3.Redes Neumáticas y Redes Analógicas.

DIPLOMADO: INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL EN PLANTAS DE PROCESOS. 1ºVERS. 2ºED.

MODULO: CONTROL DE PROCESOS Y REDES

3. Redes neumáticas y Redes analógicas

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Docente: Ing. Nelson Yañez Correo: [email protected]

Redes neumáticas y Redes analógicas

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Redes Neumáticas y Analogicas  Transferencia de información de un punto a otro.

 En aplicaciones de comunicaciones industriales la “información” se refiere a “datos” .  La transmisión de datos puede ser por medios neumáticos o eléctricos.  Para la señal neumática se usa presión de 315 psig o 6-30 psig.  Para la señal eléctrica en sistemas analógicos de envío de información: 4..20 mA www.inegas.edu.bo

Redes Neumáticas Las redes neumáticas tuvieron su momento de gloria que comenzó en los años 40 y que decayó a mediados de los 60´s. En la actualidad sobreviven los sistemas de control neumático principalmente en instalaciones antiguas y en instalaciones de control de pozos petroleros donde hay abundancia de gas para utilizar como alimentación del sistema neumático.

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Instalaciones de Control de Pozos SWCP (Single Well Control Panel)

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Instalaciones de Control de Pozos

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Instalaciones de Control de Pozos  SWCP (Single Well Control Panel)  Single Well Control Panel, Integrated RTU & Telemetry System  The Site: The Single Well Control

Panel System is installed onshore in Egypt for Bapetco. The phased installation took place between 1990 through to 1998. (30 systems) www.inegas.edu.bo

Instalaciones de Control de Pozos

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Instalaciones de Control de Pozos

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P&ID SWCP

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Instrument Supply

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Master SSV WING SDV

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SCSSV

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Flowline, PSH, PSL

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TSE LOOP

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Aplicación LineBreak

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Aplicación LineBreak

SEQUENCE 1 - VALVE FULLY OPEN Control components for the low pressure shutoff function include an adjustable air relay valve (X) and an ESD poppet valve (N). Pressure from the pipeline is ported to the sensing portion of air relay valve (X) holding it in the open position. By way of the adjustable spring, the low pressure falling trip point is established.

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Aplicación LineBreak SEQUENCE 2 - VALVE CLOSING If the mainline pressure falls below the set point pressure of the air relay valve (X), the valve shifts to the closed position which vents the pilot pressure from the front side of piston (O) on ESD poppet valve (N), shifting poppet (Q), blocking the exhaust port and allowing power gas to shift shuttle valve (M) which isolates the secondary control (A). Power gas pressurizes the closing gas hydraulic tank (K), forcing high pressure hydraulic fluid into the operator causing the valve operator to close quickly. The resident fluid in the operator is forced into the opening tank (L). As the valve and shuttle valve (W) shifts and selects the high pressure side of the valve as a power source for the operator. www.inegas.edu.bo

Aplicación LineBreak SEQUENCE 3 - VALVE FULLY CLOSED When the valve operator reaches the end of stroke, the mechanical actuator (R), which is attached to the operator rotor, mechanically closes the ESD poppet valve (N) forcing the poppet (Q) into the power seat, allowing the gas hydraulic tank and operator pressures to neutralize. The operator is now in emergency failed position. The valve remains closed, isolating the affected pipeline section permitting repairs to be made. The valve operator can only be opened after the pipeline pressure has risen high enough to trip the air relay valve (X) open. This pressurizes the pilot of ESD poppet valve (N) and mechanical actuator (R) is no longer required to hold the ESD poppet valve (N) closed. The valve operator can be opened by using poppet control (A) or manually hand-pumping. www.inegas.edu.bo

Displacement Type Liquid Level Controller/Transmitter Supply Pressure Output Control Form Output

3- 15 Psig (0.2 - 1 Kg/Sq.cm)

Control Form

Proportional or Proportional + Reset

Proportional Band Reset Control Action Zero Adjustment

10 - 100% or 20 - 200% (Others on request) 1- 200 Repeats / Min. Direct( Reversible) Provided (for Transmitter only)

