PLANTA DE PRODUCCIÓN DE CAPROLACTAMA 3.- Control e instrumentación

Transcripción

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3 ÍNDICE 3.- CONTROL E INSTRUMENTACIÓN CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE CONTROL Introducción Objetivos del sistema de control IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL Tipos de lazos de control ELEMENTOS DEL SISTEMA DE CONTROL ARQUITECTURA DEL SISTEMA DE CONTROL NOMENCLATURA Lazos de control Instrumentación DESCRIPCIÓN DE LOS LAZOS DE CONTROL DE LA PLANTA Listado de los lazos de control Tanques de almacenaje Entrada de reactivos clave Reactor de formación de hidroxilamina (R- 2) Columnas de extracción (R- 202/CE- 2/CE- 4/CE- 402) Columnas de destilación (CD- 2/CD- 202) Columnas absorción/stripping (CA- 2/CS- 2) Tanques

4 Evaporador (E- 4) Evaporador de triple efecto (ETE) Intercambiadores de calor Caldera (CV- 6/CV- 602) Torre de refrigeración (TR- 7/TR- 702) TARGETAS DE ADQUISICIÓN DE DATOS CALCULO DE VÁLVULAS DE CONTROL ESPECIFICACIONES DE INSTRUMENTACIÓN

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6 3.- CONTROL E INSTRUMENTACIÓN CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE CONTROL Introducción Un sistema de control no es más que un software informático que recibe señales, las procesa y responde con un comando dirigido a un elemento que actúa sobre el sistema en función de las directrices marcadas. Implementar un sistema de control en una planta industrial permite regular el comportamiento del proceso mediante una serie de dispositivos especialmente colocados. El objetivo principal es asegurar el correcto funcionamiento del proceso, ayudar a la optimización y aumentar el rendimiento. Únicamente con el buen diseño de los equipos no es suficiente, si se diera un caso aislado de perturbación, el sistema habría de estar preparado para reaccionar y no echar a perder la continuidad de la operación. El objeto de este apartado es dar a conocer el control necesario para la planta de producción de caprolactama diseñada, focalizando en los distintas variables que se deben controlar, los elementos necesarios para el control y el tipo de sistema a implementar. Para empezar, es necesario tener noción la terminología: Variable controlada Parámetro de proceso que se desea mantener en un valor fijo. Ésta se mide con un instrumento distinto en cada caso. Variable manipulada Parámetro de proceso que se modifica con tal de mantener la variable controlada en el punto deseado. Ésta se manipula con el elemento final de control. 6

7 Elemento final Instrumento que sirve para modificar la variable manipulada. En general, se trata de válvulas de control. Punto de consigna Es el valor que se desea que tenga la variable controlada. Perturbación Son modificaciones involuntarias y aleatorias de cualquier parámetro de proceso que pueden provocar la modificación de la variable que se desea mantener constante. No todas las perturbaciones afectan directamente al proceso provocando que sea necesaria una corrección, sino que también existen un número incontable que no son significativas. Error Representa la diferencia numérica entre la variable controlada y el punto de consigna. A continuación, se muestra un esquema con las diferentes variables de control. Figura Variables del control de un proceso. 7

8 Objetivos del sistema de control Los objetivos de cualquier sistema de control podrían dividirse en los siguientes puntos: 1. Proporcionar información a tiempo real de las variables críticas del proceso y controlarlas para obtener un buen funcionamiento de la planta, exento de peligro. 2. Optimización del proceso de producción garantizando la calidad del producto obtenido, reduciendo costes y minimizando emisiones de contaminantes. 3. Minimizar la intervención humana. 8

9 3.2.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL A la hora de implantar un sistema de control es necesario seguir una serie de pasos. Para empezar, se ha de hacer un estudio del proceso y definir los objetivos del control. Seguidamente, se han de identificar las variables que pueden ser controladas y manipuladas con tal de poder idear el mecanismo óptimo re relación entre ambas. Una vez decidida la estrategia a seguir, se selecciona la configuración del sistema de control y se especifica la instrumentación necesaria para tal efecto Tipos de lazos de control Los diferentes elementos de control y medida se encuentran agrupados en forma de lazos de control. El lazo de control es la unión entre diferentes elementos que permite que el sistema funcione de manera automática. Existen principalmente tres tipos de operación con sistemas de control: 1. Control por retroalimentación (feedback) Es el control más utilizado. Este control consiste en la medida de la variable controlada a la salida del proceso, la lectura del error por parte del controlador y la actuación del elemento final a la entrada. Es decir, el controlador actúa cuando la alteración ya se ha producido.el controlador puede realizar distintas acciones, las cuales se fijarán en función de la variable controlada. 2. Control anticipativo (feedforward) Este tipo de lazo, en cambio, están ideados para actuar antes de que se produzca la perturbación en el sistema. El funcionamiento se basa en conocer el valor de la propia perturbación, se actúa modificando la variable manipulada y se consigue así que la variable controlada no se vea afectada. Teóricamente, este lazo debería mantener siempre el valor consigna pero, no obstante, puede 9

