS

dPAH

dPAL

PAH-301: Alarma presión altaD

I/O

D I/O

0.2-1 bar

A I/O

BU

S

4-20 mA

A I/O

A I/O 4-20 mA

A I/O


PCV-301: Válvula de control de presió

PIC: Controlador de presión

HOJA 1 DE 1

FECHA: 05/05/2018CONTROL DE PRESIÓN

DIFERENCIAL


dPT-301: Tansmisor de diferencial de presiónP-CD401-402

P-CD501-501


ÁREA

300P-CD301-301


I/P

Area 800

Area 800

PCV

301

301

dPT

301

PIC

PLC

24 v

SALA DE CONTROL

PLA

NT

A



Page 86 of 106

Lazo T-CD301-302

El objetivo del lazo es controlar la temperatura de cabezas de columna manipulando el caudal de

reflujo líquido proveniente del tanque de condensados.

El control de la temperatura es primordial no solo para mantener la presión de la columna, si no

para mantener las composiciones deseadas por cabeza y colas de columna. En función de la

temperatura obtenida por el destilado, podemos determinar el producto que se está destilando en

la columna. Cuando la relación de reflujo aumenta, la cantidad de producto condensado se enfría

y vuelve a la columna, concentrándose en el mismo. Mantener la relación de reflujo constante es

importante, dado que es una variable muy influyente en el resultado de la separación en la

columna.

Este control se efectúa mediante un lazo feedback. El transmisor de temperatura, colocado en

cabezas de la columna, aporta la información necesaria para que el controlador responda

manipulando el caudal de líquido de reflujo.

Tabla 3.7-39 Características del lazo de control de temperatura en la columna de destilación CD-301

Características del lazo T-CD301-302



Set point 58.8ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL



Page 87 of 106

Tabla 3.7-40 Características del lazo de temperatura en la columna de destilación CD-401




Set point 28.8ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL

Tabla 3.7-41 Características del lazo de temperatura en la columna de destilación CD-501




Set point -14.4ºC


Indicador Si

Alarma AH/AL



Page 88 of 106

PROFIBUS

301

TAL-301 Alarma Temperatura baja

TAL

24 v

TAH-301 Alarma Temperatura alta

ESTACIÓN

REMOTA

TAH

301

6 bar

4-20 mA

0.2-1 bar

D I

/O

D I

/O

4-20 mA

A I

/O

BU

S

A I

/O

A I

/O

A I

/O


TCV-303:Válvula de control de temperatura


HOJA 1 DE 1

FECHA: 05/05/2018CONTROL DE TEMPERATURA

COLUMNA


TT-303: Transmisor de temperaturaT-CD401-404

T-CD501-503


ÁREA

300T-CD301-310


TT

301

303

TIC

I/P

SALA DE CONTROLPLC

PLA

NT

A

303

303

TCV

24 v



Page 89 of 106

Lazo L-CD301-301

El objetivo del lazo es controlar el nivel de líquido en la columna para asegurar que la

composición del residuo es constante y, además evitar que se inunde la columna.

Este control se efectúa mediante un lazo feedback. El transmisor de nivel, es el elemento primario

que hace posible que sistema mantenga el nivel, regulando el caudal de salida de la columna,

Tabla 3.7-42 Características del lazo de control de nivel en la columna CD-301

Características del lazo L-CD301-304

Variable controlada Nivel de líquido en la columna

Variable manipulada Caudal de salida de líquido

Set point 2.42 m


Indicador Si

Alarma AH/AL





Set point 5 m


Indicador Si

Alarma AH/AL





Set point 1.86 m


Indicador Si

Alarma AH/AL



Page 90 of 106

LAL

24 v

PROFIBUS

301

LAH

6 bar ESTACIÓN

REMOTA

LAH-301 Alarma nivel alto

301

CONTROL DE NIVEL COLUMNA

LAL-301 Alarma nivel bajo

L-CD401-403

L-CD501-511

D I/O

D I/O

L-CD301-310

A I/O

BU

S

4-20 mA

A I/O

A I/O

4-20 mA 0.2-1 bar

A I/O


TCV-301: Válvula de control de nivel


HOJA 1 DE 1

FECHA: 05/05/2018


LT-301: Tansmisor de nivel


ÁREA

300


PLA

NT

A

I/P301

LCV

SALA DE CONTROLPLC

24 v

202

FIC

301

LT



Page 91 of 106

3.7.6 Columna flash

El gas inerte presente en el proceso, el nitrógeno, es necesario eliminarlo antes de recircular los

reactivos no reaccionados al reactor, es por este motivo que ese utiliza la columna flash en

Vimepam. En este tipo de separador es necesario controlar tanto el nivel como la presión.

