Modulo 1

MENU 1

DESCRIPCION

2

OBJETIVOS INTRODUCCION

DIPLOMADO EN:

FUNDAMENTOS DE

GENERAL

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

4

SENSORES

5

TRANSMIISORES

6

OBJETIVO ACTUADORES GENERAL

7

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

8

LINKS /DOWNLOAD

Iniciar Módulo 1 Iniciar Módulo 2 TERMINAR / SALIR

LA PRESENTACION

ACTIVIDAD DE FINALIZACION

domingo, 14 de abril de 2013 Iniciar Módulo 3

Iniciar Módulo 4

9

SALIR

Iniciar Módulo 5

Iniciar Módulo 6

INTRODUCCION GENERAL  La alta competitividad existente en la actualidad en la industria en general, ha llevado a las empresas ha reducir sus costos de producción a sus niveles más bajos, mediante el mejoramiento y optimización de sus procesos productivos.  Una de las principales estratégicas utilizadas por la empresas para lograr este objetivo ha sido la incorporación de tecnologías de punta en la automatización de sus procesos, las cuales utilizan equipos de alta complejidad y técnicas de control moderno como por ejemplo: control experto, control fuzzy, redes neuronales y otras. Estas técnicas requieren, para su aplicación, de instrumentación avanzada, de estructuras de automatización y sistemas de supervisión y control, basados, generalmente, en controladores lógicos programables y programas para la aplicación del control y el desarrollo de la interfaz hombre-máquina.

Principal

F

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Avanzar Avanzar

INTRODUCCION GENERAL

 Los profesionales encargados de operar y mantener este tipo de sistemas, ya sea individualmente o en grupos multidiciplinarios, generalmente son Ingenieros y técnicos, que requieren de este perfeccionamiento para en definitiva sacar el máximo provecho a esta alta tecnología.

 Es por lo expuesto anteriormente que este diplomado está orientado a entregar conocimientos y prácticas en todo los aspectos relacionados con la automatización de procesos.

Principal

F

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Avanzar Retornar Avanzar

OBJETIVO GENERAL

EL PROGRAMA TIENE COMO OBJETIVO PERFECCIONAR A PROFESIONALES EN EL AMBITO DE LA AUTOMATIZACION DE PROCESOS, CON EL FIN DE CAPACITARLOS EN LA SELECCION, OPERACION,

MANTENCION Y MEJORAMIENTO DE SUS SISTEMAS DE AUTOMATIZACION.

Principal

F

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CONDUCTAS INTERMEDIAS

El participante podrá lograr, a través de su perfeccionamiento, las siguientes conductas fundamentales para alcanzar el objetivo final:  Describir, seleccionar y aplicar la instrumentación de uso más generalizado en la industria, así como también comprender la importancia que ésta tiene para lograr los objetivos de control.  Interpretar diagramas y planos de instrumentación y control en base a las normas y simbologías normalizadas.  Seleccionar y aplicar las configuraciones de control básicas y avanzadas que permiten controlar en mejor forma un proceso.

Principal

F

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CONDUCTAS INTERMEDIAS  Manejar software de simulación para el análisis y diseño de distintas configuraciones de control.  Operar y mantener controladores lógicos programables, con sus distintos lenguajes de programación.  Interpretar las técnicas de control más avanzadas aplicadas, en la actualidad, al control de procesos como ser Control Experto, Control Difuso, etc.  Operar y mantener software de supervisión y control.  Interpretar y seleccionar estructuras de los sistemas de hardware y software para el control en plantas industriales.

Principal

F

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Avanzar Avanzar

CONDUCTAS INTERMEDIAS

 Conocer el principio de funcionamiento, especificaciones y aplicaciones de diferentes equipos utilizados en el control y la automatización de procesos, entre los cuales se pueden destacar los siguientes: Bombas impulsoras y dosificadoras, Motores, Rectificadores, Variadores de Frecuencia, Válvulas de control, Controladores, etc..  Manejar conceptos de redes.

Principal

F

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Avanzar Retornar Avanzar

FUNDAMENTOS DE LA PRESENTACION  La alta competitividad existente en la actualidad en la industria ha llevado a las empresas ha reducir sus costos de producción a sus niveles más bajos, mediante el mejoramiento y optimización de sus procesos productivos.  Una de las principales estratégicas utilizadas por la empresas para lograr este objetivo ha sido la incorporación de tecnologías de punta en la automatización de sus procesos, las cuales utilizan equipos de alta complejidad y técnicas de control moderno como por ejemplo: control experto, control fuzzy, etc.. Estas técnicas requieren, para su aplicación, de instrumentación avanzada, de una estructura de automatización y sistemas de supervisión y control basados, generalmente, en controladores lógicos programables y programas para la aplicación del control y el desarrollo de la interfaz hombre-máquina.

Principal

F

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Avanzar Avanzar

FUNDAMENTOS DE LA PRESENTACION  Los profesionales encargados de operar y mantener este tipo de sistemas, ya sea individualmente o en grupos multidiciplinarios, generalmente son Ingenieros y técnicos, en las especialidades de Metalurgia, Química, Electrónica, Mecánica. Electricidad y otras, que requieren de este perfeccionamiento para en definitiva sacar el máximo provecho a esta alta tecnología. Una de las causas principales de esta necesidad se debe a que los planes de estudio actuales contemplan, en muy baja medida, este tipo de conocimientos y tecnologías, salvo en algunas especialidades, como por ejemplo el área de electrónica.  Es por lo expuesto anteriormente que existe en este ámbito del mercado laboral, una gran necesidad de adquirir conocimientos y prácticas en todo los aspectos relacionados con la automatización de procesos.

Principal

F

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Avanzar Retornar Avanzar

ACTIVIDAD DE FINALIZACION  La actividad de finalización contempla la realización de un trabajo que integre fundamentalmente las materias y prácticas tratadas durante el desarrollo de las asignaturas del plan de estudio  El trabajo consiste en la realización de un proyecto de automatización de una planta (o sección de ella) que forme parte de alguno de los procesos comúnmente utilizados en la industria.  El proyecto debe contener, entre otros, los siguiente desarrollos: proposición de configuraciones y/o técnicas de control avanzado, modelamiento, simulaciones, selección de instrumentación, programación de PLC’s y aplicaciones de programas de supervisión y control

Principal

F

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Avanzar Retornar

MENU 1

DESCRIPCION

2

OBJETIVOS

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

4

SENSORES

5

TRANSMIISORES

6

ACTUADORES

7

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

MODULO 1

PRINCIPAL

AVANZAR

MENU 1

DESCRIPCION DEL MODULO

DESCRIPCION

Ciertamente

2

OBJETIVOS

que

el

primer

paso

para

la

automatización de un proceso es definir su instrumentación, y por tal razón nuestro primer objetivo, en el desarrollo de

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

este diplomado, será introducir los conceptos básicos

relacionados con los instrumentos de medida y actuación,

4

SENSORES

5

TRANSMIISORES

6

ACTUADORES

7

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

orientados al monitoreo y control de procesos. Una de las principales componentes de un sistema de

automatización

de

procesos

industriales,

es

la

instrumentación pues sus elementos indican el estado en que se encuentran las variables asociadas a este sistema. Sin una instrumentación adecuada y confiable no puede existir un buen control.

Retornar

MENU 1

OBJETIVOS DEL MODULO

DESCRIPCION

Interpretar

22

OBJETIVOS

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

4

SENSORES

5

TRANSMIISORES

6

ACTUADORES

7

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

las características estáticas y dinámicas de los instrumentos de medición y control.

Identificar los instrumentos, de acuerdo

a su clase y su código de identificación, en diagramas y planos de instrumentación y proceso.

Conocer el principio de funcionamiento de los sensores generalizado, en industriales.

de uso más las plantas

Manejar

ventajas y desventajas, rangos de medición, estabilidad, condiciones de operación, seguridad, etcétera, de cada uno de los sensores. Avanzar

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OBJETIVOS DEL MODULO

DESCRIPCION

Conocer

22

OBJETIVOS

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

4

SENSORES

5

TRANSMIISORES

6

ACTUADORES

7

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

la función de la etapa transmisora, dentro de un sistema de medición y/o control y los valores de las señales estandarizados de medición.

Identificar

y describir el principio de funcionamiento de distintos equipos de actuación, de uso más generalizado en la industria.

Retornar

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DESCRIPCION

2

OBJETIVOS

33

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

4

SENSORES

5

TRANSMIISORES

6

ACTUADORES

7

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

CARACTERISTICAS, CLASES Y CODIGO DE INSTRUMENTOS

Contenido

Características Sensor/Transmisor Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos

Módulo 1 Sub - Módulo 3

CaracterísticasSensor/Transmisor El sensor obedece, al igual que los procesos, a los

Características

principios de conservación y por lo tanto puede considerarse Clases de Instrumentos

como un subsistema. La entrada a este subsistema será

la

variable a medir y la salida será la señal sensada. Al igual que un Código de Identificación de Instrumentos

proceso cualquiera, un sensor presenta características estáticas y dinámicas.

Retornar

Variable física

Sensor

Respuesta del sensor

Características Estáticas Características Dinámicas

Principal

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Avanzar

Características Estáticas

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos

En otras palabras, es necesario esperar un instante de tiempo, característico de cada sensor, para tener la lectura real de la variable física sensada.

to

Principal

14/04/2013 16:03

Zona Estática

Señal Medida

Señal a Medir

Retornar

El comportamiento estático de un sensor/transmisor está relacionado con el valor de su señal de salida, una vez que ésta se haya establecido, es decir pasado su respuesta transciente.

t

to

t

Avanzar

Características Estáticas

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Campo de Medida (rango). Espectro o conjunto de valores de la variable medida que está comprendido dentro de los límites superior e inferior de la capacidad de medida o de transmisión del instrumento; viene expresado estableciendo los dos valores extremos. Alcance (span). Es la diferencia algebraica entre los valores superior e inferior del rango del instrumento. Un Span muy pequeño significa una alta sensibilidad lo que puede generar un comportamiento inestable. Un Span muy grande le quita sensibilidad a la medición. Precisión(accuracy). Todo sistema sensor responde a un principio físico, químico o biológico que permite su funcionamiento. Por ende, todo sistema sensor tendrá limitaciones que serán inherentes a sus principios. Una de tales limitaciones es la precisión, que regula el margen de imprecisión instrumental. Por

Principal

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Avanzar

Características Estáticas

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

ejemplo, dado un sistema de medición de temperatura, de precisión 0,05 ºC, cuando su lectura fuese de 37,2ºC significa que la temperatura del ambiente medido está entre 37,15 y 37,25 ºC. Habitualmente, la precisión se expresa como porcentaje de la escala completa. Por ejemplo, un termómetro cuyo tope de escala fuese 100ºC y de precisión 0,5% significa que toda lectura de T ºC estará sujeta a una imprecisión de 0,5ºC (si se mide 37,2ºC, la temperatura estará entre 36,7 y 37,7 ºC).

Error. Es la diferencia algebraica entre el valor leído o transmitido por el instrumento y el valor real de la variable medida. Existen los llamados error estático y error dinámico. Zona Muerta. Es el rango de valores de la variable que no hace variar la indicación o la señal de salida del instrumento, es decir, que no produce su respuesta. Viene dada en % del span. Sensibilidad. Es la razón entre el incremento de la lectura y el incremento de la variable que lo ocasiona, después de haberse alcanzado el estado de reposo. Principal

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Avanzar

Características Estáticas

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Por ejemplo, si un transmisor electrónico de 0-10 bar, la presión pasa de 5 a 5.5 bar y la señal de salida de 11.9 a 12.3 mA c.c., la sensibilidad es de ±0.8 mA./bar.

Repetibilidad. Capacidad de reproducción de las posiciones del índice del instrumento, al medir repetidamente valores idénticos de la variable, en las mismas condiciones de servicio y en el mismo sentido de variación, recorriendo todo el rango. Histéresis. Fenómeno que experimentan todos los instrumentos, debido al roce o a efectos electromagnéticos. La histéresis está especificada por el fabricante como un porcentaje del span. Resolución. Expresa la posibilidad de discriminar entre valores, debido a las graduaciones del instrumento. Se suele hablar de número de dígitos para indicadores numéricos digitales. La resolución está en directa relación a la escala del instrumento. Estabilidad. Capacidad de un instrumento para mantener su comportamiento durante su vida útil y de almacenamiento especificadas.

Principal

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Avanzar

Características Dinámicas

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Todo

Características

instrumento

de

medición

presenta

un

comportamiento dinámico ante la presencia de la variable física Clases de Instrumentos

que está siendo aplicada a su entrada. Esto se traduce en un tiempo de espera, característico de cada sensor, dentro del cual la

Código de Identificación de Instrumentos

salida evoluciona hasta llegar a su estado estacionario. La forma en que se comporta el instrumento durante este

Señal Medida

tiempo se denomina característica dinámica.

Señal a Medir

Retornar

to

Principal

14/04/2013 16:03

t

Zona Dinámica

to

t

Avanzar

Características Dinámicas

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos

Normalmente la dinámica del proceso es lenta en comparación a la dinámica de los instrumentos de medición, de tal manera que estos últimos pueden considerarse como instantáneos y por lo tanto la función de transferencia del sensor está dada por la sensibilidad y es una constante.

gm(s)= Kt

Retornar

Sin embargo, hay situaciones en las cuales la dinámica asociada al sensor/transmisor no puede ser despreciada pues es comparable a la dinámica del proceso que se pretende medir. Esto es especialmente aplicable a sensores térmicos y cromatográficos.

Principal

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Avanzar

Características Dinámicas

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Un modelo ampliamente utilizado para representar la dinámica de un sensor es:

Clases de Instrumentos

-t s K e d g (s)= T m s+1 m

Código de Identificación de Instrumentos



Donde:

Retornar

td

: Tiempo muerto

m

: Constante de tiempo del sensor

KT : Ganancia estática En alguno casos es necesario utilizar modelos más complejos de 2o orden y en casos muy especiales es necesario modelar la respuesta del sensor por un modelo de 2o orden subamortiguado.

Principal

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Avanzar

Características Dinámicas

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos

Señal a Medir

Retornar

Supongamos que la señal que deseamos medir cambia bruscamente de un valor estacionario S1 a otro valor estacionario S2, como se indica en la figura1(a). La respuesta del instrumento en general será de la forma especificada en la figura1(b). Se pueden apreciar dos etapas: primero hay un tiempo de demora en la respuesta del instrumento y luego una evolución gradual hacia el valor estacionario, correspondiente a la nueva señal S2. La demora se conoce como retardo puro o tiempo muerto y el tramo siguiente es la etapa debido a los efectos de la inercia del instrumento. S2

S1

(a)

to

Principal

Señal Medida

Características

14/04/2013 16:03

t

Figura 1 Respuesta dinámica de un sensor/transmisor

(b)

to

t

Avanzar Retornar

Clases de Instrumentos

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Los

Características

instrumentos

de

medición

y

control

son

relativamente complejos y su función puede comprenderse bien Clases de Instrumentos

si están incluidos dentro de una calificación adecuada. Como es lógico pueden existir

Código de Identificación de Instrumentos

varias formas para clasificar

los

instrumentos, cada una de ellas con sus propias ventajas y limitaciones.

Retornar

Se consideran dos clasificaciones básicas :

En Función del Instrumento En Función de la Variable de Proceso

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

En Función del Instrumento

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Instrumentos Ciegos Son aquellos que no tienen

indicación visible de la variable. Hay que hacer notar que son ciegos los instrumentos de alarma, tales como presostatos

y

(interruptores temperatura

termostatos de

presión

y

respectivamente)

que

poseen una escala exterior con un índice de selección de la variable, ya que sólo ajustan el punto de disparo

del

interruptor

o

conmutador

al

cruzar la

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

En Función del Instrumento

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

variable

el

valor

seleccionado.

Son también instrumentos ciegos, Clases de Instrumentos

los

transmisores

de

caudal,

presión, nivel y temperatura sin Código de Identificación de Instrumentos

indicación.

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

En Función del Instrumento

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Instrumentos Indicadores Disponen de un índice y

de una escala graduada en la que puede

leerse

variable. indicadores

el

valor

Existen digitales

de

la

también que

muestran la variable en forma numérica con dígitos.

Principal

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Avanzar

En Función del Instrumento

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos

Instrumentos Registradores Registran con trazo continuo o a puntos la variable, y pueden ser circulares o de gráfico rectangular o alargado según sea la forma del gráfico.

Retornar

Los registradores de gráfico circular suelen tener el gráfico de 1 revolución en 24 horas mientras que en los de gráfico rectangular la velocidad normal del gráfico es de unos 20 mm/hora.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

En Función del Instrumento

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Elementos Primarios Están en contacto con la

variable y utilizan o absorben energía del medio controlado para dar al sistema de medición una indicación, en variación

de

respuesta la

a

la

variable

controlada. El efecto producido por el elemento primario puede ser un cambio de presión, fuerza, posición,

medida

eléctrica,

etcétera. Por ejemplo: en los elementos

primarios

de

temperatura de bulbo y capilar, el efecto es la Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

En Función del Instrumento

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

variación de presión del fluido que los llena y en los de termopar

Clases de Instrumentos

se

presenta una variación de

fuerza electromotríz. Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

En Función del Instrumento

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

Transmisores Captan la variable de proceso a través del elemento primario y la transmiten a distancia en forma de señal neumática de rango 3 a 15 psi (libras por pulgada cuadrada) o eléctrica de 4 a 20 mA de corriente continua. La señal neumática de 3 a 15 psi equivale a 0,21-1,05 kg/cm2, por lo cual a veces se emplea la señal en unidades métricas 0,2 a 1 kg/cm2. Asimismo, se emplean señales eléctricas de 1 a 5 mA c.c. y de 10 a 20 mA c.c. 14/04/2013 16:03

Avanzar

En Función del Instrumento

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Transductores Reciben una señal de

entrada en función de una o más cantidades físicas y la convierten, modificada o no, a una señal de salida. Son transductores: un relé, un

elemento

primario,

un

transmisor, un convertidor PP/ I (presión de proceso a intensidad), etcétera.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

En Función del Instrumento

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Convertidores Son

aparatos

que

reciben una señal de entrada neumática (3-15 psi) o eléctrica (4-20 mA c.c.) procedente de un instrumento

y

después

de

modificarla envían la resultante en forma de señal de salida estándar. Ejemplo: un convertidor P/I (señal de entrada neumática a señal de

salida eléctrica), un convertidor I/P (señal de entrada eléctrica a señal de salida neumática).

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

En Función del Instrumento

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Receptores

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Reciben

las

señales

procedentes de los transmisores y las indican o registran.

Los

receptores controladores envían otra señal de salida normalizada a los valores ya indicados 3-15 psi en señal neumática, 4-20 mA c.c. en señal eléctrica, que actúan sobre el elemento final de control.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

En Función del Instrumento

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Controladores Comparan

controlada temperatura)

la

variable

(presión,

nivel,

con

un

valor

deseado y ejercen una acción correctiva

de

acuerdo

con

la

desviación. La variable controlada la pueden recibir directamente, como controladores locales o bien indirectamente en forma de señal neumática o eléctrica, procedente

de un transmisor.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

En Función del Instrumento

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Elemento final de control Recibe

la

señal

del

controlador y modifica el caudal del fluido o agente de control. En el control neumático, el elemento suele ser una válvula neumática o un

servomotor

neumático

que

efectúan su carrera completa de 3 a 15 psi (0.2-1 kg/cm2).

