Olga Avila Parte II

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Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 59
 
Figura 4.3 Entradas/Salidas del SE 
 
2.4 Requerimientos de hardware y software 
 
SIDOR cuenta con tres redes de comunicación: red de nivel 1, red de nivel 2 y la intranet 
(backbone) de SIDOR. Los datos a ser utilizados por el SE serán adquiridos a través de la red de 
nivel 1 donde se encuentran los PLC que reciben las señales del proceso. Estos datos son 
almacenados en una base de datos de donde pasarán a la red de nivel 2 para ser procesados. La 
tecnología disponible es la siguiente: 
- Sistema operativo: QNX 4.25. 
- Ambiente gráfico: Photon 1.14 
- Sistema manejador de base de datos: Sybase 5.5.04 
- Interfaz de conexión con base de datos: ODBC 
- Comunicación con otros sistemas: IVISION 3.0 
- Software para programación del Sistema Experto: TExpert 
 
Los requerimientos de hardware y software, a la luz de la plataforma disponible en SIDOR, 
son: 
• Ubicación: El SE será implementado en una PC en la sala de control de MIDREX1, para 
que el operador acceda a ella con facilidad. Dicho PC se encontrará en los armarios de 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 60
nivel 2, armario de PC en la cabina de control, nodo 81, tal como se muestra en la figura 
4.4 
 
Figura 4.4 Vista de frente armarios de Nivel 2 
 
• Hardware: se necesitará de una PC que contenga un CPU, monitor, teclado y Mouse, 
además de dos tarjetas de red, una para conectar la red de nivel 2 y otra para hacer la 
conexión al backbone de SIDOR. 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 61
• Software: la PC tendrá como sistema operativo QNX Versión 4.0 y T-Expert, que es el 
software necesario para programar el SE (para más información acerca de T-Expert, ver 
Fase 4.1 Selección de la herramienta computacional). 
• Comunicación Nivel1-Nivel2: En la figura 4.5 se observa la comunicación entre nivel 1 
y nivel 2. En el nivel 1 la comunicación será a través del protocolo Modbus hacia los 
adquisidores; existen dos adquisidores en el nodo 53 y 54 respectivamente, principal y 
secundario, que llevan la información a protocolo TCP/IP para comunicarse con la PC de 
sistemas expertos ubicada en el nodo 81 y viceversa. Por medio del sistema Ivision y su 
sistema de adquisición de datos, se traen los datos de campo y se transforman en una lista 
de variables (tags) con su valor en escala real. Los pasos que se realizan para lograr esto 
son: 
o Los datos de campo son adquiridos mediante el empleo de un dispositivo de 
comunicación con la red de campo. 
o La comunicación con la tarjeta de red se realiza mediante un driver de 
comunicación que varia según la placa que se utilice. 
o Los pedidos al driver los realiza el proceso scan correspondiente al dispositivo de 
campo. 
o La datos adquiridos se trasfieren al proceso Sampler7 mediante el empleo de una 
memoria compartida denominada RAW_SHM que será única para cada uno de los 
Scan utilizados por el sistema. 
o Los datos escalados son pasados y tomados por el RtServer8 y escritos en la base 
de tiempo real a fin de que el resto de los procesos puedan disponer de ellos. 
Desde ese momento la información se obtiene referenciado al Tag de Ivision de la 
variable. 
La red Ivision trabaja con topología Ethernet, básicamente transmite toda la memoria 
compartida del nodo que realiza la adquisición y las duplica en cada nodo de la red. 
 
7 Transforma de cuentas de PLC a unidades de ingeniería y la distribuye entre el servidor de alarmas y el de tags 
según corresponda 
8 Servidor a tiempo real 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 62
La comunicación entre los niveles se muestra a continuación, en la figura 4.5 
 
 
 
Figura 4.5 Piso de Planta 
 
Las variables son leídas desde el nivel 1 por un sensor, esta lectura se hará cada minuto y 
los valores son almacenados en una base de datos (una primaria y otra de respaldo); las bases de 
datos se organizaran generalmente en una máquina con el servidor primario y otra con el servidor 
de respaldo. Ambas BD se encuentran espejadas, pero la lectura se realiza del server principal. 
Etapa 3: Ingeniería de Conocimiento 
 
MIDREX1 cuenta entre su personal con Ingenieros de Procesos, quienes son los más 
familiarizados con el proceso propiamente dicho; por otro lado se encuentran los operadores 
quienes, por experiencia laboral, también conocen el proceso. Con la ayuda del SAO, donde se 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 63
encuentran ciertas situaciones tipos, e interactuando con procesistas y operadores, se definió la 
base de conocimiento. 
La base de conocimiento constará de reglas deterministas; de la forma: “SI premisa 
ENTONCES conclusión”, una de las formas de representación del conocimiento más utilizadas 
en sistemas expertos [9]. Esta conclusión le indicará al operador la acción de control a seguir para 
determinada situación. 
 
3.1 Adquisición del conocimiento 
 
La adquisición del conocimiento considerada en este trabajo es válida para condiciones de 
operación normal de la planta; las fuentes de conocimiento serán, en este caso, los procesistas y 
los operadores. En particular, se analizarán los comportamientos de las seis variables claves, 
observando cada variable por separado y definiendo las posibles causas de desviación, para 
posteriormente estudiar las interacciones entre las mismas. Con esto, se pretende recolectar la 
información asociada a la solución de problemas, así como proponer las estrategias para la 
solución de los mismos. 
 Las estrategias serán construidas en base a la experiencia de las personas que conocen el 
proceso debido al contacto día a día con el mismo; la experiencia puede ser referida como el 
conjunto de conocimientos asociados a todos los casos de comportamiento de la planta que han 
ocurrido en el pasado. 
 
El proceso de adquisición seguido ha sido subdividido en las siguientes etapas: 
 
1. Primeras reuniones y evaluación de la viabilidad: la adquisición de conocimientos se 
comenzó con una serie de reuniones con los líderes del proyecto. Estas reuniones han servido 
para: determinar los requisitos funcionales del SE, determinar las necesidades de los usuarios del 
futuro sistema y lo que los usuarios esperan del mismo. 
 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 64
2. Adquisición de conocimientos (A partir de la documentación disponible): el siguiente 
paso en el proceso de adquisición ha sido el estudio de la documentación existente, lo que 
permitió estudiar y asimilar conocimientos, que ha favorecido la interrelación con los expertos. 
 
3. Inferencia de conocimientos (A partir de los expertos): en el tercer paso, en el ciclo de 
inferencia de conocimientos se ha obtenido los casos presentados en el SAO, los cuales 
representan genuinamente los conocimientos del experto. 
a. Interrogatorios iniciales. 
b. Investigación profunda. 
 
 La información que se ha recolectado para la construcción de la base de conocimiento 
esta presentada como diagramas de causa-efecto de cada una de las variables claves que indican 
las acciones a seguir para dar solución a los problemas que se puedan presentar. Dichas variables 
claves pueden ser medidas y controladas, mas no manipuladas directamente; para hacer cambios 
a estas se deben manipular otras variables del proceso. A continuación se muestra en la tabla 4.1 
donde están algunas de las variables que intervienen en el comportamiento de las variables 
claves. 
 
Variables Medidas Variables a controlar 
Causa Principal Causa Secundaria 
Temperatura del Reformador 
Flujo de gas natural quemadores 
principales 
Temperatura gas tope 
combustible 
Flujo de agua al lavador de gas 
tope 
Presión de la caja del reformador Salida de gas humo al recuperador 
Temperatura de succión del 
compresor de 1era Etapa 
Flujo de agua al lavador gas tope 
Temperatura de Gas tope Flujo de agua al enfriador A.209 
%CO2 en GasReformado 
 
Presión gas natural+gas inerte al Presión gas natural + gas inerte al 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 65
 recuperador recuperador 
Temperatura del Reformador 
Flujo de gas natural quemadores 
principales 
Temperatura gas tope 
combustible 
Flujo de agua al lavador de gas 
tope 
Presión de la caja del reformador Salida de gas humo al recuperador 
Temperatura de succión del 
compresor de 1era Etapa 
Flujo de agua al lavador de gas 
tope 
%CH4 en Gas 
Reformado 
 
Temperatura de Gas tope Flujo de agua al enfriador A.209 
Relación gas proceso/tonelada Descarga pendular 
Canalización del reactor Temperatura del reformador 
Presión diferencial del reformador 
Puente en el reactor 
Temperatura de gas tope 
%CO2 en Gas Tope 
Puente en la tolva 
Temperatura pierna superior de 
carga 
Temperatura de gas proceso 
después de combustión parcial 
Flujo de Oxigeno al gas reformado
Temperatura de gas tope 
Temperatura del reformador Flujo de gas natural a los 
quemadores principales 
Aumenta CH4 en gas Bustle 
Flujo de gas natural a 
enriquecimiento 
Presión de Oxigeno Presión de Oxigeno 
Temperatura del gas 
Bustle 
 
Flujo de gas natural CH4 en gas tope 
CH4 en gas Tope 
Gas natural a: rompedores medios, 
zona de transición y a gas bustle 
Temperatura a 3m del reactor 
Presión del reactor 
Temperatura del 
centro del reactor 
 
 Canalización del reactor 
Temperatura a 10m del reactor 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 66
Descarga pendular 
Relación gas proceso/tonelada 
Flujo de gas proceso 
 
Relación gas de 
enfriamiento/tonelada 
Temperatura de los off-takes 
 
Flujo de agua al lavador de gas 
tope 
Temperatura de los compresores 
de 1era etapa 
Descarga pendular 
Nivel de tolva de carga 
Temperatura del gas tope 
Temperatura del material de 
entrada 
Flujo de gas proceso Flujo de gas proceso 
% Vapor en gas de 
proceso 
 
Temperatura de gas proceso a la 
salida del enfriador 
Temperatura de gas proceso a la 
salida del enfriador 
Tabla 4.1 Variables controladas y variables manipuladas 
 
 
A continuación en las figuras 4.6 a la 4.11, se presentan los diagramas de causa y efecto 
de las seis variables claves: 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 67
 
Figura 4.6 Diagrama de causa-efecto para el %CO2 en gas reformado 
 
 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 68
 
Figura 4.7 Diagrama de causa- efecto para el %CH4 en gas reformado 
 
Figura 4.8 Diagrama de causa- efecto para el %CO2 en gas tope 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 69
 
