x(t) = A*x(t) - B*u(t) y(t)=C*x(t)

m(t)=Kc*e(t) + 1/TI*∫e(t)*dt + TD* de(t) + Mo d(t)

ESQUEMA BASICO DE APLICACIÓN DE LAS ESTRATEGIAS DE CONTROL AVANZADO

Control basado en modelo

Algoritmo PID

ESQUEMA PIRAMIDAL DE LOS SISTEMAS DE CONTROL

Control Control GerencialGerencial

Control de Control de OptimizaciOptimizacióónn

Control AvanzadoControl Avanzado

Control BControl Báásico de Procesosico de Proceso

Estabilid

ad

Estabilid

ad

Controlab

ilidad

Controlab

ilidad

Producc

i

Producc

ióónnNegoc

io

Negoc

io

SIR JAMES WATT

1736-1819

Ziegler-Nichols

Nathaniel B. Nichols 1914-1997

John G. Ziegler

m(t)=Kc*e(t) + 1/TI*e(t)*dt + TD* de(t) + Mod(t)

Norbert Wiener

1894-1964

Movimiento Browniano

“CIBERNETICA”

Rudolf Kalman

1930-

x(t) = A*x(t) - B*u(t)y(t)=C*x(t)(Ecuación de Estado del Control Automático)

Charles R. Cutler

Generación de Vectores

Adquisición de Datos dePlanta

Matriz de ControlDMG

OTFArchivo de Sintonía en Línea

Identificacion de la MatrizDinámica DMI

Módulo de la PlantaDMIBLD

Revisión ResultadosVECPLT

Revisión ResultadosDMIPLT

Revisión ResultadosDMIPLT

ADQUISICION DE DATOS Y SISTEMA DE CONTROL

COMPUTADORA DE CONTROL DE PROCESO

DMC Módulo Rutinas deCálculo

Base de DatosInterfase

INTERFASE DELCONTROLADOR

Matriz del ControladorDMG

Validación Modelo Fuera deLínea DMCSIM

OTFArchivo de Sintonía

Fuera de Línea

Archivo de Datos delControlador (a Computadora

de Proceso)

Revisión Resultados deSimulación VECPLT

Sintonía a Detalle

SINTONIA FUERA DE LINEA

COMPUTADORA PERSONAL

DMCU

AHORAFUTUROPASADO

"AHORA" A LA SIGUIENTE MUESTRA

1936-

(DYNAMIC MATRIX CONTROL)

TC

FC

LC

FI

AR

FC

TC

AR

CONTROL REGULATORIO CONVENCIONAL

TI

FC

LC

FI

AR

FC

TI

FC

AR

∑ L/L

∑ L/L

CONTROL REGULATORIO AVANZADO CONVENCIONAL

TI

FC

LC

FI

AR

FC

TI

FC

AR

MVPC

CONTROL REGULATORIO AVANZADO MULTIVARIABLE

•PREDICTORES(De Smith, Mas allá del Horizonte)•SMPC(SIMPLIFIED MODEL PREDICTIVE CONTROLLER)•DMC(DYNAMIC MATRIX CONTROL)•IDCOM(IDENTIFICATION AND CONTROL MODULE)•CONNOISSEUR•STAR

(SOLUTION TO TRANSIENT ALGEBRAIC RELATIONS)•Etc.

CONTROLADORES MPC DISPONIBLES COMERCIALMENTE

•SISTEMAS EXPERTOS

•LOGICA DIFUSA (FUZZY LOGIC)

•REDES NEURALES

•CONTROL ESTADISTICO

•CONTROL ADAPTIVO

OTRAS ESTRATEGIAS DE CONTROL AVANZADO DISPONIBLES COMERCIALMENTE

BENEFICIOS TANGIBLES ESPERADOS

Antes del Control Avanzado Después del Control Avanzado

$$$ Ahorros

Punto de Ajuste

Limite Superior de especificaciones objetivo

INCREMENTO EN LA PRODUCCION

PRODUCCION EN EL LIMITE MAXIMO POSIBLE

PUNTO DE AJUSTE DEL OPERADOR

Fases Típicas de Implantación de unSistema de Control Avanzado

1. Diseño Funcional

2. Diseño Detallado

3. Integración

4. Comisionamiento

5. Puesta en Operación

6. Soporte Post-Instalación

PROBLEMÁTICA PRESENTADA

• SISTEMAS CERRADOS O PROPIETARIOS• ESQUEMAS DE CONTROL LIMITADOS• CAPACIDAD DE PROCESAMIENTO Y ALMACENAMIENTO MUY

LIMITADAS• PLATAFORMAS INCOMPATIBLES• SISTEMAS Y APLICACIONES MUY LIMITADOS• SISTEMAS DE COMUNICACIONES RUDIMENTARIOS• INSTRUMENTACION RUDIMENTARIA Y LIMITADA• SISTEMAS DE CAP POCO AMIGABLES Y RESTRINGIDOS• LIMITADA EXPERIENCIA EN APLICACIONES• COSTOS ELEVADOS CON BENEFICIOS RESTRIGIDOS