En el

control eléctrico, la válvula o el servomotor

anteriores

accionados

a

convertidor

de

través

son

de

intensidad

un a

presión.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

En Función del Instrumento

Módulo 1 Sub - Módulo 3

En el control eléctrico y

Características

en particular en regulación de Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos

temperatura de hornos pueden utilizarse rectificadores de silicio (tiristores).

Estos se comportan

esencialmente como bobinas de Retornar

impedancia variable y varían la corriente de alimentación de las resistencias

del

horno,

en

la

misma forma en que una válvula de control cambia el caudal de

fluido en una tubería.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

En Función de la Variable de Proceso De acuerdo con la variable del proceso, los instrumentos se dividen de acuerdo a la variable física a medir, como ejemplos se presentan los siguientes instrumentos de :

        

14/04/2013 16:03

Caudal Nivel Presión Temperatura

Densidad Peso Específico Velocidad pH Conductividad

Avanzar Retornar

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Código de Identificación de Instrumentos

El objetivo de utilizar una simbología en los flujogramas

Características

de proceso es para dar una información practica sobre el tipo y Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

función de cada instrumento utilizado en la aplicación. Para designar y representar los instrumentos de medición y control se

emplean normas muy variadas que a veces varían de industria en industria. La simbología más utilizada hoy en día y aceptada en todo el mundo, con ligeras variantes, es la que sigue el criterio

dado por la ISA (Instrument Society of América), cuyas normas tienen como objetivo establecer códigos y símbolos de aplicación, en la área industrial. A continuación se resumen las normas ISA-S5.1-84

sobre instrumentación de medición y control.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Código de Identificación de Instrumentos Se

Características

dividirá

esta

Componentes

sección en dos partes: En Clases de Instrumentos

primer lugar se presentarán los símbolos en si mismo,

Código de Identificación de Instrumentos Retornar

para después discutir una

Codificación para

Alfanumérica

indicar

especifica

que

la

labor

realiza

Simbología de Instrumentación según Norma ISA-S5.1-84. Letras en Códigos de Instrumentación Ejemplos de Aplicación en Planos de Instrumentación

el

instrumento.

T 1a Letra

R (2a)

Letras siguientes

Identificación Funcional

Principal

14/04/2013 16:03

C (3a)

2

A Sufijo (opcional) Identificación del Lazo de Control (Asociado a área o equipo)

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Simbología de Instrumentación según Norma ISA-S5.1-84. A continuación se indican los símbolos que se emplean en los

Características

planos y dibujos de representación de instrumentos

de procesos

industriales. Clases de Instrumentos

1. Conexión a proceso o enlace mecánico, o alimentación de instrumentos

Código de Identificación de Instrumentos

2. Señal neumática o señal sin definir en una línea de proceso 3. Señal eléctrica proceso.instrumentos 4. Tubo capilar proceso.instrumentos 5. Señal hidráulica

Retornar

6. Señal electromagnética o sónica ( sin hilo ni tubo )

El tipo de alimentación de instrumentación se suele abreviar como sigue: AS Alimentación de aire ES Alimentación Eléctrica HS Alimentación Hidráulica WA Alimentación de agua

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Simbología de Instrumentación según Norma ISA-S5.1-84. SIMBOLOGIA

Características

SIGNIFICADO Montaje Local

Clases de Instrumentos

Montaje en Panel 1

Código de Identificación de Instrumentos

Montaje Detrás del Panel Retornar CIRCULOS PARA UNA VARIABLE MEDIDA CON CUALQUIER NUMERO DE FUNCIONES

Montaje Local

Montaje en Panel

Montaje Detrás de Panel Auxiliar CIRCULOS PARA DOS VARIABLES MEDIDAS. OPCIONALMENTE INSTRUMENTO CON MAS DE UNA FUNCION. PUEDEN AÑADIRSE CIRCULOS ADICIONALES SI SE PRECISAN.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Simbología de Instrumentación según Norma ISA-S5.1-84.

Cracterísticas

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Simbología de Instrumentación según Norma ISA-S5.1-84.

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Letras en Códigos de Instrumentación Para establecer la exacta naturaleza de la función de

Características

cada dispositivo se suele utilizar un código de

letras. Una

Clases de Instrumentos

identificación representativa es como sigue:

Código de Identificación de Instrumentos

Tag Number: Clave de identificación del instrumento. Incluye funcionalidad, área a la que pertenece y correlativo de área.

Retornar

T 1a Letra

R (2a)

Letras siguientes

Identificación Funcional

Principal

14/04/2013 16:03

C (3a)

2

A Sufijo (opcional) Identificación del Lazo de Control (Asociado a área o equipo)

Avanzar

Letras en Códigos de Instrumentación

Módulo 1 Sub - Módulo 3

T

R (2a)

Características

1a Letra Clases de Instrumentos

1a Código de Identificación de Instrumentos

C (3a)

Letras siguientes

Identificación Funcional

2

A Sufijo (opcional) Identificación del Lazo de Control (Asociado a área o equipo)

Letra

 Variable medida o de iniciación  Modificante

Retornar

Cualquier letra primera si se utiliza con letras de modificación D, F u otra cambia su significado para representar una nueva variable medida. Por ejemplo los instrumentos TDI y TI miden dos variables distintas: la temperatura diferencial y la temperatura respectivamente. Letras siguientes  Función pasiva o de presentación de datos  Función de salida  Modificante

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Letras en Códigos de Instrumentación

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

LETRAS DE IDENTIFICACION DE INSTRUMENTOS Se muestra a continuación algunas de las letras de identificación utilizadas en planos de instrumentación y control. Letra

PRIMERA LETRA

SEGUNDA LETRA

TERCERA LETRA

ACTUACION O VARIABLE DE PROCESO

TIPO DE LECTURA U OTRA FUNCION

DEBAJO FUNCION ADICIONAL

A

Análisis (Composición)

B D

Llama Conductividad Densidad o Peso específico

E

Fuerza eléctrica (fem)

F

Caudal Controlador de tiempo de sistema de enclavamiento

C

J

Libre

Elemento detector Elemento primario

Manual

I

Principal

Alarma

Vidrio sin medida Vidrio de nivel

G H

Alarama incluye Inter-look y Emerg. Libre Regulación (ON-OFF)

14/04/2013 16:03

Alarma de alta Indicación ( Indicador)

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Módulo 1 Sub - Módulo 3

Letras en Códigos de Instrumentación ANALISIS (A)

Características

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

AA AA H AA HH AA L AA LL AC ACV AE AI AIC AICV AIT AQ AR ARA ARC ARCA AS AS H AS L AT AX

Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis Analysis

Alarm Alarm High Alarm High High Alarm Low Alarm Low Low Controller Control Valve Element Indicator Indicating Controller Indicating Control Valve Indicating Transmitter Integrator or Totalizator Recorder Recording Alarm Recording Controller Recording Controller Alarm Switch Switch High Switch Low Transmitter Operation

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Módulo 1 Sub - Módulo 3

Letras en Códigos de Instrumentación CONDUCTIVIDAD (C)

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

14/04/2013 16:03

CA CA H CA HH CA L CA LL CC CCV CE CI CIC CICV CIT CQ CR CRA CRC CRCA CS CS H CS L CT CX

Conductivity Alarm Conductivity Alarm High Conductivity Alarm High High Conductivity Alarm Low Conductivity Alarm Low Low Conductivity Controller Conductivity Control Valve Conductivity Element Conductivity Indicator Conductivity Indicating Controller Conductivity Indicating Control Valve Conductivity Indicating Transmitter Conductivity Integrator or Totalizator Conductivity Recorder Conductivity Recording Alarm Conductivity Recording Controller Conductivity Recording Controller Alarm Conductivity Switch Conductivity Switch High Conductivity Switch Low Conductivity Transmitter Conductivity Operation

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Módulo 1 Sub - Módulo 3

Letras en Códigos de Instrumentación CAUDAL (F)

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

14/04/2013 16:03

FA FA H FA HH FA L FA LL FC FCV FE FI FIC FICV FIT FQ FR FRA FRC FRCA FS FS H FS L FT FX

Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow Flow

Alarm Alarm High Alarm High High Alarm Low Alarm Low Low Controller Controller Valve Element Indicator Indicating Controller Indicating Control Valve Indicating Transmitter Integrator or Totalizator Recorder Recording Alarm Recording Controller Recording Controller Alarm Switch Switch High Switch Low Transmitter Operat

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Módulo 1 Sub - Módulo 3

Letras en Códigos de Instrumentación MANUAL (H)

Características

1 2 3 4

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos

Hand Controller Hand Control Valve Manual Indicating Controller Station Hand Activated Switch

TIEMPO (K) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Retornar

Principal

HC HCV HIC HS

14/04/2013 16:03

KA KA H KA HH KA L KA LL KC KCV KE KI KIC KICV KIT KQ KR KRA KRC KRCA KS KS H KS L KT KX

Time Alarm Time Alarm High Time Alarm High High Time Alarm Low Time Alarm Low Low Program Controller Interlocked Control Valve Time Element Clock Time Indicating Controller Time Indicating Control Valve Time Indicating Transmitter Time Integrator or Totalizator Time or Operation Recorder Time or Operation Recording Alarm Time Recording Controller Time Recording Controller Alarm Time Switch or Timer Time Switch High Time Switch Low Time Transmitter Operation Counter

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Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

Letras en Códigos de Instrumentación NIVEL (L) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

14/04/2013 16:03

LA LA H LA HH LA L LA LL LC LCV LE LI LIC LICV LIT LQ LR LRA LRC LRCA LS LS H LS L LT LX

Level Level Level Level Level Level Level Level Level Level Level Level Level Level Level Level Level Level Level Level Level Level

Alarm Alarm High Alarm High High Alarm Low Alarm Low Low Controller Control Valve Element Indicator Indicating Controller Indicating Control Valve Indicating Transmitter Integrator or Totalizator Recorder Recording Alarm Recording Controller Recording Controller Alarm Switch Switch High Switch Low Transmitter Operation

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Módulo 1 Sub - Módulo 3

Letras en Códigos de Instrumentación HUMEDAD (M)

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

14/04/2013 16:03

MA MA H MA HH MA L MA LL MC MCV ME MI MIC MICV MIT MQ MR MRA MRC MRCA MS MS H MS L MT MX

Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity Humidity

Alarm Alarm High Alarm High High Alarm Low Alarm Low Low Controller Control Valve Element Indicator Indicating Controller Indicating Control Valve Indicating Transmitter Integrator or Totalizator Recorder Recording Alarm Recording Controller Recording Controller Alarm Switch Switch High Switch Low Transmitter Operation

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Módulo 1 2 Sub - Módulo 3

Letras en Códigos de Instrumentación VELOCIDAD (S)

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

14/04/2013 16:03

SA SA H SA HH SA L SA LL SC SE SI SIC SICV SIT SQ SR SRA SRC SRCA SS SS H SS L SSV ST SX

Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed Speed

Alarm Alarm High Alarm High High Alarm Low Alarm Low Low Controller Element Indicator Indicating Controller Indicating Control Valve Indicating Transmitter Integrator or Totalizator Recorder Recording Alarm Recording Controller Recording Controller Alarm Switch Switch High Switch Low Control Valve Transmitter Operation

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Módulo 1 Sub - Módulo 3

Letras en Códigos de Instrumentación PRESION (P)

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

14/04/2013 16:03

PA PA H PA HH PA L PA LL PC PCV PE PI PIC PICV PIT PQ PR PRA PRC PRCA PS PS H PS L PT PX

Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure Pressure

Alarm Alarm High Alarm High High Alarm Low Alarm Low Low Controller Control Valve Element Indicator Indicating Controller Indicating Control Valve Indicating Transmitter Integrator or Totalizator Recorder Recording Alarm Recording Controller Recording Controller Alarm Switch Switch High Switch Low Transmitter Operation

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Módulo 1 Sub - Módulo 3

Letras en Códigos de Instrumentación PESO O FUERZA (W)

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

14/04/2013 16:03

WA WA H WA HH WA L WA LL WC WCV WE WI WIC WICV WIT WQ WR WRA WRC WRCA WS WS H WS L WT WX

Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight Weight

Alarm Alarm High Alarm High High Alarm Low Alarm Low Low Controller Control Valve Element Indicator Indicating Controller Indicating Control Valve Indicating Transmitter Integrator or Totalizator Recorder Recording Alarm Recording Controller Recording Controller Alarm Switch Switch High Switch Low Transmitter Operation

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Módulo 1 Sub - Módulo 3

Letras en Códigos de Instrumentación TEMPERATURA (T)

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

14/04/2013 16:03

TA TA H TA HH TA L TA LL TC TCV TE TI TIC TICV TIT TQ TR TRA TRC TRCA TS TS H TS L TT TX

Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature Temperature

Alarm Alarm High Alarm High High Alarm Low Alarm Low Low Controller Control Valve Element Indicator Indicating Controller Indicating Control Valve Indicating Transmitter Integrator or Totalizator Recorder Recording Alarm Recording Controller Recording Controller Alarm Switch Switch High Switch Low Transmitter Operation

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Módulo 1 Sub - Módulo 3

Letras en Códigos de Instrumentación POSICION (Z)

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

14/04/2013 16:03

ZA ZA H ZA HH ZA L ZA LL ZC ZCV ZE ZI ZIC ZICV ZIT ZQ ZR ZRA ZRC ZRCA ZS ZS H ZS L ZT ZX

Position Position Position Position Position Position Position Position Position Position Position Position Position Position Position Position Position Position Position Position Position Position

Alarm Alarm High Alarm High High Alarm Low Alarm Low Low Controller Control Valve Element Indicator Indicating Controller Indicating Control Valve Indicating Transmitter Integrator or Totalizator Recorder Recording Alarm Recording Controller Recording Controller Alarm Switch Switch High Switch Low Transmitter Operation

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Consideraciones generales

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

 La letra X puede emplearse en las designaciones no indicadas que se utilicen solo una vez o un número limitado de veces. Se recomienda que su significado figure en el exterior del círculo de identificación del instrumento. Ejemplo: XR-3 registrador de vibraciones.  En la letra A para análisis, es conveniente definir el tipo de análisis al lado del símbolo en el diagrama de proceso.

 Se supone que las funciones asociadas con el uso de la letra Y se definirán en el exterior del símbolo del instrumento cuando sea necesario. Por ejemplo podría Y significar una operación de ráiz cuadrada aplicada sobre la variable indicada en la primera posición del código.  PSV, válvula de seguridad de presión. Se utiliza en reemplazo de PCV (válvula de control de presión) cuando ésta se utiliza contra condiciones de emergencia, no importando las características de la válvula. Por ejemplo como válvula autorreguladora de presión de salida de un sistema mediante el alivio o escape de fluido al exterior.

Principal

14/04/2013 16:03

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Módulo 1

Ejemplo Aplicativo

Sub - Módulo 3

CAMPO O PANEL

CAMPO Ele me ntos Prim arios

CAMPO Convertidores o instrumentos a uxiliare s

Transmisore s

Pre sión

Integrador Sumador Multiplicador-divisor

PT

Caudal FT

Receptore s

Controla dore s

Indicadores

Regis tradores

Indicadores

LI

LR

L IR

Regis tradores

Nivel

Elementos finales de control

LT

LR R

Te mpera tura TT Tiristor Convertidor Otras varia ble s I/P

Alte rnativas el éctrica s Al terna tivas neumatica s

Principal

Retornar

Ejemplo Aplicativo

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

En este diagrama de control de nivel en un estanque. El nivel se mide, se indica y se transmite mediante el LIT N° 123. La señal es captada por un controlador de nivel N° 345, que además posee un elemento de registro, elemento el cual manipula la abertura de la válvula neumática N° 078. Puesto que la válvula es neumática, y el controlador es electrónico, se utiliza un conversor de corriente a presión, el N° 121. Para efectos de controlar el flujo Q1 se tiene una llave manual, la N° 036. 14/04/2013 16:03

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Ejemplo Aplicativo

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Donde: Clases de Instrumentos

LT-1 = Transmisor de nivel 4 - 20

Código de Identificación de Instrumentos

mA. I/P-1= Convertidor neumático a

corriente 4 - 20 mA.

Retornar

LV-1 = Válvula de control, falla cerrada. LSH-1=Switch

de

nivel

alto,

normalmente cerrado. LSL-1=Switch

de

nivel

bajo,

normalmente abierto. LC-1 = Controlador de nivel. Principal

14/04/2013 16:03

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Ejemplo Aplicativo

Módulo 1 Sub - Módulo 3

Características

Control de tamaño de partículas

Correa Transportadora

AI

LAH AIT

Clases de Instrumentos LSH

AE

Código de Identificación de Instrumentos Control de velocidad

Retornar

LE DETECTOR DE CHUTE TAPADO

ZSL

ZAL

XC ZCLL

SE

XA WE

SCL

ST

WY

WQL

Principal

14/04/2013 16:03

Control de tensión de la correa

Control de tonelaje WCL

Detector de correa rasgada WIC

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Ejemplo Aplicativo

Módulo 1 2 Sub - Módulo 3

Características Intercambiador de Calor Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

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Comentarios Finales

Módulo 1 2 Sub - Módulo 3

Características Clases de Instrumentos Código de Identificación de Instrumentos

Retornar

Principal

Es importante tener presente que para interpretar claramente los planos de instrumentación y proceso es necesario apoyarse con información adicional disponible enlos siguientes documentos y planos: • La Filosofía de Control y

• Diagramas de Enclavamientos

14/04/2013 16:03

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MENU 1

DESCRIPCION

2

OBJETIVOS

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

44

SENSORES

5

TRANSMIISORES

6

ACTUADORES

7

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

SENSORES

En este sección veremos los sensores básicos más utilizados en la industria, sus principios de funcionamiento, aplicaciones y características estáticas y dinámicas.

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MENU 1

DESCRIPCION

2

OBJETIVOS

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

44

SENSORES

SENSORES

El sensor es un elemento primario que detecta o sensa cambios en el valor de la variable medida o controlada, produciendo una señal mecánica, eléctrica o similar. Flow Computer or DCS Qm = K

5

TRANSMIISORES

6

ACTUADORES

7

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

( DP) act



des

FIC

PT

PT Flow

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

Pressure

Temp.

Avanzar

MENU 1

DESCRIPCION

2

OBJETIVOS

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

A

continuación

estudiaremos características

44

SENSORES

5

TRANSMIISORES

6

SENSORES

ACTUADORES

técnicas sensores:

de los

diferentes

Contenido Nivel Flujo Presion Temperatura Velocidad Peso Densidad

7

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

Conductividad pH

Sensores de Nivel

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

La medición de nivel es muy importante en la industria, tanto

desde el punto de vista del funcionamiento correcto del proceso Flujo Presión

como de la consideración del balance adecuado de materias primas o de productos finales. Los instrumentos de nivel pueden dividirse en medidores de nivel

Temperatura Velocidad

de líquidos y de sólidos, que son dos mediciones claramente diferenciadas. A continuación estudiaremos tres tipos de medidores de nivel de

Peso

líquidos de amplio uso en la industria.