Figura 4.9 Diagrama de causa- efecto para la Temperatura del gas bustle 
 
Figura 4.10 Diagrama de Causa- Efecto para la Temperatura del Centro del Reactor 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 70
 
 
Figura 4.11 Diagrama de Causa- Efecto para % Vapor en gas proceso 
 
 
3.2 Estructuración del conocimiento 
 
La estructuración del conocimiento se hace a partir de los diagramas de flujo que muestran las 
variantes del problema así como la solución aportada para su resolución. 
 En la figura 4.12 se muestra el diagrama de flujo con la información recolectada en el 
caso de la detección de Alto % de Vapor en Gas Proceso. Los diagramas de flujo para el resto de 
las variables se presentan en el anexo A. 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 71
 
 
Figura 4.12 Flujograma de reglas para %Vapor en gas proceso alto 
 
 
 El flujograma muestra la ruta que se sigue al momento de identificar una desviación de la 
variable, encontrando al final de cada una de estas una recomendación de control asociada a cada 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 72
rama del diagrama, cada recomendación apunta a un código, se puede ver la recomendación 
correspondiente a cada código en el anexo A, tabla A.1. 
A partir de estos flujogramas, se definieron las reglas de la base de conocimiento. Dada 
la característica del flujograma, es posible que se obtengan reglas encadenadas en las cuales las 
premisas coinciden con las condiciones de otras (ver Capítulo 3, Encadenamiento de Reglas). 
 En la recolección de la información se presentaron ciertos comportamientos que 
obedecían a razonamientos cualitativos más que cuantitativos. En este caso, la forma de 
caracterizar o describir alguna de las variables que intervienen en el problema bajo estudio 
respondió a criterios difusos. Como consecuencia, el conocimiento fue representado en reglas 
difusas (ver Capítulo 3). Así pues, las variables en estudio son variables lingüísticas a las que se 
le definieron los valores lingüísticos en base a los tres estados que podían tener dichas variables: 
bajo, normal y alto. 
 Dado que los valores de las variables de entrada son valores ordinarios, es necesario 
someter estos valores a un proceso de defusificación con el fin de darle una connotación difusa. 
Así pues, se definieron para cada una de las variables manejadas, las funciones de pertenencia de 
tipo trapezoidal, como se muestra genéricamente en la figura 4.13. 
 A continuación se muestra como se definieron dichos conjuntos para las 6 variables 
claves del proceso. 
 
 
Figura 4.13 Partición difusa genérica 
 
Donde: 
 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 73
 AB: Alarma bajo 
 AA: Alarma alto 
 ROinf: Límite inferior rango de operación 
 ROsup: Límite superior rango de operación 
 
 La tabla 4.2 recopila los valores de alarma y los límites de referencia de cada una de las 
variables claves. En base a esta información se construyeron las funciones de pertenencia. (Ver 
figura 4.14) 
 
Variable Alarma Baja Alarma Alta ROinf ROsup 
%CO2 en gas 
reformado 
2.5% 3.8% 2.8% 3.0% 
%CH4 en gas 
reformado 
0.5% 1.8% 0.6% 1.4% 
%CO2 en gas 
tope 
15% 23% 18.5% 21.5% 
Temperatura 
del bustle 
820ºC 1015ºC 995ºC 1005ºC 
Temperatura 
del centro del 
reactor 
0ºC 900ºC 500ºC 700ºC 
%Vapor en 
gas proceso 
0% 120% 16.8% 18.3% 
Tabla 4.2 Límites de alarma y operación de las variables claves 
 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 74
2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
0
0.5
1
%
D
eg
re
e 
of
 m
em
be
rs
hi
p Bajo Normal Alto
% CO2 en gas reformado
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
0
0.5
1
%
D
eg
re
e 
of
 m
em
be
rs
hi
p Bajo Normal Alto
% CH4 en gas reformado
 
 
700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100
0
0.5
1
ºC
D
eg
re
e 
of
 m
em
be
rs
hi
p Baja Normal Alta
Temperatura del gas bustle
12 14 16 18 20 22 24
0
0.5
1
%
D
eg
re
e 
of
 m
em
be
rs
hi
p Bajo Normal Alto
% CO2 en gas tope
 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 75
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
0
0.5
1
ºC
D
eg
re
e 
of
 m
em
be
rs
hi
p Baja Normal Alta
Temperatura del centro del reactor
0 20 40 60 80 100 120
0
0.5
1
%
D
eg
re
e 
of
 m
em
be
rs
hi
p Baja Normal Alta
% Vapor en gas proceso
 
Figura 4.14 Funciones difusas para c/u de las variables claves 
 
 De manera similar como se definieron estos conjuntos, fueron definidos los conjuntos 
para las demás variables de proceso, discutidas en la tabla 4.3. Los rangos de operación de las 
variables contenidas en la tabla 4.3 se encuentran en el anexo B. 
 
Variable Descripción 
AI_1522_1 Analizador de O2 en Gas de Humos del Reformador 
AI_1522_2 Analizador de O2 en Gas de Humos del Reformador 
AIASH_1503 Analizador CH4 en Gas Proceso 
AT_1511_PVCALC Analizador Gas Natural al Bustle 
FASHH_11011 Flujo Oxígeno para Combustión Parcial 
FIC_1102_PV Flujo Gas Natural al Bustle 
FIC_11021_PV Flujo Gas Natural a Combustión Parcial 
FIC_11108_PV Flujo Gas Natural a Zona Enfriamiento 
FIC_11109_PV Flujo Gas Natural parte Superior Horno 
FIC_1115_PV Flujo de Gas Enfriador al Horno 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 76
FICAL_1104_PV Gas Natural + Gas Inerte a Recuperador 
FICAL_1129_PV Flujo de Agua a Enfriador A-209 
FICASL_1105A_PV Flujo de Gas Proceso 
LICASHHLL_1404_PV Nivel de la Tolva de Carga 
PDIA_1241 Presión DiferencialCombustión Parcial Horno 
PIASHHLL_1209 Presión Caja del Reformador 
PIC_12001_PV Presión de Oxigeno 
PICAH_1203_PV Presión Gas Natural + Gas Inerte al Recuperador 
TIA_13117 Temperatura Horno 2 Mts - Lado HyL 
TIA_1314_1 Temperatura Gas Reformado 
TIA_1347 Temperatura Gas Tope Combustible 
TIA_1351 Temperatura Horno 2 Mts - Lado Sidor 
TIA_1352 Temperatura Horno 6 Mts - Lado Sidor 
TIA_1354 Temperatura Horno 2 Mts - Lado Reformador 
TIA_1355 Temperatura Horno 6 Mts - Lado Reformador 
TIAS_13111 Temperatura Horno 2 Mts - Centro del Horno 
TIAS_13112 Temperatura Horno 6 Mts - Centro del Horno 
TIASH_1340_1 Temperatura Gas Tope 
TIASH_1340_2 Temperatura Gas Tope 
TIASHH_13113 Temperatura Horno 10 Mts - Centro del Horno 
TIASHH_13114 Temperatura Horno 2 Mts - Lado Orinoco 
TIASHH_13115 Temperatura Horno 6 Mts - Lado Orinoco 
TIASHH_13116 Temperatura Horno 10 Mts - Lado Orinoco 
TIASHH_13118 Temperatura Horno 6 Mts - Lado HyL 
TIASHH_13119 Temperatura Horno 10 Mts - Lado HyL 
TIASHH_13140_1C Temperatura #1 Descarga Compresor C2.020 
TIASHH_13140_2C Temperatura #2 Descarga Compresor C2.020 
TIASHH_1341_1 Temperatura Succión Compresor C2.011 
TIASHH_1341_2 Temperatura Succión Compresor C2.011 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 77
TIASHH_1341_3 Temperatura Succión Compresor C2.011 
TIASHH_1353 Temperatura Horno 10 Mts - Lado Sidor 
TIASHH_1356 Temperatura Horno 10 Mts - Lado Reformador 
TIASHH_1381_1 Temperatura Pierna Superior 
TIASLL_1105 Temperatura Gas Proceso al Recuperador 
TICASHH_1317_PV Temperatura Gas de Humo Salida del Reformador 
TICASHH_1318_PV Temperatura Gas de Humo Salida del Reformador 
TICASHL_1326_PV Temperatura Techo del Reformador 
TICASHL_1328_PV Temperatura Techo del Reformador 
WIQSL_330 Caudal de Pellas a la salida 
Tabla 4.3 Variables de proceso a fuzzificar 
 
 Un ejemplo ilustrativo de las reglas resultantes de la figura 4.13 para la siguiente entrada 
se visualiza en la figura 4.15 
 
Variable Entrada 
Valor 
lingüístico 
% Vapor en gas proceso 19.5% Alto 
Descarga pendular 132 ton Normal 
Temperatura del reformador 1115ºC Normal 
Flujo de gas proceso 105000m3/h Normal 
Flujo de agua al enfriador A.209 38m3/h Normal 
Temperatura de succión compresores de 1era etapa 59ºC Normal 
Temperatura descarga 2da etapa 97ºC Alta 
Tabla 4.4 Entrada que emula vapor en gas proceso alto 
 
 Obteniéndose como recomendación de control: 
 
“Verifique que el flujo de agua de inyección en los compresores de gas proceso estén dentro de 
los rangos establecidos” 
 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 78
 
 
 
Figura 4.15 Reglas activadas en Vapor gas proceso 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 79
Etapa 4: Diseño Preliminar del SE 
 
4.1 Diseño preliminar de la arquitectura del sistema de supervisión usando 
SE 
 
El SE intenta emular los procesos del pensamiento humano y puede servir como una estrategia 
de resolución de problemas propios de los seres humanos. Por lo tanto, la experticia presente en 
los Ingenieros de Proceso y operadores de MIDREX1 es capturada por un sistema inteligente, el 
cual es un programa de computador que será usado cuando se le requiera. 
El SE asiste a los operadores de planta en la identificación de la causa de un problema 
presentado, dado un escenario definido por las características de la planta y las condiciones de 
operación de la misma. También puede sugerir recomendaciones de control, recibiendo como 
entrada datos en línea de la planta tanto de las variables claves como de otras variables del 
proceso, que bien no son consideradas claves, intervienen de manera importante en la operación 
de la planta. 
Una vez conocido estos datos, y con el apoyo del sistema de adquisición de datos, quien 
se encarga de identificar alguna desviación que presenten los datos capturados, el SE se encarga 
de buscar la causa asociada a dicha anomalía así como generar la recomendación de control para 
solventar la misma, esta recomendación es presentada al usuario final. La figura 4.16 ilustra 
esquemáticamente la arquitectura del SE. 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 80
 