Lazo L-CF401-407

Es necesario mantener un nivel contante en la columna para asegurar una separación correcta.

Este es el objetivo de este lazo de control. Un transmisor de nivel aporta la información necesaria

para que la válvula manipule el caudal de salida por colas de la columna flash.

Tabla 3.7-45 Características del lazo de control de nivel en la columna de separación flash CF-401

Características del lazo L-CF401-407

Variable controlada Nivel de la columna flash

Variable manipulada Caudal de salida

Set point 0.67 m


Indicador Si

Alarma AH/AL



Page 92 of 106

I/P

PROFIBUS

401

24 v


6 bar

ESTACIÓN

REMOTA

LAH


401


LAL

4-20 mA

D I

/O

D I

/O

4-20 mA

A I

/O

BU

S

0.2-1 bar

A I

/O

A I

/O

A I

/O


LCV-403: Válvula de control de nivel


HOJA 1 DE 1

FECHA: 05/05/2018




ÁREA

400L-CF401-407


24 v

403

LT

SALA DE CONTROL

401

PLC

LIC

403

PLA

NT

A

LCV



Page 93 of 106

Lazo P-CF401-408

Como se ha comentado anteriormente, además del nivel, la presión de la columna es un parámetro

fundamental para lograr la separación óptima. Este lazo mantiene la presión constante

manipulando el caudal de gas que sale por la parte alta de la columna.

Tabla 3.7-46 Características del lazo de control de presión en la columna de separación flash CF-401

Características del lazo P-CF401-408

Variable controlada Presión de la columna flash

Variable manipulada Caudal de salida de

Set point 700 kPa


Indicador Si

Alarma AH/AL



Page 94 of 106

201

6 bar

PCV

PT

PROFIBUS


I/P

PAL

403

402

ESTACIÓN

REMOTA 24 v


201

PAH

P-CF401-408

D I

/O

D I

/O

0.2-1 bar

A I

/O

BU

S

4-20 mA

A I

/O

A I

/O

4-20 mA

A I

/O



TIC: Controlador de presión

HOJA 1 DE 1

FECHA: 05/05/2018LOCALIDA


PT-402: Tansmisor de presión


ÁREA

100


SALA DE CONTROL

402

PLC

PIC

24 v

PLA

NT

A



Page 95 of 106

3.7.7 Columna de absorción

Esta columna forma parte del tratamiento de gases de la planta Vimepam. Su objetivo es separar

el HCL del resto de componentes del corriente residual. Para lograr absorber todos los demás

componentes se deben mantener controlados los caudales de entrada de absorbente como del

corriente de entrada. La salida de extracto y del refinado también se controlan mediante los lazos

descritos a continuación.

Lazo L-CA501-502

Es necesario mantener un nivel contante en la columna para asegurar una separación correcta.

Este es el objetivo de este lazo de control. Un transmisor de nivel aporta la información necesaria

para que la válvula manipule el caudal de salida por colas de la columna flash.

Tabla 3.7-47 Características del lazo de control de nivel en la columna de absorción CA-501

Características del lazo L-CA501-502

Variable controlada Nivel de la columna de absorción


Set point 1.86 m


Indicador Si

Alarma AH/AL



Page 96 of 106

PLA

NT

A

401

SALA DE CONTROL

202

401

PROFIBUS

I/P 6 bar

LCV

LAL

ESTACIÓN

REMOTA

401

401

24 v

24 v

LAH-401: Alarma nivel alto

LAH

PLC

LIC

LT

LAL-401: Alarma nivel bajoD

I/O

4-20 mA

0.2-1 bar

D I/O

A I/O

4-20 mA

BU

S

A I/O

A I/O

A I/O

CONTROL DE NIVEL

COLUMNA ABSORCIÓN




HOJA 1 DE 1

FECHA: 05/05/2018


TT: Tansmisor de temperatura


ÁREA

100L-CA501-501


401



Page 97 of 106

Lazo P-CA501-510

Tan importante es el nivel como la presión en la columna de absorción para asegurar que se lleva

a cabo la separación deseada. Este lazo, mediante un transmisor de presión, la mantiene constante

regulando el caudal de salida del gas refinado.