10 haber problemas en aquellos casos en que se desconozca el modelo exacto del sistema. 3. Control todo/nada (ON- OFF) Este lazo se asemeja al feedback pero tiene la peculiaridad que únicamente actúa cuando se activa ya que sólo tiene dos posiciones. La mayoría de lazos de este tipo están relacionados con la seguridad. 4. Control en cascada Esta configuración es de gran utilidad para minimizar perturbaciones y obtener una respuesta de regulación más rápida y estable. Se define como el lazo dónde la salida de un controlador de realimentación es el punto de ajuste para otro controlador de realimentación, por lo menos ELEMENTOS DEL SISTEMA DE CONTROL Los elementos esenciales en cualquier sistema de control son los que se detallan a continuación: Transmisor: Elementos encargados de transmitir las señales producidas por los diferentes elementos del sistema de control. Estas señales pueden ser de diversos tipos, como por ejemplo eléctricas o neumáticas, por este motivo en ocasiones es necesario el uso de convertidores entre los distintos elementos. Sensor: Elementos cuya única finalidad es la medida de cierto parámetro del proceso. Este parámetro es una magnitud física, por tanto se ha de transformar en analógica o digital. Por este motivo, este elemento suele ir acompañado de un transmisor. 10

11 Transductor: Elemento que tiene como objetivo traducir la señal eléctrica producida por el controlador en una señal neumática que permita regular la acción del actuador (3-15 psig). Controlador (unidad de decisión): Elemento encargado de calcular la acción que ha de realizar el elemento actuador en función de la señal de entrada recibida. Según la acción producida estos se pueden dividir en: o Acción de control Proporcional (P). o Acción de control Proporcional- Integral (PI). o Acción de control Proporcional- Derivativa (PD). o Acción de control Proporcional- Integral- Derivativa (PID). Actuador: Elemento final de control que actúa sobre la variable que se desea manipular en función de la señal recibida. En general, la mayoría de actuadores son válvulas de control y tienen el siguiente sistema en bypass: Figura Variables del control de un proceso. 11

12 La válvula que aparece en color azul seria la válvula de control y a cada uno de los lados dispone de dos válvulas de compuerta. En el bypass se sitúa una válvula de bola ARQUITECTURA DEL SISTEMA DE CONTROL El sistema de control establecido en la planta es un sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) con un conjunto de PLCs. Este sistema consiste en una aplicación de software que permite el acceso a datos remotos de un proceso y es capaz de controlarlo mediante las herramientas necesarias en cada caso. Es necesario remarcar que no se trata de un sistema de control, sino de supervisión y monitorización, que realiza la tarea de interfase entre los niveles de control (PLC) y los de gestión de un nivel superior. De este modo se mantiene una interacción entre los PCs y los PLCs. Sala de control (PC): Mediante la consola de proceso se puede intervenir en el control de la planta, se pueden activar o desactivar los lazos de control, actuar sobre bombas y válvulas, realizar la puesta en marcha o la parada de la planta, y demás. También se tiene acceso a los dispositivos de alarma para cualquier situación incontrolada y se pueden visualizar los ordenadores para controlar cada situación deseada. 12

13 Figura Sala de control. Interfase a proceso (PLC): Los PLCs (Programable LogicController) son la base de control de los procesos. Se dispone de microprocesadores (CPU) para registrar variables como entradas (señales de instrumentación) y manipular las variables de salida (elementos actuadores) además de programar los lazos de control. Los PLCs llegan a todas las conexiones de los equipos (bub) y la estrategia para hacerlo es un sistema de control distribuido (DCS). 13