Set Point Adjuster Air Consumption Air Connection AmbientTemp.Limitation

Provided (for Controller only) 3.2 to 7 SCFH Supply 1/4"NPT (F) / Output- 1/4"NPT (F) -20°C to 70°C

Pressure Rating

150 Ibs, 300 Ibs & 600 Ibs (Higher rating on request)

Case Location

Standard - Right Side of the Chamber Optional - Left side of the Chamber 8", 14", 32", 48", 60", 72", 84", & 96"(Others on request)

Standard Ranges

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20 psig

Displacement Type Liquid Level Controller/Transmitter

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Control de Temperatura  Tiene un sensor de temperatura neumático Honeywell modelo LP914A1151/U cuyo registro horario de turno es el mostrado adjunto.  Convierta la lectura neumática en temperatura

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Sensor de Temperatura

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Redes Analógicas Las señales analógicas en entornos industriales viene regulada por la norma ANSI/ISA-S50.1-1982(R1992) (Compatibility of Analog Signals for Electronic Industrial Process Instruments), que estable los siguientes tipos de señales: Salida de tensión:  Rango 0/5 V  Rango -5/+5 V  Rango 0/10 V

 Rango -10/+10V Salida de corriente:  Rango 0/20mA  Rango 4/20mA

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Redes Analógicas El lazo de corriente es ampliamente empleado en procesos industriales de control. La principal ventaja, es que la señal no se ve a afectada por la caída de tensión que se produce en la línea, lo que permite controlar actuadores u obtener medidas de sensores colocados a grandes distancias (1000m e incluso más). La salida del transmisor es de corriente y proporcional a la variable que se desea transmitir. Normalmente se emplean 4 mA parar representar el nivel bajo del rango y 20 mA el nivel alto. De este modo, permite al receptor detectar si se ha producido algún fallo en la línea de transmisión e incluso alimentarse del propio lazo de corriente. www.inegas.edu.bo

Existen tres modos de funcionamiento: Dos hilos Mediante dos líneas, se provee energía y se extrae la corriente proporcional a la variable sensada. Se considera al receptor como flotante, ya que la fuente de alimentación se encuentra en el receptor. El uso de 2 hilos facilita la instalación, pero demanda una electrónica mas compleja en el transmisor.

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Tres hilos Mediante una línea se alimenta al transmisor, otro hilo corresponde al lazo de corriente y el tercer hilo es común entre el transmisor, la fuente y el receptor. En este modo se obtiene una electrónica mas simple en el transmisor, por el uso de un hilo adicional en las conexiones.

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Cuatro hilos Este transmisor es el resultado de la combinación de los dos anteriores. Mediante dos líneas se provee de la señal de salida 4/20mA y se usan dos líneas adicionales para la alimentación. El receptor se considera como una carga flotante.

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Resistencia de carga y clasificación de los transmisores Normalmente, el receptor convierte la corriente en su equivalente a tensión para a continuación digitalizar la señal. Para esta tarea, el receptor emplea en la mayoría de los casos una resistencia de precisión RR. La línea de transmisión también supone una resistencia en serie RL. Estas resistencias producirán una caída de tensión proporcional a la corriente.

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Resistencia de carga y clasificación de los transmisores

La resistencia de precisión de los receptores depende del dispositivo, pero es común emplear resistencias de 250 Ohmios, que permiten convertir la señal 4/20mA en el rango 1/5V. La caída de tensión mínima que se debe garantizar en el transmisor también es un parámetro muy amplio, que puede variar desde los 5 a los 15V.

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Resistencia de carga y clasificación de los transmisores

Teniendo en cuenta la resistencia de diversos cables, podemos obtener las longitudes máximas de transmisión en función del valor de la fuente de alimentación. Para ello, pondremos de ejemplo que la caída de tensión mínima en el transmisor es 8 V:

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Resistencia de carga y clasificación de los transmisores Se observa como al aumentar el diámetro del cable o aumentar la tensión de alimentación, aumenta la distancia máxima. A partir de aquí, los transmisores se clasifican según la resistencia de carga máxima que son capaces de soportar en función de la tensión de alimentación. De esta forma, todos los transmisores tipo 2-L de cualquier fabricante son compatibles y sustituibles en cualquier instalación.

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