Figura 4.16 Arquitectura del sistema de supervisión 
 
 La arquitectura del SE en su totalidad esta conformada por las siguientes partes: 
1.- Base de Datos correspondiente a las condiciones de Operación de MIDREX: las condiciones 
de operación de MIDREX1 pueden cambiar dependiendo del estado de la planta según el cambio 
en las propiedades de la materia prima que alimentan al proceso, constituida por: la calidad del 
gas natural, las propiedades físicas y químicas de las pellas, por la falla de algún equipo de la 
planta (compresor, extractor, falla en planta de oxígeno, etc.). Cuando se presentan cambios en 
alguna de estas condiciones, el Ingeniero de Procesos cambia los rangos de operación para las 
variables claves, moviendo tanto el valor nominal como los límites inferiores y superiores en los 
que se desea que opere la planta para garantizar la calidad del material de salida. En base a esto, 
el SE debe detectar estos cambios de manera automática, y configurar la definición de las 
variables difusas que utiliza para evaluar el proceso y evitar análisis que no coincidan con la 
realidad. 
2.- Configuración: esta configuración se implementa a través de una rutina programada en C que 
se encarga de modificar el archivo de definición de las variables difusas del SE, básicamente lo 
que hace es leer de la base de datos y comparar si alguna de los rangos de operación de las 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 81
variables cambió, esta rutina corre cada vez que se activa el SE, si es así, modifica el archivo de 
las variables difusas modificando únicamente el limite de inferior y superior del estado normal 
asociado a la variable, ver figura 4.17 
 
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Universo de dominio
D
eg
re
e 
of
 m
em
be
rs
hi
p
Baja Normal Alta
Nombre de la Variable
 
 
 
Figura 4.17 Límites a modificar 
 
3.- Ivision: es un SCADA construído para plataformas QNX. Su arquitectura general es cliente-
servidor. 
- El servidor se encarga de la adquisición de variables de campo. 
- Los clientes hacen de interfaz entre el operador y el sistema. 
- El servidor puede ser redundante, a nivel procesos y circuitos de datos. 
Con la ayuda del Ivision se traen los datos de las variables de campo a la cabina de 
control donde estará implantado el SE. 
4.- Análisis de datos: Luego que los datos son recolectados de la planta es importante 
hacerle a los mismos un tratamiento para evitar un uso excesivo y no necesario del SE. Para 
llevar a cabo este tratamiento se cuenta con el apoyo de los gráficos de control. El fundamento de 
los gráficos de control se basa en la confiabilidad de los resultados de medida: cuando se lleva a 
cabo algún proceso (por ejemplo, un método de análisis) de forma sistemática, es decir, bajo las 
Límites a modificar 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 82
mismas fuentes de influencia o variación, el proceso se verá afectado por errores aleatorios que 
conducirán a una distribución normal de las mediciones9. Cuando los resultados de los análisis de 
la muestra de control a lo largo del tiempo se encuentran dentro de los límites aceptados, se dice 
que el sistema se encuentra bajo control estadístico. Cuando se encuentran puntos fuera de los 
límites especificados, o se encuentran tendencias, se dice que el sistema se encuentra fuera de 
control. [16] 
 
Figura 4.18 Límites de aviso y control en un gráfico de control 
 
 Existen una serie de reglas muy conocidas para evaluar si un sistema se encuentra bajo 
control estadístico utilizando los gráficos de promedios o de valores individuales (los más 
utilizados). Estas reglas son las reglas de la Western Electric [Western Electric 1956], y para 
utilizarlas es conveniente dividir el gráfico de control en tres zonas:- zona central: de -1s a +1s 
- zona de aviso: de -1s a -2s y de +1s a +2s 
- zona de control: de -2s a -3s y de +2s a +3s 
 
 
9 Esta afirmación es una consecuencia del teorema del límite central. Se dirá que el método analítico está bajo control 
si los resultados obtenidos con este método siguen las características de una distribución normal. Por ejemplo, 
aproximadamente el 67% de los resultados han de encontrarse dentro del intervalo: valor de la muestra de control ± 
1s (donde s es desviación estándar asociada a los análisis de la muestra de control con el procedimiento que se desea 
monitorizar), aproximadamente el 95% de los resultados han de encontrarse dentro del intervalo: valor de la muestra 
de control ± 2s y aproximadamente el 99% de los resultados han de encontrarse dentro del intervalo: valor de la 
muestra de control ± 3s (Figura 4.18 izquierda). 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 83
 Los límites -1s y +1s están constituidos por el valor nominal ± el límite de referencia de la 
variable, los límites -2s y +2s por los valores de alarma bajo (L) y alto (H) respectivamente y los 
límites -3s y +3s por los valores de alarma bajo bajo (LL) y alto alto (HH) de la planta. 
 De manera específica las reglas de Western Electric concluyen que el proceso esta fuera 
de control cuando: 
 
1. Un punto cae más allá de los límites de control de 3-sigma. 
2. Dos de tres puntos consecutivos caen más allá de un límite de 2-sigma. 
3. Cuatro de cinco puntos consecutivos están a una distancia de 1-sigma o mayor de la línea 
central. 
4. Ocho puntos consecutivos de la gráfica están del mismo lado de la línea central. 
Estas reglas se aplican a un lado de la línea central a la vez. [17] 
 
 En virtud del uso de este método se elige el tiempo de muestreo, de tal manera que se 
evalúe el caso que más muestras se requieran y estar a tiempo de tomar una acción de control. De 
tal manera el tiempo de muestreo es la suma de los tiempos que se invierte en el peor de los casos 
(8 puntos de muestra) debe ser menor a 1/3 de la constante de tiempo del proceso. Así, si se tiene 
que esperar por el peor de los casos, aún se está a tiempo de tomar una acción de control que 
logre la estabilidad del proceso. Para hacer esto es necesario conocer la constante de tiempo del 
sistema, puesto que la misma no puede ser precisada por los expertos, el tiempo de muestreo se 
definió de manera empírica, realizando pruebas de ensayo y error. El tiempo de muestreo elegido 
es de un minuto y un punto sobre el gráfico de control es obtenido a partir del promedio de cinco 
muestras. 
Es importante destacar que este seguimiento está hecho solo para las variables claves. En 
el momento de reconocer cierto comportamiento en las mismas, el SE es activado. Los datos que 
recibe el SE son los últimos promedios que originaron el disparo del SE que fueron generados 
según el gráfico de control. 
6.- T-Expert: aquí es donde se encuentra programado el SE, la base de conocimiento, base de 
hechos, las reglas programadas y las recomendaciones de control a seguir para dicha regla. Es 
alimentado por los datos de planta posterior a su procesamiento y del archivo de configuración si 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 84
se ha presentado algún cambio en las condiciones de operación. Con éstos, el SE se encargará de 
encontrar la causa y dará una señal de alarma con su respectiva recomendación. Los datos 
procesados y las salidas del SE serán llevados a una pantalla de visualización que sirve como 
apoyo al operador para seguir gráficamente el comportamiento de las variables y a una base de 
datos para llevar un histórico de las alarmas que se han presentado. 
7.- Pantallas: se refiere la visualización gráfica de los resultados del SE así como de la 
presentación del comportamiento que tengan las variables claves del proceso. 
8.- Base de datos los históricos: la función de esta es almacenar los datos asociados a las salidas 
del SE. 
4.2 Selección de la herramienta computacional 
 
Para la programación de las reglas del SE, se seleccionó como herramienta computacional un 
software llamado T-Expert [18] el cual es una herramienta capaz de asistir al ingeniero de 
proceso en la supervisión y control de un proceso. Brinda la posibilidad de escribir la lógica 
que se usa para resolver o analizar un problema en un lenguaje familiar como lo es el de 
diagrama de flujo. 
 El T-Expert cuenta con las siguientes características: 
 
- Modularidad: La arquitectura de esta herramienta es modular, dado que la entrada y salida de datos 
fue implementada en módulos totalmente independientes del núcleo del sistema experto. 
- Tiempo Real: El sistema debe contemplar todas las restricciones propias de los sistemas de tiempo 
real; controlando la validez temporal de los hechos y el tiempo de evaluación de las reglas asociadas 
al problema en cuestión. 
- Motor de inferencia robusto: El motor de inferencia usado es el “CLIPS”, un motor de inferencia de 
dominio público desarrollado por la NASA. El mismo fue desarrollado en 1989 y su robustez ha sido 
probada en numerosos proyectos. Algunos de estos son[18] : 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 85
- Control y Diagnóstico de un reactor nuclear 
 (Oak Ridge National Lab) 
- Diagnóstico de análisis dinámico de fluidos. 
 (General Systems) 
 - Asistir a especialistas a bordo de misión de Space Shuttle en experimentos de 
rendezvous/docking. (NASA) 
 
- Manejo de inexactitud: El poder manejar conceptos de borrosidad (fuzzyness) e incertidumbre es 
distintivo del razonamiento humano. Por lo tanto, él permitirle al experto utilizar la misma lógica 
borrosa que él usa en la resolución de problemas le facilita la tarea y en muchos casos es el único 
camino para encontrar una solución. 
- Orientado al usuario: Se hizo hincapié en la realización de una interfaz gráfica orientada al usuario, 
utilizando un lenguaje familiar y dándole toda la flexibilidad de una aplicación gráfica “arrastrar y 
soltar (drag & drop)”. Al no tener que preocuparse por todo lo relativo a administración de datos de 
entrada y salida, su principal tarea es transmitir su “saber-como (know-how)” en un lenguaje gráfico 
amigable. 
Posee la siguiente estructura: 
1) Adquisición de Datos ( Data Adquisition) : 
Administra la entrada de datos. Estos datos que pueden provenir de diferentes fuentes (base 
de datos tiempo real, archivos externos, memoria compartida), se convertirán en los hechos de la 
base de hechos. 
 
