ASPEN HYSYS DYNAMICS - Control Modelamiento Y Simulación Dinámica

OBJETIVOS DEL CURSO:

• • Aprenda a convertir modelos de estado estacionario en modelos dinámicos para resolver problemas de diseño, operación de planta y control de procesos utilizando Aspen HYSYS Dynamics.
  • Analice y determine la mejor estrategia de control para mantener la operación de la planta en su mejor momento utilizando diferentes modelos de controlador y gráficos de banda (gráficos).
  • Modele rigurosamente las características de la válvula y defina los parámetros del actuador para imitar de cerca un comportamiento de flujo realista.
  • Modele compresores dinámicamente utilizando curvas de rendimiento y tenga en cuenta los controladores anti-sobretensión para superar los problemas que surgen cuando es probable que se produzca un flujo bajo al compresor debido a perturbaciones en el proceso.
  • Modele columnas de destilación en modo dinámico y ventile el exceso de vapor a través de válvulas de seguridad de presión para proteger las columnas contra escenarios de sobrepresión.
  • Aprenda a automatizar modelos dinámicos definiendo acciones que se ejecutarán cuando se cumpla una condición o cuando se alcance un tiempo de simulación específico durante la ejecución dinámica en el Programador de eventos.

CONOCIMIENTOS Y HABILIDADES PREVIOS:

• • Fundamentos básicos en ingeniería de procesos y simulación con ASPEN HYSYS

DIRIGIDO A:

• • Ingenieros con experiencia en Aspen HYSYS
  • Ingenieros con experiencia previa limitada o nula en simulación dinámica

CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE CONTROL DE PROCESOS

1.1. SISTEMA DE CONTROL DE PROCESOS

• • Componentes básicos de Todo Sistema de Control.
  • Operaciones Básicas de Sistemas de Control.
  • Términos Importantes y Objetivo del Control Automático.

1.2. SEÑALES DE TRANSMISIÓN:

• • Señal neumática o presión de Aire
  • Señal eléctrica o electrónica
  • Señal digital o discreta.
  • Transductores

1.3. ESTRATEGIAS DE CONTROL:

• • Lazo de control por retro-alimentación (FEEDBACK)
  • Control por acción Pre-calculada
  • Razones principales para el control de procesos
  • Bases Necesarias Para El Control De Procesos

1.4. VARIABLES DE PROCESO:

• • Variables de salida PV
  • Variables de entrada: Variables manipulables y Perturbaciones

1.5. ELEMENTOS DE UN LAZO DE CONTROL FEEDBACK

• • Sensor / Transmisor
  • Controlador: Acciones del controlador, Tipos de Controladores (On/Off, de ganancia pura, PI, PD, PID y PID real).
  • Elemento de Control Final: Esquema general de Válvulas de control, acciones de falla en FCE y ubicaciones de válvulas de control.
  • Ejemplos de Aplicación utilizando ASPEN HYSYS

1.6. SINTONIZACIÓN DE CONTROLADORES SEGÚN WILLIAN L. LUYBEN

• • Controladores de Flujo
  • Controladores de Nivel
  • Controladores de Presión

CAPITULO 2: SINTONIZACIÓN EN LAZO CERRADO E INTRODUCCIÓN A LA SIMULACIÓN DINÁMICA

2.1. INTRODUCCIÓN

2.2. ESTABILIDAD DE UN SISTEMA: GANANCIA Y PERIODO ULTIMO

• • Estimación de ganancia ultima y periodo ultimo
  • Método ATV
  • Método de ATV con banda muerta

2.3. MÉTODO ATV EN ASPEN HYSYS (AUTOTUNER)

• • Autotuner Parameters
  • Autotuner Results

2.4. SINTONIZACIÓN EN LAZO CERRADO

• • Ziegler – Nichols
  • Tyreus – Luyben

2.5. TRANSICIÓN DEL MODO ESTABLE AL MODO DINÁMICO

• • Simulación dinámica (fundamentos teóricos)
  • Rango de estudio de la Simulación dinámica
  • Modelos distribuidos: ECUACIONES DE VARIACIÓN
  • Modelos agrupados (Sistemas Lineales y no Lineales)
  • Ecuaciones de conservación
  • Herramientas para la simulación dinámica.

2.6. EJEMPLO DE APLICACIÓN: (Transición De Modo Estable A Modo Dinámico)

• • Procedimiento guiado por pasos para el éxito en la ejecución de la simulación dinámica en ASPEN HYSYS
  • Definir especificaciones de Presión – Flujo dinámicas e ingresar datos de tamaño de equipo
  • Comprender la estrategia de resolución y el análisis de grados de libertad en Aspen HYSYS Dynamics
  • Utilidad de la herramienta Asistente dinámico para verificar la preparación de una simulación para ejecutar en modo dinámico (Dynamics Assistant)

2.7. EJEMPLO DE APLICACIÓN: (Controladores, Gráficos De Bandas, Detalles Dinámicos y Método ATV)

• • Agregar y configurar controladores en un modelo dinámico
  • Cree gráficos de bandas para monitorear las variables clave del proceso
  • Configure una válvula de control con características operativas detalladas y parámetros del actuador
  • Implementar modelos de pérdida de calor para unidades de proceso
  • Auto-sintonice Parámetros dinámicos en una simulación.

