Curso Instrumentacion y Control

La presión es la fuerza que se ejerce por unidad de superficie (Figura 1) y puede expresarse en distintas unidades. Algunas comunes son: psi, bar, kg/cm2, inH2O. Figura 1. La presión se mide en el sistema Internacional de Unidades llamado SI en unidades llamadas Pascales (Pa). Sin embargo, el Pa es una unidad muy pequeña para rangos de presión industriales y suele emplearse multiplos como el kPa (kiloPascal) y el MPa (megaPascal).  En la Tabla 1 figuran las equivalencias entre las unidades de presión. Tabla 1. La Figura 2 muestra que existen varios tipos de presión. Figura 2. Presión atmosferica: La presión atmosférica es la presión ejercida por la atmosfera terrestre (Figura 3). A nivel del mar, esta presión está próxima a 14.7 psia. Se mide con un aparato llamado barometro.  Figura 3.  Presión manométrica: Presión medida tomando como punto de referencia o punto “cero” a la presión atmosférica. Presión absoluta:...

De acuerdo al diccionario de Instrumentación, Sistemas y Automatización de la ISA (2005) la palabra calibración se define como una prueba durante la cual valores conocidos del mensurando son aplicados a él transductor, bajo condiciones específicas, y sus correspondientes lecturas de salida son registradas. Típicamente, la calibración de un instrumento es verificada en varios puntos a través del rango de calibración del instrumento, tanto en formas ascendente como descendente. Así como la documentación de dicho proceso.  En resumen, el autor de este blog define la calibración como "la comparación del equipo en pruebas con un instrumento de referencia trazable (un calibrador o patrón de laboratorio) y la documentación de esa comparación. Se entiende que la comparación se haría en varios puntos del rango del instrumento en forma ascendente y descendente". El patrón de laboratorio es un equipo con una exactitud y precisión “superior” debido a su construcción y princi...

En términos de instrumentación y control, defineremos a continuación los conceptos Rango, Span y Fondo de escala . RANGO: El rango o alcance define la capacidad de medida del instrumento entre los valores mínimo o límite inferior y máximo o límite superior para los cuales el equipo ha sido diseñado. En un transmisor suelen emplearse las siglas LRV (lower range value) y URV (upper range value). SPAN: De acuerdo con el estándar ANSI/ISA S51.1 Terminología de Instrumentación de Procesos el span o alcance se define como la diferencia algebraica entre los valores superior e inferior del rango de medida del instrumento. Es decir, span = URV - LRV. Hay casos que el span coincide con los valores que definen su rango. Ejemplos de span son: Un termómetro con rango -20 a 60 °F tiene un span de 80 °F. Un transmisor de nivel con rango 300 a 4000mm tiene un span de 3700 mm. Un manómetro con rango 0 a 30 psi tiene un span de 30 psi Una señal de salida 4-20 mA tiene un span de 16 mA FON...

FLUKE 754 El calibrador de procesos Fluke 754 es un instrumento portátil alimentado por batería que mide y genera parámetros físicos y eléctricos. Sirve para diagnosticar, calibrar, verificar y documentar trabajos realizados en los instrumentos. Además, proporciona las funciones de comunicación básicas HART para utilizarse con transmisores con capacidad HART.  Figura 1 En la Figura 1 se muestran las tomas y conectores de entrada/salida del Fluke 754. La tabla siguiente describe cada una de las etiquetas. # NOMBRE 1 Toma HART 2 Conector del módulo de presión 3 Entrada/salida TC 4, 5 Tomas de entrada para medir V, Hz, RTD. 6, 7 Tomas para generar o medir mA, medir Ω, RTD y suministrar alimentación de lazo. 8,9 Tomas de salida para generar tensión, Ω, Hz y simular RTD 10 Toma de cargador de batería 11 Puerto USB La Figura 2 muestra los boton...

FLUKE 789 El instrumento Fluke 789  (Figura 1) es una herramienta manual accionada por batería que se utiliza para medir parámetros eléctricos, suministra una corriente estacionaria o de rampa para probar instrumentos de proceso y proporciona un suministro de alimentación de lazo de más de 24 V. Figura 1. Fluke 789. Modo simulación. En este modo el medidor simula un transmisor con salida de corriente. Utilice el modo de simulación cuando una fuente de alimentación externa de CC de 15 a 48 V está en serie con el lazo que se está probando (Figura 2). Figura 2. Conexiones de Fluke 789 para modo simulación.  La Figura 3 muestra las posiciones del selector en el medidor para proporcionar una salida de corriente estacionaria (1), escalonada y de rampa (2). Si se elige la opción 3 el medidor suministra alimentación de lazo de más de 24 V y mide mA, en otras palabras, se convierte en la fuente de alimentación del transmisor.  Figura 3. Selector para Fluke ...