2) Base de Conocimiento ( Knowledge Base) : 
Es formada por las reglas y los hechos. Las reglas han sido generadas por el ingeniero de 
conocimiento utilizando la interfaz de adquisición de reglas (Rule acquisition Interface) y los 
hechos han sido adquiridos por el Adquisidor de Datos (Data Adquisitor). 
 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 86
3) Motor de Inferencia ( Inference Engine ): 
Realiza inferencias decidiendo que reglas son satisfechas por que hechos. Otorga prioridades 
a las reglas satisfechas y activa las de mayor prioridad, siguiendo estrategias de control que 
activan las reglas. Las estrategias de control se basan en un eficiente “PATTERN 
MATCHING”10. El motor de inferencia se baso en CLIPS. (“C” Language Integrated Production 
System). 
 
4) Administrador de Acciones (Actions Administrator): 
Las consecuencias de las reglas activadas por el motor de inferencia son administradas por un 
modulo independiente. Este módulo deriva la acción a procesos dedicados, liberando al sistema 
experto de la espera de la ejecución de la acción. Algunas de las acciones posibles son: Enviar 
alarmas al usuario, Activar modelos matemáticos, Enviar nuevas configuraciones al PLC, grabar 
valores en base de datos etc. 
 
5) Facilidades de explicación (Explanation Facility) 
Esta funcionalidad del sistema expertopermite generar un registro de las reglas que han sido 
activadas, y los hechos que las han activado, alimentando a la Interfaz de ejecución de reglas. 
 
6) Registro del tiempo (Time Stamp) 
Se estampa automáticamente el tiempo de registro de un hecho. De esta forma se puede 
utilizar este tiempo del hecho como un condicionante, posibilitando la validación temporal de los 
hechos. Esta herramienta es fundamental para garantizar la consistencia de datos y acciones, y el 
funcionamiento en tiempo real. 
 
7) Refinador de Conocimiento (Knowledge Refining) 
 
10 Se examina en cada ciclo, regla por reglas para determinar si algún hecho satisface alguna condición, cada vez 
satisfecha completamente una regla, esta es agregada en la agenda para ser ejecutada 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 87
Esta formado por un grupo de aplicaciones que usa el ingeniero de conocimiento para analizar 
las conclusiones del sistema experto. Por medio de estas herramientas de análisis, se pueden 
advertir nuevas reglas o modificaciones a las existentes. 
 
 
8) Interfaz de Adquisición de Reglas ( Rule Acquisition Interface ) 
Es una herramienta gráfica flexible para que el experto pueda escribir reglas utilizando 
diagramas de flujo. El puede mediante el método “drag & drop” diseñar bloques de condiciones, 
acciones, y sus conexiones. Los diagramas de flujo son traducidos del lenguaje gráfico al 
lenguaje del motor de inferencia (CLIPS). 
 
9) Interfaz de Ejecución de Reglas ( Rule Execution Inteface ) 
Basándose en el registro realizado por la herramienta de facilitación de explicación, resalta 
en el grafo el flujo que siguió el razonamiento del sistema en otro color. Con esta herramienta 
visual es muy fácil seguir la lógica de resolución del problema, depurar errores y monitorear los 
valores de los hechos que activaron esas reglas. 
 
10) Interfaz de Salida ( Output Interface ) 
La Interfaz de salida, generalmente contiene información orientada al usuario final del 
sistema. Esta interfaz se debe adaptar a las interfaces existentes, como ser mímicos de línea, 
tracking de línea, pantalla de alarmas. Hasta el momento se han desarrollado interfaces de salida 
a requerimiento de los usuarios. Debido a la arquitectura modular del T-Expert la comunicación 
con la interfaz de salida es totalmente independiente del núcleo. En el futuro se prevé dar al 
usuario una herramienta que le permita diseñar pantallas estándares y activarlas como 
consecuencia del cumplimiento de reglas. 
 
En la figura 4.19 se puede observar la arquitectura del T-Expert. 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 88
 
Figura 4.19 Arquitectura del T-Expert 
 
4.3 Diseño preliminar de procesos de adquisición y almacenamiento de datos 
 
El funcionamiento del SE se basa en un monitoreo continuo de las variables claves y de 
proceso. Los datos provenientes del monitoreo constituyen las entradas al software de 
programación del sistema experto, que se encarga de evaluar estos valores entre ciertos límites de 
operación, que son fijados por el Ingeniero de Procesos y en base a ciertas reglas de producción 
que indican cómo se debe operar la planta de acuerdo a determinada situación genera una 
recomendación de control orientada al operador de sala. Los pasos requeridos para la generación 
de la acción de control mostrada al operador son los siguientes: 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 89
Adquisición de datos 
El primer paso es la carga automática de datos de las variables claves y de proceso 
asociadas a la planta de reducción directa MIDREX1, esto es parte del adquisidor del SE el cual 
se describe a continuación. 
 
Adquisidor del SE: 
Esta aplicación recoge los valores de las variables claves y de proceso publicados en 
Ivision cada minuto; luego de completar 5 adquisiciones necesarias para promediar (5 min. 
aproximadamente), se calcula los promedios de las mediciones de las variables claves y los 
publica en Ivision, estos promedios son las muestras de los gráficos de control. En este mismo 
intervalo de tiempo se determina el estado operación de la planta en base a las variables claves, si 
este está fuera de los rangos definidos genera el archivo de entrada del T-Expert, con las variables 
previamente leídas y ejecuta el Sistema Experto el cual genera una salida con la recomendación 
planteada, esta se archiva en base de datos para mantener el histórico diario. 
Luego de ejecutado el SE, el adquisidor espera el tiempo respectivo para que la planta 
responda ante las acciones tomadas por el operador (aproximadamente 20min.); durante dicho 
tiempo el adquisidor continúa publicando promedios de las variables claves y mostrando 
tendencias pero no genera recomendaciones. 
Este programa consta de una función principal que llama a una serie de funciones de la 
librería adq_midrex.h que se encargan de realizar ciertas actividades, las cuales están detalladas 
en el anexo C. 
Almacenamiento de datos 
El sistema de almacenamiento posee un grupo de tablas que contienen la información 
necesaria para la implementación del SE y la información generada por este. Las tablas de la base 
de datos utilizadas por la aplicación del sistema experto son las siguientes: 
 
- Tabla de datos de Instalación 
 Esta conformado por tres campos: Nombre, descripción y valor, se utiliza al momento de 
correr el adquisidor, para cargar los datos de instalación tales como tiempo de muestreo y 
cantidad de datos a promediar para ser un punto del grafico de control. 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 90
 
Campo NOMBRE: formado por una cadena de caracteres cuyo tamaño máximo es de 40. Aquí 
son guardados los valores de instalación necesarios en el arranque del adquisidor del SE. 
Campo DESCRIPCION: formado por una cadena de caracteres cuyo tamaño máximo puede ser 
de 512. Aquí es guardada una breve descripción de cada una de las variables que están bajo la 
columna de campo NOMBRE. 
Campo VALOR: formado por un tipo de dato real. Aquí es guardado el valor que toma la 
variable apuntada en la columna NOMBRE. 
 
Field Type NULL Key Default Extra 
NOMBRE char(40) NOT X 
DESCRIPCION char(512) NOT 
VALOR Float YES NULL 
Tabla 4.5 Descripción de la Tabla DATOS_INST 
 
 
NOMBRE DESCRIPCION VALOR 
TIME_SEG Tiempo en segundos 60 
TIME_MSEG Tiempo en milisegundos 0 
N_DATOS Numero de datos a promediar 5 
Tabla 4.6 Tabla DATOS_INST 
 
 
 
-Tabla de valores de límites operativos 
 Esta conformada por 10 campos: tag, descripción, sp, lc, sp_ant, lc_ant, l3sigmas, 
l2sigmas, l2sigmai, l3sigmai, se utiliza al momento de tratar los datos, puestos que los mismos se 
utilizan en la construcción de los gráficos de control. 
 
Campo TAG: formado por una cadena de caracteres cuyo tamaño máximo es de 40. Aquí son 
guardados los nombres de las variables (tag) a ser leídos desde Ivision. 
Campo NOMBRE: formado por una cadena de caracteres cuyo tamaño máximo es de 255. Aquí 
es guardado el nombre de la variable apuntada en TAG. 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 91
Campo SP: formado por tipo de dato numérico con precisión de 13 decimales. Aquí es guardado 
el valor nominal de operación actual de la variable apuntada por TAG. 
Campo LC: formado por tipo de dato numérico con precisión de 13 decimales. Aquí es guardado 
el límite de referencia actual de la variable apuntada por TAG. 
Campo SP_ANT: formado por tipo de dato numérico con precisión de 13 decimales. Aquí es 
guardado el valor nominal de operación anterior al actual de la variable apuntada por TAG. 
Campo LC_ANT: formado por tipo de dato numérico con precisión de 13 decimales. Aquí es 
guardado el límite de referencia anterior al actual de la variable apuntada por TAG. 
Campo L3SIGMAS: formado por tipo de dato numérico con precisión de 13 decimales. Aquí es 
guardado el límite 3 sigma superior de lavariable apuntada por TAG. 
Campo L2SIGMAS: formado por tipo de dato numérico con precisión de 13 decimales. Aquí es 
guardado el límite 2 sigma superior de la variable apuntada por TAG. 
Campo L2SIGMAI: formado por tipo de dato numérico con precisión de 13 decimales. Aquí es 
guardado el límite 2 sigma inferior de la variable apuntada por TAG. 
Campo L3SIGMAI: formado por tipo de dato numérico con precisión de 13 decimales. Aquí es 
guardado el límite 3 sigma inferior de la variable apuntada por TAG. 
 
Field Type NULL Key Default Extra 
TAG char(40) NOT X 
DESCRIPCION char(255) NOT 
SP numeric(13,4) YES NULL 
LC numeric(13,4) YES NULL 
SP_ANT numeric(13,4) YES NULL 
LC_ANT numeric(13,4) YES NULL 
L3SIGMAS numeric(13,4) YES NULL 
L2SIGMAS numeric(13,4) YES NULL 
L2SIGMAI numeric(13,4) YES NULL 
L2SIGMAI numeric(13,4) YES NULL 
Tabla 4.7 Tabla LIMITES_REFERENCIA 
 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 92
 
 
-Tabla de datos de las alarmas generadas por el SE 
 Esta formada por 4 campos: fecha, código, estado y fecha_a_buscar, se utiliza luego de 
generadas las recomendaciones del SE para llevar un histórico de las mismas. 
 
