29 junio 2009

El control avanzado de procesos industriales

Advanced process control (APC) ha madurado desde una tecnología sólo apta para su uso en las grandes refinerías e industrias químicas a poder ser utilizada por las compañías de proceso continuas. Los desarrolladores de soluciones APC se ven cada vez más presionados para lanzar al producto herramientas eliminando complejidad y aumentando la efectividad.
El mercado actual demanda tecnología APC con un adecuado equilibrio técnico y comercial, y enfatizando la integración con otros sistemas, coste reducido y facilidad de uso. En este artículo discutimos los últimos avances de la tecnología APC y sus aplicaciones en el escenario industrial.

Nuevos desafíos

La carretera por la innovación en el control de procesos no solamente está enfocada a la facilidad de resultados. Hay muchos desafíos que necesitan ser impulsados para conseguir penetrar esta tecnología fuera de su núcleo tradicional, extendiéndose a nuevas áreas como los polímeros y especialmente el sector químico. Un candidato obvio para el futuro despliegue es el área del procesado por lotes, incluyendo unidades de fabricación farmacéuticas y de bio procesos. El APC tradicional se diseñó para procesos continuos a gran escala y las formulaciones de control asociadas se estructuran para esta tarea. Para procesos por lotes, el desafío es diferente y por lo tanto requiere una aproximación alternativa. La incorporación de modelos rigurosos dentro del APC es otra área de investigación que está requiriendo la actuación de los fabricantes de procesos. Aunque hay un éxito limitado con tal aproximación dentro de los confines de las grandes industrias, el uso de modelos rigurosos en control han fallado en conseguir un impacto significativo en el campo comercial. Hay varias razones para ello, incluyendo:

  • Costes adicionales de generación de un modelo riguroso comparado con uno empírico.
  • Nivel de experiencia requerida para soportar modelización rigurosa y de control de procesos.
  • Falta de accesibilidad para controlar parámetros relevantes en modelos rigurosos (ganancias, limitaciones de tiempos, etc.).
  • Falta de accesibilidad para controlar matrices.
  • Conveniencia de superficies de control del modelo rigurosas para control en tiempo real.
  • Parsimonia del modelo (lo riguroso que el modelo puede ser antes de ser incompatible con requerimientos de control en tiempo real).

Control de procesos no lineales

Otra de las tecnologías maduras es la aplicación práctica del control en procesos no lineales. Entre las formulaciones que se vienen aplicando para desarrollar este concepto podemos mencionar una tecnología conocida como "Bounded Derivative Network". Esta tecnología es un algoritmo de ajuste de curvas avanzado que puede adaptarse a funciones no lineales con derivadas suaves (un requerimiento para el control).

Podemos concluir indicando que mantener aplicaciones de control avanzadas es todavía un área de progreso y desafío. Hay muchos desafíos aún en el horizonte. La literatura académica se dirige al control multivariable adaptativo y algunos vendedores ofrecen adaptadores que se adaptan en tiempo real a modelos en bucle cerrado.

Bibliografía: Advanced process control – Developing a plan for the future. Process Industry News. May 2009

Palabras clave: Nonlinear Process Control

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