14 Figura Buses de campo en un control distribuido y PLC. De esta manera, el sistema SCADA está especialmente diseñado para funcionar sobre ordenadores en el control de producción que proporciona comunicación entre los dispositivos de campo, llamados también RTU (Remote Terminal Units), dónde se pueden encontrar elementos tales como controladores autónomos o autómatas programables y un centro de control o Unidad Central (MTU, Master Terminal Unit), dónde se controla el proceso de forma automática desde la pantalla de uno o varios ordenadores. Figura Sistema SCADA. SCADA: A continuación, se muestra un listado de objetivos y prestaciones del sistema - Economía: No es necesario que un operario haga ciertas revisiones ya que desde la sala de control ya es visible. - Accesibilidad: Da la posibilidad de modificar parámetros de funcionamiento y consultar el estado de cada unidad controlada. 14

15 - Mantenimiento: La adquisición de datos materializa la posibilidad de obtener datos de un proceso, almacenarlos y presentarlos de manera inteligible. La misma aplicación se puede programar de manera que avise cuando se aproximen las fechas de revisión o cuando una máquina tenga más fallos de los considerados normales. - Ergonomía: Se procura que la relación entre el proceso y el usuario sea lo menos comprometida posible. - Gestión: Todos los datos recopilados pueden ser valorados de múltiples maneras mediante herramientas estadísticas, gráficas, valores tabulados, etc., que permitan explotar el sistema con el mejor rendimiento posible. - Flexibilidad: Cualquier modificación de alguna de las características del sistema de visualización no supone un gasto importante de tiempo ni de medios, pues no hay modificaciones físicas que requieran la instalación de un cableado o del contador. - Conectividad: Se buscan sistemas abiertos. La documentación de los protocolos de comunicación actuales permite la interconexión de sistemas de diferentes proveedores y evita la existencia de lagunas informativas que puedan causar fallos en el funcionamiento o en la seguridad. 15

16 3.3.- NOMENCLATURA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE CAPROLACTAMA Los sistemas de control aparecen representados en la serie de diagramas P&ID (Piping and InstrumentationDiagram) utilizando símbolos e iconos simples ampliamente reconocidos y aceptados. La representación de los lazos de control y de la instrumentación correspondiente se realiza siguiendo la norma ISA (International Society of Automation). Este tipo de diagrama además incluye una representación gráfica del equipo, el conjunto de válvulas del proceso, el control e la instrumentación. Este hecho es muy importante a tener en cuenta sobretodo para el mantenimiento o para las posibles modificaciones del proceso realizadas a posteriori Lazos de control Los lazos de control se representan con un círculo dentro del cual se colocan las letras correspondientes a la nomenclatura del instrumento de control, el número identificativo del lazo y una indicación relativa a la localización física (campo, panel de la sala de control, detrás del panel, etc.). A continuación, se muestra la figura dónde se muestra la designación de los instrumentos por círculos. 16

17 Figura Designación de los instrumentos por círculos Instrumentación Para empezar, hay que representar las líneas de transmisión de información, las cuales se representan según se muestra en la Figura En general, se emplean líneas sólidas para representar tuberías de proceso y líneas discontinuas o continuas con marcas para la comunicación entre los instrumentos. También hay que añadir que este conjunto se dibuja con un grosor de línea inferior en el P&ID. 17

18 Figura Designación de las líneas de instrumentación. Por otra parte, la identificación del tipo de instrumento en los sistemas de control utilizados tiene la siguiente estructura: AAA B Dónde: AAA. Hace referencia al tipo de instrumento de control. En general, el sistema más utilizado es el que se muestra en la Figura

19 Figura Designación de la instrumentación. La primera letra indica el tipo de variable que se mide, se indica, se transmite o se controla. La segunda, expresa la función que realiza el instrumento del lazo de control. En el caso en que se desempeñan dos funciones aparecen dos letras consecutivas. 19

20 A continuación, se recogen una serie de tablas con las distintas nomenclaturas en función del tipo de instrumento hechas servir en el control de la planta. Tabla Nomenclatura de los transmisores. Descripción Transmisor de contcentración Transmisor de caudal Transmisor de nivel Transmisor de presión Transmisor de ph Transmisor de temperatura Nomencl atura CT FT LT PT pht TT Tabla Nomenclatura de los sensores. Descripción Final de carrera Sensor de bajo nivel Sensor de alto nivel Sensor de nivel Nomenc latura ZS LSL LSH LS 20

