instrumentación de proceso abb -...
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Instrumentación de Proceso ABBRodrigo Muñoz, Automation Product Division Presentación Congreso IEEE PUCV
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Portafolio de Instrumentación
�Introducción
�Presión
�Flujo
�Temperatura
�Actuadores y posicionadores
�Analítica
�Registro y Control
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ABB InstrumentaciónNuestras Fábricas
Fábricas de Instrumentación:� Alemania� Italia� USA � UK
Reno
Toronto
Warminster
UK 2 Fábricas
Alemania 3 Fábricas
Lenno India China
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Pulpa & Papel
PowerFarmacéutica
Quimíca & Petroquímica
Sanitarias (Agua)
Oi & Gas
F&B
Mineria
ABB InstrumentaciónIndustria
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Portafolio de Instrumentación
�Introducción
�Presión
�Flujo
�Temperatura
�Actuadores y posicionadores
�Analítica
�Registro y Control
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� Serie 261 Línea Económica
� Serie 264 y 265 Familia Principal
� Serie 268 Redundante
� Serie 267 Mult. Variable
� Serie 364 Versión Compacta 364
Presión Familia 2600T
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• Transductor
• Electrónica
Posee 2 partes principales
� Transductor: Sensor electrónico que procesa la variable y genera una señal eléctrica.
� Electrónica: Convierte la señal eléctrica del transductor una señal análoga o bus de campo.
Transmisores de Presión
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Sensores
� Capacitivo:
� Resistivo:
� Inductivo:
C1
P1 P2
C2
L1 L2
ferrite Diafragma
P1 P2
Transductores de Presión
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Atmosférica(14.7 psia)
Absoluta
Manométrica (G)
Presión(Cero Absoluto)
Barométrica
Vacío
Terminología
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Una restricción en la línea causa un DP
Curva de presión
������������
Presión Diferencial (DP)- flujo
Alta Presión , bajasvelocidad
Baja Presión, Alta Velocidad
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Estanque Abierto
� Pmax = 120 inH2O,
� s.g.= 1,2
� Altura = Phead / S.G
� Altura = 120 / 1,2
� Altura = 100 in
��
����
�����
Presión de Columna de Líquido - Nivel
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� Presión Diferencial, Manométrica Absoluta y Manométrica
� Exactitud: 0,075 / 0,015 % del Span Calibrado.
� Turn down hasta 100:1
� Cálculo y Totalización de caudal
� Comunicaciones HART / 4-20 mA, PROFIBUS PA, FOUNDATION Fieldbus, MODBUS
� Aplicaciones redundantes Control e indicación para seguridad planta (TÜV Aprobación SIL2)
� Apto para seguridad intrínseca.
� Formato Estándar ó DIN
� Válvulas para venteo y purga.
� Materiales: Acero inoxidable, Monel, Hastelloy,Tantalio, Baño de oro
� Integración Industrial
Transmisor de PresiónSerie 264
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Materiales� Acero Inoxidable AISI 316� Monel� Hastelloy� TANTALIO � Bañado en oro
Sensor� Presión Diferencial � Manométrica� Absoluta� Nivel� Mult. Variable
Fluidos de llenado� Aceite de Silicona� Fluido Inerte� Grado: Farmacia / Alimenticio� Alta temperatura
Conexión a Proceso � Remoto (conexión derivada)� Montaje Integral � Sello/s Remoto/s
Transmisor de PresiónSerie 264
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Transmisor de Presión 264Serie 264 Integración Industrial
� Reemplazable en campo, electrónica Plug & Play con GeminiConfig™� Reemplazo solo en 5 minutos
FF
ProfiBus
Hart
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Portafolio de Instrumentación
�Introducción
�Presión
�Flujo
�Temperatura
�Actuadores y posicionadores
�Analítica
�Registro y Control
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ABB InstrumentaciónMedición de Caudal
� Electromagnéticos
� Vortex
� Swirl
� Masico Coriolis
� Área Variable
� Masico Térmicos
� DP (Wedge y Oriflow)
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Caudalímetro ElectromagnéticoPrincipio de Funcionamiento
Se induce un voltaje (E) en un liquido conductor que se mueve en un Campo
electromagnético
La magnitud del voltaje inducido es proporcional a:
�La velocidad del conductor (V)
�La longitud del conductor (D)
�La intensidad del Campo (B)
Michael Faraday (1791 - 1867)
E = k * B * D * V
K = constante para conversión de unidad
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Electrodos
Bobinas
Liner
Proceso ConductivoFlujo Variable
