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Instrumentacion

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  • 7/17/2019 PPT-clase2-INSTRUMENTACION

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    Instrumentacinindustrial

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    Es el conjunto de elementos que sirven para medir, convertir, transmitir,

    controlar o registrar variables de un proceso con el fin de optimizar los

    recursos utilizados en ste.

    Es el conocimiento de la correcta aplicacin de los equipos encaminados

    para apoyar al usuario en la medicin, regulacin, observacin,transformacin, ofrecer seguridad, etc., de una variable dada en un

    proceso productivo.

    Un sistema de instrumentacin es una estructura compleja que agrupa un

    conjunto de instrumentos, un dispositivo o sistema en el que se mide, unas

    conexiones entre estos elementos y por ltimo, y no menos importante,unos programas que se encargan de automatizar el proceso y de

    garantizar la repetibilidad de las medidas.

    Que es la instrumentacion?

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    Sistemas de controlEn la industria se utiliza frecuentemente el concepto de istemas de

    !ontrol y esto es debido a que en la industria existen dentro de sus

    procesos, variables importantes que deber"n ser controladas o

    dirigidas de tal manera que el producto final cumpla con los

    est"ndares o normas de tal forma que el usuario consumidor seencuentre satisfec#o para s$ mismo o bien que sea un insumo de buenacalidad que se integre a otro proceso e inclusive el tratamiento de stas

    variables deber"n ser de tal modo que brinde una mayor confiabilidad y

    seguridad al personal involucrado.Un istema de !ontrol es un conjunto de elementos interrelacionados

    entre s$ que permite comandar, regular o dirigir a otro sistema o a simismo din"micamente y pueden ser de lazo o bucle abierto o bien de

    lazo o bucle cerrado. Este sistema est" formado por instrumentos de

    arreglo flexible que tienen por funcin medir, decidir y actuar.

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    ELEMENTOS DE SISTEMAS DECONTROL

    El sistema de control con frecuencia est" constituido por los siguientes

    elementos%

    - Elementos de medicin primarios o sensores &', (, !,), etc.*

    - Elementos de medicin secundarios y de interface.- Elementos de control lgico &!ontrolador, registrador, indicador*.- Elemento de control final &+"lvulas, actuadores*

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    TIPOS DE SISTEMAS DECONTROL

    e acuerdo a la secuencia de operacin pueden ser%

    - istema de control abierto &-azo abierto*% es el m"s simple y

    econmico, cuyo ajuste depende del criterio y la estimacin del

    operador, por su naturaleza este sistema resulta impreciso e

    inseguro y depender" de muc#a experiencia para ajustar el valor

    deseado.

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    EEMPLO

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    LA!O CERRADO

    - istema de control cerrado &-azo cerrado*% es un sistema m"s

    completo y preciso pues utiliza la medicin de la variable controlada

    &salida* y se enlaza con la variable de entrada, despus de

    compararse acciona el elemento final de control para corregir el

    error.

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    EEMPLO

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    "ARIA#LES DEL SISTEMA DECONTROL

    Un sistema de control tambin est" constituido por un conjunto de

    variables que son%

    +ariable controlada% es aquella que se requiere controlar #asta

    mantener su valor deseado o punto de consigna y su valor en la

    accin del sistema de control. En el ejemplo anterior es la

    temperatura del flujo del l$quido de salida.

    +ariable manipulada% es aquella en la cual acta el elemento final de

    control, producto de la evolucin del sistema de control con el

    propsito de mantener la variable controlada en su valor de

    referencia. En el ejemplo anterior es el flujo de vapor ingresado.

    Efectos de carga% son perturbaciones que afectan las condiciones

    del proceso.

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    CA$DAL

    DEFINICION: Caudal es lacantidad de volumen quecircula a travs de unaseccin en un intervalo detiempo.Es una de la variables masutilizadas en la industria as

    como su ran variabilidad ensensores para su correctamedicin sea el casoespeci!co.