21 Tabla Nomenclatura de los indicadores. Descripción Indicador de nivel Indicador de caudal Indicador de temperatura Indicador de presión Indicador de ph Nomenc latura LI FI TI PI phi Tabla Nomenclatura de los alarmas. Descripción Alarma de bajo nivel Alarma de alto nivel Alarma de temperatura elevada Alarma de caudal elevado Alarma de presión baja Alarma de presión alta Alarma de presión muy baja Alarma de presión muy alta Alarma de presión súper alta Nomenc latura LAL LAH TAH FAH PAL PAH PAVL PAVH PASH 21

22 Tabla Nomenclatura de las válvulas. Descripción Manuales Automáticas todo/nada Válvula de control de nivel Válvula de control de caudal Válvula de control de temperatura Válvula auto reguladora de presión Válvula de seguridad/venteo Disco de rotura Apaga llamas Válvula de control de ph Nomenc latura MV HV LCV FCV TCV PCV PSV AR AP phcv Tabla Nomenclatura de los controladores. Descripción Controlador de nivel Controlador de caudal Controlador de temperatura Controlador de presión Controlador de posición Controlador de ph Nomenc latura LC FC TC PC ZSC phc 22

23 B000: Hace referencia al equipo al cual se le está aplicando el control. 11: Referente al número de lazo del equipo DESCRIPCIÓN DE LOS LAZOS DE CONTROL DE LA PLANTA En este apartado se listarán y explicarán los diferentes lazos de control propuestos para la planta de producción de caprolactama Listado de los lazos de control En este apartado se presentan los listados de los diferentes lazos de control que se encuentran en cada área. En la serie de tablas que se muestran a continuación se especifican el equipo controlado, la nomenclatura del lazo, la variable controlada, la variable manipulada, el tipo de lazo, el margen de lectura, la actuación y observaciones según el caso. 23

24 Tabla Listado de lazos de control del área 100. Listado de instrumentación Área 100 Equipo Nº Lazo Nº Ítems Variable controlada Variable manipulada LI- T1A- LI- T1A- 02 LT- T1A- LT- T1A- 02 T- 1A L- T1A- LC- T1A- LC- T1A- 02 LHL- T1A- LAL- T1A- LVC- T1A- LI- T1B- LI- T1B- 02 LT- T1B- LT- T1B- 02 T- 1B L- T1B- LC- T1B- LC- T1B- 02 LHL- T1B- LAL- T1B- LVC- T1B- T- 102 T- 103 L- T102- L- T103- LI- T102- LI- T LT- T102- LT- T LC- T102- LC- T LHL- T102- LAL- T102- LVC- T102- LI- T103- LI- T LT- T103- LT- T LC- T103- LC- T LHL- T103- LAL- T103- LCV- T103- Tipo de lazo Nivel Caudal ON/OFF Nivel Caudal ON/OFF Nivel Caudal ON/OFF Nivel Caudal ON/OFF 24

25 Listado de instrumentación Área 100 Equipo Nº Lazo Nº Ítems Variable controlada Variable manipulada T- 104 T- 105 L- T104- L- T105- LI- T104- LI- T LT- T104- LT- T LC- T104- LC- T LHL- T104- LAL- T104- LVC- T104- LI- T105- LI- T LT- T105- LT- T LC- T105- LC- T LHL- T105- LAL- T105- LVC- T105- LI- T106A- LI- T106A- 02 LT- T106A- LT- T106A- 02 T- L- T106A- LC- T106A- 106A LC- T106A- 02 LHL- T106A- LAL- T106A- LVC- T106A- LI- T106B- LI- T106B- 02 LT- T106B- LT- T106B- 02 T- 106B L- T106B- LC- T106B- LC- T106B- 02 LHL- T106B- LAL- T106B- LCV- T106B- Tipo de lazo Nivel Caudal ON/OFF Nivel Caudal ON/OFF Nivel Caudal ON/OFF Nivel Caudal ON/OFF 25