Densidad

Presión Diferencial

Conductividad

Capacitivos

pH

Ultrasónicos

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

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Presión Diferencial

Aspectos Técnicos Principio de Operación



Consiste en un diafragma en contacto con el líquido del tanque, que mide la diferencia de dos presiones. Una presión es la presión hidrostática del líquido en un punto del fondo del tanque y la otra puede ser la presión atmosférica o la presión ejercida por el interior de un tanque cerrado. Aplicaciones



Depósitos abiertos y cerrados Rangos



Intervalo de medida es entre 0 a 3 metros y con una precisión de ±0.5% en los neumáticos y hasta ±0.15 en los inteligentes. Ventajas

   

Las tomas de presión diferencial se hacen, una en la parte inferior, otra en la parte superior, siempre y cuando se trate de tanques cerrados sometidos a presión. Cuando es para tanques abiertos la toma de baja presión se ventea a la atmósfera.

Precisos y confiables Relativamente económicos

Respuesta rápida Accesible desde fuera del tanque Desventajas

 

Posible agarrotamiento Obturaciones condensable

con

líquidos

Descripción

de

vapor

El diafragma forma parte de un transmisor neumático, electrónico o digital de presión diferencial. En el tipo más utilizado, el diafragma está fijado en una brida que se monta rasante al tanque. Modelo General líquido.

P=Hg

siendo 

la densidad del

Presión Diferencial

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad

Transmisor de Presión Diferencial Peso Densidad Conductividad pH

Transmisor de Diafragma

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Capacitivos

Principio de Operación



Funciona paralelas

como

un

capacitor

de

placas

Aplicaciones

 

   

Depósitos abiertos o cerrados Rangos Intervalo de medida es entre 0 a 6 metros y con una precisión de ±1% Ventajas

Mediciones continuas sin partes movibles Buena resistencia a la corrosión Fácil limpieza Sistema sencillo, apto para muchas clases de líquidos Desventajas



Electrodos recubiertos para conductividades mayores a 100 microhmios/c.c.



Efecto de la temperatura afecta la constante dieléctrica la cual mide el cambio de nivel.

Descripción Este instrumento utiliza una sonda como una de las placas de un condensador, siendo la otra placa el contenedor mismo. El material entre ellos, viene a ser el dieléctrico. El cambio de nivel origina un cambio en la salida del circuito electrónico, proporcional al cambio de la capacidad por lo que este método es de indicación continua del nivel .

Capacitivos

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

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Aspectos Técnicos

Ultrasónico

Principio de Operación



Se basa en la emisión de un pulso ultrasónico hacia una superficie reflectante y a la recepción del eco del mismo en el receptor. El retardo en la captación del eco depende del nivel del tanque.

Aplicaciones



A todo tipo de tanques y de pulpas.

líquidos o

Rangos



Intervalo de medida entre 0 a 30 metros y

con una precisión de ±1% Ventajas



Adaptables a grandes depósitos y todo tipo de tanques y líquidos

 

No intrusivos Mínima mantención Desventajas

  

Sensibles a la densidad Requiere más equipamiento que otro medidor Costo relativo Alto

Descripción Los medidores ultrasónicos se usan tanto para medición continua como discreta de nivel. En todo los diseños, se genera una señal a una frecuencia de unos 20 KHz y la interrupción o detección de la señal generada en la base determina una acción de control o alarma (detección discreta). En medición continua, se mide el tiempo transcurrido entre la emisión de señal y la recepción de la reflejada.

Ultrasónico

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar Retornar

Sensores de Flujo

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión

Placa- Orificio

Temperatura

Rotámetro

Velocidad

Turbina

Peso

Ultrasónicos Densidad

Magnético Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos 

Placa-Orificio

Principio de Operación El flujo que pasa a través de una tubería con una restricción, origina una presión diferencial entre la entrada y salida de la placa. Aplicaciones

     

   

Líquidos, gases, vapor, combinaciones de ellos.

sólidos

y

Rangos Intervalo de medida entre el valor máximo y mínimo del caudal es de 3 a 1 y con una precisión de 1%. Ventajas Diferentes tipos de orificios que sirven para líquidos, vapores, gases. Simple Costo relativo Bajo Fácil remoción, adaptables a cualquier tamaño de tubería. Desventajas Caída de presión alta No son adecuados para fluidos muy viscosos o bien sucios Relación no lineal sino mas bien cuadrática No son adecuados para flujos pequeños ni pulsantes

Descripción Este dispositivo consiste básicamente en una placa de metal delgado, la cual tiene un orificio. Dependiendo de las características del flujo a medir, el orificio toma diferentes formas, tamaños y ubicación en la placa; así por ejemplo, en la medición de flujos con porcentaje de gases disueltos es recomendable el uso de la placa del tipo excéntrico. Los Tipos de orificios son: placaorifico concéntrica, excéntrica y de segmento.

Tipos de Placa-Orificio

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso

Las tomas conectadas en la parte anterior y posterior de la placa Densidad

captan la presión diferencial la cual es proporcional al cuadrado del caudal. Esta presión diferencial puede medirse o transmitirse con los instrumentos llamados

Conductividad

convertidores diferenciales. Uno de estos convertidores es el transmisor de diafragma, el mismo que se utiliza en los medidores de nivel por presión

pH

diferencial. Los instrumentos transmisores o registradores de caudal miden realmente una presión diferencial y como el caudal varía según la raíz cuadrada de

Retornar

Principal

la presión diferencial se debe utilizar un extractor de raíz cuadrada.

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Rotámetro

Principio de Operación



Se basa en que un flotador cambia su posición

dentro

de

un

tubo,

proporcionalmente al flujo del fluido. Aplicaciones

 

    

Líquidos, gases y vapor Rangos Intervalo de medida entre el valor máximo y mínimo del caudal es de 10 a 1 y con una precisión de 1 a 2%. Ventajas Comportamiento lineal Baja caída de presión Adecuada para flujos pequeños Ideal para fluidos viscosos y sucios Costo relativo Bajo Desventajas

 

No sirve para flujos pulsantes Debe instalarse verticalmente

Descripción Este instrumento es de área variable que consiste básicamente en un flotador, de movimiento libre. El área libre entre el flotador y la pared interior del tubo forman un orificio anular. Conforme aumente el flujo se producirá un movimiento ascendente del flotador; el flotador subirá hasta el punto en que la fuerza ejercida por la presión se iguala a su peso. Puesto que el peso de flotador es constante, la diferencia de presión se mantendrá constante para todo flujo.

Rotámetro

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Turbina

Principio de Operación 





  

    

Consiste en un rotor que gira al paso del fluido con una velocidad directamente proporcional al caudal. Aplicaciones Líquidos y gases Rango Intervalo de medida entre el valor máximo y mínimo del caudal es de 15 a 1 y con una precisión de ±0,3% Ventajas Exactitud de medida Alta Soporta amplios rangos de presión y temperatura La sencillez con que se puede implementar un sistema totalizador de consumo o el volumen total de fluido que ha pasado en un cierto intervalo de tiempo. Desventajas Requiere de un montaje especial sobre la línea (es intrusivo) Costo relativo Alto Limitaciones con líquidos viscosos Líquidos limpios o filtrados No debe vaciarse cuando cesa el caudal

Descripción Este tipo de sensor utiliza una turbina la cual es accionada por el flujo a medir. La rapidez del giro del rotor puede ser traducida de diversos modos. Una forma de lograrlo es utilizar un sistema de acoplamiento por varillas del tipo magneto mecánico. Otro sistema ampliamente utilizado consiste en un imán permanente más una bobina abierta. El conjunto se monta en forma externa, pero en las cercanías del rotor, de modo que el paso de cada aleta del rotor provoca un cambio en el flujo magnético de imán produciendo en la bobina una señal pulsante. De este modo el numero de pulsos por unidad de tiempo es representativo del flujo del fluido que se desea medir.

Turbina

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Diagrama de Bloques

Flujo

Divisor de frecuencia

Presión

Acondicionador Acondicionador de deseñal señal Integración

Temperatura

Comvertidor frecuencia/ corriente

Velocidad

4-20 mA c.c.

Peso Densidad

Acondicionador Acondicionador de señal señal

Conductividad

Reluctancia

pH

Turbina Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos técnicos

Ultrasónico

Principio de Operación

  

   

Miden el caudal por diferencia de velocidades de sonido al propagarse éste en el sentido del flujo del fluido y en el sentido contrario. Aplicaciones Adecuados para la mayoría de los líquidos, en particular con sólidos en suspensión. Rangos Intervalo de medida entre el valor máximo y mínimo de 20 a 1 con una precisión de ± 2%. Ventajas No obstructivos ni invasivos. Baja caída de presión Bidireccionalidad. No es necesario (en general) interrumpir suministro para montarlos en tuberías. Desventajas

  

No son deseables partículas y burbujas muy grandes (son reflectores) Sensibles a los cambios de densidad Costo relativo Alto

Descripción Este instrumento mide el caudal por diferencia de velocidades de sonido. El sonido atraviesa el fluido en forma más rápida cuando va en dirección del flujo del fluido pero cuando el sonido atraviesa en el sentido contrario es más lenta. Los sensores están situados en una tubería de la que se conoce el área y el perfil de la velocidad. Se utilizan transductores piezoeléctricos tanto para la emisión como para la recepción de las ondas ultrasónicas.

Ultrasónico

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura

Efecto Doppler Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Magnético

Principio de Operación



Se basa en los dispositivos que utilizan un campo magnético perpendicular a la dirección del flujo y la tensión inducida en un conductor, según la ley de Faraday. Aplicaciones





 

A fluidos eléctricamente conductivos tales como: líquidos corrosivos, ácidos, pulpas, detergentes, aguas residuales, pulpas rocosas, etc. Rangos Intervalo de medida entre el valor máximo y mínimo del caudal es de 100 a 1 y con una precisión de ±0,5 a ±1%. Ventajas Pérdida de carga nula Sensor de fluidos difíciles

Desventajas

  

Costo relativo Alto Aplicación sólo a líquidos conductores (sobre un valor en S/cm2) o adecuadamente tratados para darles artificialmente la conductividad necesaria Aparece ruido, especialmente en fluidos con partículas

Descripción Los sensores magnéticos de flujo fueron desarrollados para medir flujos volumétricos de fluido que presentan buenas características de conducción eléctrica. Este dispositivo se instala en forma externa a la cañería, razón por la cual resultan ser especialmente útiles para medir fluidos difíciles de sensar.

Magnético

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Campo magnético Presión Electrodo

Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar Retornar

Sensores de Presión

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso

Tubo de Bourdon Densidad

Celdas de Deformación o de Carga Conductividad

Transductores Capacitivos pH

Transductores Piezo-Eléctricos Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Tubo de Bourdon

Principio de Operación



Su principio de funcionamiento se basa en la ley física de que los cuerpos flexibles deflectan por la acción de la presión. Aplicaciones



Líquidos y vapores.



Rangos 0.5 a 6.000 bar con una precisión de ±0,5 a ±1% para el tipo C, 0.5 a 2.500 bar para el espiral con precisión ±0,5 a ±1% y 0.5 a 5.000 bar para el tipo helicoidal con la misma precisión.

   

Ventajas Amplia disponibilidad de tubos Bourdon Los tipos helicoidal y espiral tiene un mayor rango de desplazamiento, ideales para registradores. Tamaño pequeño Gran duración Desventajas

 

Mayor costo de construcción Depende del material de construcción para cada zona de proceso

Descripción En 1852 E. Bourdon patenta un sensor de presión a base de un tubo curvado, sellado en uno de sus extremos, y de sección ligeramente ovalado. El extremo del tubo es sellado y este se estira bajo efecto de la presión lo cual es transmitido a la aguja indicadora. El desplazamiento producido es función de la longitud del tubo, del espesor de las paredes, de la forma geométrica del sección, del modulo de elasticidad del material y naturalmente de la presión. En las practica existen tres tipo distintos de tubos de Bourdon: tipo C, el Helicoidal y el Espiral.

Tubos de Bourdon

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Celdas de Carga

Principio de Operación



       

Se basa en que la propiedad del material varia su resistencia eléctrica por efecto de la presión ejercida sobre ella. Aplicaciones También se emplean para medir el esfuerzo y sobre todo peso, como por ejemplo en las correas transportadoras. Rangos Galgas extensiométricas, de 0-0.6 a 10.000 bar con una precisión de ± 0.5 %.

0-

Silicio difundido 0-2 a 0-600 bar, con una precisión de ± 0,2%. Ventajas Medición estática o dinámica Resolución continua con pequeño desplazamiento Simple equilibrio resistivo No son afectados por campos electromagnéticos Fácil compensación de temperatura Desventajas

  

Mala estabilidad Baja salida Requiere de accesorios de acondicionamiento (puentes y fuentes).

Descripción Las celdas de deformación (Strain-Gauge) están construidos a base de elementos metálicos o de materiales semiconductores. Los primeros tienen un comportamiento bastante lineal, pero en cambio los que están hechos a base de semiconductores son bastante más sensibles, sin embargo pecan de ser altamente no lineales. Comercialmente se les encuentra con valores que varían entre los 60,120,240,350,500 y 1000 ohms, siendo las deformaciones típicas del orden de los 2(m/m). Emplea como sensor primario un fuelle, el cual provoca los movimientos en la lamina flexible de acuerdo a la presión ingresante.

Celda de Carga

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos  

         

Transductores Capacitivos

Principio de Operación Se basan en la variación de capacidad que se produce en un condensador al desplazarse una de sus placas por la aplicación de presión Rangos El intervalo de medida es relativamente amplia, entre 0,05-5 a 0,5-600 kg/cm2 y su precisión es del orden de ± 0,2 a ± 0,5% Ventajas Excelente respuesta de frecuencia Fácil construcción Bajo costo Mide presiones estáticas y dinámicas Resolución continua Desventajas Necesitan equilibrio reactivo Sensible a cambios de temperatura Alta impedancia de salida lnadaptabilidad a aplicaciones estáticas Cambio de Cero después de un choque extremo

Descripción Consiste de dos placas conductivas y un dieléctrico. A medida que aumente la presión, las placas tienden a apartarse, cambiando su capacitancia. El fluido medido sirve de dieléctrico. La placa móvil tiene forma de diafragma y se encuentra situada entre dos placas fijas. De este modo se tienen dos condensadores uno de capacidad fija o de referencia y el otro de capacidad variable

Transductores Capacitivos

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión

Presión

Temperatura Velocidad Peso

Señal de salida

Densidad

Oscilador de alta frecuencia

Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Transductor Piezo-Eléctrico

Principio de Operación





Se basan en la generación de una fem cuando se deforman ciertos cristales por causa de la presión aplicada en sus extremos, generando una señal eléctrica. Rangos El intervalo de medida esta

entre 0,1 a

600 kg/cm2, con una precisión de ± 1%.

          

Ventajas Alta respuesta de frecuencia Autogeneración Tamaño pequeño Robusto Lineales Baja sensibilidad a vibraciones Desventajas Sensible a cambios de temperatura

Alta impedancia de salida Señal de salida debil Mala estabilidad Cambio de Cero después de un choque extremo

Descripción Este instrumento esta hecho a base de dos materiales típicos tales como el cuarzo y el titanio de bario, capaces de soportar temperaturas del orden de 150oC en servicio continuo y de 230oC en servicio intermitente. Son elementos ligeros, de pequeño tamaño y de construcción robusta. Su señal de respuesta a una variación de presión es lineal y son adecuados para medidas dinámicas, y además son capaces de responder a frecuencias de hasta un millón de ciclos por segundo.

Transductor Piezo-Eléctrico

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar Retornar

Sensores de Temperatura

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso

Termómetro Tipo Bulbo

Densidad

Termómetro de Resistencia(RTD)

Conductividad

Termistores

pH

Termocuplas

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Termómetro tipo Bulbo

Principio de Operación

 

Consisten en un bulbo sellado y conectado por un capilar a un espiral. Rangos Entre 150 y 500°C para los actuados por líquido.

  

Ventajas Simple, no necesita elemento auxiliar Respuesta rápida El uso de capilar permite separación entre el punto de medición (bulbo) y el punto de registro en unos 400ft Desventajas

  

Tamaño del bulbo más grande que el sistema eléctrico Difícil reparación No lineales

Descripción Cuando la temperatura del bulbo cambia, el gas o el liquido en el bulbo se expanden y el espiral tiende a desarrollarse moviendo la aguja sobre la escala de temperatura calibrada para indicar la elevación de la temperatura en el bulbo. Existen tres tipos de fluidos con los que pueden llenarse el bulbo: líquido (alcohol y eter), vapor (líquido volatil) y gas. También existen de mercurio.

Termómetro tipo Bulbo

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Termómetro RTD

Principio de Operación



Se basan en la propiedad de los metales de variar su conductividad eléctrica por el cambio de la temperatura. Rangos

     

Platino: -200 a 950°C. Precisión 0.01 °C Niquel: -150 a 300°C. Precisión 0.50 °C Cobre: -200 a 120°C. Precisión 0.10 °C Ventajas Gran exactitud Respuesta rápida Buena estabilidad

Descripción Desventajas

  

Mas caro que el termopar o el termistor

Fragil El calor propio pueda ser un problema

El elemento consiste usualmente en un arrollamiento de hilo muy fino del conductor adecuado, bobinado entre capas de material asilante y protegido con un revestimiento de vidrio o cerámica. El Platino es el material de construcción más adecuado desde el punto de vista de la precisión y de estabilidad pero presenta el inconveniente del costo. El níquel es más barato que el platino y posee una resistencia más elevada con una mayor variación por grado, sin embargo tiene la desventaja de la falta de linealidad. El cobre tiene una variación de resistencia uniforma, es estable y barato, pero tiene el inconveniente de su baja resistividad (poca sensibilidad)

Termómetro RTD

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Termocupla

Principio de Operación



Se basa en el efecto de "Seebeck”, que consiste en la circulación de una corriente en un circuito cerrado formado por dos metales diferentes cuyas uniones se mantienen a distinta temperatura.

Aplicaciones



Hornos industriales eléctricos, a gas, calentadores de aceite térmico o agua , etc. Rangos

    

De -200 a 1.700°C dependiendo aleación y con una buena precisión.

la

Ventajas Pequeñas Baratas Rápidas Fáciles de montar Desventajas



de

Compensacion por juntura fría

Descripción La termocupla es uno de los más simples y más comúnmente usados sensores para medir temperatura en forma exacta, con el propósito de indicación, registro o control de procesos. Cuando se requiere una indicación remota y cuando varios puntos deben ser desplegados en un solo dispositivos de lectura, ningún otro método de medición puede competir en costo-beneficio. En lo referente al material se suelen utilizar termopares tipo J, K, T, R o S.

Termocupla

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar Retornar

Sensores de Velocidad

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad

Tacómetros de Corriente Alterna y Continua

pH

Tacómetros de Frecuencia

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Tacómetros de Corriente

Principio de Operación



Captan la velocidad por inducción de una fem en una bobina que se desplaza en un campo eléctrico permanente o bien puede ser un imán permanente y un rotor bobinado con escobillas. Aplicaciones



A diferentes rotores, por ejemplo el eje de una turbina en una central de energía.

