Design and implementation of a temperature control system for the distillation process in the production of bioethanol from sugar cane

El proyecto plasmado en este documento, inicia por una búsqueda literaria de los conceptos que son necesarios para el desarrollo del proyecto, así mismo del estado del arte enfocado en la producción de bioetanol hecho a partir de materias primas orgánicas, con el objetivo de abstraer metodologías y experiencias previas que permitieran avanzar en el desarrollo; además de ello, se describe las plantas en las cuales se implementa el proyecto (Reactor multipropósito y la PPA planta de Procesos análogos) sus características, sensores, actuadores y elementos que las conforman . Posterior a los conceptos previamente adquiridos, se inicia con la parte experimental, en la cual como primer paso se linealiza los sensores de temperatura y se identifica la planta por el método de la caja negra en donde el sistema es excitado con varios tipos de señales como la señal escalón, escalón modificado y seudo aleatoria; y con ello poder conocer el comportamiento de la planta. Continuando con el desarrollo del proyecto se realiza la sintonización del controlador a partir de la respuesta al escalón utilizando métodos como los descritos por Ziegler-Nichols y Cohen-Cooh, los cuales permitieron conocer las constantes: proporcional, integral y derivativa del controlador. Una vez obtenido el controlador se realiza todo el procesamiento matemático para su discretización y con la misma hallar su respectiva ecuación en diferencias que es la ecuación que se ingresa como texto estructurado al PLC que controla el proceso. Se realiza la verificación del control planteando un experimento para obtención de etanol, en el proceso de destilación, se muestran los resultados, y finalizando con las conclusiones a las que se llegaron con el desarrollo del proyecto.The project embodied in this document, begins by a literary search of the concepts that are necessary for the development of the project, as well as the state of the art focused on the production of bioethanol based on organic raw materials, with the objective of abstracting methodologies and previous experiences that allowed to advance in the development; In addition, it describes the plants in which the project is implemented (Reactor multipropósito and la PPA planta de Procesos análogos) its characteristics, sensors, actuators and elements that make them up. Subsequently, and based on previously acquired concepts, it begins with the experimental part, in which temperature sensors are linearized as a first step and the plant is identified by the black box method where the system is excited with several types of signals such as step signal, modified step and pseudo random signal; and with it being able to know the behavior of the plant. Continuing with the development of the project, the controller is tuned from the response to the step using methods such as those described by Ziegler-Nichols and Cohen-Cooh, which allowed to know the constants: proportional, integral and derivative of the controller. Once the controller is obtained, all the mathematical processing is done for its discretization and with it find its respective equation in differences that is the equation that is entered as structured text to the PLC that controls the process. The verification of the control is made by posing an experiment to obtain ethanol, in the distillation process, the results are shown, and ending with the conclusions reached with the development of the project