Campo FECHA: formada por un tipo de dato datetime. Aquí se guarda la fecha y hora en que se 
presenta una alarma. 
Campo CODIGO: formada por una cadena de caracteres cuyo tamaño máximo es 40. Aquí se 
guarda el código de la alarma. 
Campo ESTADO: formado por un tipo de dato entero. Aquí se guarda un entero que indica si la 
alarma fue aceptada o no por el operador. (1 no aceptada y 0 aceptada) 
Campo FECHA_A_BUSCAR: formada por una cadena de caracteres cuyo tamaño máximo es 
20. Aquí se guarda solo la fecha de la alarma, es un campo auxiliar para buscar las alarmas de 
determinada fecha. 
 
Field Type NULL Key Default Extra 
FECHA Datetime NOT X 
CODIGO char(40) NOT X 
ESTADO Integer YES NULL 
FECHA_A_BUSCAR char(20) NOT 
Tabla 4.8 Tabla TABLE_ALARM 
 
 Las variables de esta tabla generan otra tabla, la cual es un catálogo donde se encuentran 
todas las posibles alarmas con su respectiva recomendación. La misma es: 
 
-Tabla de datos catálogo de las alarmas que se puedan presentar 
 Esta conformada por los siguientes campos: código, tipo_alarma, causa y recomendación, 
se utiliza al momento de presentar las recomendaciones de control por pantalla. 
 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 93
Campo CODIGO: formada por una cadena de caracteres cuyo tamaño máximo es 40. Aquí se 
guarda el código de la alarma. 
Campo TIPO_ALARMA: formada por una cadena de caracteres cuyo tamaño máximo es 40. 
Aquí se guarda la variable que esta en alarma. 
Campo CAUSA: formada por una cadena de caracteres cuyo tamaño máximo es 100. Aquí se 
guarda la causa que origino la alarma apuntada en CODIGO. 
Campo TIPO_ALARMA: formada por una cadena de caracteres cuyo tamaño máximo es 1024. 
Aquí se guarda la recomendación de control a la alarma apuntada en CODIGO. 
 
Field Type NULL Key Default Extra 
CODIGO char(40) NOT X 
TIPO_ALARMA char(40) NOT 
ESTADO char(100) NOT 
FECHA_A_BUSCAR char(1024) NOT 
Tabla 4.9 Tabla TABLE_ALARM_TBF 
 
 Para información sobre los códigos con los que se crearon las tablas ir al Anexo A, tabla 
A.1. 
En el siguiente diagrama se puede visualizar la interacción de las aplicaciones con los 
elementos involucrados en el sistema, figura 4.20. 
 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 94
 
 
Figura 4.20 Diagrama del sistema 
 
4.4 Diseño preliminar de procesos de interconexión 
4.4.1 Integración Interna 
 
La interconexión de los procesos necesarios para intercambio de tráfico de datos, viene 
dado por el SCADA Ivision, posee una estructura cliente-servidor, el servidor es el encargado de 
la adquisición de las variables de campo y los clientes hacen de interfaz entre el operador y el 
sistema. 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 95
La capa de adquisición se encarga de la comunicación con el campo. Para cada 
dispositivo existe un driver. Todos los drivers usan una interfaz única. Existe un proceso llamado 
IvScan, que es el encargado de solicitar los datos a cada driver. Este proceso almacena esa 
información en memoria compartida. Luego el proceso IvSampler toma la información de esa 
memoria, la transforma de cuentas de PLC a unidades de ingeniería y la distribuye entre el 
servidor de alarmas y el de tags según corresponda, ver figura 4.21 
 
 
Figura 4.21 Sistema de adquisición de Ivision 
 
 Los números listados a continuación están referidos a la figura 4.21. 
 
1.- Es la interfaz de intercambio de datos el cual se encarga de la comunicación entre la tarjeta de 
comunicación (red) o dispositivo de salida y el equipo de campo (plc, etc). 
2.- Están encargados de leer datos de los plc’s, lo hacen a través de la interfaz de intercambio de 
datos (explicado anteriormente), y los guardan en una memoria compartida propia del scan. 
2
3
4
1
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 96
3.- Memoria compartida: es donde se almacena la información proveniente del dispositivo de 
campo. 
4.- Tiene la función de transformar los valores lógicos adquiridos por los distintos drivers del 
sistema, en datos adecuados a las necesidades del usuario y disponibles para los restantes 
módulos del sistema. Este proceso asocia el tag definido con la señal de campo correspondiente, 
los datos empleados por este módulo son configurables en la tabla TAGS, de esta manera coloca 
en bloques de tiempo real los valores correspondientes a los tags de Ivision dejándolos 
disponibles para el resto de los componentes del sistema. 
El proceso de adquisición del SE se alimenta de esta tabla de tags, es a partir de estos que 
comienza su funcionamiento, explicado en la fase 4.3. 
Los promedios que son calculados por el adquisidor son publicados en Ivision, con la 
finalidad de ser presentados en tendencias, para llevar a cabo esto se crearon una serie de tags, los 
cuales tienen como formato general el siguiente: 
TEXPERT.variable.PROMEDIO 
Esto esta hecho para las 6 variables claves, también se publican el valor de referencia 
(SP), limite superior (LS) e inferior (LI) de cada variable. El formato que siguen es el siguiente: 
TEXPERT.variable.SP 
TEXPERT.variable.LS 
TEXPERT.variable.LI 
Por ejemplo para el CO2 en gas tope, el tag en Ivision que representa el valor crudo es 
AI_1501, los creados por el adquisidor son: 
TEXPERT.AI_1501.PROMEDIO 
TEXPERT.AI_1501.SP 
TEXPERT.AI_1501.LS 
TEXPERT.AI_1501.LI 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 97
Para el manejo de alarmas se procedió de la misma forma, se crearon tags asociados a 
cada variable que indican que variable esta en alarma y si es una alarma por alto valor o por bajo 
de la misma. El SE configura estos tags en 1 (alarma) o 0 (no alarma) cuando recorre las reglas 
que están programadas. 
El formato general es: 
TEXPERT.variable.ALARM.HIGH para alarma por alto 
TEXPERT.variable.ALARM.LOW para alarma por bajo 
Siguiendo el ejemplo anterior para CO2 en gas tope seria de la siguiente forma: 
TEXPER.AI_1501.ALARM.HIGH y TEXPERT.AI_1501.LOW 
De manera similar se hizo para el resto de las variables claves. El Ivision se encarga de 
compartir esta información a los demás componentes del sistema. 
4.4.2 Integración Externa 
 
Mediante la interfaz gráfica, el SE provee la información que se genera en el proceso, 
indicando el estado de las variables claves, alarmas presentes, recomendación de control y las 
tendencias de las mismas. Esta interfaz de operación con la cual el operador puede interactuar se 
hace a través de una serie de pantallas, las cuales se describen a continuación: 
 
1. Ventana principal: en esta ventana se presenta una vista de la planta donde 
muestra la ubicación de cada variable clave, allí se presenta el promedio de las 
mismas calculados por el adquisidor (1) y un led (2) que indica el estado de dicho 
promedio:verde entre los límites de operación, amarillo entre este último límite y 
el valor de alarma alto o bajo y rojo cuando pasa los valores de alarma. Posee un 
indicador de alarma (3), el cual permanece blanco, si la variable está entre los 
rangos de operación, de lo contrario titila alternando entre blanco y rojo. También 
aparecen las últimas tres recomendaciones del SE. Desde esta ventana se accede a 
una ventana de histórico de alarmas y a las tendencias de cada una de las variables 
claves. La figura 4.22 muestra esta ventana. 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 98
 
Figura 4.22 Pantalla Principal 
 
2. Histórico de Alarmas: presenta las alarmas, permitiendo la visualización de las 
mismas en el momento que se activan y un histórico de estas en el tiempo. Se 
pueden ver tanto las alarmas que están activas como las inactivas. En esta pantalla 
se muestra la hora en que se presentó la alarma, el código, el tipo de alarma (a que 
variable pertenece y si esta se encuentra baja o alta), la descripción de la alarma 
(debido a que fue causada). En esta ventana se presentan tres opciones de 
búsquedas de alarma, la primera nos permite ver que alarmas están activas, 
presionando el botón de alarmas activas, la segunda buscar las alarmas por fecha y 
la tercera por tipo de alarma, se pueden combinar los tres tipos de búsqueda o 
usarlas por separado. En la figura 4.23 se muestra la pantalla de alarmas. 
3
2
1
4
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 99
 
Figura 4.23 Histórico de alarmas 
 
3. Recomendación de control: Al hacer clic sobre una determinada alarma ubicadas 
en la pantalla de histórico de alarmas (figura 4.24 ) se despliega la recomendación 
de control para esa alarma. En esta ventana se muestra la fecha en que se presentó 
la alarma (1), el código (2), la variable a la cual esta asociada (3) y su respectiva 
recomendación de control (4). Se puede observar en la figura 4.24. 
 
Capítulo 4. Desarrollo del Sistema Experto 100
 
Figura 4.24 Recomendación de control 
Capítulo 5. Evaluación y funcionamiento del SE 101
Capítulo 5 
 
 
Evaluación y funcionamiento del SE 
 
 
La evaluación de Sistemas Basados en Conocimiento enfrenta una serie de dificultades que los 
diferencian de los sistemas convencionales. En primer lugar, ya que los SE tratan de resolver 
problemas que normalmente lo resuelven humanos expertos, los criterios para medir su éxito 
suelen no estar definidos [19]. 
 
Hay cuatro grandes aspectos del sistema que deben evaluarse [19]: 
 
• La corrección del modelo formal y computable. 
• La validez del modelo conceptual, formal y computable. 
• La utilidad del sistema, en cuanto a su interacción con el usuario. 
• La utilidad del sistema en cuanto a su desempeño para lograr las metas propuestas por la 
empresa. 
 