Iman permanente Voltímetro CC

Rangos



Práctico: 2- 6000 rpm y con una precisión de ±0,5%. Ventajas

  

La medición es continua Respuesta rápida Puede ser salida continua o alterna con señal alta. Desventajas



Tiene contacto mecánico con el eje rotativo

Descripción Los tacómetros eléctricos emplean un transductor que produce una señal analógica o digital como conversión de la velocidad de giro del eje de la maquina. Tacómetro de corriente alterna Consiste en un estator bobinado multipolar en el que el rotor dotado de imán permanente induce una corriente alterna. Un voltímetro señala la corriente inducida y por lo tanto el giro en r.p.m. del eje de la máquina. Tacómetro de corriente Continua Consiste en un estator de imán permanente y un rotor con un entrehierro uniforme. La tensión continua recogida en las escobillas del rotor es proporcional a la velocidad en r.p.m. de la máquina. Esta tensión puede leerse en un voltímetro.

Tacómetros de Corriente

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura

Corriente Alterna

Velocidad Peso Densidad Conductividad pH

Corriente Continua

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Tacómetros de Frecuencia

Principio de Operación



Se basa en medir la frecuencia de la señal de corriente alterna.



Aplicaciones Bombas, ventiladores, transportadoras, etc



Rangos Práctico: 2- 3000 rpm y con una precisión de ± 0,05%.

correas

Ventajas

    

Medición continua Respuesta rápida No tiene contacto mecánico con el eje rotativo Fácil instalación. Fácil calibración Desventajas



De costo relativo Alto

Descripción Este tacómetro mide la frecuencia de la señal de corriente alterna captada por transductores del tipo electromagnético, capacitivo u óptico que dan impulsos, cuyo número es proporcional a la velocidad de giro de la máquina. El transductor no tiene contacto mecánico con el eje rotativo. La medida de la frecuencia puede pasarse a un contador electrónico basado en la medida de las revoluciones por unidad de tiempo.

Tacómetros de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura

SI

Velocidad

Transductor Electromagnético Peso Fuente de Luz

Fotocélula

Densidad Conductividad Disco Perforado

pH Retornar

Principal

Salida en C.C.

Transductor Óptico

14/04/2013 16:03

Avanzar Retornar

Sensores de Peso

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad

Con sistema de Galgas Extensiométricas Conductividad

Con sistemas de Célula Hidráulica pH

Con sistema de Célula Neumática Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Galgas Extensiométricas

Principio de Operación



Se basa en el uso de Strain-gauges que se instalan en cada una de las puntas de la plataforma de peso. Estos elementos al deformarse, por efecto de la presión que ejerce el material, varia su resistividad eléctrica y para una lectura directa emplea un puente de Wheatstone. Aplicaciones



Correas transportadoras (pesómetros)



Rangos Práctico: 20kg - 150Ton y con una precisión de ± 0.2%.

 

Ventajas Protegida contra la corrosión No está en contacto con el material a pesar Desventajas

 

Necesitan compensación por temperatura Costo relatiamente Alto

Descripción Consiste esencialmente en un célula que contiene una pieza de elasticidad conocida capaz de soportar la carga sin exceder de su limite de elasticidad. A esta pieza esta cementada un galga extensiométrica formado por varias espiras de hilo, pegado a un soporte de papel o resina sintética. Las galgas extensormétricas se prestan a la transmisión electrónica de la pesada. Un sistema de pesaje electrónico con células extensométricas está formado por un conjunto de células de carga, un puente de medida, y en caso necesario, una unidad de tarado para compensar automáticamente la tara del objeto o el producto que se pesa.

Galgas Extensiométricas

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Célula de Carga Hidráulica

Principio de Operación



Se basa en un pistón que ejerce una presión sobre un fluido hidráulico.



Aplicaciones Generalmente para pesajes estáticos



Rangos Práctico: 40 kg - 90 Ton y con una precisión de ± 0,2% Ventajas

     

Instalación simple Respuesta rápida Resistente a vibración Admite hasta un 40% sobrecarga A prueba de explosión Indicaciones a distancia Desventajas



Costo relativamente Alto

Descripción Consisten en un pistón sobre el que se apoya la carga, que ejerce una presión sobre un fluido hidráulico. Según la carga y de acuerdo con el área conocida del pistón se crea una presión en el aceite que puede leerse en un manómetro Bourdon y que por lo tanto refleja indirectamente la carga. Sumando las presiones hidráulicas de varias células de carga y aplicándolas a un transmisor electrónico de equilibrio de fuerzas, se obtiene una señal eléctrica que puede leerse en un indicador digital y puede utilizarse en sistemas de pesajes electrónicos.

Célula de Carga Hidráulica

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo

Acoplamiento a Carga Pistón

Presión

Sello

Diafragma

Cilindro

Temperatura

Placa Base

Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

De las Células de Carga

14/04/2013 16:03

Integrador

999.9

Avanzar

Aspectos Técnicos

Célula Neumática

Principios de Operación



Se basa en que el peso situado en la plataforma de carga se compara con el esfuerzo ejercido por un diafragma alimentado a una presión de tarado ajustable. Aplicaciones



Generalmente para pesajes estáticos



Rangos Practico: 10kg - 10 Ton y con una precisión de ± 0,2% Ventajas

 

Se adapta bien a control neumático.

Descripción

Indicación a distancia

Desventajas



Precisa de aire instrumentación.

comprimido

de

Consisten en un transmisor neumático de carga en el que el peso situado en la plataforma de carga se compara con el esfuerzo ejercido por un diafragma alimentado a una presión de tarado ajustable. El sistema adopta una posición de equilibrio gracias al conjunto tobera-obturador y a la cámara de realimentación de transmisor. La presión de aire alcanzado en esta cámara indica el peso. Se adapta fácilmente al control neumático.

Célula Neumática

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

P es o

Flujo Presión

O bturador Temperatura Velocidad

Tobera Indic ador Taraje

Peso Densidad

A lim entac ión neum átic a

Conductividad pH

R egulador de pres ión diferenc ial

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar Retornar

Sensores de Densidad

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad

Presión Diferencial pH

Radiación Nuclear Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Presión Diferencial

Principio de Operación



Se basa en que la presión hidrostática sensada de un volumen fijo, es función de la densidad misma.

H

 

Aplicaciones Tanques cerrados o abiertos Rangos Campo de medida es de 300 bar de presión y con una precisión de ± 0,5 a ±1%.

Líquido referencia

Líquido muestra DDT

Transmisor de densidad

Ventajas



Tanques a presión

Descripción Desventajas

 

Contacto con el proceso Acondicionamiento para fluidos muy viscosos y corrosivos

En este sistema se fijan dos puntos en el tanque o en una tubería vertical del proceso y se les conecta un instrumento de presión diferencial, bien directamente o bien a través de una cámara de medida. Como la diferencia de alturas en el líquido es fija, la única variable que altera la presión diferencial es la densidad. En el caso de fluidos no demasiado limpios, muy viscosos o corrosivos, existen el riesgo de que las conexiones al instrumento se obsturen o se destruyan. En este caso puede emplearse el sistema de purga de aire o de gas e incluso de liquido a través de dos tuberías coloccadas en el seno del liquido y cuyos extremos están separados a una distancia fija.

Presión Diferencial

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Radiación Nuclear

Principio de Operación



Este método se basa en la determinación del grado con que el líquido absorbe la radiación procedente de una fuente de rayos gamma. Aplicaciones

 

Se emplea para todo tipo de líquidos y pulpas Rangos Campo de medida de algunos cientos de metros y con una precisión de ±0.5% a ±2%. Ventajas

 

Sin contacto con el proceso Se emplea en todo tipo de líquidos y pulpas Desventajas

    

Costo relativo Alto Influido por aire o gases disueltos Inspecciones sobre seguridad de radiación La dependencia que presenta la densidad respecto a la temperatura. Reajuste por pérdida de actividad de la fuente de radiación.

Descripción Este tipo de instrumento emplea radiación gamma, de origen electromagnético que se caracteriza por alto poder de penetración. La radiación gamma, similar a los Rayos X pero de mayor energía, constituye aproximadamente un 20% de la energía emitida durante el proceso de fusión. Al igual que toda energía electromagnética sufre los efectos de reflexión, absorción y transmisión al encontrarse con obstáculos. Las conexiones eléctricas del receptor van a un registrador o controlador situado en el panel.

Radiación Nuclear

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar Retornar

Sensores de Conductividad

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad

Potenciometría

pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Conductivimetro

Principios de Operación



Consiste en mantener una diferencia del potencial constante entre dos electrodos con lo que la corriente mantendrá una relación lineal con la conductividad de la solución. Aplicaciones



Líquidos, líquidos sucios y viscosos Rangos



El campo de medida llega a un máximo de 0-150000 mhos y la precisión de la medida es de ±0,5%. Ventajas

   

Tanques abiertos o cerrados Compensa los efectos eléctricos de acumulación de suciedad en los electrodos Desventajas Requiere el empleo de la corriente alterna para equilibrar los fenómenos de polarización de los electrodos Requiere de compensación de la temperatura de la solución con relación a la temperatura estandar escogida de 25oC.

Descripción La conductividad es la capacidad de una solución acuosa para conducir una corriente eléctrica. A partir de esta definición, el primer sistema de medida que se empleó fue situar en la solución dos placas paralelas conectadas a un circuito de puente de Wheatstone de corriente alterna. El sistema tiene el inconveniente de que la acumulación gradual de suciedades en los electrodos dificulta la medida, entonces, a raiz de este problema aparece el sistema potenciométrico que consiste en mantener una diferencia del potencial constante entre los electrodos con independencia de los depósitos de sólidos que se vayan acumulando en los paredes de electrodos, la corriente mantendrá una relación lineal con la conductividad de la solución..

Conductividad Eléctrica

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad pH

Medida por el sistema potenciométrico

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar Retornar

Sensores de pH

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad

Electrodo de Vidrio

pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aspectos Técnicos

Electrodo de Vidrio

Principio de Operación





Consiste en un tubo de vidrio cerrado en su parte inferior con una membrana de vidrio especialmente sensible a los iónes de hidrogeno del pH. Aplicaciones Soluciones ácidas y neutras Rangos



   

La medida práctica de pH se encuentra entre los valores 0 -14 y la precisión de la medida es de ±0,25 a ± 1%.

Ventajas Instalación simple Respuesta rápida Desventajas Requiere mantención permanente La variacion de temperatura influye en la medida de pH

Descripción El pH es una medida de la acidez o alcalinidad. Su expresión viene dado por el logaritmo de la inversa de la concentración de ion H+, expresado en moles por litro. El pHmetro tiene en su membrana interna una solución de cloruro tampón de pH constante dentro de la cual esta inmerso un hilo de plata, recubierto de cloruro de plata. El mecanismo que permite que le electrodo de vidrio mida la concentración de ion H+ no es exactamente conocido, está establecido que al introducir el electrodo en el liquido se desarrolla un potencial relacionado directamente con la concentración de ion H+ del líquido. Es decir, si esta concentración es mayor que la interior del electrodo existe un potencial positivo a través de la punta del electrodo y si es inferior, el potencial es negativo.

Electrodo de Vidrio

Módulo 1 Sub - Módulo 4

Nivel

Flujo Presión Temperatura Velocidad Peso Densidad Conductividad pH Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar Retornar

MENU 1

DESCRIPCION

2

OBJETIVOS

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

4

SENSORES

55

TRANSMIISORES

6

ACTUADORES

7

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

TRANSMISORES

En esta sección veremos los tipos de transmisores con sus respectivos principios de funcionamiento.

Avanzar

MENU 1

DESCRIPCION

2

OBJETIVOS

TRANSMISORES

El transmisor es el encargado de convertir la

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

salida acondicionada de un sensor

4

SENSORES

en una

suficientemente

señal

lo

intensa

como para que se pueda

55

TRANSMIISORES

transmitir a un controlador o cualquier otro dispositivo

6

ACTUADORES

7

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

receptor.

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2

OBJETIVOS

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

4

SENSORES

55

TRANSMIISORES

6

ACTUADORES

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CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

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TERMINAR / SALIR

TRANSMISORES

Contenido Transmisores Neumáticos

Transmisores Electrónicos Convencionales

Transmisores Inteligentes

Comparación de Transmisores

Transmisores Neumáticos

Módulo 1 Sub - Módulo 5

Transmisores Neumáticos

Los transmisores neumáticos (Ver figuras 2 y 3) se basan en el sistema tobera-obturador que, mediante bloques

Transmisores Electrónicos

amplificadores

con

retroalimentación

por

equilibrio

de

Transmisores Inteligentes

de medición (presión, caudal, nivel, temperatura) a señal

movimientos o de fuerzas, convierte el movimiento del elemento neumática de 3 - 15psi (libras por pulgada cuadrada) o bien

Comparación de Transmisores

P1 Ps

Retornar

Alimentación

Válvula Fuelle realimentación

Ps

Válvula piloto piloto o rele o relé amplificador

Po

amplificador 3-15 psi

Figura 2 : Transmisores de equilibrio de movimiento Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Transmisores Neumáticos

Módulo 1 Sub - Módulo 5

Transmisores Neumáticos

A

D

B

C

Transmisores Electrónicos Transmisores Inteligentes

Ps

Comparación de Transmisores

Ps Alimentación

Válvula piloto o rele amplificador

Po

3-15 psi

Retornar

Figura 3 : Transmisores de equilibrio de fuerza su equivalente en unidades métricas 0,2 -1 Kg/cm2, siendo su precisión del orden del ± 0,5 %. El conjunto de tobera - obturador convierte el movi-

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Transmisores Neumáticos

Módulo 1 Sub - Módulo 5

Transmisores Neumáticos

miento del elemento de la variable a una señal neumática de 3 -15 psi y compensa la fuerza que el aire que se escapa de la tobera

Transmisores Electrónicos Transmisores Inteligentes

ejerce sobre el obturador, siendo este escape proporcional a la separación entre la tobera y el obturador, la cual depende del valor de la variable. Como el

Comparación de Transmisores A

D

B

C

Retornar

Ps Ps Alimentación

Principal

14/04/2013 16:03

Válvula piloto o rele amplificador

Po

3-15 psi

Avanzar

Transmisores Neumáticos

Módulo 1 Sub - Módulo 5

Transmisores Neumáticos

diámetro de tobera es muy pequeño, del orden de 0,1 a 0,2 mm, los

Transmisores Electrónicos Transmisores Inteligentes Comparación de Transmisores Retornar

transmisores

neumáticos

son

susceptibles

de

mal

funcionamiento debido a partículas de aceite o polvo que pueden tapar el pequeño orificio de la tobera y aunque el uso de compresores

sin

aceite

de

lubricación

ha

eliminado

considerablemente este inconveniente, es típico en el arranque de la planta, después de la parada diaria o de fin de semana, que alguno instrumentos no funcionen adecuadamente por haberse depositado partículas en la tobera, lo que obliga al servicio de mantenimiento a su urgente limpieza para que la fábrica o parte del proceso pueda arrancar.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 5

Transmisores Neumáticos

Transmisores Electrónicos Convencionales Basados en detectores de inductancias, utilizando transformadores

diferenciales

o

circuitos

de

puente

de

Transmisores Electrónicos

Wheatstone o empleando una barra de equilibrio de fuerzas,

Transmisores Inteligentes

mA c.c. Su precisión es del orden del ±0,5 %. Ver figuras 4a y 4b.

Comparación de Transmisores

convierten la señal de la variable a una señal electrónica de 4 -20

Tubo de Bourdon

Retornar Resorte

Muelle de cero

Presión

Bobina Detectora

Unidad magnética (Realimentación) Ajuste SPAN

Señal de salida 4-20mA c.c.

Oscilador

Figura 4a: Detector de posición de inductancia Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 5

Transmisores Electrónicos Convencionales

Transmisores Neumáticos

Detector

Presión

Transmisores Electrónicos Transmisores Inteligentes

Unidad magnética (Realimentación) Alimentación

Comparación de Transmisores

Resorte de acero

Retornar

Oscilador Señal de salida 4-20mA c.c.

Figura 4b: Transformador diferencial Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar Retornar

Transmisores Inteligentes

Módulo 1 Sub - Módulo 5

Transmisores Neumáticos Transmisores Electrónicos Transmisores Inteligentes Comparación de Transmisores Retornar

Principal

El término "inteligente" indica que el sensor tiene incorporadas funciones adicionales que se añaden a las propias de la medida exclusiva de la variable. Consiste en un transmisor digital donde las funciones adicionales son proporcionadas por un microprocesador. Un modelo básico es del tipo semiconductor que aprovecha las propiedades eléctricas de los semiconductores al ser sometidos a tensiones. La pastilla de silicio contiene normalmente dos puentes de Wheatstone, uno de presión y el otro de presión diferencial y una termorresistencia. El microprocesador compensa los no linealidades de los elementos o sensores individuales, convierte las tres señales analógicas a impulsos y calcula, mediante datos prefijados en fábrica y almacenados en su memoria, un valor digital de salida que es transformada a la señal de salida analógica de 4-20 mA. Un comunicador portátil permite leer los valores del proceso, configurar el transmisor, cambiar su rango de medida y diagnosticar averías.

14/04/2013 16:03

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Transmisores Inteligentes

Módulo 1 Sub - Módulo 5

Transmisores Neumáticos P

Transmisores Electrónicos

Microprocesador Generador de Impulsos Acondicionamiento

Transmisores Inteligentes

Receptor Presión

Comparación de Transmisores

Compensación

Conversión Temperatura

Retornar

Comunicador

Figura 5a : Esquema de transmisor con microprocesador y comunicador

El transmisor o varios transmisores pueden conectarse, a través de una conexión RS-232, a un ordenador personal, que con el software adecuado es capaz de configurar transmisores inteligentes. Ver figura 5b.

Principal

14/04/2013 16:03

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Transmisores Inteligentes

Módulo 1 Sub - Módulo 5

Transmisores Neumáticos

El conjunto transmisor y controlador puede estar incorporado

en

un

único

aparato

(Instrumentos

Transmisores Electrónicos

Autocontroladores), o bien el controlador puede estar separado e

Transmisores Inteligentes

del proceso o en la sala de control general de la planta. Es el caso,

Comparación de Transmisores

instalado al lado del proceso, en el panel de control del edificio por ejemplo, del control centralizado o distribuido. 4 - 20 mA

Retornar

Transmisor

A control de procesos

Adaptador comunicaciones

C T e m p e ra t u re

o

n

t r o

l

P

a

n

e

l

Fl o w

Pre ssu re Al a rm C o n d i t i o n s ST OP

Ordenador personal

RS - 232 - C Adaptador

Figura 5b: Transmisor con microprocesador y comunicador

Principal

14/04/2013 16:03

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Transmisores Inteligentes

Módulo 1 Sub - Módulo 5

Transmisores Neumáticos Transmisores Electrónicos

Los transmisores inteligentes se prestan también al autodiagnóstico de sus partes electrónicas internas, función que proporciona al Departamento de Mantenimiento: en primer lugar

el conocimiento de la existencia de un problema en el circuito, en

Transmisores Inteligentes

segundo lugar el diagnostico y la naturaleza del problema,

Comparación de Transmisores

procedimiento seguir para la reparación o sustitución del

señalando

que

instrumento

ha

fallado

y,

finalmente

el

instrumento averiado. Retornar

Con la entrada del transmisor inteligente, la calibración y el cambio de margen de trabajo se logran simplemente por examen de los datos almacenados en una PROM y por utilización

de técnicas digitales.

