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SIMBOLOGIA ISA
SISTEMAS INDUTRIAL PARA CONTROL
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Proceso
El trmino proceso suele ser utilizado en control de
procesos o procesos industriales, se refiere a cambiar o
refinar materias primas para lograr un producto final.
La materia prima, que puede o no cambiar de estado fsico
durante el proceso, es transferida, medida, mezclada,
calentada, enfriada, filtrada, almacenada o manipulada de
alguna manera para producir el producto final
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Ejemplos de procesos industriales
Industrias qumicas
Petrleo y gas
Alimentos y bebidas
Productos farmacuticos
Tratamientos de agua
Generacin de energa
Etc.
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Control de Procesos
El controlar un proceso, se refiere a como se controlan
variables inherentes al mismo para:
Reducir la variabilidad del producto final
Incrementar la eficiencia
Reducir impacto ambiental
Mantener el proceso dentro de los lmites de
seguridad que corresponda
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El lazo de control
Un lazo de control requiere la ocurrencia de tres tareas:
Medida
Comparacin
Ajuste
NIVEL MAXIMO
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Variable de proceso Son aquellas que pueden cambiar las condiciones de un
proceso
Setpoint
Valor al que se desea mantener una variable de proceso
Variable medida
Es aquella que se desea mantener estable
Variable manipulada
Es aquella que vara para mantener constante la variable
medida
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Error
Es la diferencia entre la variable medida y el setpoint.
Puede ser +
Est compuesto por:
Magnitud
Duracin
Velocidad de variacin X
T
Duracin
Magnitud
variacin
SP
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Offset Es una variacin constante de la variable de proceso,
respecto del setpoint.
Variacin de carga Es un cambio no deseado en algn factor que pueda
afectar la variable de proceso.
Algoritmo de control Es la expresin matemtica de una funcin de control
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Lazo abierto y lazo cerrado
Lazo cerrado existe cuando la variable de proceso es medida,
comparada con el sec point y se genera una accin tendiente a
corregir cualquier desviacin respecto del mismo.
A lazo abierto, la variable de proceso no es comparada y se
genera una accin independientemente de las condiciones de la
misma.
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Componentes del lazo de control
Elemento primario o sensor
Es el primer elemento en un lazo de control el cual mide la
variable de proceso.
Trasductor
Convierte una seal fsica en una elctrica
Convertidor
Convierte una seal de un dominio en otro
Transmisor
Convierte la lectura de un sensor en una seal estndar que
pueda ser transmitida
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Seales En procesos industriales existen tres tipos de seales para
transmitir informacin
Neumticas (3 15 psi) Cambios en la presin de aire de una caera, proporcionales a
las variaciones de magnitud medida.
Se siguen utilizando en aplicaciones particulares
Analgicas (4 20 mA), (1 5 V) La forma de transmisin mas comn desde los aos 1960.
A partir de los 90 se comenzaron a reemplazar por seales
digitales.
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Digitales
Seales de niveles discretos que combinados de forma
particular representan la magnitud de las variables del proceso
La metodologa utilizada para combinar las seales digitales,
se denomina protocolo.
Los protocolos de comunicacin pueden ser estndar o
propietarios (abiertos o cerrados). Ejemplos
Ethernet, Profibus, CAN, Hart, etc.
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Indicadores
Son dispositivos lebles por los humanos que
muestran informacin del proceso
Pueden ser analgicos o digitales, simples o
complejos.
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Controladores
Es un dispositivo que recibe los datos del instrumento de
medida, lo compara con el dato de setpoint programado, y si es
necesario ordena al elemento de control que genere una accin
correctiva.
Pasaron de neumticos y analgicos mono lazo a:
CDS
CDD / Control Centralizado / Multilazo
Control Distribuido / multilazo / monolazo
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PLC (Programmable Logic Controller) Bsicamente una computadora conectada a dispositivos de
entradas y salidas, analgicas y digitales. Responden a
seales de entrada con seales de salida que intentan
mantener el/los valores de setpoint.
DCS (Distributed Control System) Adems de realizar las funciones de control, proveen
lecturas del estado del proceso, mantienen bases de
datos, manejan HMIs
IED (Intelligent Electronic Device)
PLCs utilizados en las denominadas Power Utilities
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Dispositivo Corrector o Elemento final de
control. Es quien acta fsicamente para cambiar la variable
manipulada. Ej. Vlvula
Actuador
Es la parte final del dispositivo de control que
produce un cambio fsico en el elemento final
de control. Ej. Actuador elctrico o neumtico
de una vlvula.
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Simbologa ISA
La ISA (Instrumentation, System and Automation Society),
es una de las ms importantes organizaciones de
estandarizacin en el campo del control de procesos.
En particular la ISA S5.1 especifica simbologa de
instrumentacin
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Los crculos representan instrumentos de medida
individuales. Ej. Sensor, transmisor, etc.
El instrumento se encuentra ubicado en una
localizacin primaria o principal.
Ej. Sala de control
El instrumento se encuentra ubicado en una
localizacin secundaria.