Un modelo es correcto si posee una sintaxis adecuada: La corrección se corresponde con 
estar conforme a las reglas sintácticas del formalismo en que está expresado el modelo. Lo cual 
hace pensar que solo se puede hablar de la corrección del modelo formal y del modelo 
computable [19]. 
Un modelo es válido si corresponde a una semántica adecuada: La semántica está 
relacionada con el significado de las cosas. Sin embargo, las cosas no tienen un significado 
absoluto, por el contrario, el significado de las cosas depende del contexto. Los Sistemas 
Expertos son inválidos cuando cometen fallos en la semántica, cuando las respuestas que dan no 
se corresponden con las que darían los expertos [19]. 
Un sistema es usable si al usuario le resulta agradable la interacción con el mismo, bajo lo 
cual se pretende evaluar la relación usuario-sistema. Un sistema experto se puede considerar útil 
Capítulo 5. Evaluación y funcionamiento del SE 102
si una vez que está en uso rutinario, cumple las expectativas que se tenían de él, aportando las 
mejoras esperadas [19]. 
 En nuestro caso, la validación del SE en términos de los criterios anteriores, se logra 
ejecutando un conjunto de pruebas en línea y fuera de línea. 
5.1 Evaluación de la sintaxis 
 
Esta evaluación se llevó a cabo a través de pruebas fuera de línea. Los errores sintácticos 
no se producen por problemas de comunicación entre el ingeniero de conocimiento y el experto, 
sino que se producen al momento de transcribir el modelo conceptual inferido por el experto al 
modelo computacional. 
El proceso de verificación se ha llevado a cabo como se muestra a continuación: 
 
Por medio de la inserción manual de los datos, con casos conocidos, se verificó la 
adecuación del SE y se comprobó que los caminos elegidos fuesen los correctos. De esta manera 
se probaron las reglas para la resolución de estos casos. 
En la figura 5.1 se puede ver de manera visual uno de los caminos elegidos por el SE para 
una entrada conocida. 
Capítulo 5. Evaluación y funcionamiento del SE 103
 
Figura 5.1 Prueba fuera de línea para CO2 en gas reformado alto 
5.2 Evaluación de la semántica 
 
Esta evaluación se llevó a cabo a través de pruebas en línea, con el fin de detectar errores 
de semánticas que pudieron haber sido introducidos en el desarrollo de la base de conocimientos. 
Las pruebas a tiempo real permiten observar en el sitio cómo los expertos resuelven un problema, 
y permite ver los conocimientos que utilizan para resolverlos y así poder contrastar estas 
decisiones con las presentadas por el SE. 
Al finalizar las pruebas se encontraron los siguientes errores: 
- Se encontraron algunas reglas incompletas, las cuales se tuvieron que refinar. 
Por ejemplo, para comprobar si la temperatura del reformador estaba alta o baja 
el SE consideraba solo una medida de un termoelemento, fue necesario 
incorporar otra medición puesto que los operadores toman en cuenta ambas 
medidas antes de concluir que esta temperatura está fuera de rango. 
- En otros casos el SE arrojaba una solución concordante con la planteada por el 
experto, solo que el mismo la daba como segunda opción, así que se 
Capítulo 5. Evaluación y funcionamiento del SE 104
reorganizaron algunos árboles en base a los pasos que seguiría el operador de 
acuerdo a la importancia y efecto de las recomendaciones sobre el proceso. 
Estos errores fueron corregidos oportunamente. 
5.3 Utilidad del SE 
 
La utilidad pretende evaluar al sistema desde el punto de vista de la relación entre el 
usuario y el software [19]. En este caso se invitó a utilizar el sistema a la sección de modelos del 
área de Automatización, al operador de sala y al Ingeniero de procesos de MIDREX1 observando 
cuán cómodos se sentían utilizando el mismo. Se recibieron críticas importantes en varios 
aspectos: 
− Interfaz del monitoreo. 
− Forma de presentar las recomendaciones de control. 
− Forma de desactivar el SE cuando la planta no se encuentre en condiciones normales de 
operación. 
 
Estos aspectos fueron corregidos, no obstante en estos momentos no es posible determinar el 
grado de utilidad que presentará el sistema en su conjunto (formado por el usuario y el SE) ya 
que el mismo aún sigue en pruebas. 
A continuación se presenta el funcionamiento del sistema a tiempo real. 
5.3.1 Funcionamiento del SE 
a. Interfaz gráfica 
 
 A continuación se presentan los pasos que sigue la aplicación a tiempo real, desde el 
momento de encontrar una anomalía en el sistema hasta que se presenta la recomendación de 
control. Estos pasos se visualizan en la figura 5.1. 
 
1. Se monitorean las variables claves. 
Capítulo 5. Evaluación y funcionamiento del SE 105
2. Se presenta una anomalía, aparecerán las recomendaciones de control y se 
resaltarán aquellas variables que están fuera de rango. 
3. Pulsando el botón de ALARMAS se abre el cuadro de histórico de alarmas. 
4. Aparecerán en color rojo las alarmas activas. 
5. Al pulsar sobre una alarma se abrirá una ventana con la recomendación de control. 
6. Al aceptar la alarma, la misma cambiará de color (de rojo a blanco).Capítulo 5. Evaluación y funcionamiento del SE 106
 
Figura 5.2 Funcionamiento de la aplicación a tiempo real 
 
b. Ejemplo de la corrida 
 
A continuación se presenta una de las salidas del SE a tiempo real: 
Entrada: 
 Las variables que se encuentran resaltadas en rojo, son aquellas que se encuentran fuera 
de rango. 
Variable de entrada Valor Variable de entrada Valor 
AT_1506_1_PVCALC 2,99597 TIASHH_1356 658,9173
AT_1506_2_PVCALC 3,00195 TIASHH_13116 630,28658
Capítulo 5. Evaluación y funcionamiento del SE 107
AIASHH_1508_1 1,1986 TIA_1314_1 667,49584
AIASHH_1508_2 0,98914 TIA_1347 164,28658
AI_1501 18,31131 TIASH_1340_1 357,89974
TIASLL_1339_1 740,28658 TIASH_1340_2 741,48879
TIASHH_13113 519,85703 TIASHH_13140_1C 191,85281
AIC_1105_PV 16,19889 TIASHH_13140_2C 191,26901
FICAL_1104_PV 10452,5931 TIASLL_1105 190,26647
AI_1522_1 153,53768 TI_0303 158,35391
AI_1522_2 143,88853 TIASHH_1341_1 178,71562
FIASLL_11400 142,6506 TIASHH_1341_2 178,29415
AT_1516_PVCALC 999 TIASHH_1341_3 178,1506
FICASL_1105A_PV 486,29875 TIASLL_1339_2 735,79363
FIC_1142_PV 869,00145 TIASLL_1339_3 739,51289
AIASH_1503 143,69279 TICASHH_1317_PV 794,68996
FIC_1102_PV 2240,1332 TICASHH_1318_PV 796,81484
FIC_11108_PV 6774,56859 TICASHL_1326_PV 775,4173
FIC_11109_PV 2111,175 TICASHL_1328_PV 819,86408
FIC_1115_PV 3319,9755 TIASHHLL_1328_1 970,90002
FICAL_1129_PV 145,92123 TIASHHHLL_1336 952,57732
LICASHHLL_1404_PV 93,20255 TIASHHLL_1328_2 821,88217
PDIA_1241 712,75416 TIASHHLL_1328_3 25687,06
PIASHHLL_1209 137,62292 TIASHHHLL_0336 958,5827
PIC_12001_PV 147,72683 TIASHHHLL_0332 964,62656
PICAH_1203_PV 143,7433 TIASHHHLL_1332 938,10703
PDIASH_1213 141,66146 TIASHHLL_1330 976,11264
WIQSL_330 218,2422 TIASHHLL_1334 982,22902
TIASHH_1381_1 163,48353 TIASHHLL_0334 973,98879
TIASHH_1381_2 163,68048 FIASHH_11011_2 141,74804
TIASHH_1381_3 157,68048 FIC_11011_PV 70,749677
TIA_13117 270,48827 FIC_11021_PV 70,74677
TIA_1351 313,8152 AT_1511_PVCALC 73,30195
TIA_1354 250,69805 TI_1359 492,63413
TIAS_13111 487,56681 TI_1360 275,18464
TIASHH_13114 275,08438 TI_1361 350,48463
TIASHH_13118 45,86512 FLW_0101_PVCALC -9999
TIA_1352 635,15586 LV_1404B_OP -9999
Capítulo 5. Evaluación y funcionamiento del SE 108
TIA_1355 639,84998 RGPT -9999
TIAS_13112 512,18996 FGNR_OP 106000
TIASHH_13115 635,32293 RGPT_LR 1
TIASHH_13119 696,28658 RGPT_OP 4,9001
TIASHH_1353 659,22631 
Tabla 5.1 Variables de entrada, caso de prueba 
 
Salidas: 
Reglas activadas: 
Regla 1: SI Fzy_1339_1 ES Baja ENTONCES (7) 
Regla 7: SI TIASHH_13116 >890 | TIASHH_13119 >890 | TIASHH_1353 >890 | 
TIASHH_1356 >890 | TIASHH_13113 >890 ENTONCES 1DB41 
Solución: 
Verifique el funcionamiento del sistema hidráulico del reactor, y la descarga pendular, 
ajuste estos parámetros los valores establecidos en la instrucción de Proceso. 
 El camino recorrido por el SE es el resaltado por la figura 5.3 
 
Capítulo 5. Evaluación y funcionamiento del SE 109
 
Figura 5.3 Camino recorrido por el SE 
 
 
 
El resultado se observa en la figura 5.4. 
 
Capítulo 5. Evaluación y funcionamiento del SE 110
 
Figura 5.4 Resultado del SE 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusiones 111
Conclusiones 
 
 
En este trabajo se presenta el diseño y la implantación de un SE para el monitoreo y 
control de las variables del proceso de reducción directa MIDREX1 de la empresa SIDOR, C.A. 
El proceso de reducción directa MIDREX1, para una empresa como SIDOR es de vital 
importancia puesto que el mismo constituye el segundo proceso en su ciclo productivo, por lo 
que la utilización de un SE para su supervisión demostró ser una herramienta adecuada, dado que 
se pudo emular la capacidad de razonamiento de los expertos en el área, al momento de tomar 
decisiones con respecto al control de dicho proceso. 
Para el diseño del SE se utilizó una metodología que permitió hacer el análisis de 
factibilidad de diseño del SE en el proceso así como la especificación de requerimientos, 
funcional y de diseño del mismo, lo que condujo a la definición de un modelo computacional 
implantado como una aplicación sobre la plataforma de automatización de SIDOR. 
La construcción de la base de conocimientos, parte fundamental del SE, fue llevada a 
cabo con la ayuda de los procesistas y operadores, partiendo de la información almacenada en el 
SAO. 
Durante las pruebas y análisis del SE se hicieron evaluaciones tanto en línea como fuera 
de línea lo que permitió descubrir aspectos del problema analizado que no hubiesen podido ser 
tratados sin la participación de los usuarios. Durante esta evaluación se recurrió a usuarios 
expertos y no expertos para que utilizaran el sistema obteniendo como resultado mejoras en la 
interfaz gráfica con la cual el usuario final se sintiera a gusto. 
Se verificó que el SE cumple con los objetivos propuestos por la empresa. 
 