Principal

14/04/2013 16:03

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Transmisores Inteligentes

Módulo 1 Sub - Módulo 5

Transmisores Neumáticos Transmisores Electrónicos Transmisores Inteligentes Comparación de Transmisores Retornar

Un ejemplo de las técnicas de autocalibración lo constituyen los transmisores de nivel por ultrasonidos. Disponen de un reflector de ondas sónicas que está situado en el tanque sobre la superficie del líquido, y hacia donde el emisor dirige periódicamente parámetros

del

los

ultrasonidos,

calibrador.

De

ajustando este

modo

entonces

los

compensa

las

variaciones de velocidad del sonido provocadas por cambios en la temperatura del ambiente del tanque. La inteligencia se aplica también a otras variables, tal como la temperatura, donde el transmisor puede trabajar con distintas sondas de resistencias y termopares y diversos campos de medida, gracias a la liberalización de las escalas y a la compensación de la unión fría que aporta el microprocesador.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Comparación de Transmisores

Módulo 1 Sub - Módulo 5

Tabla 1 : Comparación de Características de los Transmisores Transmisor

Señal

Precisión

Ventajas

Desventajas

Neumática

3-15 psi 0,2-1 bar

+/- 0,5%

Rapidez Sencillo

Aire limpio No guardan información Distancias limitadas Mantenimiento caro Sensible a vibraciones

Electrónico convencional

4-20 mA c.c.

+/- 0,5%

Rapidez

Sensible a vibraciones

+/- 0,2%

Mayor precisión Intercambiable Estable Fiable Campo de medida mas amplio Bajo costo de mantenimiento

Lento ( para variables rápidas puede presentar problemas )

+/- 0,1%

Mayor precisión Más estable Fiable Autodiagnóstico Comunicación bidireccional Configuración remotra Campo de medida más amplio Bajo costo mantenimiento

Lento ( para variables rápidas puede presentar problemas ) Falta normalización de las comunicaciones No intercambiable con otras marcas

Electrónico Inteligente

Electrónico Inteligente Señal digital

4-20 mA c.c.

Digital

Principal

Retornar

MENU 1

DESCRIPCION

2

OBJETIVOS

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

4

SENSORES

5

TRANSMIISORES

66

ACTUADORES

7

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

ACTUADORES

Se entregará en esta sección los fundamentos básicos en torno a los actuadores o elementos de control final.

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MENU 1

DESCRIPCION

2

OBJETIVOS

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

ACTUADORES

El papel del actuador es modificar la variable manipulada al recibir una señal estandarizada de presión o corriente. Dynamic Compensation

4

SENSORES

Qm = NCY d 2 hw  1

5

Control done in DCS, PLC or Single Loop Controller FIC

TRANSMIISORES SMV 3000 Transmitter

66

ACTUADORES

7

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

PT

Temp.

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

Valv.

Avanzar

MENU 1

DESCRIPCION

2

OBJETIVOS

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

4

SENSORES

5

TRANSMIISORES

66

ACTUADORES

ACTUADORES

Contenido Válvulas de Control

Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

7

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

Variadores de Frecuencia

Válvulas de Control

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Se han desarrollado diferentes tipos de cuerpos de

Válvulas de Control

válvulas, unos con amplias posibilidades de aplicación, mientras Conversores Electrónicos

que otras han sido diseñados para servicios específicos. A continuación estudiaremos dos tipos de válvulas

Bombas Dosificadoras

utilizadas en control de procesos: Variadores Frecuencia

Retornar

Válvulas de Control Convencionales Válvulas Inteligentes

Principal

14/04/2013 16:03

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Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control Convencionales

Contenido

Válvulas de Control

Conversores Electrónicos

Tipos de Válvulas

Bombas Dosificadoras

Modo de Acción

Variadores Frecuencia

Indicador de Posicionador

Retornar

1

Características de Regulación deFlujo Criterios de Selección de Válvulas Dimensionamiento de Válvulas

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Tipos de Válvulas

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

MARIPOSA GLOBO BOLA

Principal

14/04/2013 16:03

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Aspectos Técnicos 

Mariposa

Principio de Operación El cuerpo está formado por un anillo cilíndrico dentro del cual gira transversalmente un disco circular. Aplicaciones

 

En cañerías de 4" de diámetro o mayores

Para el control de grandes caudales de fluidos a baja presión. Ventajas

          

Barata Alta capacidad con baja caída de presión a través de la válvula Soporta caídas de presión ( P) considerables Apta para un gran rango de temperatura, dependiendo del tipo de cierre Mínimo espacio para su instalación Economía especialmente en grandes tamaños Su mejor peso la hace más manejable en su mantenimiento Puede soportar fluidos corrosivos Desventajas Baja precisión. Necesita actuadores potentes o de gran recorrido si el tamaño de la válvula es grande o la presión diferencial es alta No adecuado para fluidos cavitantes

Descripción Estas válvulas pueden cerrarse herméticamente mediante un anillo de goma encastrado en el cuerpo. Un servomotor exterior acciona el eje de giro del disco y ejerce su par máximo cuando la válvula está totalmente abierta (en control todo-nada se consideran 900 y en control continuo 600, a partir de la posición de cierre ya que la última parte del giro es bastante inestable). Estas válvulas se emplean para el control de grandes caudales de fluidos a baja presión.

Aspectos Técnicos

Globo

Principio de Operación



 

Se basa en que el obturador cierra en contra de la presión difrencial del proceso. Aplicaciones Cañerías de 4" de diámetro o mayores Se emplean para el control de grandes caudales de fluidos a baja presión. Ventajas

     

Disponible en todos los raitings Amplia selección de materiales construcción Posibilidad de diversas características caudal Pueden soportar altas presiones.

de de

Desventajas Considerables perdidas de carga a grandes caudales Precios más elevados que las válvulas de mariposa en servicios de baja presión y temperatura.

Descripción Las válvulas de simple asiento precisan de un actuador de mayor tamaño para que el obturador cierre en contra de la presión diferencial del proceso. Por lo tanto, se emplean cuando la presión del Ruido es baja y se precisa que las fugas en posición de cierre sean mínimas. En la válvula de doble asiento o de obturador equilibrado la fuerza de desequilibrio desarrollada por la presión diferencial a través del obturador es menor que en la válvula de simple asiento. Por este motivo se emplean en trabajos con una alta presión diferencial. En posición de cierre las fugas son mayores que en una válvula de simple asiento.

Aspectos Técnicos

Bola

Principio de Operación



Se basa en su cavidad interna que alberga un obturador en forma de esfera o de bola. Aplicaciones

  

Para cañerías de 1 a 4 pulgadas de diámetro.



También en el control de caudal de fluidos negros, o bien en fluidos con gran porcentaje de sólidos en suspensión

Presiones menores a los 600 Psi En el control manual todo-nada de líquidos o gases.

Ventajas



Excelente control ante fluidos viscosos, erosivos, fibrosos o con sólidos en suspensión

  

Alta rangeabilidad de control apróx. (300:1) Mayor capacidad que las válvulas del globo

Precisas Desventajas

  

Precio elevado No adecuado para líquidos cavitantes Puede provocar ruido con caídas de presión alta

Descripción La bola tiene un corte adecuado (usualmente en V) que fija la curva característica de la válvula, y gira transversalmente accionada por un servomotor exterior. El cierre estanco se logra con un aro de teflón incorporado al cuerpo contra el cual asienta la bola cuando la válvula está cerrada. En posición de apertura total, la válvula equivale aproximadamente en tamaño a 75 % del tamaño de la tubería.

Modos de Acción

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Independiente del tipo de válvula, en ambos casos el

Válvulas de Control

sistema consiste en un vastago que abre o cierra un orificio de Conversores Electrónicos

acuerdo a las variaciones de una señal de control proveniente del controlador. Desde el punto de vista operativo, existen dos tipos

Bombas Dosificadoras

de válvulas de control, ellos son:

Variadores Frecuencia

Retornar

Aire para Abrir Aire para Cerrar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aire para Abrir

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Las cuales se abren cuando reciben una señal de aire.

Válvulas de Control

 Abierta con 15 psi

Conversores Electrónicos

 Cerrada con 3 psi Acción Inversa (bajar para abrir)

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aire para Cerrar

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Estas se cierran cuando les llega una señal de aire.

Válvulas de Control

 Cerrada con 15 psi

Conversores Electrónicos

Abierta con 3 psi Acción Directa (bajar para cerrar)

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Posicionador

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Son instrumentos que permiten una señal de carga

Válvulas de Control

neumática o eléctrica a un actuador para posicionar el obturador Conversores Electrónicos

de la válvula exactamente en el lugar requerido por el instrumento de control.

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Indicador de Posicionador

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Las fuerzas de desequilibrio que actúan en la válvula influyen en la posición del vástago de la válvula y hacen que el control sea

Conversores Electrónicos

errático e incluso inestable

Bombas Dosificadoras

El posicionador compara la señal de entrada con la posición del vástago y si esta no es correcta envía aire al servomotor o bien se

Variadores Frecuencia

elimina en el grado necesario para que la posición del vastago

corresponda exactamente o bien sea proporcional a la señal Retornar

neumática recibida. Estos posicionadores generalmente son neumáticos del tipo de equilibrio de fuerzas y poseen una leva cuya forma determina la

relación entre la señal de entrada y la posición del vástago y puede cambiar por completo la curva característica inherente de la válvula.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Indicador de Posicionador

Módulo 1 Sub - Módulo 6

El

Válvulas de Control

posicionador

generalmente

dispone

de

tres

manómetros para indicar las presiones del aire de alimentación, Conversores Electrónicos

de la señal procedente del controlador y de la señal de salida del posicionador de la válvula.

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

Principal

Cuando la señal del controlador es electrónica o digital, el propio posicionador puede contener un convertidor para pasar

de la señal electrónica o digital a neumática (I/P).

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Características de Regulación del flujo

Válvulas de Control

Conversores Electrónicos

En general todas la válvulas de control presentan una característica de acción continua y sus características de abertura dependen de la forma del vástago y del orificio. Es así, que al igual

Bombas Dosificadoras

que en las válvulas continuas sin control, es posible encontrar válvulas del tipo Lineal, Igual porcentaje, de Apertura Rápida.

Variadores Frecuencia

Retornar

Válvula de Igual Porcentaje Válvula de Apertura Rápida Válvula de Tipo Lineal

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Válvula de Igual Porcentaje

Módulo 1 Sub - Módulo 6

La válvula de igual

Válvulas de Control

porcentaje Conversores Electrónicos

tiene

una

característica de abertura f(x),

1

del tipo:

0,8

f(x)=Rx-1 (1)

0,7 0,6

f(x)

Bombas Dosificadoras

0,9

0,5 0,4

Variadores Frecuencia

En donde R, la Rangueabilidad

0,3 0,2 0,1

Retornar

de la válvula la cual se define como la razón entre el máximo y mínimo flujos controlables por la válvula. La figura 6

0 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

X

Figura 6: Característica típica de abertura de una válvula de igual porcentaje.

muestra la característica de una válvula de igual

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Válvula de Igual Porcentaje

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

porcentaje

de

rangueabilidad

50:1. Note que f(0)=0.02, este

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

es el mínimo control que se

1

tiene sobre el flujo, bajo este

0,9

punto

0,7

la

válvula

tiende

a

cerrarse completamente.

0,8

0,6

f(x)

Conversores Electrónicos

0,5 0,4

La pendiente de esta curva

0,3 0,2 0,1

Retornar

característica esta dada por:

0 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

X

df/dx = f.Ln(R)

(2)

o, escrito de otra forma: dx = [1/Ln(R )][df/f]

Característica típica de abertura de una válvula de igual porcentaje.

(3)

debido a la característica

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Válvula de Igual Porcentaje

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

presentada en la ecuación (3) es que este tipo de válvulas

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

deben su nombre: Un mismo

1

cambio de flujo, en toda la

0,9

zona de apertura de la válvula,

0,7

para

igual

cambio

en

el

0,8

0,6

f(x)

Conversores Electrónicos

0,5 0,4 0,3

posicionamiento dx.

0,2 0,1 0

Las válvulas de bola y las

Retornar

de

mariposa

presentan

características similares a las válvulas de igual porcentaje,

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

X

Característica típica de abertura de una válvula de igual porcentaje.

ello debido a la forma rotatoria que tiene su apertura.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Válvulas de Apertura Rápida

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Otras de uso común, como lo son las válvulas de apertura

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

rápida

presentan

una

característica de apertura con

0,9

una curvatura opuesta a la

0,7

presentada por la válvula de

0,8

0,6 0,5 0,4 0,3

igual

porcentaje.

Una

0,2

característica típica para una

0

válvula de apertura rápida se observa en la figura 7.

Principal

1

f(x)

Conversores Electrónicos

14/04/2013 16:03

0,1 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

X

Figura 7 : Característica típica de una válvula de apertura rápida

Avanzar

Válvulas de Tipo Lineal

Módulo 1 Sub - Módulo 6

En

Válvulas de Control

ocasiones

cuando por decisiones Conversores Electrónicos

mecánicas de funcio-

1 0,9

namiento es necesario

Variadores Frecuencia

Retornar

utilizar

válvulas

de

bola o de mariposa, es deseable una caracte-

rística lineal para la válvula. métodos

Uno para

de

Principal

14/04/2013 16:03

0,4 0,3

0,1

muestra la figura 8.

Z=0.1

0,5

lograr

lo

Z=0.2

0,6

0,2

divisor, como

Z=0.3

0,7

los

tal propósito es utilizar

un

0,8

f(m)

Bombas Dosificadoras

0 0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

m

Figura 8 : Divisor para linealización

Avanzar

Válvulas de Tipo Lineal

Módulo 1 Sub - Módulo 6

En este tipo de conexión la válvula es accionada por Válvulas de Control

Conversores Electrónicos

F(m), que presenta una característica inversa a la mostrada por la válvula de igual porcentaje, logrando que el conjunto presenta una

característica lineal (ver figura 9).

Bombas Dosificadoras 1 0,9

Variadores Frecuencia

F(m)

0,8

Carácterística linealizada

0,7

f(x)

0,6

Retornar

0,5 0,4 0,3 0,2

Válvula

0,1 0 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

X

Figura 9 : Característica linealizada de una válvula de igual porcentaje

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Válvulas de Tipo Lineal

Módulo 1 Sub - Módulo 6

La característica F(m) esta dada por la ecuación:

Válvulas de Control

F(m)=m/z+(1-z)m

Conversores Electrónicos

(4)

En donde z es un parámetro que permite regular la Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

curvatura de F(m). En particular, recordando la característica de una válvula de igual porcentaje, para lograr una característica lineal z debería tomar la expresión: z= (1/R)1/2

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

(5)

Avanzar

Criterio de Selección de la Válvula

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Consideraciones básicas para una adecuada selección

Válvulas de Control

de una válvula de control. Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia



Rangos y límites de presión en el cuerpo.



Capacidad de flujo y tamaño.



Características del flujo (gas, líquido, pulpas) y rangos del proceso.

Retornar



Límites de temperatura.



Corte a la filtración (hermeticidad)



Caída de presión (en corte y con flujo). Fenómeno de Cavitación y ”Flashing".

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Criterio de Selección de la Válvula

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control



Requerimientos de conexión en los extremos.

Conversores Electrónicos



Compatibilidad y durabilidad de los materiales con que se

construye. Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Dimensionamiento de Válvulas

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Para el dimensionamiento de la válvula, no solo se debe

Válvulas de Control

elegir por el tamaño de la tubería si no se debe considerar el tipo Conversores Electrónicos

de flujo (gas, líquido, pulpas) y condiciones del proceso. Daniel Bernoulli planteó la siguiente relación (básica)

Bombas Dosificadoras

para el fluido líquido sin turbulencias e incomprensible: Variadores Frecuencia

Retornar

Q = Cv

P1 - P2 P = Cv G G

Donde: Q

Principal

: Caudal [gpm]

14/04/2013 16:03

Avanzar

Dimensionamiento de Válvulas

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Q = Cv

Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

P1 - P2 P = Cv G G

Cv : Coeficiente de capacidad de la válvula. Se determina por pruebas y está tabulado para distintos diámetros y tipos de

Variadores Frecuencia

válvulas.

Depende de las dimensiones internas y de la

rugosidad.

Retornar

P1 : Presión aguas arriba [psi] P2 : Presión aguas abajo [psil

Principal

P

: Caída de presión entre flanches [psi]

G

: Gravedad específica del fluido.

14/04/2013 16:03

Avanzar

Dimensionamiento de Válvulas

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Actualmente,

Válvulas de Control

existen

en

el

mercado

programas

computacionales creados por los proveedores, los cuales realizan Conversores Electrónicos

cálculos para dimensionar válvulas según el proceso donde van ser empleados, tales como:

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Válvulas Inteligentes

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Estas

Válvulas de Control

gracias Conversores Electrónicos

válvulas al

aparecieron

desarrollo

microprocesadores,

de

contiene

los un

controlador digital y sensores de Bombas Dosificadoras

medición de temperatura, caudal y presión montados en la propia

Variadores Frecuencia

válvula.

El

controlador

digital

controla la presión manométrica Retornar

antes o después del orificio de la válvula, y la temperatura o el caudal, y envía la señal de salida al

módulo

del

electroneumático

posicionador acoplado

al

actuador.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Válvulas Inteligentes

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Cada válvula tiene grabada en una memoria ROM la variación de Cv corresponde al intervalo 0 al 100% de abertura de la válvula y el valor de factor de recuperación Cf, lo que permite conocer y controlar el caudal que esta pasando a través de la válvula, gracias al microprocesador que calcula el caudal utilizando las formulas correspondientes (fig.5).

Comunicación RS-485 (control distribuido,...)

Selector

 P P1 P2

P4

Tempertura Flujo Posición

I P P5 Posición T

ROM Cv F1

P1

Principal

14/04/2013 16:03

P2

Avanzar

Válvulas Inteligentes

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

El

software

permite

seleccionar

la

característica

deseada de la válvula:

Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

 Lineal  Igual porcentaje  Apertura rápida y  La

que puede especificar el

usuario.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Válvulas Inteligentes

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Las válvulas inteligentes

Válvulas de Control

aceptan la entrada del valor externo Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

del

punto

de

consigna

y

la

comunicación digital a través de la interfaz RS-485 con el protocolo

Variadores Frecuencia

Retornar

adecuado para comunicarse con los

sistemas de control distribuido. De este modo, accede a los valores de la variable de proceso, el punto de consigna y las alarmas.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Válvulas Inteligentes

Módulo 1 Sub - Módulo 6

La

Válvulas de Control

válvula

inteligente

puede efectuar un diagnostico de si Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

misma al medir la carrera del vástago

y

las

presiones

del

actuador. Puede captar el excesivo Variadores Frecuencia

Retornar

rozamiento

pegado

del

vástago

o

el

de las partes internas.

Además permite llevar el proceso a una condición de seguridad en el caso de problemas graves. Por ejemplo,

si

se

pierde

la

comunicación con el control

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Válvulas Inteligentes

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Conversores Electrónicos

distribuido, el sistema puede ser programado

para

conducir

la

válvula a una posición de seguridad Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

que impida la pérdida del material o para prevenir una condición de peligro para el operador de la

Retornar

Principal

planta.

