CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES

Control de procesos industriales aplicado para laboratorios farmacéuticos.

1. CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES Monografía Profesional Para optar el Título Profesional de: Ingeniero Electrónico Autor Yaranga Ticlla Adelio Huancavelica – Perú 2022 UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRONICA - SISTEMAS INGENIERÍA ELECTRONICA  

2. INTRODUC C ION “El mundo globalizado impone un entorno de alta competencia, todas las empresas tratan de elevar su productividad y mejorar la calidad de los productos que ofrecen, haciendo el mejor uso posible de los recursos disponibles” (Arbildo 2011, p. 36) “La ingeniería que combina, distintas ramas, entre las que destacan: sistemas de control, automatización, informática, entre otros. Su principal aplicación y propósito es el análisis, diseño, automatización de procesos de manufactura de las áreas industriales: petróleo y gas, generación de energía eléctrica, entre otras” ( Gutierrez y Iturralde 2017, p.11) “ En los controles de procesos se usan recursos de hardware y software. Así, tenemos: controladores lógicos programables (PLC), sistemas de control distribuido (DCS), computadores industriales (IPC) y controladores avanzados de procesos (PAC). Todos ellos han sido diseñados para el control industrial y preparados para que el usuario, con un mínimo de entrenamiento especializado, pueda programarlos ” (Arbildo 2011, p. 36) “ Un sistema de control de procesos consta de un controlador, un proceso que contiene al menos una variable para controlar (la variable controlada), un elemento de control final que manipula una variable del proceso para ajustar la variable controlada y al menos un sensor que produce una señal neumática o electrónica proporcional a la variable controlada ” ( Lab -Volt Ltda 2004, p.9)

3. S ISTEMA DE CONTROL Es un grupo de procedimientos operativos y herramientas necesarias para controlar y gestionar varias máquinas industriales y otros equipos que trabajan de manera coordinada para lograr un determinado resultado. CARACTERÍSTICAS Estable ante perturbaciones y errores en los modelos. Debe ser exacto, es decir tener la capacidad de mantener el error en un valor mínimo. Debe responder a cualquier cambio o entrada en un tiempo aceptable.

4. Consiste en conectar la salida de un controlador al setpoint de otro controlador, donde cada uno captura diferentes aspectos de una misma operación. El primer controlador (llamado primario o maestro) esencialmente controla al segundo controlador (llamado secundario o esclavo) a través de señales de configuración remota Tipos de controles A. Control en cascada

5. Se tiene una configuración con una dimensión (variable controlada) y varias variables manipuladas. La señal de control se divide secuencialmente en partes, cada una de las cuales se asigna a la variable manipulada correspondiente. Un proceso se controla coordinando las acciones de varias variables manipuladas, todas las cuales tienen el mismo efecto sobre el resultado controlado B. Control de rango partido

6. Un lazo o bucle de control es el sistema compuesto por el dispositivo de medición, el controlador, el elemento final de control y el propio proceso. El objetivo es mantener el proceso estable, independientemente de perturbaciones y desajustes Tipos de sistemas de controles industrial A. Sistema de control de Lazo Son controladores que generalmente están montados en un panel. En el mismo panel podemos visualizar el mecanismo de control y actuar sobre él manualmente. Los sistemas de control más simples se basan en pequeños controladores discretos con un lazo de control cada uno B. Controladores discretos

7. Es un sistema que opera en tiempo continuo y los controles no están centralizados en un solo lugar. Ya que, se distribuyen por todo el sistema, con cada componente o subsistema es manejado por uno o más controladores para su uso en uno o más lazos de control del propio sistema C. Sistemas de control distribuido (DCS)

8. Un SCADA abarca la recolección de la información y la transferencia de datos al sitio central, llevando a cabo el análisis y el control necesario, para luego mostrar la información sobre una serie de pantallas de operador y de esta manera permitir la interacción, cuando las acciones de control requeridas se transportan de nuevo al proceso D. Sistemas de control SCADA

9. Es un dispositivo electrónico digital que utiliza una memoria programable para almacenar instrucciones que implementan funciones lógicas, secuenciales, temporizadores, contadores y operaciones aritméticas para realizar varios tipos de máquinas u operaciones en dispositivos de entrada/salida digitales y analógicos E. Controladores Lógicos Programables Controladores Lógicos Programables Modular Controladores Lógicos Programables Compactos