CAPITULO 3: DINÁMICA DE SISTEMAS: ATRASOS Y ADELANTOS

3.1. Función De Transferencia

3.2. Atrasos Dinámicos

3.3. Tiempo Muerto

3.4. Adelanto Dinámico

3.5. Criterios De Estabilidad A Partir De Las Funciones De Transferencia

3.6. Atrasos, Adelantos Y Tiempos Muertos En ASPEN HYSYS DYNAMICS

3.7. EJEMPLO DE APLICACIÓN:

• • Modelar columnas de destilación multicomponente (Shortcut Column, Internals, Hydraulics Column).
  • Instalación de sistemas de control de flujo, presión, nivel y temperatura en platos críticos
  • Sintonizar atrasos, tiempos muertos y adelantos dinámicos por medio de bloques de funciones de transferencia (Transfer Function Block)
  • Auto-sintonización de modelos complejos y tiempo de estabilidad.

CAPITULO 4: SINTONIZACIÓN EN LAZO ABIERTO Y CONTROL DE MODELO INTERNO - IMC

4.1. Introducción

4.2. Identificación de un sistema: Prueba de Cambio Paso y FOPDT

4.3. Técnicas de sintonización en lazo abierto: Ziegler Nichols, Cohen Coon

4.4. Estructura de un IMC basado en controlador PID

4.5. Procedimiento para diseñar un controlador basado en un IMC

4.6. EJEMPLO DE APLICACIÓN:

• • Estudiar la separación isobárica de una mezcla de dos fases líquido vapor.
  • Registrar la curva de reacción del control de parámetros críticos.
  • Registrar la variable temperatura usando los parámetros dinámicos de ZN y CC

CAPITULO 5: SIMULACIÓN DINÁMICA DE SISTEMAS DE CONTROL DE PROCESOS TÍPICOS

5.1. CONTROL EN CASCADA

• • Introducción
  • Acción de los controladores en Cascada
  • Heurística del control de cascada
  • Ejemplo de aplicación ASPEN HYSYS DYNAMICS

5.2. CONTROL FEEDFORWARD

• • Introducción
  • Ejemplo del uso de un control
  • Ecuación del controlador
  • Implementación de un controlador
  • Ejemplo de aplicación ASPEN HYSYS DYNAMICS

5.3. CONTROL DE REACTORES QUÍMICOS

• • Reactor CSTR (Continuous - Stirred Tank Reactor)
  • Reactor PFR (Plug Flow Reactor)
  • Ejemplo de aplicación ASPEN HYSYS DYNAMICS

5.4. CONTROL DE RANGO DIVIDIDO

• • Desarrollar Estrategias De Control Adecuadas Utilizando Controladores De Rango Dividido Y De Encendido Y Apagado 

5.5. CONTROL DE RELACIÓN

• • Relación por multiplicación
  • Relación por división
  • Ejemplo de aplicación ASPEN HYSYS DYNAMICS

5.6. SISTEMAS DE CONTROL SELECTIVO

• • Auctioneering
  • Instrumentación redundante
  • Control Override
  • Ejemplo de aplicación ASPEN HYSYS DYNAMICS

CAPITULO 6: MODELADO DINÁMICO DE COLUMNAS

• • Convertir un modelo de estado estacionario que contiene columnas de destilación en un modelo dinámico
  • Utilice la herramienta Column Internals para ingresar datos de geometría de columna y tenerla lista para ejecutarse en modo dinámico
  • Modificar la estructura superior del condensador de una columna de destilación para incluir un equipo de transferencia de calor riguroso
  • Desarrolle técnicas de construcción de modelos y siga las mejores prácticas agregando operaciones y controladores al modelo dinámico

CAPITULO 7: CURVAS DEL COMPRESOR Y CONTROL DE SOBRETENSIÓN

• • ¿Qué es SURGE y porque es un problema?
  • Resultado de la sobretensión en máquinas rotativas
  • Fenómenos transitorios en un sistema de compresión centrifugo
  • Modelado de compresores de forma robusta utilizando curvas de rendimiento
  • Modelaje de equipos rotativos en modo dinámico
  • Implementación de esquemas de control de sobretensiones para compresores
  • Configure un compresor para realizar análisis dinámicos de sobretensión.
  • Realice ejecuciones dinámicas definiendo solo completamente un modelo de compresor en estado estable (omitiendo la configuración necesaria para pasar al modo dinámico).
  • Activación del análisis y ejecución de escenarios dinámicos.