14/04/2013 16:03

Avanzar Retornar

Conversores Electrónicos

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Estos elementos se comportan parecida a una válvula

Válvulas de Control

de control; varían la corriente en la línea de alimentación a la Conversores Electrónicos

carga en las misma forma en que una válvula cambie el fluido en un tubería.

Bombas Dosificadoras

A continuación se detallará el conversor más usado en la industria:

Variadores Frecuencia

Rectificadores Controlados de Silicio

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Rectificadores Controlados de Silicio Estos

Válvulas de Control

emplean

rectificadores de silicio que Conversores Electrónicos

bloquean

el

paso

de

la

corriente en sentido inverso, Bombas Dosificadoras

igual que los convencionales, pero que además la bloquean

Variadores Frecuencia

Carga

en sentido directo hasta que

Cable puerta

Anodo

no se aplica una pequeña Retornar

señal

en el terminal de

Catodo Control

control o puerta. Una vez el rectificador pasa al estado de conducción la señal puede

desconectarse y aquél puede

Impulso puerta

a) Rectificador

continuar en el mismo estado hasta que la corriente no

Principal

14/04/2013 16:03

Figura 10a: Rectificador controlado de silicio(SCR) Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Rectificadores Controlados de Silicio cambie de sentido. No hay nuevo paso de corriente si la

Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

excitación

no

enciende

nuevamente

el

rectificador

(figura 10a).

Variadores Frecuencia

Retornar

Angulo encendido 0o Potencia Máxima

Angulo encendido 90o 1/2 Potencia Máxima

Existen dos sistemas

de encendido:

Por

Angulo encendido 180o Potencia nula

ángulo

de

desfase

entre la corriente alterna

de carga y el impulso de

b) Curvas

excitación (phase control) Figura 10b: Rectificador controlado de silicio(SCR) Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Rectificadores Controlados de Silicio  Por encendido discreto con disparo el valor cero

Conversores Electrónicos

en el instante de cruzar

la corriente alterna de carga (zero cross

switching). En sistema de ángulo de fase, la carga se alimenta con

Bombas Dosificadoras

una corriente alterna recortada en un porcentaje controlado en Variadores Frecuencia

cada ciclo, tal como se observa en la figura 10b. La señal de

puerta que selecciona la parte deseada de potencia de esta Retornar

corriente de alimentación de la carga, es un impulso de corta duración y a la misma frecuencia de la corriente.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Rectificadores Controlados de Silicio

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Para aprovechar el semiciclo Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

negativo otro

se

suelen

elemento

utilizar

SCR

en Carga

oposición o bien su equivalente, una unidad triac (figura 11).

TRIAC

Retornar Control

Figura 11: Triac

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Rectificadores Controlados de Silicio

Módulo 1 Sub - Módulo 6

El

Válvulas de Control

sistema

de

encendido de ángulo de fase Conversores Electrónicos

puede aplicarse en el control

de Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

cargas

resistivas

e

inductivas. En las figuras 12 y 13 se representan el control de ésta

con las ondas de

tensión

y

corriente

correspondientes. Se observará que la forma

Tensión Alimentación

de

corriente

la

de

onda

carga

de

la

Tensión SCR

Tensión Carga Tensión Carga

tiene

muchos armónicos debido a Figura 12: Control de una carga resistiva

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Rectificadores Controlados de Silicio

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

que queda muy recortada. Esta forma de onda produce

Conversores Electrónicos

inferencias electromagnéti-cas

R

ya que la corriente de carga Bombas Dosificadoras

crece abruptamente al pasar del valor cero al valor nominal

Variadores Frecuencia

Retornar

L

en

unos

pocos

microsegundos,

desarrollan-

do

así

unas

potencias

transitorias y una distorsión importantes

que

pueden

afectar el funcionamiento de

otros aparatos de control que

Tensión Alimentación

Tensión SCR

Tensión Carga Tensión Carga

se alimenten de la misma fuente.

Principal

14/04/2013 16:03

Figura 13 : Control de una carga inductiva

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Rectificadores Controlados de Silicio Un

Válvulas de Control

filtrado Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

circuito

puede

reducir

de la

energía de interferencias, pero

R

si la potencia de carga es

L

elevada el filtro llega a ser voluminoso y caro, inclinando

Tensión Alimentación

la selección al sistema de

encendido

discreto

por

disparo al paso de cero, una de cuyas características es la eliminación interferencias

virtual de

de

las

radiofre-

Tensión SCR

Tensión Carga Tensión Carga

cuencia. Figura 14: Control de una carga inductiva

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Rectificadores Controlados de Silicio

Módulo 1 Sub - Módulo 6

En

Válvulas de Control

el

circuito

de Tensión

encendido discreto por paso Conversores Electrónicos

de cero (zero cross switching) la

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

corriente

alterna

es

Corriente Primra conmutacio n

entregado a la carga en forma de

paquetes

discontinuas.

de Este

Señal de

ondas tren

de

1 segundo =50 ciclos 30 ciclos on

20 ciclos off

ondas se genera mediante una excitación continua o bien por

medio

sincronizados

de que

impulsos

1 segundo =50 impulsos 30 impulsos

20 impulsos

actúan

antes de que la tensión de la línea cruce el valor cero, en lugar de un

Principal

14/04/2013 16:03

Figura 15: Circuito de encendidodiscreto

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Rectificadores Controlados de Silicio impulso sincronizado en fase Tensión

como ocurrían en el sistema Conversores Electrónicos

de ángulo de fase. La señal de

excitación mantiene el tiristor Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Corriente Primra conmutacio n

o el triac encendidos y al anularse aquélla, éstos dejan

Señal de

de conducir.

1 segundo =50 ciclos 30 ciclos on

El

sistema

se

emplea

típicamente

en

control

proporcional

en

Retornar

tiempo: se emite una señal

continua

o

una

serie

impulsos sincronizados,

Principal

14/04/2013 16:03

20 ciclos off

1 segundo =50 impulsos 30 impulsos

20 impulsos

de Circuito de encendido discreto

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Rectificadores Controlados de Silicio antes de que la tensión de Tensión

línea cruce el valor cero, en Conversores Electrónicos

número

proporcional

a

la

señal de control de 4-20 mA Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

Corriente Primra conmutacio n

c.c. Si esta señal es, por ejemplo, de 12 mA c.c. y la

Señal de

base de tiempo o duración de

ciclo es de 1 segundo, a la

1 segundo =50 ciclos 30 ciclos on

20 ciclos off

carga pasaran 30 ciclos (On) y dejarán de pasar 20 ciclos (Off), tal como puede verse en

1 segundo =50 impulsos 30 impulsos

20 impulsos

esta figura. El circuito de

Principal

14/04/2013 16:03

Circuito de encendido discreto Avanzar

Rectificadores Controlados de Silicio

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

encendido discreto se emplea Tensión

con preferencia para cargas Conversores Electrónicos

resistivas

de Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

en calentamiento

hornos.

En

cargas

Corriente Primra conmutacio n

ligeramente inductivas puede utilizarse siempre

con que

ángulo

de

evitar

que

precaución

se

limite

encendido la

Señal de

el

para

1 segundo =50 ciclos 30 ciclos on

20 ciclos off

componente

inductiva

de

la

corriente

dispare

el

circuito

de

1 segundo =50 impulsos 30 impulsos

20 impulsos

protección (debe ser casi cero antes del encendido de la media onda). Las unidades

Principal

14/04/2013 16:03

Circuito de encendido discreto

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Conversores Electrónicos

Rectificadores Controlados de Silicio SCR requieren un sistema de protección

para

corriente

de

limitar carga,

en

particular en el calentamiento Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

Tensión

la

Corriente Primra conmutacio n

de hornos donde el valor de las resistencias de calefacción

Señal de

varía del estado frío al estado

caliente o de régimen. Estas limitaciones

pueden

automáticas

o

1 segundo =50 ciclos 30 ciclos on

20 ciclos off

ser

manuales,

recomendándose la primera

1 segundo =50 impulsos 30 impulsos

20 impulsos

en hornos con elementos de calefacción de molibdeno o Circuito de encendido discreto

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Rectificadores Controlados de Silicio

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

de platino. Las más

condiciones

desfavorables

de

funcionamiento se tienen

Alimentador Controlador

en el arranque ya que al Variadores Frecuencia

Retornar

aplicar

la

tensión

pasa

una

total

corriente

Amplificador magnético

excesiva, lo cual acorta la vida

útil

del

elemento

calefactor y sobrecarga el equipo

de

Bobina sat urable o t irist or

Válvulas de Control

Limitador de corriente

protección. Caraga

Figura 16: Limitador automático de corriente

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Rectificadores Controlados de Silicio

Módulo 1 Sub - Módulo 6

El proceso continua

Válvulas de Control

hasta

normal, en el cual el limitador

de Bombas Dosificadoras

funcionamiento

corriente

no

prácticamente influencia.

Alimentador

tiene Controlador

Variadores Frecuencia Amplificador magnético

Retornar

Bobina sat urable o t irist or

Conversores Electrónicos

el

Limitador de corriente

Caraga

Limitador automático de corriente

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Rectificadores Controlados de Silicio

Módulo 1 Sub - Módulo 6

El tiristor necesita también una

Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

protección

tensiones

contra

transitorias

y fusibles como protección

Controlador

contra sobrecorrientes. Los rectificadores de silicio controlado van provistos de

Retornar

Alimentador

Amplificador magnético

Bobina sat urable o t irist or

Válvulas de Control

indicadores del porcentaje de corriente de carga, graduada 0 - 100%, de un conmutador

Limitador de corriente

automático-manual y de un

mando manual para el ajuste

Caraga

de la carga. Limitador automático de corriente

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Rectificadores Controlados de Silicio

Válvulas de Control

Las características de aplicación de SCR son los siguientes: Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

 Ganancia

extremadamente alta con un limite de 10.000 o

superior. Variadores Frecuencia

 Su

salida mínima es de 0 V. Ello indica que la potencia de

alimentación a la carga puede anularse completamente. Retornar

 Baja

caída

de tensión de modo que a la carga puede

aplicarse de 96 a 99% de la tensión de línea.

 El tiempo de respuesta es corto.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

Rectificadores Controlados de Silicio  Son de pequeño tamaño.  Necesitan una protección contra corrientes transitorias.  Su

potencia nominal debe disminuirse si aumenta la

temperatura de servicio

Variadores Frecuencia

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar Retornar

Bombas Dosificadoras

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Estos son acciona-

Válvulas de Control

das Conversores Electrónicos

por

actuadores

neumáticos o eléctricos y son utilizadas principalmente en

Bombas Dosificadoras

el

envío

precisas Variadores Frecuencia

de de

cantidades

líquidos

para

mezclas, en caso tales como

el control de pH, tratamiento Retornar

de

aguas,

productos

adición

en

la

de

industria

alimenticia, etc., aplicaciones que se caracterizan por bajos

caudales,

altas

presiones,

altas viscosidades, etc.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar Retornar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Cuando se requiere

Válvulas de Control

accionamiento eléctricos de Conversores Electrónicos

velocidad variable, se utiliza en

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

la

actualidad

motores

eléctricos AC (usualmente de Inducción) manipulados por Variadores de Frecuencia.

Retornar

Estos sistemas, más eficientes y confiables, han venido a reemplazar a los

antiguos sistemas a base de motores DC accionados por rectificadores controlados.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

En las Plantas Concertadoras es posible encontrar este

Válvulas de Control

tipo de accionamiento en el control de la velocidad de las Correas Conversores Electrónicos

Transportadoras, y en el control de las distintas bombas eléctricas que existen en el sistema (la que eleva la pulpa a los hidrociciones,

Bombas Dosificadoras

por ejemplo), ventiladores, etc.

Variadores Frecuencia

Retornar

Frecuencia VARIADOR DE FRECUENCIA

Velocidad

MOTOR

1000 RPM RPM

Señal de medición Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Un Variador de Frecuencia es un elemento electrónico Válvulas de Control

de potencia capaz de entregar señales eléctricas de frecuencia, y en ocasión amplitud, variables. Los esquemas de los variadores

Conversores Electrónicos

de frecuencia constan básicamente de tres partes: Una etapa rectificadora, un filtro pasabajos, y un inversor (ver Figuras 17a y

Bombas Dosificadoras

17b). (a)

Controlador

Variadores Frecuencia

T

AC/DC

DC/AC

E ( )

S

Retornar

To So

R

Ro (b)

Sin Control T

AC/DC

To Edc

S

DC/DC

E ( )

DC/AC

So

R

Ro

Figura 17a: Esquema básico de variador de frecuencia Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Conversores Electrónicos

Cuando se requiere una señal alterna de amplitud fija, 220 Volts por ejemplo, se utiliza un rectificador sin control a base de Diodos (también SCR con ángulo de disparo fijo, pudiéndose así en

casos de emergencia desconectar el Rectificador por la simple Bombas Dosificadoras

interrupción de los disparos). Sí se quiere manipular la (a)

Controlador

Variadores Frecuencia

T

AC/DC

DC/AC

E ( )

S

Retornar

To So

R

Ro (b)

Sin Control T

AC/DC

To Edc

S

DC/DC

E ( )

DC/AC

So

R

Ro

Figura 17b: Esquema básico de variador de frecuencia Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

amplitud de la salida debe utilizarse Rectificadores Controlados, o a su vez agregar un Conversor DC-DC (Chopper).

Para atenuar el

efecto de las armonices, y para mejorar la eficiencia del sistema,

los rectificadores son normalmente de 6 pulsos.

En ocasiones,

cuando es especialmente necesaria una baja emisión de armonices, se suele utilizar rectificadores de 12 pulsos.

Variadores Frecuencia

Los Inversores, llamados también Conversores DC - AC,

son los encargados de proveer, a partir de la alimentación DC Retornar

proporcionada por el rectificador, la señal con la frecuencia deseada. Estos dispositivos constan de una serie de interruptores electrónicos de potencia (transistores del tipo IGBT) para

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

potencias bajas y medianas, Tiristores tipo GTO para potencias más Válvulas de Control

Conversores Electrónicos

altas, los cuales al ser accionados secuencialmente construyen señales de la frecuencia deseada (ver figuras 18a, 18b y 18c ).

Bombas Dosificadoras

Ro E ( )

Variadores Frecuencia

t

Retornar

T

(a)

Ro E ( )

Ro E ( )

t

t

T

T

(b)

(c)

Figura 18: Formas de onda típicas de salida en Inversores. Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Como puede verse de la figura, las señales en la salida de Válvulas de Control

Conversores Electrónicos

los Variadores, si bien son alternas, no son sinusoidales. Ello implica la presencia de armónicas. Así, por ejemplo, en la señal Ro

Bombas Dosificadoras

E ( )

t

Variadores Frecuencia T

Retornar

(a) Ro

Ro E ( )

E ( )

t

t

T

T

(b)

(c)

Formas de onda típicas de salida en Inversores Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

cuadrada de la figura Figura 20 (a) están presentes todas las armónicas impares. Como puede verse en la Tabla 1 algunas de las

Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

armónicas son de bastante magnitud en comparación de la Tabla 1

Ro E ( )

t

Variadores Frecuencia

Armonica Fundamental(10) 30 50 70 90

Magnitud % Fundamental 1.2733E& 100.0 0.4244 E& 33.3 0.2546 E & 20.0 0.1819E& 14.3 0.1415E& 11.1

T

Retornar

(a)

Ro

Ro

E ( )

E ( )

t

t

T

T

(b)

(c)

Formas de onda típicas de salida en Inversores. Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

fundamental deseada, de modo que en aplicaciones de cierta potencia ello podría significar la contaminación de la red de

Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

alimentación y de los equipos electrónicos que se encuentren en Tabla 1

Ro E ( )

Armonica Fundamental(10) t 30 50 70 90

Variadores Frecuencia T

Retornar

(a)

Magnitud % Fundamental 1.2733E& 100.0 0.4244 E& 33.3 0.2546 E & 20.0 0.1819E& 14.3 0.1415E& 11.1

Ro

Ro

E ( )

E ( )

t

t

T

T

(b)

(c)

Formas de onda típicas de salida en Inversores. Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

la cercanía, siendo en algunos casos necesario proporcionar blindaje a los mismos.

Conversores Electrónicos

Las armónicas afectan también el funcionamiento de los motores a los cuales esta conectado el Variador de Frecuencia. Así,

Bombas Dosificadoras

en el caso de los motores trifásicos, las armónicas 50, 110 ,170, etcetera producen torques, de magnitud menor, en el sentido

Variadores Frecuencia

Retornar

contrario de movimiento del eje del motor. A su vez la Frecuencia

Fundamental, la de 70, 130, etc., armónicas producen torques en el sentido de giro, mientras que las armónicas 30, 90, 50, etc., no tienen efecto sobre el giro del motor. El conjunto produce torques pulsantes

en

el

motor,

hecho

el

cual

contribuye

a

un

sobrecalentamiento del mismo.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Conversores Electrónicos

Para atenuar el efecto negativo de las armónicas es que la mayoría de los variadores de frecuencia usan la técnica de Modulación de Ancho de Pulso (PWM) para la construcción de las señales de salida. Ello permite atenuar el efecto de las armónicas, eliminando incluso algunas de ellas. La figura siguiente muestra una señal de salida construida con PWM.

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Los Variadores de Frecuencia ofrecen además diversas

Válvulas de Control

funciones utilitarias que permiten el mejor manejo de los motores. Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

Entre ellas es posible destacar las siguientes: a) Freno de los Motores: Existen varios modos en que se puede lograr esta acción.

Inyección de corriente continua al motor. Con ello se genera un Par de Frenado que detiene el giro del motor.

Freno de Retención. Ello consiste simplemente en la acción de un relé que activa un sistema de frenado mecánico.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

Freno por acción regenerativa. Se logra consumiendo la energía generada por la máquina cuando está generando. Ver figura 19.

Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras Ro

R

Variadores Frecuencia

DC/AC

S T

So To

AC/DC

Retornar

DC/DC

Resistencias Disparadas

Figura 19: Esquema de frenado con acción generatórica.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

b) En variadores de gran potencia existe la posibilidad de aprovechar la acción generatórica para devolver la energía a la

Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Retornar

red de alimentación. Ello exige naturalmente que el equipo sea

capaz de

proveer

los

adecuados

mecanismos

de

sincronización de frecuencia, fase y amplitud que una acción de esta naturaleza requiere.

C) Los Variadores de Frecuencia proveen la posibilidad de programar rectas de aceleración o desacelaración. Ello permite que los motores alcancen gradualmente la velocidad, o el frenado deseada. También, en algunos casos, para evitar

los sacudones en la partida o el frenado es posible encontrar variadores de frecuencia que permiten

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

redondear los inicios o finales de las rectas (ver figura 20).

Bombas Dosificadoras

Variadores Frecuencia

Velocidad,RPM

Conversores Electrónicos

Curvas de Aceleración Curvas de Desacelerción

Retornar

t Redondeo de Puntas

Figura 20 : Curvas de Aceleración y Desaceleración

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

D) Todo variador de Frecuencia ofrece generalmente la posibilidad de inversión de giro. Algunas versiones ofrecen además la

Conversores Electrónicos

posibilidad de compensar el deslizamiento en los motores.