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    CA$DAL%SENSORESMedidores de flujo de rea Variable (Rotmetros)

    Peso delFlotador

    Velocidad de fluidoDesplaza el flotador

    Empuje Hidrosttico (Arqumedes)

    Pricipio bsico

    !imple pricipio para l"#uidos

    $ %ases.Precisi&' lase a lase *.+ajo costo.!i alimetaci& (opci& ,-/m0 $ cotactos)

    Vetajas

    Des1etajas2stalaci& 1ertical3 flujo 4acia arriba52mprecisi& si 1ar"a la desidad (presi& $ temperatura e %ases)6o aplicable e fluidos pesados6o aplicable e medios 1iscosos

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    Medidores de flujo de rea Variable (Rotmetros)

    Medidores e 2terruptores de bajo caudal

    &S&

    &D&

    &S"

    S'&&D( ) &D*

    S"N )&SR

    &(R

    &MI

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    Medidores de flujo tipo paleta deflectora

    Pricipio bsico

    Pricipio simple para l"#uidos $ %ases.+ajo costo3 m7ltiples ra%os0l%uos co electr&ica

    Varios dimetros $ coe8ioesMotaje e todas lasposicioes

    Vetajas

    Des1etajas6o aplicable e fluidos sucios6o aplicable e fluidos pesados6o aplicable e medios 1iscosos

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    Medidores de flujo tipo paleta deflectora

    Detectores $ medidores de tipo paleta $ fuelle-resorte

    PSR )PSE

    D'D

    (PS

    D'N

    D'$

    DPT

    PPS

    LPS

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    Medidores de flujo tipo paleta rotati1a $ turbia

    Pricipio bsico

    Desde ra%os mu$ pe#ue9os de medici&Di1ersidad de electr&icasDi1ersos materialesFle8ibilidad de motaje $ coe8ioes

    Vetajas

    Des1etajas

    6o aplicable e fluidos sucios6o aplicable e fluidos pesados6o aplicable e medios 1iscosos

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    Medidores de flujo tipo paleta rotati1a $ turbia

    :tros dise9os basados e el mismo pricipio

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    Variedad de Modelos compactos o co electr&ica separada

    Medidores de flujo tipo paleta rotati1a $ turbia

    PEL

    T$"

    DPL DPE )DR#

    D(

    D(# DR*

    DRS

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    aracter"sticas ;eerales

    Medidores de flujo tipo paleta rotati1a $ turbia

    Pricipio de iducci& ma%

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    Medidores de flujo por desplazamieto positi1o

    Pricipio bsico

    2deal para fluidos 1iscososPrecisi& del orde del /.?Bertificaci& para zoas de e8plosi& (opcioal)0lterati1as de electr&ica

    Vetajas Des1etajasosiderar ca"da de presi&Pro1eer filtro para fluidos co impurezas!oluci& de costo medio a alto

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    Medidores de flujo por desplazamieto positi1o

    @res dise9os pricipales

    O"!

    D!R )&!A

    OM*OMP

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    aracter"sticas ;eerales

    Pricipio de desplazamieto positi1o' ruedas o1aladas3 pist& $ torillo

    0plicacioes e l"#uidos de alta 1iscosidad (=/// mm>s)

    Ra%os desde /. l>m 4asta /// l>m

    Diferetes electr&icas ' o o si idicador di%ital3 salida de pulsos3 salida de , a /m03 salida de cotacto P6P>6P6

    Motaje e todas las posicioes

    oe8ioes al proceso' Roscada $ bridadas

    Di1ersos materiales para seleccioar@emperaturas 4asta //A $ presioes 4asta ,/bar

    Precisi&' /.?B3 /.=B3 B

    Medidores de flujo por desplazamieto positi1o

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    Pricipios de medici&

    Medidores de flujo si partes m&1iles

    alorim

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    Versioes

    Medidores de flujo si partes m&1iles

    Ma%

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    aracter"sticas ;eerales

    Medidores de flujo si partes m&1iles

    audal"metros del tipo 1olum

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    Modelos de la l"ea

    Medidores de flujo si partes m&1iles

    &$"

    D"'

    P'L

    D"!