Tabla 3.7-48 Características del lazo de control de presión en la columna de absorción CA-501

Características del lazo P-CA501-510

Variable controlada Presión de la columna de absorción


Set point 197 kPa


Indicador Si

Alarma AH/AL



Page 98 of 106

I/P

501

PCV

PT

6 bar

24 v

A I/O

A I/O

PLC

PIC

502

PAH

502

PROFIBUS

A I/O

BU

S

emisión


D I/O

PLA

NT

A

D I/O

SALA DE CONTROL

202 501

ESTACIÓN

REMOTA


PAL

A I/O

24 v

4-20 mA

4-20 mA

0.2-1 bar

CONTROL DE PRESIÓN

COLUMNA ABSORCIÓN




HOJA 1 DE 1

FECHA: 05/05/2018


TT: Tansmisor de temperatura


ÁREA

500P-CA501-501




Page 99 of 106

3.7.8 Tanques de destilado

Cada columna de destilación tiene un tanque de condesados. En el caso de las columnas de

Vimepam, estos tanques actúan como separadores de fases, es decir el destilado pasa por el

condensador que solo condensa una parte del fluido. Todo el fluido liquido se devuelve a la

columna y el que no ha condensado sigue el proceso.

Lazo P-TD401-405

El objetivo de este lazo es el de mantener constante la presión del tanque de destilado, regulando

el caudal de salida del destilado en fase gas mediante una válvula de control que responderá a la

salida calculada por el controlador.

Tabla 3.7-49 Características del lazo de control de presión en el tanque de destilado de la columna 301

Características del lazo P-TD301-305

Variable controlada Presión del tanque de destilado

Variable manipulada Caudal de salida del destilado gas

Set point 197 kPa


Indicador Si

Alarma AH/AL





Set point 1800 kPa


Indicador Si

Alarma AH/AL





Set point 1300 kPa


Indicador Si

Alarma AH/AL



Page 100 of 106

PRESIÓN TANQUE

TD-401

24 v

402

D I

/O

PROFIBUS

PT

ESTACIÓN

REMOTA

4-20 mA

BU

S

A I

/O

P-TD301-306

P-TD501-504

0.2-1 bar

A I

/O

A I

/O

A I

/O

4-20 mA

D I

/O


PCV402: Válvula de control de presión

FECHA: 05/05/2018


HOJA 1 DE 1

TIC401: Controlador de temperaturaPT401: Tansmisor de temperatura


ÁREA

400P-TD401-405


I/P

401

SALA DE CONTROLPLC

401

PLA

NT

A

PIC

24 v

PCV



Page 101 of 106

3.7.9 Reboilers

La salida del residuo de cada columna de destilación pasa a un reboiler termosifón cuya función

es vaporizar una parte del corriente para devolverla a la columna y así asegurar que la

concentración de los pesados es la correcta.

Lazo L-RB301-305

Para garantizar que la transferencia de calor sea satisfactoria el área de transmisión debe ser

constante, por lo que se debe controlar el nivel de líquido en el rebóiler. Este lazo, modificando

la salida de líquido del rebóiler, mantiene el nivel en el valor deseado, facilitando, además, que

se cumpla el balance de materia en la columna de destilación.

A continuación, se presentan las características de los lazos de control en los reboilers de la planta.