10. Partes de un PLC

11. Lenguajes de programación de PLC El diagrama en escalera, también ladder o diagrama ladder , es un lenguaje de programación gráfico. Es una representación similar a un gráfico de escalera, pero la representación se realiza horizontalmente en lugar de usar la representación vertical que se usa comúnmente en los gráficos de escalera. Lenguaje de diagrama Ladder (KOP)

12. Lenguaje Diagrama de funciones (FUP) El diagrama de bloques de funciones (FBD o FUP) es un lenguaje gráfico que permite que los elementos del programa que parecen bloques se relacionen entre sí de manera similar a un diagrama de circuito. FBD es adecuado para muchas aplicaciones que involucran el flujo de información o datos entre componentes de control

13. APLICACIÓN PRÁCTICA Laboratorio Farmacéutico

14. E TAPAS DE IMPLEMENTACIÓN Diseño de planta 01 Ejecución de planta e implementación de sistemas críticos 03 02 04 Diseño de sistemas críticos del laboratorio farmacéutico Diseño, instalación y calificación de equipos de planta

15. Diseño de planta 01 Consiste en la distribución arquitectónica de todas las áreas que requiere un laboratorio farmacéutico (en donde se puede producir productos galénicos, medicamentos, productos sanitarios y dispositivos médicos) para el proceso productivo. Estos ambientes están regulados por el Manual de buenas prácticas de manufactura “DIGEMID”, mediante las siguientes normas: Resolución Ministerial Nº 779-2019/MINSA Resolución Ministerial Nº 506-2019/MINSA Decreto supremo Nº021-2018-SA Resolución ministerial Nº 833-2015/ minsa Resolución ministerial Nº 132-2015/ minsa

16. 02 Diseño de sistemas críticos del laboratorio farmacéutico Sistema de aire acondicionado filtrada. Todo sistema de aire acondicionado dentro de los laboratorios es especial, porque cumple algunos requisitos para estas industrias, según su clasificación de las áreas limpias y el tipo de producto a fabricar nos basamos a esta tabla. Límites de las clases del estándar ISO 14644-1 Comparación entre las clases equivalentes del federal standard 209 y de la ISO 146441

17. 02 Diseño de sistemas críticos del laboratorio farmacéutico Clasificación del Aire en la Unión Europea, guía para Buenas Prácticas de Fabricación. Grado A y B corresponde a clase 100, M3.5, ISO 5 Grado C corresponde a clase 10000, M5.5, ISO 7 Grado D corresponde a clase 100000, M 6.5, ISO 8 Diseño de sistema de ventilación cerrado Diseño de ventilación abierto

18. 03 Ejecución de planta e implementación de sistemas críticos Una vez culminado la implementación de las áreas de proceso es determinante la implementación de los sistemas de apoyo crítico como son: sistema de ventilación filtrada sistema de tratamiento de agua purificada sistema de aire comprimido Entre otros equipos que conciernen para la elaboración de sus productos como, tanques de fabricación, envasadoras, autoclaves, marmita, cámaras de bioseguridad, etc.

19. 04 Diseño, instalación y calificación de equipos de planta Una vez terminado el diseño y la instalación se realiza el proceso de calificación de instalación, calificación de operación y calificación de desempeño solo así estos equipos pueden estar garantizados para su uso de la industria farmacéutica, este proceso es de diferentes pruebas que es necesario para evaluar la calidad de los equipos. Una vez implementada toda la planta Sustentación en la inspección de Buenas Prácticas de Manufactura: Para poder funcionar como un laboratorio farmacéutico, uno debe obtener una Autorización Sanitaria de Funcionamiento (ASF) otorgada por DIGEMID, para lo cual se presenta un expediente solicitando tal autorización, y posteriormente DIGEMID te da una fecha de inspección.