(ft/s)Tubo de Inox.Brida
“E”
“E”
Campo Magnético “B”
�Ley de Faraday: E=kBDV
�k= Constante
�B= Intensidad del Campo Magnético
�D= Longitud del conductor
�V= Velocidad del conductor
�E= Voltaje inducido
Lineal con la velocidad
Caudalímetro ElectromagnéticoPrincipio de Funcionamiento
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�
B vE
� Principio de un generador eléctrico
� E = D . B . V
Caudalímetro ElectromagnéticoPrincipio de Funcionamiento
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Tecnologías de Medición
Tecnología DCVentajas
� Alta Precisión 0,2%del rango
� Bajo consumo de energía
� No requiere ajuste del cero
Desventajas
� Bajo tiempo de muestreo
� Poco preciso para aplicaciones de batch
� Medición inestable en aplicación de pulpas (Ruidos)
7.5 Hz DC60 HzAC
Tecnología ACVentajas
�Inmune al ruido en medición de pulpas
�Flujo pulsante (Bombas)
�Alto tiempo de respuestas (Batch)
Desventajas
�Podría requerir periódico ajuste del cero
�Precisión típica 1% del rango (ahora 0,5%)
�Mayor consumo de energía de DC
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� Tecnología AC
� Diámetros: 1/8”a 40”
� Exactitud: +/- 0.5%
� Para medición de pulpas
� Alta concentración de sólidos
� Rápido tiempo de respuesta
� Flujo pulsante
� Baja conductividad
� Inmune al ruido
� Hart, Profibus PA/ DP,
Foundation Fieldbus
Caudalímetro MagnéticoSerie FSM 4000
Para aplicaciones Mineras, slurries, pulpa y papel
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� Tecnología DC
� Diámetros: 1/10”a 80”
� Exactitud: +/- 0.2%
� Para aplicaciones de proceso
� Aplicaciones de alta temperatura
� Diagnostico Avanzado NAMUR
� Avanzado almacenamiento de datos Sensor Memory
� Configuración Intuitiva
� Inmune al ruido
� Diseño Universal
Caudalímetro MagnéticoSerie ProcessMaster
Para todo tipo de aplicaciones de proceso
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� Moderno Sensor Alta frecuencia de excitación, diseño de electrodos optimizado, aplicaciones en altatemperatura
� Avanzado almacenamiento de datos en el sensor (SensorMemory)Elimina errores, rápido y seguro start-up
� Conversor universal Display full configuración20mA activa / pasiva (seleccionable )Pulse activa / pasiva (seleccionable )HART Protocol es estándarOperación sin abrir el housingUnico conversor
Descripción de Producto
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Especificaciones ProcessMasterEspecificaciones:
� Diámetros: DN3…2000 [1/10“…80“]
� Conductividad: > 5 µS/cm
� Conexión: FlangesDIN, ASME, JIS
� Liner: Hard-, soft rubberPTFE, PFA, ETFECerámica Carbide
� Electrodos: 1.4571[316Ti], Hast. B,Hast. C, Titanium,Tantalum, Platinum-Iridium
� Temperatura: 90°C, 130°C, 180°C
� Protección: IP 67, IP 68
� Largo sensor: ISO 13359
� Alimentación: 85 - 253 V AC16.8 – 31.2 V DC, AC
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Opciones de configuración:
� 2 salidas digitales DO1/ DO2 configurables:
� Como contacto de salida
� Como pulso de salida
� Como salida de frecuencia
� Pulso de salida activo / pasivo seleccionableen terreno
� Output 4 – 20mAActiva / Pasiva seleccionable en terreno En condición de error, estados de acuerdo a NAMUR
� HART
� Input
� “Resetear” el totalizador
Especificaciones
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Frecuencia v/s Ruido
Agua con Cal
Comparación salida 4/20mA
25 Hz v/s 12,5 Hz
ProcessMaster
Corriente de excitación200mAFcia. De excitación
25 Hz
--- Estándar --- ProcessMaster
0.4 mA de Ruido 0.15 mA de Ruido
Salida 4/20 mA
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Calibración
� 0.4 % calibración con 2 puntos es estándar
� 0.2 % calibración con 3 puntos opcional
Calibración Estándar: 0.4% del rango
Calibración Opcional: 0.2% del rango
Especificaciones ProcessMaster
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Certificado de calibración:
� Los valores de los puntos de calibraciónestán listados y y se muestran en unacurva
� ISO 9001
Especificaciones ProcessMaster
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Moderno diagnostico
� ProcessMaster monitorea:
� Estados del conversor y sensor
� Condición de operación - Proceso
ProcessMaster muestra los siguiente información:
Diagnostico Avanzado
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Diagnostico AvanzadoDiagnostico:
� Presencia de burbujas en el líquido, Señal ruidosa
� Baja conductividad
� Electrodos recubiertos
� Electrodos en corto circuitoMinima impedancia.