 
 
 
 
 
 
Recomendaciones 112
Recomendaciones 
 
 
Entre las recomendaciones se proponen las siguientes: 
− Utilizar un software de programación de SE más robusto, con respecto al 
manejo difuso de las reglas. 
− Desarrollar el modelado e identificación del proceso que permita anticipar el 
comportamiento del mismo y validar los datos de entrada al SE. 
− Utilizar un análisis estadístico de los datos de entrada del SE más extenso a 
fin de proveer una herramienta de tratamiento de datos más robusta. 
− Fortificar el apoyo de SIDOR a la ULA y viceversa, con la intención de 
mejorar el intercambio de información útil para el desarrollo de proyectos de 
grado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Recomendaciones 113
 
Bibliografía 114
Bibliografía 
 
 
 
 
[1] Rivas, F. y Rodríguez W. (2003). Sistemas Expertos en Introducción a las técnicas de 
computación inteligente, (J. Aguilar y F. Rivas, Eds). 
[2] Castillo, E. y Gutiérrez, J. Sistemas Expertos y Modelos de Redes Probabilísticas. 
[3] "Ingredients for Real-Time Expert Systems" AI Expert, July 1992. 
[4] Van Weert, B.F.J. y Crespo, A. A Real-Time Expert System shell whit progressive 
reasoning, temporal reasoning and fuzzy logic, 13th Triebbial Congress, San Francisco, 
USA 
[5] Gerencia General de Ingeniería y Medio Ambiente SIDOR, C.A., Proyectos Pre-
Reducidos MIDREX, (2000). 
[6] Instituto Latinoamericano del Fierro y el Acero – ILAFA, Reducción y Fusión Directas 
en Siderurgia 1990, (1990). 
[7] Historia de la Inteligencia Artificial, 
http://www.fortunecety.com/skycraper/chaos/279/historia/historia.html 
[8] Kastner, J. y Hong S. (1984). A review of expert systems. European journal of 
operational research, p.p. 285-292. 
[9] Gutiérrez, J. (1994) Sistemas Expertos Basados en Reglas, Dpto. de Matemática 
Aplicada. Universidad de Cantabria. 
[10] Análisis de la relación entre la ingeniería del conocimiento y la gestión del 
conocimiento en base al modelo de Nonaka y Takeuc, 
http://www.intangiblecapital.org/Articulos/N9/0033.htm#notas 
[11] Carballo, L. Revisión de metodologías para el desarrollo de Sistemas Expertos, 
Universidad FASTA. 
[12] LOGICA DIFUSA, http://personales.ya.com/casanchi/mat/difusa01.htm 
[13] Cerrada, M y Rodríguez W. (2003). Lógica Difusa en Introducción a las técnicas de 
computación inteligente, (J. Aguilar y F. Rivas, Eds). 
[14] Zadeh, L. (1965). Fuzzy Sets and Fuzzy Systems. Information and Control, vol. 8 p.p 
338-353. 
Bibliografía 115
[15] Gómez, F. (2005). Sistemas difusos jerárquicos para modelado y control. Centro de 
investigación y estudios avanzados del Instituto Politécnico Nacional, México. 
[16] Conjunto y Sistemas Difusos.pdf., http://www.lcc.uma.es/~ppgg/FSS/FSS8.pdf 
[17] MontgomeryD. C. y Runger, G. (2000) Probabilidad y Estadística aplicadas a la 
Ingeniería, Mc Graw Hill 
[18] Viale M. y Martín, O. Sistema Experto Interactivo de Tiempo Real, T-Expert, GTEC/ 
Autocon SIDERAR, Argentina. 
[19] Rizzi, F. (2001). Sistema Experto Asistente de requerimientos, Tesis de Magíster en 
Ingeniería de Software, Buenos Aires, Argentina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANEXOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 118
 Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 
 
 
 
 
 
Figura A.1 Reglas para % Vapor en gas Proceso Alto 
 
 
 
 
 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 119
 
 
 
Figura A.2 Reglas para Temperatura del gas bustle Alta 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 120
 
 
 
 
Figura A.3 Reglas para temperatura gas bustle baja 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 121
 
 
 
 
 
 
Figura A.4 Reglas para temperatura del centro del reactor alta 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 122
 
 
 
 
Baja temperatura del 
centro del reactor
Baja relación gas 
proceso /tonelada
FIN
NoSi
Recomendación 
de control 1EB21
Alta descarga 
pendular & Flujo de 
gas proceso Normal
Recomendación 
de control 1EB22
Bajo flujo de gas 
proceso
Al menos una de la 
stemperatura a 3m del 
reactor < 300ºC
Recomendación 
de control 1EB41
Si
Recomendación 
de control 1EB42
Alto CH4 en gas tope
Recomendación 
de control 1EB71
Al menos una de las 
temperaturas a 10m del 
reactor es Baja
Alta Presión del 
reactor
Recomendación 
de control 1EB43
Recomendación 
de control 1EB81
No
Si
No
Si
Si
Si
No
Si
No
No
No
Recomendación 
de control 1EB31
Si
Temperaturas de los 
off-takes disminuyeron 
en mas de 50ºC
Recomendación 
de control 1EB42
No
Si
Flujo de oxígeno para 
combustión parcial < 
0.5m3/h
No
Flujo de oxígeno para 
combustión parcial < 
0.75m3/h
Recomendación 
de control 1EB82
Recomendación 
de control 1EB74
NoSi
Si No
 
 
Figura A.5 Reglas para temperatura del centro del reactor baja 
 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 123
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura A.6 Reglas para CO2 en gas tope alto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 124
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura A.7 Reglas para CO2 en gas tope bajo 
 
 
 
 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 125
 
 
 
 
 
 
 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 126
Alto %CH4 en gas 
reformado
Baja temperatura del 
reformador
FIN
NoSi
Recomendación 
de control 1BA12
Temperatura de 
gas tope >47ºC
Recomendación 
de control 1BA13
Baja presión caja de 
reformador
Recomendación 
de control 1BA14
Si
No
Si
Recomendación 
de control 1BA16
Si
Recomendación 
de control 1BA17
Si
Alto % de oxígeno en 
gas de humo
Baja temperatura 
techo reformador 
No
Diferencia entre 
temperaturas del techo 
reformador >50ºC
Si
Si
Recomendación 
de control 1BA15
No
Alta temperatura a la 
salida de gas humo
Recomendación 
de control 1BA11
Alto flujo de gas 
proceso
No
Si No
No
Si
Recomendación 
de control 1BA11
No
Alta relación gas 
proceso/gas natural
No
Alta temperatura gas 
proceso
Recomendación 
de control 1BA41
Alta temperatura
 de succion 
compresores gas 
proceso
Alta temperatura de 
descarga compresor de 
gas proceso 2da etapa
Diferencia de los 
analizadores de CH4
gas proceso > 0.5%
Recomendación 
de control 1BA51
Recomendación 
de control 1BA52
Recomendación 
de control 1BA61
Recomendación 
de control 1BA71
Si
Si
No
No
Recomendación 
de control 1BA53
No
Si
Si
No
Si No
 
 
Figura A.8 Reglas para CH4 en gas reformado alto 
 
 
 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 127
 
Figura A.9 Reglas para CH4 en gas reformado bajo 
 
 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 128
 
 
Figura A.10 Reglas para CO2 en gas reformado alto 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 129
 
 
Figura A.11 Reglas para CO2 en gas reformado bajo 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 130
 