Bombas Dosificadoras

En general existen Variadores de Frecuencia de pequeña, mediana, y gran potencia. Los primeros oscilan en potencias

Variadores Frecuencia

Retornar

de alrededor de algunos Kwatt, los últimos pueden llegar

incluso a los 1500 Kw. En cuanto a frecuencias el rango más usual es de 0 - 150 Hz, sin embargo es posible encontrar versiones de 0 - 300 Hz, y hasta de 0 - 600 Hz, naturalmente, estos últimos bajo la condición de que el

motor sea capaz de trabajar a estas

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Variadores de Frecuencia

Módulo 1 Sub - Módulo 6

Válvulas de Control

frecuencias. Los fabricantes ofrecen usualmente estos equipos con niveles de protección IP-20, o IP-42, para el caso de

Conversores Electrónicos

Bombas Dosificadoras

aplicaciones mineras sin embargo, sería deseable tener al menos un indice de protección IP-54. Finalmente, en la actualidad se ofrecen versiones de

Variadores Frecuencia

Retornar

Variadores de Frecuencia con dos distintas filosofias de trabajo:

Los variadores de accionamiento Vectorial, y los de accionamiento Escalar. Los primeros hacen un control bastante más fino y eficiente sobre la velocidad y se utilizan en casos que requieren este tipo de requerimientos (control de velocidad de molinos, por

ejemplo). En el caso que nos ocupa, control de bombas y correas transportadoras, bastará con utilizar los basados en el principio de operación escalar. Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar Retornar

MENU 1

DESCRIPCION

2

OBJETIVOS

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

4

SENSORES

5

TRANSMIISORES

6

ACTUADORES

77

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

Se entregará en esta sección los procedimientos genales

y

equipos

empleados

para

la

calibración

de

instrumentos.

Avanzar

MENU 1

DESCRIPCION

2

OBJETIVOS

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

Los

instrumentos

industriales

pueden

medir,

transmitir y controlar las variables que intervienen en un

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

proceso. En la realización de todas estas funciones existen

4

SENSORES

salida

5

TRANSMIISORES

6

ACTUADORES

77

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

una relación entre la variable de entrada y la variable de de

cada

instrumento.

Siempre

que

el

valor

representado en el instrumento corresponda exactamente a la variable de medición en la entrada, si es así, entonces el instrumento estará efectuando una medición correcta. Pero, en la práctica los instrumentos poseen en general valores inexactos en la salida que se apartan en mayor o menor grado del valor verdadero de la variable de entrada, lo cual constituye el error en la medición.

El error es universal e inevitable y acompaña a

Avanzar

MENU 1

DESCRIPCION

2

OBJETIVOS

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

4

SENSORES

5

TRANSMIISORES

6

ACTUADORES

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

toda medición, aunque ésta sea muy elaborada, o se efectué

un gran número de veces. Es decir, el valor verdadero no se establece con exactitud completa y es necesario encontrar limites que lo definan, de modo que sea práctico para calcular la tolerancia de la medida. Un instrumento, se considera que

esta bien calibrado cuando en todos los puntos de su rango de medida, la diferencia entre el valor real de la variable y el valor indicado o registrado o transmitido, esté comprendida entre los limites determinados por la precisión del instrumento.

77

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

8

LINKS /DOWNLOAD

9

TERMINAR / SALIR

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MENU 1

DESCRIPCION

2

OBJETIVOS

3

CARACTERISTICAS CLASES Y CODIGOS

4

SENSORES

5

TRANSMIISORES

6

ACTUADORES

77

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

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9

TERMINAR / SALIR

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS

Contenido

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados para Calibración Calidad de Calibración según Norma ISO 9002

Procedimiento de Calibracion

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración

En

la

actualidad

existen

dos

características

de

calibración y se veran a continuación.

Equipos Empleados Para la Calibración

• Contenido

Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Calibración de Instrumentos Convencionales y Electrónicos Calibración de Instrumentos Digitales

Principal

14/04/2013 16:03

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Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración

Calibración de Instrumentos Convencionales y Electrónicos En

general,

por

el

concepto de Calibración se entiende

Equipos Empleados Para la Calibración

el proceso de obtención de la Curva

Calidad de calibración según ISO 9002

Esta curva se obtiene variando la

Retornar

intervalos constantes, con la ayuda

de

Calibración

entrada de

del

del

un

instrumento.

instrumento

patrón

registrándose

confiable,

los

valores

en

Instrumento

Módulo 1

Medida Patrón

y que

entrega el instrumento frente a estos casos.

Así, si se varía el

patrón en un rango determinado, es

posible

obtener

representa

el

una

curva

que

funcionamiento

estático del

Principal

14/04/2013 16:03

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Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Calibración de Instrumentos Convencionales y Electrónicos instrumento. Esta curva, mente

un

línea

ideal-

recta,

es

denominada Curva de Calibración. Para la obtención de la Curva

de

Calibración

se

debe

realizar un Proceso de Medida.

Esto último consiste en el proceso de tomar varias medidas para cada valor de la escala, de modo de poder realizar para cada caso un análisis estadístico de modo de

Figura 21: Curva de aproximación a la Recta de Calibración

obtener el valor más probable que se acerque más fielmente al valor

Principal

14/04/2013 16:03

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Módulo 1 Sub - Módulo 7

Calibración de Instrumentos Convencionales y Electrónicos

Procedimiento de Calibración

real. Realizado este proceso para el

Equipos Empleados Para la Calibración

de la Curva de Calibración, ésta

Calidad de calibración según ISO 9002

instrumento, al tomar cada lectura será un muestra de una población estadística generada por un proceso de medida.

Retornar

Si se toma cada medida repetidamente, serie

de

datos

se

generará

con

una

Distribución Estadística. más

representativo

una cierta

El valor de

Curva de aproximación a la Recta de Calibración

esta

Distribución es el llamado Valor Medio, valor el cual representa en

Principal

14/04/2013 16:03

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Módulo 1 Sub - Módulo 7

Calibración de Instrumentos Convencionales y Electrónicos

Procedimiento de Calibración

la práctica el valor promedio de las

Equipos Empleados Para la Calibración

figura 23, el valor M2 representa el

Calidad de calibración según ISO 9002

muestras. valor

Así, en referencia a la

promedio

de

todos

las

medidas tomadas en este punto, esto es, si para este punto se han

Retornar

obtenido las siguientes N medidas:

M11, M12, hasta M1N, entonces M2 esta dado por: M2=

M 11 + M 12 + ......+ M 1N N

(1 )

Curva de aproximación a la Recta de Calibración

Igual cosa ocurre con M5, M8, y M11.

Principal

14/04/2013 16:03

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Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Calibración de Instrumentos Convencionales y Electrónicos Para representar lo cerca que están los valores M11, M12, ..., Y M1N del Valor

Promedio,

estadísticamente

se un

define

parámetro

llamado Desviación Estándar: ( M11 - M 2) 2 + ( M12 - M 2) 2 + .....+ ( M1N - M 2) 2 N -1

=

(2)

La mayoría de los casos las

muestras

toman

una

Distribución Gaussiana, aceptando

Curva de aproximación a la Recta de Calibración

aquello, es posible plantear que:  El 68% de las veces el valor se encuentra en el rango M  

Principal

14/04/2013 16:03

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Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

Calibración de Instrumentos Convencionales y Electrónicos  El 95% de las veces el valor se encuentra en el rango M  2  El 99.7% de las veces el valor se encuentra en el rango M  3 En resumen si se repite el

Retornar

proceso de medida para cada uno de los puntos de la escala del instrumento, con la ayuda de un Patrón adecuado, se obtendrá una curva

que

funcionamiento

representa estático

Curva de aproximación a la Recta de Calibración

el del

instrumento. Esta curva

Principal

14/04/2013 16:03

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Módulo 1 Sub - Módulo 7

Calibración de Instrumentos Convencionales y Electrónicos

Procedimiento de Calibración

idealmente debería ser una recta de

Equipos Empleados Para la Calibración

usualmente no resulta así, y la

Calidad de calibración según ISO 9002

pendiente

sin

embargo

curva no resulta ser exactamente una recta. Se acostumbra en estos caso

Retornar

unitaria,

aproximar

la

curva

de

calibración a la mejor recta posible,

denominada Recta de Calibración. Para técnicas

de

ello

se

utilizan

aproximación

de

Curva de aproximación a la Recta de Calibración

mínimos cuadrados. Si se considera

"X" como la cantidad

Principal

14/04/2013 16:03

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Módulo 1 Sub - Módulo 7

Calibración de Instrumentos Convencionales y Electrónicos

Procedimiento de Calibración

entregada por el patrón, e ''Y" como

Equipos Empleados Para la Calibración

obtenido en el proceso de medida,

Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

el valor del instrumento a calibrar,

entonces, la Recta de Calibración estará dada por: Y = mX+b

(3)

En donde, si M es el numero de puntos considerados en la Curva de Calibración:

MX iYi - X i Yi m= 2 M X i - (  X i ) 2 Principal

14/04/2013 16:03

Curva de aproximación a la Recta de Calibración

Yi X i - X iYi X i b= 2 MX i - (X i ) 2 2

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Módulo 1 Sub - Módulo 7

Calibración de Instrumentos Convencionales y Electrónicos

Procedimiento de Calibración

Todo el procedimiento de obtención

Equipos Empleados Para la Calibración

de Calibración antes descrito se

Calidad de calibración según ISO 9002

de la Curva y la consiguiente Recta hace bajo el precepto de que la salida del instrumento depende solo de la variable física que se quiere

Retornar

medir. En la práctica, sin embargo,

suele suceder que existan más de una

variable

que

afecta

la

sensibilidad del funcionamiento de los instrumentos.

Principal

14/04/2013 16:03

Curva de aproximación a la Recta de Calibración

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

Calibración de Instrumentos Convencionales y Electrónicos En resumen, el Proceso de Calibración Estática consiste en los siguientes pasos:

Examinar

el

instrumento

e

identificar

las

variables

de

interferencia que podrían afectar el funcionamiento del mismo. Solo se deben considerar aquellas entradas que tengan un efecto

Retornar

no despreciable sobre el instrumento.

Utilizando

el patrón adecuado, realizar el proceso de medida

para la variable principal, obtener la curva de calibración y la recta estática.

Calcular la inexactitud buscando la máxima

desviación respecto a la Recta, referida esta desviación en forma porcentual al valor de plena escala.

Principal

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Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

Calibración de Instrumentos Convencionales y Electrónicos 

Si las sensibilidades del instrumento respecto a las variables de interferencia no son entregadas por el fabricante, realizar un proceso de medida para determinarlas. Las sensibilidades corresponden a las pendientes de las rectas obtenidas en los respectivos procesos de medida.

Retornar

Resulta evidente del proceso descrito que es de vital importancia contar con patrones confiables.

La facultad de

rastrear la precisión de un patrón hasta su última fuente de los

Patrones Primarios, o Fundamentales, de la National Bureau of Standards, USA, es denominada Rastreabilidad. Se define como Sensibilidad al cambio en la salida del instrumento por una variación unitaria de la entrada de

Principal

14/04/2013 16:03

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Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración

Calibración de Instrumentos Convencionales y Electrónicos interferencia, siendo este parámetro de suma utilidad para el calculo de la desviación de la lectura del instrumento respecto al valor dado por la Recta de Calibración. Así, por ejemplo:

Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Calibración de un Sensor de Nivel

Principal

14/04/2013 16:03

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Calibración de un Sensor de Nivel

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Si un sensor de nivel, al cual se le define una sensibilidad de 0.2 Cm/ °C, que fue calibrado en un medio con temperatura ambiental de 25 OC, mostrará una desviación de 1 Cm (0.2 Cm/ oC x 5 oC =1 Cm) respecto al valor dado por la Recta si se le hace trabajar a 30 oC . Esto es, si el instrumento marca 112 Cm, el valor real es de 111 Cm.

A veces los fabricantes entregan las Sensibilidades bajo las cuales operan los instrumentos, de ser así las correcciones pueden ser realizadas emulando el procedimiento utilizado en el ejemplo anterior. De no conocerse el valor de estos parámetros es

aconsejable calcularlos. Para ello es necesario realizar un nuevo proceso de medida, esta vez, para un valor fijo de la

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Calibración de un Sensor de Nivel

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

variable principal (idealmente se deben mantener fijas todas las otras posibles variables de interferencia), se varia la variable de interferencia de modo de obtener una nueva recta para este proceso.

El valor de la pendiente "m" de esta nueva recta

representa la sensibilidad buscada. repitiendo este procedimiento para todas las variables de interferencia se podrá determinar las otras sensibilidades del instrumento de medida.

Naturalmente

para cada caso se debe utilizar los patrones adecuados. En un amperímetro, se descubre que solo la temperatura tiene un efecto suficientemente importante como para afectar el funcionamiento del instrumento. Realizados los

Principal

14/04/2013 16:03

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Calibración de un Sensor de Nivel

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

procesos de medida respectivos se obtuvieron los siguientes resultados:

 Proceso de Medida Variable Principal : Corriente en Amperes (A). El proceso de medida fue realizado a 25oC, obteniéndose

Retornar

la siguiente tabla de resultados. Naturalmente para cada caso se debe utilizar los patrones adecuados. Patrón Corriente (A) 2 4 6 8 10

Principal

14/04/2013 16:03

M1A (A) 2,10 4,30 6,20 8,20 10,30

M2A (A) 1,80 4,10 5,80 8,00 10,20

M3A (A) 1,90 3,80 5,90 8,10 9,90

M4A (A) 1,90 3,90 6,30 7,90 10,00

MA 1,925 4,025 6,050 8,050 10,100



A

0.126 0.245 0.238 0.129 0.183

Avanzar

Calibración de un Sensor de Nivel

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración

 Proceso de Medida Variable Interferencia : Temperatura (oC). El proceso de medida fue realizado para una corriente fija de 6 (A), obteniéndose la siguiente tabla de resultados.

Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Patrón Temperatura (OC) 30 35 40 45 50

Conclusiones: 1.

M1T (A) 6,06 6,12 6,16 6,22 6,31

M2T (A) 6,08 6,13 6,18 6,22 6,30

M3T (A) 6,05 6,14 6,15 6,24 6,34

M4T (A) 6,06 6,11 6,2 6,26 6,32

MT 6,063 6,125 6,173 6,235 6,310



T

0,013 0,013 0,022 0,019 0,017

Del primer Proceso de medida se obtuvieron los siguientes resultados respecto a la mejor Recta:

m=1.02

Principal

14/04/2013 16:03

b= -0.095

Avanzar

Calibración de un Sensor de Nivel

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración

De lo que se concluye que la recta de Calibración esta dada por: Y=1.02 X - 0.095

Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

En cuanto a la Exactitud, la situación es la que sigue: Patrón Recta M ±2 Desviación de Recta

2.

2 1.945 2.177 0.232

4 3.985 4.490 0.505

6 6.025 6.526 0.501

8 8.065 8.308 0.243

10 10.105 10.466 0.361

Respecto al segundo proceso de medida se obtuvo m=0.0124, de lo que se concluye que la sensibilidad

del

amperímetro a la temperatura esta dada por: Sensibilidad a Temperatura = 0,01 24 (A/OC )

Principal

14/04/2013 16:03

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Calibración de Instrumentos Digitales

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

En

los

digitales

instrumentos

“inteligentes”,

en

particular en los transmisores, la calibración se ve facilitada por la inteligencia proporcionada por el microprocesador incorporado en el instrumento. digitalmente datos

Este en

que

un

guarda EPROM

los

proporcionan

correcciones precisas de las no

Microprocesador

linealidades de los sensores ante variaciones de temperatura y en la

Sensor Temperatura RTD

presión ambiente, para toda la vida

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Calibración de Instrumentos Digitales

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

útil del instrumento. Se encuentran grabados unos 126 puntos o más en lugar de los cinco típicos (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) con los que

se

calibra

un

instrumento

convencional.

Un comunicador portátil dotado de visualizador de cristal líquido

y

teclado

alfanumérico

permite comprobar desde el propio

transmisor,

o

bien

desde

controlador, o desde cualquier

Principal

14/04/2013 16:03

el

Microprocesador

Sensor Temperatura RTD

Avanzar

Calibración de Instrumentos Digitales

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

punto de la línea de conexión (dos hilos), el estado y calibración transmisor.

Estos

del

instrumentos

presenta pues la ventaja de que no es necesario su calibración. En todo caso, puede ajustarse el aparato enviando a través

del teclado

alfanumérico del comunicador el número

de

identificación

del

instrumento y los valores inferior y

Microprocesador

superior del campo de medida con los

que

se

desea

reajustar

el

Sensor Temperatura RTD

aparato.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Calibración de Instrumentos Digitales

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Si bien es evidente que el 1 +

sistema de calibración en general

2 3 -

o o o

tiene un mismo procedimiento, en algunos instrumentos particulares existen otros procedimientos más rápidos que están incluidos en el manual

de

instrucciones

del

fabricante. Ver figuras 22a y 22b. HART Communicator

Figura 22a: Calibración del Sensor con HART Communicator

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Calibración de Instrumentos Digitales

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Figura 22b: Calibración de la Válvula de Control con HART Multiplexer

Principal

14/04/2013 16:03

VER Avanzar VIDEO

Equipos Empleados para Calibración

Módulo 1 Sub - Módulo 7

A continuación hablaremos de los siguientes temas:

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

Calibrador y Comprobador de los Instrumentos Retornar

Calibrador y Comprobador de Válvulas de Control Aparatos Electrónicos de Comprobación

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Calibrador y Comprobador de los Instrumentos

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración

Seguidamente hablaremos de los diferentes equipos

empleados para calibrar y comprobar instrumentos de:

Calidad de calibración según ISO 9002

Presión

Retornar

Nivel Flujo Temperatura

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Presión

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

Para

calibrar

los

instrumentos de presión pueden emplearse varios dispositivos que

figuran

a

utilizan

en

continuación, general

y

que

manómetros

patrón. Retornar

(figura

Los

manómetros

23)

se

emplean

patrón como

testigos de la correcta calibración de los instrumentos de presión. Son manómetros de alta precisión

con un valor mínimo de 0,2 % de

Figura 23: Manómetro Patrón

toda la escala.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Presión

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Esta precisión se consigue de varias formas:

 Dial

con

especular, lectura

una de

se

superficie

modo

que

efectúa

la por

coincidencia exacta del índice y de su imagen, eliminando así el

error de paralelaje.

 Dial

con graduación lineal, lo

que permite su fácil y rápida calibración.

 Finura del índice y de la

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Presión

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Graduaciones de la escala.

 Compensación

de temperatura

con un bimetal.

 Tubo Bourdon de varias espiras.  Se

consigue

una

mayor

precisión (de 0,1%) situando

marcas

móviles

incremento

de

para

cada

lectura

del

instrumento.

También

puede

utilizarse

aparatos

patrón

de

como

presión

los

instrumentos digitales

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Presión

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

inteligentes,

por

la

precisión

elevada que poseen, del orden del ± 0,2%.

Fotodiodo

La de

los

Fuente Luminosa

calibración

manómetros

consigue

con

el

periódica patrón

se

comprobador

digital.