� Tuberia parcialemente llena
� Corrosión en electrodos
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Instrumentación ABBSoluciones para Proceso Míneros
� Especialista en medición de caudal (Fischer&Porter).
� Instrumentación desarrollada para procesos mineros
� Liner de Resina/Cerámica para Slurries
� Materiales especiales para medición de acido sulfúrico
� Dosificación y control Batch
� Electrodos recubiertos con cerámica
� Cientos de equipos instalados
� Materiales especiales para Slurries
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BHP Cannington Australia
� 47-49% concentrado de sulfuro de zinc.
� Temperatura del s lurry 60ºC
� Presencia de acido sulfúrico y óxido de aluminio
� SG del Slurry 1900 kg/m3
� Porcentaje de sólidos de entre el 55-65%
� Tamaño de las partículas: 15-40 micras.
� Velocidad de fluid: 2-4 m / s
Solución ABB
� Caudalímetro ProcessMaster con materiales especiales Carbide desarrollados por ABB
Soluciones para Proceso MínerosMedición Caudal de Slurry
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� Tecnología DC
� Diámetros: 0,1”a 84”
� Exactitud: +/- 0.2% y 0,4% OIML
� Auto Calibración cada 40 segundo
� Autoverificación: Tipo P OIML R49
� Autodiagnóstico
� Aplicaciones de alta temperatura
� Diagnostico Avanzado NAMUR
� Avanzado almacenamiento de datos Sensor Memory
� Sumergible (IP 68) y enterrable
� Inmune al ruido, Sensor Octogonal
� Diseño Universal
Caudalímetro MagnéticoSerie WaterMaster
Para aplicaciones en el marcado de Aguas
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Caudalímetros tipo Coriolis
� Medición de Masa
� Densidad en línea
� Medición de temperatura
� Medición de Volumen y %
concentración
� Elevada exactitud (0,1%)
� Repetibilidad
� Gran rangeabilidad (100:1)
� Soporta Altas temperaturas
� La medición no es afectada por
variaciones en las características del fluido.
� Fácil instalación
� Libre de mantenimiento
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Partes de un Flujómetros Coriolis
Tubos de medición
Bobinas de detección
Bobina de Excitación
Sensor de temperatura
Conexión a proceso
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Principio de funcionamiento� Se energiza la bobina Impulsora para excitar los tubos de medición y llevarlos a
su frecuencia propia de oscilación.
� Los detectores de movimiento detectan esta frecuencia.
� Cuando no hay flujo, la señal de los detectores de movimiento tanto del lado
izquierdo y derecho están en fase.
Condición de NO FLUJO Condición de FLUJO
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Medición de Densidad
�Alta Densidad -> Baja Frecuencia Natural
�Baja Densidad-> Alta Frecuencia Natural
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Masa v/s Volumen
PresiónTemperatura
� La Presión y la Temperatura afectan el volumen, no la masa.
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Medición de CaudalTecnología Vortex
�Medición de Vapor, Gases y líquidos
�Aplicaciones de alta temperatura
�Conversores remotos/integra� FV 4000 (TRIO WIRL V)�Diámetros: 1/2”a 12”�Rugosidad Rz 16 �m�Cumple con CIP �Exactitud líquidos: +/- 0.75%�Comunicación Hart, Profibus PA,
F-Foundation
InterferenciaSensor
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Medición de CaudalTecnología Vortex
Conexión electrica al Conversor
Piezo eléctrico
PT 100
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Medición de CaudalTecnologia Swirl�Medición de Vapor, Gases y líquidos
�Aplicaciones de alta temperatura
�Conversores remotos/integra� FV 4000 (TRIO WIRL V)�Diámetros: 1/2”a 16”�Rugosidad Rz 16 �m�Cumple con CIP �Exactitud: +/- 0.5%�Comunicación Hart, Profibus PA, FFoundation
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Portafolio de Instrumentación
�Introducción
�Presión
�Flujo
�Temperatura
�Actuadores y posicionadores
�Analítica
�Registro y Control
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TSP311/321/331 (Trabajo duro)Aplicable para áreas con riesgo de explosión
TSP131Con thermowell reforzado – Para alto estrésmecánico
TSP111
Para instalación en thermowell (Termopozo)
TSA101Sensores
TSP121Con thermowell soldado
Medición de TemperaturaSensores RTD y Termocupla
