Sistemas de control de procesos

Sistemas de control de procesos

ingeniería de control de procesos

Además de crear una estructura organizativa adecuada, la ejecución eficaz de la estrategia depende del uso hábil de los sistemas de control organizativo. Los ejecutivos crean estrategias para intentar alcanzar la visión, la misión y los objetivos de su organización. Los sistemas de control de la organización[1] permiten a los ejecutivos hacer un seguimiento del rendimiento de la organización, identificar las áreas de preocupación y, a continuación, tomar medidas para resolver los problemas. Los ejecutivos disponen de tres tipos básicos de sistemas de control: (1) control de la producción, (2) control del comportamiento y (3) control del clan. Las organizaciones hacen hincapié en diferentes tipos de control, pero la mayoría de ellas utilizan una combinación de los tres tipos.

El control del rendimiento[2] se centra en los resultados medibles dentro de una organización. Algunos ejemplos del mundo empresarial son el número de visitas que recibe un sitio web al día, el número de hornos microondas que produce una cadena de montaje a la semana y el número de vehículos que vende un vendedor de coches al mes (Figura 9.16 «Controles de producción»). En cada uno de estos casos, los directivos deben decidir qué nivel de rendimiento es aceptable, comunicar las expectativas a los empleados correspondientes, comprobar si el rendimiento se ajusta a las expectativas y realizar los cambios necesarios. En un ejemplo irónico, un grupo de trabajadores de la oficina de correos de Pensacola, Florida, se decepcionó una vez al enterarse de que sus cheques de pago se habían perdido… ¡en el Servicio Postal de Estados Unidos! La medida correctiva fue sencilla: empezaron a recibir su paga mediante depósito directo en lugar de por correo.

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Sistema de control industrial (SCI) es un término general que abarca varios tipos de sistemas de control e instrumentación asociada utilizados para el control de procesos industriales. Los sistemas de control pueden variar en tamaño desde unos pocos controladores modulares montados en un panel hasta grandes sistemas de control distribuido (DCS) interconectados e interactivos con muchos miles de conexiones de campo. Los sistemas de control reciben datos de sensores remotos que miden las variables del proceso (PV), comparan los datos recogidos con los puntos de consigna deseados (SP) y derivan funciones de comando que se utilizan para controlar un proceso a través de los elementos de control final (FCE), como las válvulas de control.

Los sistemas de mayor tamaño suelen implementarse mediante sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA), o DCS, y controladores lógicos programables (PLC), aunque los sistemas SCADA y PLC son escalables hasta sistemas pequeños con pocos lazos de control[1]. Estos sistemas se utilizan ampliamente en industrias como la de procesamiento químico, fabricación de pasta y papel, generación de energía, procesamiento de petróleo y gas, y telecomunicaciones.

control de procesos e instrumentación

Un ejemplo de proceso sencillo que se controla es el de mantener la temperatura de una habitación a una determinada temperatura mediante un calentador y un termostato. Cuando la temperatura de la habitación es demasiado baja, el termostato enciende una fuente de calor hasta que la temperatura alcanza el nivel deseado, momento en el que se apaga el calefactor. Cuando la habitación se enfría, este proceso se repite para mantener la habitación en el punto de consigna deseado. En este ejemplo, el punto de consigna es el ajuste de temperatura del termostato y el calefactor se enciende y apaga para mantener la temperatura. Por lo tanto, esta forma más sencilla de control de procesos se denomina control de encendido/apagado o de banda muerta. Este tipo de proceso tiene una banda muerta que es la diferencia entre la temperatura en la que se enciende el calentador y cuando alcanza el punto de ajuste. Esta banda muerta es la que evita que el calentador se encienda y apague con demasiada frecuencia.

Un ejemplo de un escenario de control de procesos más sofisticado sería cuando se mezclan dos fluidos en una proporción determinada. A medida que el flujo de un fluido aumenta, el otro tiene que aumentar proporcionalmente. Normalmente, los caudales de ambos fluidos se controlarían con válvulas accionadas. Un controlador calculará la cantidad de flujo requerido de cada válvula basado en el flujo total requerido. A continuación, cada válvula se controla con un controlador de tipo PID que variará la posición de la válvula en función de la diferencia entre el valor deseado (punto de consigna, determinado por el controlador) y el caudal medido (variable del proceso). En términos sencillos, cuando la medición del caudal es demasiado baja, el controlador determinará cuánto debe abrir la válvula para aumentar el caudal hasta el valor deseado. La mayoría de los procesos industriales son una combinación de muchos procesos más pequeños. Es importante que cada proceso sea estable, ya que la inestabilidad de un proceso suele provocar la inestabilidad de otros. Esta inestabilidad suele denominarse variabilidad.

ejemplos de sistemas de control de procesos

En la actualidad, la mayoría de los fabricantes de productos farmacéuticos y biotecnológicos utilizan procesos por lotes para producir API, productos biológicos y medicamentos. Un proceso por lotes es intrínsecamente menos eficiente, más lento y más costoso que uno continuo. Las ineficiencias de los procesos por lotes se deben principalmente a la secuencia de operaciones de «arranque-parada-inspección» que se requiere para garantizar que los productos que se fabrican cumplen plenamente con sus especificaciones de calidad.Continua Process Systems (anteriormente QbD Process Technologies) se formó en 2014 para crear soluciones de fabricación continua en tiempo real para que los fabricantes de productos farmacéuticos y biotecnológicos puedan producir de forma consistente productos farmacéuticos según los Atributos Críticos de Calidad (CQA) y los Parámetros Críticos de Proceso (CPP) predefinidos y medidos de forma más eficiente, más rápida y de mejor calidad que los métodos tradicionales por lotes. Este concepto es coherente con las iniciativas Quality by Design (QbD) y Process Analytical Technology (PAT) de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA), que sugieren que la calidad debe estar «incorporada» a las estrategias de control de procesos y a los procesos de fabricación.La siguiente tabla ilustra las diferencias entre las prácticas actuales y el enfoque QbD para el desarrollo y la fabricación de productos farmacéuticos, basándose en las recomendaciones de orientación propuestas en las iniciativas QbD y PAT de la FDA.

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