    +rtex

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    aracter"sticas ;eerales

    Medidores de flujo si partes m&1iles

    audal"metro del tipo 1olum4 (%ases)

    Electr&icas co idicador di%ital3 salida de pulsos3 salida de , a /m0 $ salida de cotacto. Versi& compacta $ separada

    Motaje e todas las posicioes3 coe8ioes roscadas3 brida $ afer

    @eer especial precauci& e aplicacioes co presecia de 1ibraci&Diferetes materiales del sesor3 alojamieto $ empa#uetaduras

    @emperaturas 4asta ,//A $ presioes 4asta ,/bar

    Precisi&' /.I=B3 B3 =B

    +rtex

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    aracter"sticas ;eerales

    Medidores de flujo si partes m&1iles

    audal"metro del tipo 1olumm 4asta ?// l>m

    * 6m?>4 4asta // 6m?>4Electr&icas co idicador di%ital3 salida de pulsos3 , a /m0 $ de cotactos. Versi& compacta $ separada

    Motaje e todas las posicioes3 coe8ioes roscadas

    elda de medici& $ ozzle e acero io8idable. +roce3 alumiio $

    acero io8idable para las dems partes.

    @emperaturas 4asta //A $ presioes 4asta ,/bar

    Precisi&' ?B

    (resin

    diferencial

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    Modelo

    Medidores de flujo si partes m&1iles

    PMS

    !oriolis

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    Para %ases

    audal"metros por :scilaci&

    Pricipio de medici&

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    aracter"sticas ;eerales

    Medidores de flujo si partes m&1iles

    audal"metro del tipo 1olum4 e %ases $ ?=// m?

    >4 e l"#uidos!alida de pulsos e 1ersi& compacta. 2dicaci& di%ital3 salida de , a /m0 $ de pulsos e electr&ica e8tera o separada

    Motaje e todas las posicioes3 coe8ioes bridadas $ afer

    Partes 47medas e acero io8idable. Elemeto sesor e PP! $

    carcasa e acero fudido3 acero io8idable $ acero@emperaturas 4asta /A $ presioes 4asta ,/bar

    Precisi&' Hasta .=B e %ases (se%7 desidad) $ /.=B e l"#uidos

    /scilacin

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    Medidores de flujo si partes m&1iles

    UltrasnicoModelo

    D$L

    D$#

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    aracter"sticas ;eerales

    Medidores de flujo si partes m&1iles

    audal"metro del tipo 1olum

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    TEMPERAT$RA

    Definicional temperatura estrelacionada con la energainteriorde los sistemas

    termodinmicos, de acuerdoal movimiento de sus partculas,y cuantifica la actividad de lasmolculas de la materia: a mayorenerga sensible, ms temperatura.

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    +eremos los tres tipos de transductores de temperatura m"s usados%

    detectores de temperatura de resistencia &0'*, termistores y

    termopares. -a eleccin de los transductores de temperatura adecuados

    y su correcta utilizacin puede marcar la diferencia entre unos resultados

    equ$vocos y unas cifras fiables.

    Una vez conocido la forma en que operan cada tipo de transductor detemperatura se analizar"n las especificaciones tcnicas de los mismos

    para determinar cuales son los factores m"s importantes a considerar

    para la eleccin de los mismos.

    -os transductores elctricos de temperatura utilizan diversos fenmenos

    que son influidos por la temperatura%

    +ariacin de resistencia en un conductor &sondas de resistencia*. +ariacin de resistencia de un semiconductor &termistores*. f.e.m. creada en la unin de dos metales distintos &termopares*. 1ntensidad de la radiacin total emitida por el cuerpo &pirmetros de

    radiacin*.

    TRANSD$CTORES ELECTRICOS DETEMPERAT$RA

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    TRANSD$CTORES ELECTRICOS DETEMPERAT$RA

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    DETECTOR DE TEMPERAT$RA DERESISTENCIA%PT+,,

    Un (t233 es un sensor de temperatura que consiste en un alambre de

    platino que a 3 4! tiene 233 o#ms y que al aumentar la temperatura

    aumenta su resistencia elctrica. El incremento de la resistencia no es

    lineal pero si creciente y caracter$stico del platino de tal forma que

    mediante tablas es posible encontrar la temperatura exacta a la quecorresponde.