Tabla 3.7-52 Características del lazo de control de nivel en el reboiler de la columna 401

Características del lazo L-RB301-305

Variable controlada Nivel del rebóiler termosifón

Variable manipulada Caudal de salida del líquido

Set point 89.28ºC


Indicador No

Alarma AH/AL


Características del lazo L-RB401-406



Set point 109.8ºC


Indicador No

Alarma AH/AL





Set point 277.8ºC


Indicador No

Alarma AH/AL



Page 102 of 106

A I/O

BU

S

ESTACIÓN

REMOTA

D I/O

D I/O

A I/O

A I/O

A I/O

PROFIBUS

6 bar

4-20 mA

PLA

NT

A

SALA DE CONTROL

CONTROL DE NIVEL

LIC

LOCALIDAD: SABADELL


I/P

4-20 mA

LVC301: Válvula de control de nivel

LAZOS ANÁLOGOS

PLC



ÁREA

300

24 v

LT301: Tansmisor de nivel

0.2-1 bar

301


L-RB301-305

L-RB401-406

T-RB501-505

FECHA: 05/05/2018

RB

-301

HOJA 1 DE 1


301

LT

LCV

301



Page 103 of 106

3.7.10 Columna de absorción de HCl

En el área de tratamiento de gases, el área 500, se dispone una columna de absorción de película

descendente para eliminar el cloruro de hidrógeno del corriente residual, obteniendo ácido

clorhídrico de baja concentración.

Lazo L-SC501-513

En este absorvedor, el gas entra en co-corriente con el agua para, gracias al diseño de la columna,

el máximo contacto entre ambas fases. Para que esta separación se de en condiciones óptimas, es

necesario implementar un sistema de control de nivel en la columna.

El lazo sigue la técnica de control feedback. Un transmisor de nivel envía la señal al controlador

que en función de la diferencia respecto la lectura del transmisor y el valor de nivel deseado, envía

una respuesta calculada a la válvula de control de nivel que regula la salida de líquido de la

columna.

Tabla 3.7-55 Características del lazo de control de nivel en la columnar CA-501

Características del lazo L-SC501-513

Variable controlada Nivel de la columna de absorción


Set point 2.18 m


Indicador No

Alarma AH/AL



Page 104 of 106





LCV-504: Válvula de control de nivel



LAL

24 v

A I/O

A I/O

501

A I/O

BU

S

501

ESTACIÓN

REMOTA

A I/O

PROFIBUS

D I/O

D I/O

LAH

I/P

504

LCV

PLA

NT

AHOJA 1 DE 1

FECHA: 05/05/2018


504


LT

LAZOS ANÁLOGOS

ÁREA

500L-SC501-505

LOCALIDAD: SABADELL

SALA DE CONTROL


PLC

504

LCV

24 v



Page 105 of 106

Bibliografía

1) 1Stephanopoulos, G. “Chemical Proces Control: An Introduction to Theory and

Practice”. Prentis-Hall (New Jersey), 1984.

2) Ollero de Castro, P.; Fernández, E. “Control e instrumentación de procesos

químicos”. Síntesis (Madrid), 1994.

3) Seborg, Dale E., et al. “Process Dynamics and Control”. 3rd Edition. s.l. : John Wiley

& Sons, 2011

4) Facet. Facultad de ciencias exactas y tecnologia. Características de lazos típicos en

control. Consulta: 7 Marzo 2018.

https://catedras.facet.unt.edu.ar/controldeprocesos/wp-

content/uploads/sites/85/2016/02/T6-Lazos-Tipicos-de-Control-de-Proceso-1.pdf

5) Siemens. Soluciones de automatización descentralizadas. Consulta: 20 Mayo 2018

https://w5.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/simatic/Periferia

_descentralizada_ET200/Documents/ET%20200.pdf

6) Endress+Hauser. Instrumentación. Consulta 15 de abril 2018.

https://www.es.endress.com/es

https://catedras.facet.unt.edu.ar/controldeprocesos/wp-content/uploads/sites/85/2016/02/T6-Lazos-Tipicos-de-Control-de-Proceso-1.pdf

https://catedras.facet.unt.edu.ar/controldeprocesos/wp-content/uploads/sites/85/2016/02/T6-Lazos-Tipicos-de-Control-de-Proceso-1.pdf

https://w5.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/simatic/Periferia_descentralizada_ET200/Documents/ET%20200.pdf

https://w5.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/simatic/Periferia_descentralizada_ET200/Documents/ET%20200.pdf