Centro de Trabajo de Pemex

Planta Tipo Tecnología Proyecto Costo (U.S. Dólares)

Pemex Refinación

Cadereyta

Off sites – GasolineBlending

Regulatory Blend

Controller (RBC);

Advanced Blend

Controller (ABC);

Control Distribuído:Fisher Provox

Inv. Estimada: 10.0MUSD

Otros proyectos sinfuncionarCaadereyta (RevampsUnits)

Naphtha Reformer APC Aspen; MES OSI-PI.

No Disponible

FCC DCS Siemens TelepermXP; APC Aspen; SIM

ABB; MES OSI-PI.

DCS No Disponible

Hydrodesulfur I, II, III APC Aspen; MES OSI-PI.

No Disponible

Atmospheric andVacuum Distillation I,II

DCS Siemens TelepermXP; APC Aspen; SIM

ABB; MES OSI-PI.

No Disponible

Cadereyta (OthersExisting Units)

Gasoline Blending DCS Fisher PROVOX;

APC ABB; MES OSI-PI.

DCS No Disponible

Tula

Planta DestilaciónPrimaria y Mezcladode Gasolinas

Regulatory BlendController (RBC);Advanced BlendController (ABC);Multivariable Controller(MVC)

Control Distribuído:Fisher Provox

Inv. Estimada: 15.0MUSD

Proyectos Muertos (proyectos sin terminar o fuera de operación)

Centro de Trabajo de Pemex

Planta Tipo Tecnología Proyecto Costo (U.S. Dólares) Implementación ROIComentarios

Cadereyta Almacenamiento y manejo de productos

Control Avanzado RBC y Optimizador ABC Star Blend con Analizador FTNIR

Mezclado de gasolinas $1,900,000.00 12 meses 3 - 6 Meses

El Regulatory Blend Control (RBC) se instaló sobre un DCSMarca Fisher Provox; El Advanced Blend Control (ABC) de

Starblend (Marca de Texaco) se instalo sobre una Workstation

HP con Analizadores Fluid Data del tipo NIR

Tula Almacenamiento y manejo de productos

Control Avanzado RBC y Optimizador ABC Star Blend con Analizador FTNIR

Mezclado de gasolinas $1,900,000.00 12 meses 3 - 6 Meses

El Regulatory Blend Control (RBC) se instaló sobre un DCSMarca Fisher Provox; El Advanced Blend Control (ABC) de

Starblend (Marca de Texaco) se instalo sobre una Workstation

HP con Analizadores Fluid Data del tipo NIR y Perkin Elmer

Tula Combinada

APC - Control Multivariable (2) en Destilacion atmosférica y destilacion al vacio

Modernizacion de Control y Control Avanzado $800,000.00 12 meses 9-10 meses

El Control MVC fué STAR de DOT Products, que debia instalarse sobre un DCS Mca. Fisher Provox; El proyecto incluyó analizadores de varios tipos como parte del cambio de la instrumentacion de procesos

Combinada 10-12 meses Coquizadora 10-12 meses Alquilación 10-12 meses Hidrotratadora de Gasoleo 10-12 meses Hidrogeno 10-12 meses Recuperadora de Azufre 10-12 meses Reformadora de Nafta 10-12 meses Catalítica 2 10-12 meses MTBE 10-12 meses TAME 10-12 meses FCC1 10-12 meses

Nuevo Pemex Criogenicas 1 y 2

Control Avanzado Multivariable STAR

Optimizacion de procesos

$ 1,000,000.00 6-12 meses 9-10 meses

El control MVC fue STAR de DOT products sore un DCS de Honeywell TDC-3000

Cangrejera Etileno Control Avanzado MOptimizacion de procesos $ 1,000,000.00 6-12 meses 6-9 meses El control MVC fue STAR de DOT products sore un DCS deHoneywell TDC-3000