26 Listado de instrumentación Área 100 Equipo Nº Lazo Nº Ítems Variable controlada Variable manipulada LI- T106C- LI- T106C- 02 LT- T106C- LT- T106C- 02 T- 106C L- T106C- LC- T106C- LC- T106C- 02 LHL- T106C- LAL- T106C- LVC- T106C- LI- T106D- LI- T106D- 02 LT- T106D- LT- T106D- 02 T- L- T106D- LC- T106D- 106D LC- T106D- 02 LHL- T106D- LAL- T106D- LVC- T106D- T- 106E L- T106E- T- 107 L- T107- LI- T106E- LI- T106E- 02 LT- T106E- LT- T106E- 02 LC- T106E- LC- T106E- 02 LHL- T106E- LAL- T106E- LVC- T106E- LI- T107- LI- T LT- T107- LT- T LC- T107- LC- T LHL- T107- LAL- T107- LCV- T107- Tipo de lazo Nivel Caudal ON/OFF Nivel Caudal ON/OFF Nivel Caudal ON/OFF Nivel Caudal ON/OFF 26

27 Listado de instrumentación Área 100 Equipo Nº Lazo Nº Ítems Variable controlada Variable manipulada LI- T108A- LI- T108A- 02 LT- T108A- LT- T108A- 02 T- L- T108A- LC- T108A- 108A LC- T108A- 02 LHL- T108A- LAL- T108A- LVC- T108A- LI- T108B- LI- T108B- 02 LT- T108B- LT- T108B- 02 T- 108B L- T108B- LC- T108B- LC- T108B- 02 LHL- T108B- LAL- T108B- LVC- T108B- Tipo de lazo Nivel Caudal ON/OFF Nivel Caudal ON/OFF 27

28 Tabla Listado de lazos de control del área 200. Listado de instrumentación Área 200 Equipo Nº Lazo Nº Ítems Variable controlada Variable manipulada Tipo de lazo R- 2 R- 202 F- R2- FI- R2- FT- R2- FC- R2- FCV- R2- Caudal Caudal Feedback F- R2-02 FI- R2-02 FT- R2-02 FC- R2-02 FCV- R2-02 Caudal Caudal Feedback P- R2- PI- R2- PI- R2-02 dpt- R2- PC- R2- PCV- R2- Presión Caudal Feedback T- R2- TI- R2- TT- R2- CT- R2- TCV- R2- Temperatura Caudal Feedback - PSV- R2- Presión AR- R2- Presión - - FI- R202- F- R202- FT- R202- FC- R202- Caudal Caudal Feedback FCV- R202- FI- R F- R202- FT- R FC- R Caudal Caudal Feedback FCV- R LI- R202- L- R202- LT- R202- LC- R202- Nivel Caudal Feedfordward LCV- R202- LI- R LT- R L- R LC- R LCV- R Nivel Caudal Feedback ZS- R202- ZSC- R202-28

29 Listado de instrumentación Área 200 Equipo Nº Lazo Nº Ítems Variable controlada Variable manipulada Tipo de lazo F- CE2- FI- CE2- FT- CE2- FC- CE2- FCV- CE2- Caudal Caudal Feedback CE- 2 L- CE2- LI- CE2- LT- CE2- LC- CE2- LCV- CE2- Nivel Caudal Feedforward L- CE2-02 LI- CE2-02 LT- CE2-02 LC- CE2-02 LCV- CE2- Nivel Caudal Feedforward CS- 2 P- CS2- PI- CS2- PT- CS2- PC- CS2- PCV- CS2- PCV- CS2-02 Presión Caudal Feedback - PSV- CS2- Presión AR- CS2- Presión - - PI- CA2- PT- CA2- P- CA2- PC- CA2- Presión Caudal Feedback CA- PCV- CA2-2 PCV- CA PSV- CA2- Presión AR- CA2- Presión - - LI- S2- LI- S2-02 LT- S2- LT- S2-02 L- S2- Nivel Nivel Feedforward LAH- S2- S- 2 LAL- S2- LC- S2- LCV- S2- - PSV- S2- Presión AR- S2- Presión

30 Listado de instrumentación Área 200 Equipo Nº Lazo Nº Ítems Variable controlada Variable manipulada Tipo de lazo M- 2 F- M2- F- M2-02 L- M2- M- 202 L- M202- M- 203 M- 204 H- 2 F- M203- L- M203- F- M204- L- M204- T- H2- FI- M2- FT- M2- FC- M2- FCV- M2- FI- M2-02 FT- M2-02 FC- M2-02 FCV- M2-02 LI- M2- LT- M2- LC- M2- LCV- M2- LI- M202- LT- M202- LC- M202- LCV- M202- FI- M203- FT- M203- FC- M203- FCV- M203- LI- M203- LT- M203- LC- M203- LCV- M203- FI- M204- FT- M204- FC- M204- FCV- M204- LI- M204- LT- M204- LC- M204- LCV- M204- TI- H2- TT- H2- CT- H2- TCV- H2- Caudal Caudal Feedback Caudal Caudal Feedback Nivel Caudal Feedforward Nivel Caudal Feedforward Caudal Caudal Feedforward Nivel Caudal Feedforward Caudal Caudal Feedforward Nivel Caudal salida Feedforward Temperatura Caudal Feedback 30

