Diseño e implementación del lazo de control de humedad para el proceso de secado de puzolana en las instalaciones de la planta Guapan (UCEM)

Abstract

Resumen.- El presente proyecto surge de la necesidad de mejorar el proceso de secado de puzolana (material útil para la fabricación del cemento) en la planta Guapan. Para empezar se desarrolló un estudio del proceso y análisis del problema, el proyecto básicamente consiste en el diseño e implementación de un lazo de control de humedad, para esto fue necesario adquirir, instalar y calibrar un sensor de humedad que cumpla con los requerimientos necesarios de la empresa UCEM-Guapan y que cumpla las exigencias del proceso. Algunos cambios fueron hechos en el proceso para mejorar el comportamiento del sistema, el más significativo es la re-sintonización de un controlador existente de temperatura. Mediante la adquisición de datos del sensor de humedad se procedió a desarrollar pruebas de diferente índole, definiendo así la mejor alternativa de solución para este sistema. Usando programas como Matlab y Excel se modeló matemáticamente la planta de secado de puzolana y en base a esto se diseñó un controlador PID que mantenga el valor de humedad de la puzolana en 4% variando la cantidad de material dentro del horno (toneladas/hora). El controlador diseñado fue validado mediante una herramienta de auto sintonización perteneciente al sistema PCS7 de Siemens. Se desarrolló además, un protocolo de pruebas que permitió mejorar el sistema implementado. En las pruebas, se verificó que el comportamiento del secador de puzolana mejoró notablemente y se disminuyó los costos de producción. Abstract.- This project arised from the need to improve the drying process of Pozzolan (a useful material for cement manufacture) in the Guapan facilities. First, the study of the process and analysis of the problem were developed. The project basically consists on the design and implementation of a moisture control loop. It was necessary to purchase, install, and calibrate a moisture sensor that meets UCEM-Guapan requirements and the nature of the process. Some changes were made in the process to improve the system performance; the most significant one is the re-tuning of an existing temperature controller. By acquiring moisture data, it was possible to develop tests of different types, defining the best alternative solution for this system. Using software such as Matlab and Excel, the Pozzolan drying plant was modeled and developed. There, a PID controller to maintain the moisture content at 4% by varying the amount of material inside the kiln (tons / hour) was designed. The controller was validated by an auto-tuning tool developed by Siemens. Finally, a testing protocol was developed and it improved the new system. Once this project was working properly, the system behavior improved remarkably and the Pozzolan drier production costs decreased.