20. • Actualmente la industria está cada vez más automatizada. Las actividades requieren mayor control y confiabilidad, por lo que se hace necesario tener un sistema de control industrial. Es importante que se conozcan los diversos tipos de sistemas de control y su funcionamiento, ya que de esta manera se podrá elegir el más adecuado para el proceso productivo que se quiera llevar a cabo. • Muchas empresas buscan nuevas soluciones debido al avance de los procesos industriales, por lo cual las industrias deben optar por nuevas tecnologías. La inversión privada ha jugado un papel importante para el desarrollo de estas tecnologías. Esto se debe a que la automatización y control de procesos es hoy un punto clave para el desarrollo de las industrias. • Un sistema más avanzado es el sistema SCADA, que proporciona una visión integral de todos los recursos de control e información del producto. Esto permite a los ingenieros, supervisores, gerentes y empleados visualizar e interactuar con el sistema a través de una representación gráfica. CONCLUSIONES

21. RECOMENDACIONES Hoy en día con la existencia de la tecnología de punta es mejor apostar por la implementación de las líneas de producción automatizadas como envasadoras, precintadoras , encajadoras, etc. Para mejorar su productividad, evitar contaminaciones en los productos. En cada proceso por la existencia de diferentes equipos es mejor contar con la maquinaria adecuada muchos tratan de forzar equipos pequeños para producciones mayores a su capacidad. Cada empresa debe contar con profesionales para el mantenimiento adecuado de sus equipos dentro de su rubro, de nada sirve apostar por la tecnología si no se realiza el mantenimiento adecuado, realizar y ejecutar los programas de mantenimiento.

22. Arbildo, A. (2011). El control de procesos industriales y su influencia en el mantenimiento. Ingeniería Industrial, (29), 35-49. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=33742849500 Aguilera, P. (2002). Porgramación de PLC´s . Universidad Autonoma de Nuevo Leon . Tesis de Maestría. http://eprints.uanl.mx/919/1/1020148252.PDF Barrientos, A. y Gambao , E. (2014). Sistemas de Producción Automatizados, Universidad Politécnica de Madrid. https://www.academia.edu/42657532/Sistemas_de_Producci%C3%B3n_Automatizados Bailey D. & Wright E. (2003). Practical SCADA for Industry . IDC Technologies. https://repository.unad.edu.co/bitstream/handle/10596/5004/Practical_SCADA_for_Industry-1-110.pdf;jsessionid=9DD94B36476C02F083D8A85390AFB87D.jvm1?sequence=1 Centro de la información técnica para la industria (s/f). Sistemas de Control SCADA. https://www.cursosaula21.com/que-es-un-sistema-scada/ Dulhoste , J (s/f). Introducción al Control de Procesos. Universidad de Los Andes. Mérida – Venezuela. http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/djean/index_archivos/Documentos/Teoria_Control.pdf DIEED-UNED (2011). Controladores Industriales Inteligentes. Escuela Tecnológica superior de Ingenieros Industriales. Departamento de Ingeniería eléctrica, electrónica y de control. http://www.ieec.uned.es/investigacion/Dipseil/PAC/archivos/Informacion_de_referencia_ISE6_1_1.pdf Gutierrez y Iturralde (2017). Fundamentos básicos de instrumentación y control. Universidad Estatal Península de Santa Elena – Ecuador. https://incyt.upse.edu.ec/libros/index.php/upse/catalog/view/2/6/124-1 Kuphaldt , Tony R. (2016). Lessons in industrial instrumentation . Versión 2.16 https://studylib.es/doc/8885947/lecciones-de-instrumentacion-industrial-v1.27 Lab -Volt Ltda (2004). Fundamentos del control de procesos. http://biblio3.url.edu.gt/Publi/Libros/2013/ManualesIng/FundamenP-O.pdf López, O (2011). Diseño de un control distribuido para una planta. Universitat Rovira I Virgili. http://deeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/1724pub.pdf Vaello , J (2022). Introducción autómatas programables. PLC´s . Formación para la industria 4.0. https://automatismoindustrial.com/automatas/g-1-introduccion-automatas-programables-plcs/4-9-5-lenguaje-de-funciones-fbd/ Univsersidad Nacional de la plata (s/f). Controlador lógico programable - PLC . https://yold.unlp.edu.ar/frontend/media/34/33734/5ec0cdabf060392904acb56348c3b8a9.pdf BIBLIOGRA FÍA