Automatización de una planta piloto de destilación fraccionada de Alcohol

Abstract

En el laboratorio de Química del SENA regional Barrancabermeja se encuentra un equipo para la destilación fraccionada del alcohol. Inicialmente, el control del equipo se realizaba de forma manual, con el tiempo, la instrumentación y actuadores asociados a este se deterioraron conllevando a que actualmente el equipo se encuentre en total abandono por parte del personal docente y estudiantil. La situación planteada anteriormente, ha llevado a tomar la decisión de repotenciar dicha planta, con la compra de toda la instrumentación necesaria para realizar la destilación así como también la implementación de un sistema de control de la misma a través de un PAC opto 22 y un sistema SCADA para la supervisión del proceso. El desarrollo del proyecto se llevó a cabo a través de una investigación tipo experimental, donde se realizó la recolección de información en campo, instrumentación del equipo y finalmente la instalación de un sistema de control para la solución de la problemática planteada. Se realizo la selección, compra, instalación y configuración de la instrumentación, actuadores, acoples de potencia y de control, siguiendo el diseño planteado en los planos eléctricos y PI&D. Se obtuvo la ecuación de la planta en lazo abierto a partir del método 1 de Ziegler y se selecciono un control PI, que se escalizo para ser introducido en el controlador Opto22, así mismo se efectúo la lógica de control de la planta y diseño del sistema SCADA para la supervisión de la misma y generación de alarmas. En la sintonización del lazo de control de temperatura, se sacrificó velocidad para alcanzar el setpoint pero se gano precisión ya que no presenta overshoot, lo cual permite controlar de una manera efectiva la temperatura de ebullición del alcohol sin necesidad de evaporar el agua, lo que mejora la eficiencia del proceso de destilación.

In the chemistry lab regional SENA Barrancabermeja is an equipment for the fractional distillation of alcohol. Initially, control of the equipment was done manually, with time, instrumentation and actuators associated with this gets deteriorated leading that it currently the equipment is completely neglected by the teacher and student staff. The situation described above has led to the decision to refurbish the plant, with the purchase of all instrumentation required for distillation as well as the implementation of a system of control of it through a PAC 22 and opto SCADA system for monitoring the process. The development project was carried out through an experimental research where data collection in the field, instrumentation equipment and the installation of a control system for the solution of the problem posed was performed. The selection, purchase, installation and configuration of instrumentation, actuators, couplings power and control were conducted, following the proposed design in electrical and PI&D drawings. Equation plant open loop was obtained using the method 1 of Ziegler and a PI control was selected, which linearized to be introduced into the Opto22 controller, also the control logic of the plant was performed and design of SCADA system for monitoring the same and alarming. In the tuning of the temperature control loop, speed was sacrificed to achieve precision gained setpoint but since no overshoot, which allows effective control of the boiling point of the alcohol without evaporation of the water, which improves the efficiency of the distillation process.