 
Código Recomendación de control 
1AA11 Proceda a aumentar el flujo de Gas Natural de forma manual actuando sobre el controlador AIC-1506 
1AA12 Pase el control del AICAS_1506 a manual y actúe de forma manual sobre el caudal de Gas Natural en FIC-1104 
1AA13 Ajuste las condiciones del modulo de acuerdo a las recomendaciones establecidas en el Procedimiento de Parada de Péndulo 
1AA14 Proceda a aumentar el flujo de Gas Natural de forma manual actuando sobre el controlador FI-1142, 
1AA15 Controle la presión de gas natural actuando manualmente en el controlador PICAS_1203 
1AA21 Actúe manualmente sobre el FV-1103, aumentando el flujo de gas natural a los quemadores principales 
1AA22 Ajuste la temperatura de gas de tope combustible en máximo 42°C, para lo cual se debe aumentar el flujo de agua al lavador de gas de tope en FI-1120 
1AA23 Proceda a cerrar la válvula PV-1209 y PV-1210 de forma manual 
1AA24 
Solicite a instrumentación la verificación de la indicación, y de existir diferencias mayores de10°C entre el valor 
medido 
 en el campo y la indicación en la pantalla solicite la normalización de dicha indicación. 
1AA25 
Verifique el contenido de oxigeno en gas de humo en los analizador AI-1522_1 y AI_1522_2, si entran muy cercanos a 
0%, 
 proceda a cortar flujo de gas natural a quemadores principales 
1AA26 Verifique la relación Aire/Combustible en el FX-1111 y FX1114, la cual se deben mantener en 1:3 y 1:10, respectivamente. 
1AA27 Proceda bajar el flujo de gas proceso en forma manual a través del HV-1105A 
1AA31 Acciones de CO2 en Gas Tope 
1AA41 Aumente manualmente el flujo de agua dando mayor abertura a la válvula a través del controlador FIC-1129, 
1AA42 Aumente el flujo de agua al lavador de gas tope en FI-1121 
1AA43 Verifique que el flujo de agua de inyección en los compresores de gas proceso estén dentro de los rangos establecidos 
1AA51 Acciones de CH4 en gas reformado 
1AA61 Pase el control del CO2 en AIC-1506 a modo de operación Manual, solicite al instrumentista la calibración del analizador 
1AA62 Pase el control del CO2 en AIC-1506 a modo de operación Manual, solicite al instrumentista la calibración del analizador 
1AA63 Pase el control del CO2 en AIC-1506 a modo de operación Manual, solicite al instrumentista la calibración del analizador 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 131
1AA81 Aumente el flujo de agua al lavador de gas tope en FI-1121 en forma manual. 
1AA91 Actúe de forma manual cerrando la válvula FIC-1104 
1AA71 Comuníquelo al Jefe de Planta, al Ingeniero de Proceso o al Jefe Operativo 
1AB11 Actúe manualmente sobre el TCV-1326, disminuya el flujo de gas natural a quemadores principales 
1AB12 Proceda a abrir la válvula PV-1209 de forma manual 
1AB13 
Solicite a instrumentación la verificación de la indicación, y de existir diferencias mayores de 10°C entre el valor 
medido 
en el campo y la indicación en la pantalla solicite la normalización de dicha indicación. 
1AB14 Proceda subir el flujo de gas proceso en forma manual a través del FIC-1105A 
1AB21 Acciones de CO2 en Gas Tope 
1AB31 Proceda a bajar el flujo de Gas Natural de forma manual actuando sobre el controlador AIC-1506. 
1AB32 Controle la presión de gas natural actuando manualmente en el controlador PCV-1203 
1AB33 Revise el consumo de gas natural al reactor a Rompedores medios, zona de transición y al bustle 
1AB41 Disminuya manualmente el flujo de agua cerrando a la válvula a través del controlador TCV-1326 
1AB42 Proceda aumentar el flujo de gas proceso en forma manual a través del FCV-1105A 
1AB81 Verifique el estado o modo de operación de las válvulas de oxigeno FIC_11011 y gas natural FIC_11021 
1AB51 Pase el control del CO2 enAIC-1506 a modo de operación Manual, solicite al instrumentista la calibración del analizador 
1AB52 Pase el control del CO2 en AIC-1506 a modo de operación Manual, solicite al instrumentista la calibración del analizador 
1AB53 Pase el control del CO2 en AIC-1506 a modo de operación Manual, solicite al instrumentista la calibración del analizador 
1AB61 Comuníquelo al Jefe de Planta, al Ingeniero de Proceso o al Jefe Operativo 
1BA11 Actúe manualmente sobre el FV-1103, aumentando el flujo de gas natural a los quemadores principales 
1BA12 Ajuste la temperatura de gas de tope combustible en máximo 42°C, para lo cual se debe aumentar el flujo de agua al lavador de gas de tope en FI-1120 
1BA13 Proceda a cerrar la válvula PV-1209 y PV_1210 de forma manual 
1BA14 
Solicite a instrumentación la verificación de la indicación, y de existir diferencias mayores de10°C entre el valor 
medido 
 en el campo y la indicación en la pantalla solicite la normalización de dicha indicación. 
1BA15 Verifique el contenido de oxigeno en gas humo si es cercano a 0, corte el flujo de gas natural a quemadores principales, llevando a 0% la válvula FV_1103 
1BA16 Verifique la relación Aire/Combustible en el FX-1111 y FX1114 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 132
1BA17 Proceda bajar el flujo de gas proceso en forma manual a través del FCV-1105A 
1BA21 
Baje las condiciones del modulo, disminuyendo el flujo de gas proceso. Incremente el contenido de Vapor del gas 
proceso 
en 1-2% por encima del valor normal de operación 
1BA31 Comuníquese con Ingeniería de proceso, el catalizador puede haber perdido su actividad 
1BA41 Proceda a disminuir el flujo de Gas Natural de forma manual actuando sobre el controlador AIC-1506 
1BA51 Aumente manualmente el flujo de agua dando mayor abertura a la válvula a través del controlador FIC_1129 
1BA52 Aumente el flujo de agua al lavador de gas tope en FI-1121 
1BA53 Verifique que el flujo de agua de inyección en los compresores de gas proceso estén dentro de los rangos establecidos 
1BA81 Verifique el estado o modo de operación de las válvulas de oxigeno FIC_11011 y gas natural FIC_11021 
1BA61 Solicite al instrumentista la calibración del analizador 
1BA62 Solicite al instrumentista la calibración del analizador 
1BA63 Solicite al instrumentista la calibración del analizador 
1BA71 Comuníquelo al Jefe de Planta, al Ingeniero de Proceso o al Jefe Operativo 
1BB11 Disminuya el flujo de gas natural a quemadores principales 
1BB12 Proceda a abrir la válvula PV-1209 de forma manual 
1BB13 Solicite a instrumentación la verificación de la indicación, y de existir diferencias mayores de 10 °C entre el valor medido en el campo y la indicación en la pantalla solicite la normalización de dicha indicación. 
1BB14 Proceda subir el flujo de gas proceso en forma manual a través del FIC-1105A 
1BB15 Ajuste la relación Aire/ Gas Tope Combustible y Aire/ Gas Natural quemadores principales, en 1:3 y 1:10 respectivamente 
1BB21 Acciones de CO2 en Gas Tope 
1BB81 Verifique el estado o modo de operación de las válvulas de oxigeno FIC_11011 y gas natural FIC_11021 
1BB82 Incremente el flujo de gas natural por el enriquecimiento FIC_1102 
1BB31 Solicite al instrumentista la calibración del analizador. 
1BB32 Solicite al instrumentista la calibración del analizador. 
1BB33 Solicite al instrumentista la calibración del analizador. 
1BB41 Comuníquese con Ingeniería de proceso, el catalizador puede haber perdido su actividad 
1CA11 Ajuste la descarga a lo pedido en la Instrucción de Proceso, y espere que se normalice el CO2 en el gas de Tope 
1CA12 
Proceda subir el flujo de gas proceso en forma manual a través del FCV-1105A, vigilando el Diferencial de presión de 
los compresores 
de gas proceso C2020/2010/2011 
1CA21 Acciones para CO2 en gas reformado 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 133
1CA31 Verifique la calidad química y física de la materia en el sistema SIO e informe al Jefe de planta, ya que será necesario bajar la descarga 
1CA81 Verifique el estado o modo de operación de las válvulas de oxigeno FIC_11011 y gas natural FIC_11021 
1CA41 Solicite al instrumentista la calibración del analizador 
1CA42 Solicite al instrumentista la calibración del analizador 
1CA51 Comuníquelo al Jefe de Planta, al Ingeniero de Proceso o al Jefe Operativo 
1CB11 Ajuste la descarga a lo pedido en la Instrucción de Proceso. Vigile que los Strokes/ minuto se mantengan con las mínimas variaciones posibles 
1CB12 Proceda bajar el flujo de gas proceso en forma manual a través del FIC-1105A 
1CB13 Ajuste las condiciones del proceso de acuerdo a lo establecido en el procedimiento PARADA DE PENDULO DE DESCARGA 
1CB41 Disminuya la presión del sistema al mínimo sin dejar que se paren los compresores de gas proceso. Pase a manual el controlador de flujo de gas de sello superior PDIC-1232, y llévelo al valor normal de operación 
1CB51 
Disminuya la presión del sistema al mínimo sin dejar que se paren los compresores de gas proceso. 
Verifique el funcionamiento del sistema hidráulico del reactor, ajuste los recorridos a los valores 
 máximos establecidos. 
1CB61 Solicite al instrumentista la calibración del analizador 
1CB62 Solicite al instrumentista la calibración del analizador 
1CB71 Comuníquelo al Jefe de Planta, al Ingeniero de Proceso o al Jefe Operativo 
1DA11 Pase el control del la temperatura del gas reductor en TIC-1339 a condición de operación manual. Ajuste la presión al valor establecido manipulando el controlador PCV-12001 en modo Manual 
1DA21 Pase el control del CH4 en gas bustle en AIC-1511 a modo de operación manual. Incremente de forma manual el flujo de gas natural a enriquecimiento actuando sobre la válvula FIC-1102 
1DA31 Disminuya el flujo de gas natural a quemadores principales 
1DA32 Proceda subir el flujo de gas proceso en forma manual a través del FIC-1105A 
1DA33 Recomendaciones para el control del % CO2 en gas reformado en la condición ALTO. 
1DA34 Proceda Bajar el flujo de Oxigeno en forma manual a través del FIC-11002 
1DA41 Pase el control de la temperatura en TIC-1339 a modo manual. Solicite al instrumentista la verificación de la lectura 
1DA81 Esperar que el lazo de control de temperatura en el gas bustle FIC_11002 actúe de manera automática 
1DA51 Comuníquelo al Jefe de Planta, al Ingeniero de Proceso o al Jefe Operativo 
1DB11 Ajuste la presión al valor establecido operando manualmente la PCV-12001. 
1DB21 Disminuya de forma manual el flujo de gas natural a enriquecimiento actuando sobre la válvula FI-1102 
Anexo A. Flujogramas de Reglas del Sistema Experto 134
1DB31 actúe manualmente sobre el TCV-1326, aumentando el flujo de gas natural a quemadores principales, 
1DB32 Proceda subir el flujo de gas proceso en forma manual a través del FCV-1105A 
1DB33 Verifique la relación Aire/Combustible en el FX-1111 y FX1114, la cual se deben mantener en 1:3 y 1:10, respectivamente 
1BD34 Recomendaciones para el control del % CO2 en gas reformado en la condición BAJO 
1DB41 Verifique el funcionamiento del sistema hidráulico del reactor, y la descarga pendular, ajuste estos parámetros los valores establecidos en la Instrucción de Proceso 
1DB42 Verifique el funcionamiento del sistema hidráulico del reactor, ajustando los recorridos a los valores máximos establecidos en la Instrucción de Proceso 
1DB43 Verifique el funcionamiento del sistema hidráulico del reactor, de estar todo dentro del rango normal de operación, disminuya la temperatura del gas reductor de acuerdo al valor establecido en la Instrucción de proceso 
1DB44 Verifique el flujo especifico de cal, solicitándole al Técnico de Campo Midrex, que ajuste dicho parámetro al valor establecido en la instrucción de proceso 
1DB45 Hay alteración en la carga es necesario ajustar la descarga, por lo que de be disminuir la temperatura del gas bustle al valor establecido en la Instrucción de operación. 
1DB46 Ajuste las condiciones del modulo de acuerdo a las recomendaciones