Todos los centros de trabajo

Instalaciones de DCS Control Regulatorio, Estadistico, Avanzado básico - Assett Monitoring / Optimizacion de Activos

Optimizacion de activos $500,000.00 ea 6-12 meses 18-24 meses Para poder aplicar esquemas avanzados de control y optimizacion e integración de la informacion, es necesario comenzar conla modernizacion de la insfraestructura de instrumentacion, analítica y de sistemas de control; por ejemplo, un programa de actualizacion de todas las HMI y los controladores de los sistemas existentes, una adecuacion de todos los sistemas de analizadores en linea, cambio y adicion de instrumentos digitales (transmisores, válvulas, posicionadores, etc.)

Minatitlán Almacenamiento y manejo de productos

Control avanzado y optimizador, analizador FT-NIR

Mezclado de gasolinas $3,500,000 12 meses 3-6 meses Aprovechar la reconfiguracion de Minatitlan y adoptar el sistema de mezclado en linea para las gasolinas; este proyecto tiene uno de los retornos mas elevados

Software subutilizado

Proyectos Recomendados

Proyectos Muertos

Software Muerto

Madero

Licencias para el Simulador dinámico de procesos y Control Avanzado de Procesos

Reconfiguración de la Refineria con Sunkyong y Siemens

$1,152,000

Estas licencias de software se entregaron dentro del proyecto de reconfiguracion de la refineria; no hubo mayor avance de ingeniería, ABB entregó una propuesta para terminación de los proyectos directamente a PEMEX Refinación

TENDENCIAS ACTUALES

• SISTEMAS ABIERTOS• NUEVOS ESQUEMAS Y APLICACIONES DE CONTROL, DE

NIVELES SUPERIORES• PLATAFORMAS UNIFICADAS• CAPACIDADES DE PROCESAMIENTO Y ALMACENAMIENTO

“PRACTICAMENTE ILIMITADAS”• SISTEMAS Y APLICACIONES INTEROPERABLES• SISTEMAS DE COMUNICACIONES TRANSPARENTES,

EFICIENTES Y SEGUROS• INSTRUMENTACION INTELIGENTE Y MULTIFUNCIONAL• SISTEMAS DE CAP MUY AMIGABLES Y ABIERTOS• MAYOR EXPERIENCIA EN SU APLICACION• COSTOS MENORES CON MAYORES BENEFICIOS

INSTRUMENTACION INTELIGENTE Y MULTIFUNCIONAL

Características Típicas de Desempeño de un Medidor de Flujo tipo Coriolis

Process variable Accuracy Repeatabilityflow (1)

liquids and slurries ±0.10% of rate (2) ±0.05% of rate (3)gas ±0.35% of rate (2) ±0.20% of rate (3)

densityCMF010P ±0.002 g/cc (±2.0 kg/m3) ±0.001 g/cc (±1.0 kg/m3)other sensors ±0.0005 g/cc (±0.5 kg/m3) ±0.0002 g/cc (±2.0 kg/m3)

temperature ±1°C ± 0.5% of reading in °C ±0.2°C

PLATAFORMAS UNIFICADAS

SISTEMAS DE CAP “EMBEBIDOS”

José Luis Pérez Navarro Es Ingeniero Químico Industrial egresado en 1977 de la Escuela Superior de Ingeniería Química del Instituto Politécnico Nacional. Desde 1978 labora en el Instituto Mexicano del Petróleo donde ocupa el puesto de Coordinador en la Especialidad de Ing. de Control y Operación. Así mismo ha sido Jefe de Proyecto encargado de proyectos de Sistemas de Instrumentación y Control, de Sistemas de Control Digital y de Sistemas de Control Avanzado. Ha participado con el IMP, la ISA México y el IMIQ como expositor en cursos de la especialidad y como ponente en diversos congresos, tanto nacionales como internacionales. Es expositor de cursos de la especialidad de Instrumentación y Control a nivel Licenciatura, Postgrado y Maestría, tanto nacional como internacionalmente. Es Coordinador de Modulo en el Diplomado de Instrumentación y Control impartido por el IMP y la Facultad de Química de la UNAM Es Ex Presidente de la Sociedad de Instrumentistas de América, Sección México, A.C. Así mismo Ex Director Nacional del Instituto Mexicano de Ingenieros Químicos (IMIQ) y Miembro del Comité Técnico Permanente de Automatización del IMIQ