El manómetro

comprobador digital

(figura

de

Bobina de Equilibrio

24)

100000 Voltímetro Digital

consiste en un tubo de Bourdon con un espejo soldado que refleja una fuente luminosa sobre un par de

fotodiodos equilibrados, se genera así una señal de corriente que crea

Principal

14/04/2013 16:03

Presión de Ensayo

Figura 24: Comprobador de manómetro digital

Avanzar

Presión

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

un par igual y opuesto al de la presión

que

actúa

sobre

tubo

Fuente Luminosa Fotodiodo

Bourdon. Una resistencia de presión crea

una

directamente

señal

de

tensión

proporcional

a

la

presión del sistema. Bobina de Equilibrio

Retornar

Completando instrumento

el

anterior

potenciómetro

de

servoválvula

se

ajuste

con y

obtiene

25).

la

precisión

Voltímetro Digital

una un

comprobador de control de presión (figura

100000

Presión de Ensayo

del

comprobador de manómetros

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Presión

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

digitales alcanza +/- 0.003% de toda la escala, con una estabilidad de +/- 0,005% de la lectura. Añadiendo un ordenador y el software adecuado se consigue una

automatización

de

la

calibración con salida gráfica y por impresora, lo que permite satisfacer

100000

los requerimientos de la norma de calidad ISO 9000.

Presión de Ensayo

Seevoválvulas Presión

Figura 25: Comprobador de manómetro digital

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Nivel

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración

Un

instrumento

nivel

diferencial

se

calibra

disponiendo en un banco de pruebas (figura 26), con la conexión de alta conectada a un manorreductor y a una columna de agua o Columnas de agua

Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

de

Columnas de mercurio

Figura 26: Banco de prueba de instrumento

Conexiones de enchufes rápida Manorreductores Bomba de vacío

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Nivel

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

de mercurio para simular el campo de medida y la conexión de baja abierta a la atmosfera; la parte transmisora neumática o electrónica se alimenta aparte y su señal de salida va a una columna de mercurio de banco, en caso de señal neumática, o a una maleta comprobadora de instrumentos electrónicos, en caso de señal electrónica. La simulación de campo de medida se consigue transformando a presión

la altura de líquido en el

tanque del proceso y reproduciendo esta presión

con el

manorreductor de banco de pruebas.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Flujo

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Los

rotámetros

para

líquidos se comprueban haciendo pasar

agua, de modo tal que la

indicación

de

rotámetro

se

mantenga en un valor constante y recogiendo el agua en un tanque de capacidad

depósito

conocida

colocado

o

en

sobre

un

una

báscula. Esta capacidad dividida por el tiempo transcurrido en la experiencia dará el caudal, que deberá coincidir con la indicación del rotámetro (figura 27), teniendo

Figura 27: Rotámetro

en cuenta naturalmente las

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Flujo

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

correcciones de peso especifico, temperatura y viscosidad del fluido real comparado con el agua (fluido de ensayo). La comprobación

del

rotámetro

puede

realizarse

también

intercalando otro rotámetro de precisión en serie y comparando las dos indicaciones. Los rotámetros para gases se calibran con un rotámetro

Retornar

de precisión en serie haciendo pasar aire. Se comparan las dos indicaciones afectadas de los correspondientes factores de corrección de peso específico, temperatura y presión.

Principal

14/04/2013 16:03

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Temperatura

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración

Para la calibración de instrumentos de temperatura se emplean siguientes equipos:

Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

Calibrador de Bloque Metálico

Retornar

Calibrador de Baño de Arena Calibrador de Baño de Líquido

Hornos de Temperatura

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Calibrador de Bloque Metálico

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

El calibrador de bloque metálico bloque

(figura 28) consiste en metálico

calentado

por

Funciones de Control

Orificios de Inserción

resistencia con un controlador de temperatura de precisión (±2oC) adecuado para la

aplicación de

altas temperaturas (-25 a 1200oC). El control de temperatura se realiza con aire comprimido , lo que permite reducir la temperatura

desde 1200oC al ambiente en unos 10 -15 minutos. En el

Principal

14/04/2013 16:03

Figura 28 : Calibrador de bloque metálico

Avanzar

Calibrador de Bloque Metálico

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

calibrador hay orificios de inserción para introducir un termopar patrón y

la

sonda

comprobar.

de

temperatura

Pueden

a

Funciones de Control

Orificios de Inserción

programarse

las temperaturas y la pendiente de subida o bajada y comunicarse a un ordenador.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Calibrador de Baño de Arena

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

El calibrador de baño de arena (figura 29) consiste en un depósito de arena muy fina que contiene tubos de inserción para la

Orificios de Inserción Recipiente de Arena

sonda de resistencia o el termopar patrón

y

para

la

sondas

de

temperatura a comprobar. La arena caliente

es

suspensión

por

mantenida medio

de

en una

corriente de aire, asegurando así la distribución

uniforme

de

temperatura a lo largo de los tubos de inserción.

Principal

14/04/2013 16:03

( Control de temperatura, aire Funciones comprimido para que la arena de Control esté en suspension)

Figura 29 : Calibrador de baño de arena

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Calibrador de Baño de Líquido

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

El calibrador de baño de líquido

(figura

30), consiste en

tanque de acero inoxidable lleno de líquido,

con

un

Termómetro Patron Termómetro Patron Agitador

agitador

incorporado, un termómetro patrón sumergido y un controlador de

Retornar

temperatura que actúa sobre un

juego de resistencias calefactoras y sobre

un

dotado

refrigerador de

un

mecánico

bobina

Serpentín

de

refrigeración. En algunos modelos

Controlador

no existe el refrigerador. El agitador mueve Total-

Principal

14/04/2013 16:03

Figura 30 : Calibrador de baño líquido

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Calibrador de Baño de Líquido

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

mente el líquido, disminuye los Termómetro Patron

gradientes de temperatura en el seno del líquido y

facilita

una

transferencia rápida de calor; el termómetro

patrón

es

de

Termómetro Patron Agitador

tipo

laboratorio, con una gran precisión; Retornar

el

controlador

de

temperatura

puede ser todo-nada, proporcional o proporcional mas integral.

Serpentín

Controlador

Principal

14/04/2013 16:03

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Calibrador de Baño de Líquido

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Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

Los

fluidos

en

el

baño

son

varios,

dependiendo del campo de temperatura de trabajo. Ver tabla 2

Tabla 2: Fluidos Empleados en el Baño de Temperatura Campo de temperatura o

-80 C a ambiente

Retornar

-20oC a ambiente Ambiente a 95oC

Ambiente a 250oC

Ambiente a 260oC

220oC a 600oC

Principal

empleados

14/04/2013 16:03

Fluido

Precisión

Tricloroetileno Mezcla de etilenglicol y agua enfriada por una unidad de refrigeración automática Agua Aceite fluido de baja viscosidad, con punto de inflamación superior a 150oC o bien aciete de silicona Aciete de silicona Sales especiales que están en estado sólido a temperatura ambiente y en estado de fusión a la temperatura de trabajo

0,005oC máx. +/-0,1 a +/-0,002oC +/-0,002 a +/-0,005oC

+/-0,002 a +/-0,03oC

+/-0,002 a +/-0,03oC

+/-0,05 a +/-1oC

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Hornos de Temperatura

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Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Los

hornos

de

temperatura (figura 31) son hornos de mufla, si bien estos hornos son de

temperatura

disponiendo controlador, precisión

y

controlada

de un

termopar

conseguirá interior

del

materiales

un

de

de Figura 31: Horno de temperatura resistencia de calentamiento, una calibración

de

indicador-

muy

juego

precisa

disponiendo horno

en

crisoles

especificados

se el con que

funden a temperatura determinada.

Principal

14/04/2013 16:03

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Hornos de Temperatura

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración

En la tabla 3 puede verse la escala internacional de temperatura de 1990, basados en 17 puntos fijo que cubren un intervalo de temperatura desde –270,15 hasta 1084,62oC.

Calidad de calibración según ISO 9002

Tabla 3: Escala internacional de temperatura Punto fijo N

Retornar

Principal

14/04/2013 16:03

o

Temperatuira

o

Cuerpo

Estado

C

1 2

He e-H2

Vapor Punto triple

-270,15 a -268,15 259,3467

3

e-H2

Vapor

-256,16

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

e-H2 En O2 Ar Hg H2O Ga In Sn Zn Al Ag Au Cu

Vapor Punto triple Punto triple Punto triple Punto triple Punto triple Fusión Solidificación Solidificación Solidificación Solidificación Solidificación Solidificación Solidificación

-252,85 -248,5939 -218,7916 -189,3442 -38,8344 0,01 27,7646 156,5985 231,928 419,527 660,323 961,78 1064,18 1084,62

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Calibrador y Comprobador de Válvulas de Control

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Las

pruebas

que

se

pueden efectuar en las válvulas de

control son:

Prueba

hidrostática del cuerpo

de la válvula bombeando el agua a presión a

través de la brida

fija.

Prueba

de estanqueidad de la

estopada.

Prueba de estanqueidad de la

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

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Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

Calibrador y Comprobador de Válvula de Control válvula

con

posición

el

obturador

en

de cierre, midiendo la

cantidad de agua de fuga en un tiempo dado y comparándole con la dada por el fabricante de la válvula; una cantidad excesiva

Retornar

indicara un desgaste anormal en

el cierre obturador-asiento.

Prueba

de funcionamiento de la

válvula, medida de su histéresis

y, calibración de la misma y prueba del posicionador.

Principal

14/04/2013 16:03

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Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

Calibrador y Comprobador de Válvula de Control Como

es natural, las restante

características

de

la

válvula

(determinación

de

Cv

o

determinación

de

la

Kv,

máxima

presión diferencial admisible con la válvula en posición de cierre, etc.)

Retornar

son más bien de interés para el

fabricante

que

determina

y

garantiza dichos datos que para el usuario. Su determinación obliga a la

construcción

de

bancos

de

prueba costosos con instrumentos de medida de caudal, bombas de gran capacidad y tuberías de gran

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Calibrador y Comprobador de Válvula de Control longitud, según sea el tamaño de la válvula.

Sin

embargo,

los

datos

de

fabricaron pueden ser facilitados por

los

fabricantes

posicionadores

mediante inteligentes

montados en la válvula (de acceso local por teclado, o mediante un protocolo de comunicaciones y un ordenador personal) que aportan las siguientes funciones:

 Lazo

local de control PID, de

ajuste manual o autosintoniza-

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Calibrador y Comprobador de Válvula de Control ble

 Calibración

automática de la

válvula

 Funciones

de diagnóstico para

el servicio de mantenimiento

 Caracterización

de la curva de

característica de la válvula

 Rozamiento

e histéresis de la

válvula

 Longitud recorrida por el Principal

14/04/2013 16:03

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Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Calibrador y Comprobador de Válvula de Control vástago de la válvula (odómetro)

 Velocidad de vástago  Análisis

dinámico

(respuesta

ante una entrada en escalón)

 Histórico

de

configuración

y

calibración de la válvula

 Datos

de

fábrica

y

funcionamiento

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Aparatos Electrónicos de Comprobación Los

diversos

aparatos

utilizados en la detección de averías de los instrumentos electrónicos permiten

efectuar

todas

las

operaciones de calibración y prueba de los instrumentos electrónicos, tales

como:

instrumento,

alimentación suministro

de

de una

tensión o corriente de entrada que simule

la

señal

del

proceso,

indicación de la señal de entrada o salida, comprobación de la

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Aparatos Electrónicos de Comprobación

Procedimiento de Calibración

sensibilidad, tiempo de respuesta,

Equipos Empleados Para la Calibración

localización rápida de las averías en

Calidad de calibración según ISO 9002

histéresis de los instrumentos y los bucles de control. Medidor Geiger.- Para verificaron y

Retornar

calibración

radiación

de

que

instrumentos

emplean

de

isótopos

radiactivos. Ver figura 32. Osciloscopio,.-

Que

permite

comprobar partes del circuito de un

Figura 32: Medidor Geiger

instrumento electrónico por

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Aparatos Electrónicos de Comprobación

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

comparación

de

las

salida

las

dadas

con

curvas por

de el

fabricante, aparte del uso normal del mismo en la detección general de

averías

en

los

circuitos

electrónicos y en la medida de tensiones. Su precisión típica es de 3 a 5% para frecuencias hasta 100Hz.

A señalar que en algunas

aplicaciones es sustituido por el ordenador personal.

Principal

14/04/2013 16:03

Figura 33: Osciloscopio

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Aparatos Electrónicos de Comprobación

Procedimiento de Calibración

Ordenador personal.- que pueden

Equipos Empleados Para la Calibración

textos, base de datos, calibración

Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

utilizarse como procesamiento de automática y como registro general de variables de proceso mediante placas de entrada y salida de datos. Estabilizador alimentación

de

tensión,.-

general

de

para los

aparatos electrónicos del taller. Ver figura.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Aparatos Electrónicos de Comprobación Polímetro

general.

para

medida

general de tensiones , intensidad, resistencia y capacidad. Volotímetro

digital

de

c.c.. que

permite medir tensiones con una precisión de ±0,1%

e incluso de

±0,01%. Finalmente

un

emisor–receptor

conjunto portátil

de para

intercomunicación en la calibración de instrumentos y detección de averías en la planta.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar Retornar

Calidad de Calibración Según ISO 9002

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

La norma ISO 9000 (ISO es InternationaI Organization for Standardization) fue publicada en 1987 y consta de cinco partes:



ISO 9000. Generalidades

 ISO

9001.

fabricación,

Proyecto, instalación

y

servicios

 ISO

9002.

Producción

e

instalación

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Calidad de Calibración Según ISO 9002

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración

 ISO

Sistema de la calidad

final del producto

Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

9003. Inspección y ensayo

 ISO 9004. Sistema de dirección de la calidad

Retornar

En la figura adjunta puede

Medida de la conformidad de la implementación

Variables de entrada

Estimación de los efectos potenciales de la implementación

Acción correctiva y preventiva

verse una representación en forma de

lazo

de

control

de

realimentación y anticipativo de la norma ISO 9000.

Actividad que afecta la calidad

Grado de conformidad de las actividades para establecer los procedimientos

Desde el punto de vista de la aplicación de la norma ISO

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Calidad de Calibración Según ISO 9002

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

9002, el termino de verificación de los

instrumentos

comprobación

significa

de

que

“la

norma ISO 9002 esta dentro de la tolerancia en la medida aceptada por el Departamento de fabricación de la empresa”.

clásica

“realización

de

Medida de la conformidad de la implementación

Estimación de los efectos potenciales de la implementación

Acción correctiva y preventiva

Actividad que afecta la calidad

Esta definición se aparta la

Variables de entrada

cada

instrumento incluido dentro de la

de

Sistema de la calidad

de

calibración

las

operaciones

Grado de conformidad de las actividades para establecer los procedimientos

necesarias para que el instrumento

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002

Calidad de Calibración Según ISO 9002 tenga los mínimos errores posibles como

hubiera

inspección

de

la

salido

de

fábrica

del

suministro”. Con

Retornar

si

relación

Sistema de la calidad

Medida de la conformidad de la implementación

al

apartado

Variables de entrada

Estimación de los efectos potenciales de la implementación

de

“Equipos de inspección, medida y

Acción correctiva y preventiva

ensayo”, es sistema de calidad ISO 9002

establece

que

el

suministrador de un producto debe:

Identificar,

calibrar

y

Actividad que afecta la calidad

Grado de conformidad de las actividades para establecer los procedimientos

ajustar

todo el equipo de inspección,

Principal

14/04/2013 16:03

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Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración

Calidad de Calibración Según ISO 9002 Identificar, calibrar y ajustar todo el equipo de inspección, medida

Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

y

Variables de entrada

ensayo que puede afectar la

calidad

del

producto,

a

intervalos definidos con relación a

Sistema de la calidad

equipos

de

calibración

certificados por un organismo reconocido.

Establecer,

Medida de la conformidad de la implementación

Estimación de los efectos potenciales de la implementación

Acción correctiva y preventiva

Actividad que afecta la calidad

documentar

y

mantener los procedimientos de

Grado de conformidad de las actividades para establecer los procedimientos

calibración de los instrumentos y de los equipos de calibración.

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración

Calidad de Calibración Según ISO 9002

Asegurar

que las condiciones

ambientales son adecuadas para Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Sistema de la calidad

Variables de entrada

las operaciones de calibración, inspección, medida y ensayos

que

se

efectúan

en

los

instrumentos.

Medida de la conformidad de la implementación

Estimación de los efectos potenciales de la implementación

Acción correctiva y preventiva

La implementación de la norma ISO 9002 presupone la redacción de los manuales de calibración de los instrumentos afectados (clave en la

Actividad que afecta la calidad

Grado de conformidad de las actividades para establecer los procedimientos

obtención de la calidad esperada del producto

Principal

14/04/2013 16:03

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Calidad de Calibración Según ISO 9002

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

fabricado creación

por

la

de

empresa),

la

procedimientos

Sistema de la calidad

Variables de entrada

documentados para calibración y la conformidad o no conformidad de los

instrumentos

y

equipos

de

calibración , el entrenamiento del personal destinado ala calibración ISO 9002, y la creación de un área separada

dentro

del

taller

los

equipos

Estimación de los efectos potenciales de la implementación

Acción correctiva y preventiva

Actividad que afecta la calidad

de

instrumentos donde se encontraran ubicados

Medida de la conformidad de la implementación

Grado de conformidad de las actividades para establecer los procedimientos

y

herramientas de calibración.

Principal

14/04/2013 16:03

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Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Calidad de Calibración Según ISO 9002 El período de calibración de cada instrumento es fijado por la

Sistema de la calidad

Variables de entrada

propia empresa, de acuerdo con la experiencia

que posee sobre el

trabajo en la planta. Normalmente suele ser de un año para los aparatos normales. A señalar que existen en el mercado calibradores compactos controlados

por

microprocesador

Medida de la conformidad de la implementación

Estimación de los efectos potenciales de la implementación

Acción correctiva y preventiva

Actividad que afecta la calidad

Grado de conformidad de las actividades para establecer los procedimientos

para la calibración de presión,

Principal

14/04/2013 16:03

Avanzar

Calidad de Calibración Según ISO 9002

Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

temperatura,

frecuencia

y

otros

variables de proceso, que, ligados

Sistema de la calidad

Variables de entrada

con un PC, automatizan el proceso de

calibración

permitiendo

almacenar en disquete y registrar en impresora los datos de los instrumentos

calibrados.

Las

compañías que suministran estas herramientas

indican

Medida de la conformidad de la implementación

Estimación de los efectos potenciales de la implementación

Acción correctiva y preventiva

Actividad que afecta la calidad

que

constituyen el sistema ideal de

Grado de conformidad de las actividades para establecer los procedimientos

calibración para cumplir con la norma ISO 9000, y de hecho lo son, puesto que alcanzan una

Principal

14/04/2013 16:03

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Módulo 1 Sub - Módulo 7

Procedimiento de Calibración Equipos Empleados Para la Calibración Calidad de calibración según ISO 9002 Retornar

Calidad de Calibración Según ISO 9002 precisión del orden de +/- 0,05%. Aparentemente, la implantación de la norma ISO 9002 parece sencilla, pero no es una tarea fácil. Es necesaria que el equipo de calibración esté certificada por un organismo dicho

equipo

instrumentos

se de

calibre medición

reconocido, que

periódicamente y

control

así

afectados,

como

los

que

se

identifiquen perfectamente los instrumentos, se entrene al personal y que todo ello esté perfectamente documentado. Supone una mentalidad totalmente nueva dentro de la empresa englobando a todos sus departamentos y

personal y contando

con su convencimiento y con su aportación individual. Si no es así, será difícil conseguir una implantación adecuada.

Principal

14/04/2013 16:03

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Calidad de Calibración Según ISO 9002

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