31 Listado de instrumentación Área 200 Equipo Nº Lazo Nº Ítems Variable controlada Variable manipulada Tipo de lazo H- 202 H- 203 RN- 2 CD- 2 A- 2 T- H202- TI- H202- TT- H202- CT- H202- TCV- H202- Temperatura Caudal Feedback TI- H203- T- H203- TT- H203- CT- H203- Temperatura Caudal Feedback TCV- H203- phi- RN2- P- RN2- pht- RN2- phc- RN2- ph Caudal Feedback phcv- RN2- - PSV- RN2- Presión AR- RN2- Presión - - TI- CD2- T- CD2- TT- CD2- TC- CD2- Temperatura Caudal Feedback TCV- CD2- LI- CD2- L- CD2- LT- CD2- LC- CD2- Nivel Caudal Feedforward LCV- CD2- PI- CD2- P- CD2- PT- CD2- PC- CD2- Presión Caudal Feedforward PCV- CD2- FI- CD2- FT- CD2- F- CD2- FC- CD2- Caudal Caudal Cascada FC- CD2-02 FCV- CD2- - PSV- CD2- Presión AR- CD2- Presión - - L- A2- LIC- A2- LCV- A2- Nivel Caudal Feedforward 31

32 Listado de instrumentación Área 200 Equipo Nº Lazo Nº Ítems Variable controlada Variable manipulada Tipo de lazo CD- 202 A- 202 T- CD202- TI- CD202- TT- CD202- TC- CD202- TCV- CD202- Temperatura Caudal Feedback L- CD202- LI- CD202- LT- CD202- LC- CD202- LCV- CD202- Nivel Caudal Feedforward P- CD202- PI- CD202- PT- CD202- PC- CD202- PCV- CD202- Presión Caudal Feedforward F- CD202- FI- CD202- FT- CD202- FC- CD202- TC- CD TCV- CD202- Caudal Caudal Cascada - PSV- CD202- Presión AR- CD202- Presión - - L- A202- LIC- A202- LCV- A202- Nivel Caudal Feedforward 32

33 Tabla Listado de lazos de control del área 300. Equipo Nº Lazo Nº Ítems CL- 3 R- 3 CL- 302 R- 302 CL- 303 R- 303 Listado de instrumentación Área 300 Variable controlada Variable manipulada Tipo de lazo TI- CR3- TT- CR3- TCV- CL3- T- CR3- TC- CR3- Temperatura Caudal Feedback LI- R3- L- R3- LT- R3- LC- R3- Nivel Caudal Feedforward LCV- R3- - TI- R3- Temperatura TT- R3- Temperatura - - TI- CR302- TT- CR302- T- CR302- TC- CR302- Temperatura Caudal Feedback TCV- CL302- LI- R302- L- R302- LT- R302- LC- R302- Nivel Caudal Feedforward LCV- R TI- R302- Temperatura TT- R302- Temperatura - - TI- CR303- T- CR303- TT- CR303- TC- CR303- TCV- CL303- LI- R303- Temperatura Caudal Feedback L- R303- LT- R303- LC- R303- Nivel Caudal Feedforward LCV- R TI- R303- Temperatura TT- R303- Temperatura

34 Equipo Nº Lazo Nº Ítems M- 3 CR- 304 CB- 3 L- M3- F- M3- T- CR304- Listado de instrumentación LI- M3- LT- M3- LC- M3- LCV- M3- FI- M3- FT- M3- FC- M3- FCV- M3- TI- CR304- TT- CR304- TC- CR304- TCV- CR304- PI- CB3- Área 300 Variable controlada Variable manipulada Tipo de lazo Nivel Caudal Feedforward Caudal Caudal Feedback Temperatura Caudal Feedback PI- CB3-02 dpt- CB3- dp- CB3 Presión Caudal Feedback PC- CB3- PCV- CB3- - TI- CB3- Temperatura TT- CB3- Temperatura PSV- CB3- Presión AR- CB3- Presión