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Medición de TemperaturaTransmisor TTF300 / TTF 350
� Redundancia de Sensor para Pt-100 de 3-hilos
� Material del Housing: aluminio / stainless steel
� Display LCD
� Redundancia de Sensor para Pt-100 de 3-hilos
� Aplicaciones de alta temperatura
� Diagnostico Avanzado
� Proteccion IP 66/ 67 NEMA 4X
� Indicación con unidades de ingeniería y porcentual
� Protocolo HART
� Protección via Dip Switch
� Housing doble compartimento
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La serie TSH200 incluye termocuplaspara aplicacionesde hasta 1800 °C
SensyTempTSH210Con thermowellen metal con y sin revestimientoceramíco
SensyTempTSH220Con thermowell en ceramíca
SensyTempTSH250Con thermowellceramíco y punta de platino
Medición de TemperaturaThermowell
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Portafolio de Instrumentación
�Introducción
�Presión
�Flujo
�Temperatura
�Actuadores y posicionadores
�Analítica
�Registro y Control
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� Propósitos Generales e Intrínsicamente Seguro� TZIDC HART� TZIDC-110 Profibus PA� TZIDC-120 Foundation Fieldbus
� Aplicaciones a Prueba de Explosión� TZIDC 200 HART� TZIDC-210 Profibus PA� TZIDC-220 Foundation Fieldbus
� Posicionador con Sensor Inductivo� TZID HART Intrínsicamente seguro� TZID HART Remoto propósito generales PA
� Análogo� AV1 Neumático, 3-15 Psi / 3-27 Psi� AV2 Electro-Neumático, Falla segura� AV3 Electro-Neumático, Falla posición� AV4 Electro-Neumático, Falla posición pulso de entrada
Actuadores y PosicionadorPosicionador Electroneumático TZIDC
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100200
20 ... 60
250500
10 ... 120
500 / 8001000 / 1600
10 ... 240
1250 / 2500 / 40002500 / 5000 / 8000
12 ... 280
8000 / 1600016000 / 32000
20 ... 320
48
0.5 ... 2.0
10 / 2020 / 40
0.15 ... 5.0
50100
0.4 ... 10.0
100200
04 ... 10.0
200400
0.4 ... 10.0
Actuador Rotativo
Torque Nominal [Nm]Torque Ruptura [Nm]
Tiempo Posc. / 90°[s]
Fuerza Nominal kN]Fuerza Ruptura [kN]
Velocidad Nominal [mm/s]
Actuadores y PosicionadorActuador Contrac
Actuador Lineal
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Portafolio de Instrumentación
�Introducción
�Presión
�Flujo
�Temperatura
�Actuadores y posicionadores
�Analítica
�Registro y Control
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Analítica líquidos, transmisores.
� AX 460 pH / ORP. Comunicación Profibus DP
� AX 416 Conductividad/ pH o ORP dobleComunicación Profibus DP
�TB82PH pH/ORP. Comunicación Hart, ProfibusPA
�TB82TE Conductividad.Comunicación Hart, Profibus PA y Fieldbus
�TB84pH pH/ORP. Comunicación Hart
�Analizador Oxigeno 4640/ 4645 disuelto.
�Analizador de Turbidez 4670Desde 1 NTU hasta 2000 FTU
Instrumentación AnalíticaPara líquidos y gases.
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Instrumentación AnalíticaPara Mercado de Agua
�Potencial de oxidación/reducción
�Sensores ópticos de materia orgánicay nitratos en disolución
�Control de pureza de hidrógeno
�Análisis de gases de combustión
�Detectores de amoníaco, dióxido de carbono, cloruros, fluoruros y nitratos
�Análisis colorimétricode sílice y fosfato
�Sodio
�Hidracina
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Portafolio de Instrumentación
�Introducción
�Presión
�Flujo
�Temperatura
�Actuadores y posicionadores
�Analítica
�Registro y Control
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� Commander C50
control monolazo cubierta NEMA3.
� Commander C250
Retransmision de variable de proceso o set point
NEMA4X
� Commander C100
Controlador Maestro/esclavo para control en cascada.
RS485 Modbus. Linearizacion en rampa de cuatro segmentos.
� Commander C351
Ocho alarmes internas programables.Linearización hasta 15 segmentos.Algoritmos matemáticos.
Registradores y ControladoresControladores Commader
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Registradores y ControladoresVideo Registrador SM500F
� SM500F� Unico habilitado para montaje en campo
� Hasta 8 canales de almacenamiento de datos
� 1-4 entradas de proceso
� Display LCD de 5,7 in
� Conectividad Ethernet, Web Server
� Almacenamiento de datos en tarjeta SD removible
� Alarmas, email, bloques lógicos y matemáticos
� Opción de montaje en muro, rack y cañería.
� NEMA4X