Ej. Mdulo Rack de instrumentacin
El instrumento se encuentra ubicado en el campo
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El instrumento no se encuentra accesible
Un cuadrado con un crculo interno, representa
instrumentos que muestran informacin y realizan
acciones de control
Idem Anterior
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Un hexgono representa dispositivos con
capacidades de cmputo. Ej. controladores
Idem Anterior
El siguiente smbolo indica PLCs
Idem Anterior
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Los siguientes smbolos representan vlvulas con sus
respectivos tipos de actuador
Actuador
Neumtico
Actuador
Manual
Actuador
Elctrico
Caeras y conexiones
caera
conexin entre proceso e instrumentos
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seal elctrica
seal neumtica
conexin de intercambio de datos
Identificacin
La primer letra indica la variable medida
T (temperatura)
F (Flujo)
P (presin)
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La segunda letra indica la funcin del dispositivo
T (transmisor)
E (sensor)
I (indicador)
La tercer letra es un modificador o indica multifuncin
(funcin del dispositivo)
Ejemplo
FIC
123
instrumento que muestra
informacin
en sala de control
F Flow
I Indicator
C Controller
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El nmero representa una etiqueta, frecuentemente
relacionada con un lazo de control particular
Ejemplo
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SENSORES
Tipos:
* Sensores de contacto
* Sensores digitales
* Sensores analgicos
* Sensores mecnicos
* Sensores electro-mecnicos
* Sensores de no contacto
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Control Manual
Control Automtico
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CODIGOS Y SIMBOLOGIA QUE RIGENCODIGOS Y
SIMBOLOGIA QUE RIGENLA INSTRUMENTACION
Y CONTROL
SIMBOLISMO
La aplicacin de la instrumentacin, medicin y control de Procesos debe ser un punto importante para la representacin por smbolos para indicar lo realizado.
El simbolismo es un proceso abstracto en el cual las caractersticas salientes de los dispositivos o funciones son representados de forma simple por figuras geomtricas como crculos, rombos, tringulos y otros para escribir caracteres como letras y nmeros identificando la ubicacin y el tipo de instrumento a ser utilizado
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FIGURAS GEOMTRICAS
Las figuras geomtricas son usadas para
representar funciones de medicin y control
en el proceso, as como dispositivos y
sistemas.
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CRCULOS
El Crculo se usa para indicar la
presencia de un instrumento y
como elemento descriptor;
como smbolo de un
instrumento representa, el
concepto de un dispositivo o
funcin. En la figura 1, se
muestra un dispositivo
indicador de Presin (PI)
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CRCULOS
Como elemento descriptor es usado para proporcionar informacin acerca de otro smbolo. En la figura 2, se muestra una vlvula para el control de Flujo (FV).La diferencia entre ambos usos est en la inclinacin de la lnea saliente del crculo y en el trazo incompleto para el caso del descriptor. El elemento descriptor suele llevar adems un cdigo proporcionando informacin adicional sobre el tipo de instrumento y el tipo de variable medida
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Localizacin del Instrumento en la
planta se indica
Ninguna lnea para instrumentos montados en planta (o campo)Una lnea slida dividiendo el crculo para instrumentos montados en paneles de salas de control (de fcil acceso para el operador)
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Localizacin del Instrumento en la planta se
indica: Una lnea entrecortada
dividiendo el crculo para
instrumentos montados detrs
de paneles o gabinetes (de fcil
acceso para el operador Una
lnea slida doble dividiendo
el crculo para instrumentos
montados en paneles auxiliares
o secundarios
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Localizacin del Instrumento en la planta se
indica: Lneas entrecortadas dobles
dividiendo el crculo para instrumentos montados detrs de paneles secundarios
En el caso de tener demasiados paneles, dificultando la interpretacin de panel principal o panel secundario se puede usar combinaciones de letras distinguiendo los paneles unos de otros: P1, P2,.(paneles).Sin embargo, sea cual sea el sistema de descripcin usado, se debe indicar en la leyenda del diagrama
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CUADRADOS PEQUEOS
Uno de los primeros usos de los
cuadrados pequeos es la representacin de actuadores del tipo solenoide, en este uso se prefiere dibujar el cuadrado con una letra S inscrita en l .
Los cuadrados pequeos son tambin usados para representar actuadores de pistn dibujando para esto una pequea T representando el pistn y lneas simples y dobles para pistones de simple y doble accin respectivamente.
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Otros actuadores, se pueden representar inscribiendo un cuadrado con la combinacin E/H para indicar actuadores electro hidraulicos o con una X para representar actuador es no clasificados.
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El cuadrado pequeo puede
representar tambin un
posicionador dibujndose al
lado del cuerpo de la vlvula.
Uno de los ms recientes
usos para los cuadrados es la
representacin de bloques
defunciones o como
indicador defuncin.
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CUADRADOS GRANDES Con la llegada del control
compartido y visualizadores o pantallas mostrando datos de diversos lazos, se requera poder distinguir instrumentos independientes y aquellos cuyos componentes se encuentran repartidos en diversos gabinetes no pudiendo reconocrseles como localizados en un slo lugar.
La solucin se encontr usando un cuadrado alrededor del smbolo del instrumento. Esto indica la funcin cumplida por varios elementos no localizados en un slo gabinete
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SIMBOLISMO DE SEALES
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SIMBOLISMO DE FUNCIONES
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SIMBOLISMO DE FUNCIONES
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SIMBOLISMO DE INSTRUMENTOS
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IDENTIFICACIN DE ELEMENTOS
La identificacin de los smbolos y elementos debe ser alfa numrica, los nmeros representan la ubicacin y establecen el lazo de identidad, y la codificacin alfabtica identifica al instrumento y a las acciones a realizar.
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LETRAS DE IDENTIFICACIN PARA
INSTRUMENTOS
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Diagrama de Procesos o Equipos