En los procesos industriales se interrelacionan la medida y transmisión de una o varias variables, su control y la actuación sobre el elemento final de control para conseguir que la variable o variables retornen al valor deseado o punto de consigna. Antes de la aparición del ordenador la única forma de fabricar un producto en grandes cantidades era la experimentación a partir de una planta piloto. De este modo, sin grandes riesgos económicos, se podían obtener
datos experimentales que podían después extrapolarse a la verdadera planta industrial.

El ordenador ha permitido representar el proceso mediante programas de simulación creados aplicando las expresiones matemáticas que describen las relaciones entre las variables que afectan al proceso. Necesariamente estas expresiones son una simplificación de la realidad de tal manera que, aparte de los procesos simples, constituyen una aproximación cualitativa al proceso.

Básicamente en la obra se han considerado dos grandes grupos de simulación, la realizada con ecuaciones diferenciales que permiten el estudio del proceso en tiempos pequeños (segundos a minutos) y la efectuada con ecuaciones de estado mediante las cuales es posible el estudio de minutos, horas e incluso días. El primer método permite la simulación de los verdaderos valores de las variables, mientras que el segundo detecta las desviaciones que se apartan de
los valores de equilibrio del proceso.
Los programas se encuentran en un CD adjunto a la obra. Se han escrito en el lenguaje Visual Basic de EXCEL y están abiertos de modo que el usuario puede trabajar directamente con ellos y realizar los cambios que crea oportunos, tal como se indica en el Apéndice en la parte de las instrucciones de manejo del CD.

La obra está dedicada a quienes desarrollan su actividad profesional dentro de los procesos industriales al jefe u operador del proceso, al proyectista, al técnico de procesos y como no al estudiante que se inicia en este campo.

El AUTOR

Antonio Creus Solé es Doctor Ingeniero Industrial (1963) por la ETSIIB y Licenciado en Medicina y Cirugía por la Facultad de Medicina de Barcelona en 1984. De 1963 a 1968 trabajó en Glucosa y Derivados como Jefe de Instrumentación de planta de Martorell, y de 1968 a 1985 estuvo en el Grupo Industrial de Honeywell como Director de la Delegación de Barcelona y en el Departamento de Electromedicína. De 1985 a 2005 fue profesor titular de Proyectos de Ingeniería en la Universitat Politécnica de Catalunya (UPC) y actualmente colabora con el Dpto. de Relaciones Empresariales e Institucionales de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona (ETSIIB).
Además de la presente obra y de numerosos artículos para revistas especializadas, es autor de las obras Instrumentación Industrial, Fiabilidad y seguridad -Su aplicación en Procesos Industriales. Instrumentos Industriales- Su ajuste y calibración, Simulación y control de procesos por ordenador, y dentro de la colección Prodúctica las obras Control de procesos industriales, Simulación de procesos con PC y Fiabilidad y seguridad de procesos industriales, publicadas todas ellas por Marcombo. Es autor, además, del libro Informática para Médicos, Iniciación a la Aeronáutica y Energías Renovables.

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Primera parte
Técnicas clásicas de control

Capítulo 1
Introducción

1.1 Generalidades
1.2 Servomecanismos
1.3 Sistemas de control en anillo abierto
1.4 Sistemas de control en anillo cerrado
1.5 Función de transferencia o transmitancia

Capítulo 2
Estudio dinámico de la transmitancia

2.1 Introducción
2.2 Transformada de Laplace
2.3 Transmitancias de sistemas
2.4 Propiedades adicionales de la transformada de Laplace
Ejercicios

Capítulo 3
Análisis temporal

3.1 Introducción
3.2 Funciones elementales de excitación
3.3 Respuesta impulsional
3.4 Respuesta inicial
3.5 Respuesta ante una entrada en rampa
3.6 Análisis temporal de los sistemas de primer orden
3.7 Análisis temporal de lo sistemas de segundo orden
Ejercicios