35 Listado de instrumentación Área 300 Equipo Nº Lazo D3 S- 3 RN- 3 L- D3- L- D3-02 L- S3 L- RN3 - - Nº Ítems LI- D3- LT- D3- LC- D3- LCV- D3- LI- D3-02 LT- D3-02 LC- D3-02 LCV- D3- LI- S3- LI- S3-02 LT- S3- LT- S3-02 LAH- S3- LAL- S3- LC- S3- LCV- S3- LI- RN3- LT- RN3- LC- RN3- LCV- RN3- TI- RN3- TT- RN3- PSV- RN3- AR- RN3- Variable controlada Variable manipulada Tipo de lazo Nivel Caudal Feedforward Nivel Caudal Feedforward Nivel Nivel Feedforward Nivel Caudal Feedforward Temperatura - - Temperatura

36 Tabla Listado de lazos de control del área 400. Equipo Nº Lazo Nº Ítems CL- 4 M- 4 M- 402 CE- 4 T- CL4- Listado de instrumentación TI- CL4- TT- CL4- TC- CL4- TCV- CL4- FI- M4- Área 400 Variable controlada Variable manipulada Tipo de lazo Temperatura Caudal Feedback F- M4- FT- M4- FC- M4- Caudal Caudal Feedback FCV- M4- - LI- M4- Nivel LT- M4- Nivel - - FI- M402- F- M402- L- M402- F- CE4- F- CE4-02 L- CE4- L- CE4-02 FT- M402- FC- M402- FCV- M402- LI- M402- LT- M402- LC- M402- LCV- M402- FI- CE4- FT- CE4- FC- CE4- FCV- CE4- FI- CE4-02 FT- CE4-02 FC- CE4-02 FCV- CE4-02 LI- CE4- LT- CE4- LC- CE4- LCV- CE4- LI- CE4-02 LT- CE4-02 LC- CE4- LCV- CE4- Caudal Caudal Feedback Nivel Caudal Feedforward Caudal Caudal Feedback Caudal Caudal Feedback Nivel Caudal Feedforward Nivel Caudal Feedforward 36

37 Listado de instrumentación Área 400 Equipo Nº Lazo Nº Ítems Variable controlada Variable manipulada Tipo de lazo F- CE402- FI- CE402- FT- CE402- FC- CE402- FCV- CE402- Caudal Caudal Feedback CE- 402 L- CE402- LI- CE402- LT- CE402- LC- CE402- LCV- CE402- Nivel Caudal Feedforward L- CE LI- CE LT- CE LC- CE LCV- CE Nivel Caudal Feedforward CH- 4 P- CH4- PI- CH4- PI- CH4-02 dpt- CH4- PC- CH4- PCV- CH4- Presión Caudal Feedback - PSV- CB3- Presión AR- CB3- Presión TI- CH4- Temperatura TT- CH4- Temperatura - - CR- 4 T- CR4- TI- CR4- TT- CR4- TC- CR4- TCV- CR4- Temperatura Caudal Feedback A- 4/402 L- A4/A402 LIC- A4/A402- L- E4- LI- E4- LT- E4- LC- E4- Nivel Caudal Feedforward LCV- E4- E- 4 ZS- E4- Z- E4- Obertura Potencia Feedback ZSC- E4- - TI- E4- Temperatura TT- E4- Temperatura - - H- 4 T- H4- TI- H4- TT- H4- TC- H4- TCV- H4- Temperatura Caudal Feedback 37

38 Tabla Listado de lazos de control del área 500. Listado de instrumentación Área 500 Equipo Nº Lazo Nº Ítems Variable controlada LI- ETE5- LT- ETE5- L- ETE5- LC- ETE5- ETE- LCV- ETE5-5 - PSV- CB3- ETE- 502 ETE- 503 CR- 5 Variable manipulada Tipo de lazo Nivel Caudal Feedforward Presión AR- CB3- Presión - - LI- ETE502- LT- ETE502- L- ETE502- LC- ETE502- LCV- ETE502- Nivel Caudal Feedforward - PSV- CB3- Presión AR- CB3- Presión - - LI- ETE503- L- ETE LT- ETE503- LC- ETE503- LCV- ETE502- PSV- CB3- Nivel Caudal Feedforward Presión AR- CB3- Presión - - TI- CR5- T- CR5 TT- CR5- Temperatura Caudal Feedback TC- CR5-38