CABLEADO DE UN LAZO DE CONTROL BÁSICO La Figura 1 tiene un dibujo con el cableado elemental a realizar para un lazo de control.  Figura 1. En primer lugar tenemos un transmisor de presión diferencial con salida 4-20 mA. Tiene dos terminales de conexión indicadas con los signos positivo (+) y negativo (-). Dicha polaridad debe ser respetada al conectar.  Observe que el terminal (+) del transmisor se conecta con el terminal (+) de la fuente de alimentación de 24 Vdc. A continuación, el terminal (-) de la fuente de alimentación se conecta al terminal (-) de la entrada PV del controlador Honeywell UDC2000. Finalmente, se cierra el circuito entre el terminal (+) de la entrada del controlador Honeywell y la entrada (-) del transmisor de presión diferencial.  En resumen, la conexión entre la fuente de alimentación, el transmisor de presion diferencial y la entrada PV del controlador es en serie. Y la fuente de alimentación suministra la energia al circuito....

TIPOS DE INSTRUMENTOS En el área de instrumentación industrial es común encontrarse con un sinfin de instrumentación. Por lo que se hace necesaria una clasificación. La siguiente es una clasificación según la función que lleva a cabo el instrumento.  TRANSMISORES : Son instrumentos que miden la variable de proceso a través de un sensor o elemento primario y, por medio de una tarjeta electrónica acondicionan la señal para transmitirla a lugares remotos (hacia un dispositivo indicador, un controlador o un PLC) en forma de señal neumática, eléctrica o digital. En la Figura 1, tenemos un transmisor de presión diferencial Honeywell ST300.  Figura 1.  Las señales de transmisión se pueden clasificar en varios tipos según el tipo de proceso que emplee su mecanismo de funcionamiento: • Neumáticas (3-15 psi). • Electrónicas (4-20 mA c.d., 1-5 V c.d.) • Digitales (HART, Foundation Fieldbus, Profibus, Modbus). • Telemétricas (Radio, WirelessHART). SENS...

En su forma básica un lazo o bucle de control es el sistema compuesto por el dispositivo de medición, el controlador, el elemento final de control y el propio proceso, tal y como se muestra en la Figura 1. El objetivo es mantener el proceso estable, independientemente de perturbaciones y desajustes. Ejemplos de proceso, pueden ser, la temperatura de un reactor, o el caudal de entrada de un producto químico, etc. Control loop equivale a lazo de control en idioma inglés.  Figura 1. Una vez hecha la medición deseada, el dispositivo de medición normalmente transmite una señal, que representa a dicha medición, hacia un dispositivo llamado controlador , en el que una acción humana o automatizada tendrá lugar. Si la acción controladora es automatizada, el controlador envía una señal hacia el dispositivo final de control el cual, a su vez, ejerce influencia sobre la variable que se esta midiendo. El dispositivo final de control , normalmente es una válvula de control, un motor ...

Una variable de proceso es una condición física o química del proceso que es de interés medir y/o controlar ya que puede alterar el proceso de manufactura de alguna manera (PA Control.com, 2006). Por ejemplo la Figura 1, muestra un sistema de bombeo de agua que llena un tanque. En dicho caso, el nivel del tanque es una PV.   Figura 1. Existen muchas variables a medir y, que son de interés industrial. Dichas variables pueden clasificarse en físicas y químicas. Típicamente en la instrumentación industrial se consideran las siguientes cuatro variables como las principales: Presión Nivel Flujo o caudal Temperatura Sin embargo, existen más variables como por ejemplo: peso, humedad, conductividad, velocidad, densidad, concentracion de un reactivo, etc.  REFERENCIAS: PAControl.com. 2006. Fundamentals of Control

Para dar una definición de instrumentación industrial, debemos mencionar que, en sus inicios la instrumentación tenía como finalidad única la medición de las variables físicas, ya que no había procesos automatizados (Pacheco, 2010). El desarrollo se inició con el uso de manómetros, termómetros y válvulas manuales localmente montados (Rivera, 2007). Sin embargo, como todos hemos visto, la tecnología avanza y permite que los procesos de una planta o instalación industrial se puedan monitorear y automatizar para garantizar los requerimientos de calidad, seguridad y preservación del medio ambiente que son actualmente obligatorios en todo el mundo.  Instrumentación en un proceso industrial Existen algunas definiciones dadas para instrumentación industrial, por ejemplo: Rivera Mejía (2007) la define como "la aplicación de la física, la ingeniería y las matemáticas a la medida y registro de las cantidades físicas o químicas, a la técnica del control automático y a ...