Capítulo 4
Diagramas de bloques

4.1 introducción
4.2 Bloques en serie
4.3 Bloques en paralelo
4.4 Bloques en retroalimentación
4.5 Bloques en cadenas
Ejercicios

Capítulo 5
Análisis frecuencial

5.1 Introducción
5.2 Representación de la ganancia y del desfase y aplicación a una función de transferencia de primer orden
5.3 Representación de la respuesta frecuencial de la función de retrato Y= e
5.4 Respuesta frecuencial de una transmitancia de segundo orden
5.5 Análisis frecuencial de transmitancia compuestas
5.6 Respuesta frecuencial de los controladores
5.7 Consideraciones de aplicación de las acciones de control
Ejercicios

Capítulo 6
Estabilidad

6.1 Estabilidad absoluta
6.2 Estabilidad relativa
Ejercicios

Capítulo 7
Análisis y evaluación de un lazo de control

7.1 Método analítico

Capítulo 8
Análisis e identificación de procesos

8.1 Respuesta inicial ante una entrada en escalón
8.2 Respuesta frecuencial
8.3 Respuesta impulsional
8.4 Respuesta impulsional de realimentación de relé
8.5 Método de control modelo del proceso
8.6 Parámetros del modelo del proceso

Capítulo 9
Selección y ajuste de la acciones de control

9.1 Generalidades
9.2 Método de tanteo
9.3 Sintonización en lazo cerrado
9.4 Sintonización en el lazo abierto
9.5 Métodos de ajuste de reducción del error
9.6 Método de auto ajuste
9.7 Otros métodos de ajuste
9.8 Simulación y control de procesos simples
Ejercicios

Capítulo 10
Elementos finales de control

10.1 Válvulas de control
10.2 Curvas características de la válvula
10.3 Cálculo de la válvula de control. Coeficiente Cv, Kv, y Cf. Líquidos
10.4 Cálculo de la válvula de control para gases
10.5 Cálculo de la válvula de control para vapores
10.6 Ejemplos de cálculo de válvulas de control
Ejercicios

Capítulo 11
Otros tipos de control

11.1 Control en cascada
11.2 Control de relación
11.3 Control de gama partida
11.4 Control selectivo
11.5 Control anticipativo
11.6 Control de procesos descontinuos (batch)
11.7 Control adaptativo
11.8 Control distributivo
Ejercicios

Segundas parte
Técnicas actuales

Capítulo 12
Transformada Z

12.1 Generalidades
12.2 Transformada Z
12.3 Respuesta impulsional
12.4 Respuesta indicial
12.5 Teorema de valor inicial y final
12.7 Estabilidad
12.8 Ecuación de controlador
Ejercicios

Capítulo 13
Ecuación de estado

13.1 Generalidades
13.2 Ejercicios de formulación
13.3 Resolución de la ecuación de estado
Ejercicios

Capítulo 14
Estabilidad y sistemas de control

14.1 Generalidades
14.2 Técnicas de Liapunov
14.3 Correctores
14.4 Control robusto
14.5 Control de linealizador global
14.6 Control estadístico del proceso (SPC)
14.7 Control multivariable
14.8 Sistemas óptimos de control
14.9 Sistemas de control adaptativo
14.10 Control predictivo
14.11 Sistemas expertos
14.12 Control por redes neuronales
14.13 Control por lógica difusa
14.14 Resumen y conclusiones
Ejercicios

Capítulo 15
Simulación de procesos

15.1 Secadero tipo «flash» o de evaporación rápida
15.2 Secadero rotativo
15.3 Secadero túnel
15.4 Evaporación de triple efecto
15.5 Reactor discontinuo
15.6 Columna de destilación
Ejercicios

Apéndice -1

A.1 Código de identificación de instrumentos
A-2 Métodos numéricos en simulación digital
A-3 Lenguaje Visual Basic de Excel (VBA-Visual Basic for Applications)
A-4 Resolución de los problemas propuestos

Apéndice -2

Glosario
Referencias
Instrucciones de uso del CD