39 Tabla Listado de lazos de control del área 600. Listado de instrumentación Área 600 Equipo Nº Lazo Nº Ítems Variable controlada FI- CV6- FT- CV6- CV- L- CV6- Ç 6 FC- CV6- FCV- CV6- FI- CV602- CV- 602 TR- 6 TR- 602 L- CV602- F- TR6- F- TR602- FT- CV602- FC- CV602- FCV- CV602- FI- CV6- FT- CV6- Ç FC- CV6- FCV- CV6- FI- CV602- FT- CV602- FC- CV602- FCV- CV602- Variable manipulada Tipo de lazo Caudal Caudal Feedback Caudal Caudal Feedback Caudal Caudal Cascada Caudal Caudal Cascada 39

40 Tanques de almacenaje El objetivo de este control es mantener el nivel del tanque entre un máximo y un mínimo determinados con tal de no comprometer la seguridad. Para empezar se muestra la Tabla , dónde se presenta la lista de los distintos tanques de almacenaje que disponen de lazos de control análogos. Tabla Listado de los tanques de almacenaje de líquidos. Nomenclatura T- 1A/T- 1B T- 102A/T- 102B T- 103 T- 104 T- 105 T- 106A/T- 106B/T- 106C/T- 106D/T- 106E T- 107 T- 108A/T- 108B T- 109A/T- 109B T- 110A/T- 110B T- 111A/1-111B T- 112A/T- 112B Descripción Tanque de almacenamiento de ciclohexanona. Tanque de almacenamiento de ácid fosfórico (85% en peso). Tanque de almacenaje de tolueno. Tanque de almacenaje de ácido nítrico (60% en peso). Tanque de almacenaje de óleum. Tanque de almacenaje de nitrógeno. Tanque de almacenaje de hidrógeno. Tanque de almacenaje de amoniaco. Silo de almacejane de catalizador. Silo de almacenaje de nitrato de amonio. Silo de almacenaje de caprolactama. Silo de almacenaje de sulfato de amonio. Se coge como ejemplo el almacenamiento de ciclohexanona. La ciclohexanona está distribuida en dos tanques de 400m 3 cada uno, los cuales se abastecen mediante una tubería de hierro que proviene directamente que la central petroquímica adyacente a la planta. Posteriormente, se dirigen al mezclador M- 2 para su homogeneización con el disolvente como etapa previa a la reacción de oximación. Estos tanques tienen forma cilíndrica con cabezal superiortoriesféricoy están colocadosen orientación vertical. 40

41 Para empezar, se ha diseñado un control orientado al abastecimiento y al vaciado de estos tanques. Se han dispuesto una serie de dos sensores de nivel para cada tanque, uno de alto (SLH) y otro de bajo (SLS), los cuales envían señales digitales a un controlador de nivel. Este controlador tiene como elementos finales de control dos válvulas automáticas que se abrirán o cerrarán en función de la orden recibida. Durante el abastecimiento, se irán llenando los tanques de manera que cuando el primero esté lleno se activará el SLH y el controlador actuará cerrando la válvula de entrada al tanque y abriendo la válvula de entrada del siguiente tanque. Y así sucesivamente hasta que la totalidad de los tanques se haya llenado. De igual manera se realizará su vaciado. Cuando el primer tanque se haya vaciado, el SLS se activará y el control reaccionará cerrando la válvula de salida del primer tanque y abriendo la del segundo. Y así sucesivamente hasta que la totalidad de los tanques se haya vaciado. De manera complementaria también se instalarán alarmas tanto para nivel alto como para nivel bajo para que los operarios tengan conocimiento de cómo se esta desarrollando el proceso. Además, cada tanque tendrá un indicador visual de nivel. Por otro lado, los tanques también dispondrán de indicadores de temperatura y de presión. El indicador de presión enviará la señal al transmisor correspondiente y éste actuará sobre la válvula de venteo que conducirá la salida a tratar. Este mecanismo es por razones de seguridad ya que una alta presión podría provocar el desgaste mecánico del tanque e incluso llegar a explotar. A continuación, se muestran las fichas con los controles descritos para cada uno de los tanques de almacenaje. 41