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    )ormalmente las (t233 industriales se consiguen encapsuladas en la

    misma forma que las termocuplas, es decir dentro de un tubo de acero

    inoxidable otro material &vaina* , en un extremo est" el elemento

    sensible &alambre de platino* y en el otro est" el terminal elctrico de los

    cables protegido dentro de una caja redonda de aluminio & cabezal *.

    -os (t233 siendo levemente m"s costosos y mec"nicamente no tanr$gidos como las termocuplas, las superan especialmente en aplicaciones

    de bajas temperaturas. &5233 a 633 4!*

    -os (t233 pueden f"cilmente entregar precisiones de una dcima de

    grado con la ventaja que la (t233 no se descompone gradualmente

    entregando lecturas errneas, si no que normalmente se abre, con lo

    cual el dispositivo medidor detecta inmediatamente la falla del sensor y

    da aviso. 7dem"s la (t233 puede ser colocada a cierta distancia del

    medidor sin mayor problema asta unos 83 metros * utilizando cable de

    cobre convencional para #acer la extensin.

    DETECTOR DE TEMPERAT$RA DERESISTENCIA%PT+,,

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    DETECTOR DE TEMPERAT$RA DERESISTENCIA%PT+,,

    -as 9 clases establecidas por la norma 1E! :;2%2

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    DETECTOR DE TEMPERAT$RA DERESISTENCIA%PT+,, 0 1t+,,,

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    on los sensores de temperatura m"s comnmente utilizados en lasindustrias. Una termocupla se #ace con dos alambres de distinto

    material unidos en un extremo &soldados generalmente*. 7l aplicar

    temperatura en la unin de los metales se genera un voltaje muy

    pequeAo &efecto eebecB* del orden de los milivolts el cual aumenta

    con la temperatura.

    (or ejemplo, una termocupla Ctipo DC est" #ec#a con un alambre de

    #ierro y otro de constant"n &aleacin de cobre y n$quel* al colocar la

    unin de estos metales a :;3 4!, debe aparecer en los extremos 6.6

    milivolts.

    TERMOC$PLAS

  • 7/17/2019 PPT-clase2-INSTRUMENTACION

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    )ormalmente las termocuplas industriales se consiguen encapsuladasdentro de un tubo de acero inoxidable otro material &vaina* , en un

    extremo est" la unin y en el otro el terminal elctrico de los cables,

    protegido adentro de una caja redonda de aluminio &cabezal*.

    En la tabla aparecen las termocuplas disponibles, pero casi el

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    C$ANDO $SAR TERMOC$PLAS 2 PT+,,

    )o es recomendable usar termocuplas cuando el sitio de medicin y elinstrumento est"n lejos &m"s de 23 a 63 metros de distancia*.

    El problema de las termocuplas es que suministran un voltaje muy bajo y

    susceptible a recibir interferencias elctricas. 'ampoco es recomendable

    usar termocuplas cuando es necesaria una lectura de temperatura muy

    precisa.

    (or otra parte los (t233 siendo levemente m"s costosos, las superan

    especialmente en aplicaciones de bajas temperaturas. &5233 a 633 4*.

    -os (t233 pueden f"cilmente entregar precisiones de una dcima de

    grado. 7dem"s la (t233 puede ser colocada a cierta distancia del

    medidor sin mayor problema asta unos 83 metros * utilizando cable de

    cobre convencional para #acer la extensin.

  • 7/17/2019 PPT-clase2-INSTRUMENTACION

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    TERMOPO!OS

    Cuando el sensor requiere la medicin de temperaturas enatms-eras corrosivas otras per/udiciales o se busca proteer$se recomienda usar un tubo protector que puede ser decer0mica$ 1ierro$ acero ino2idable$ 1astello$ carburo de silicio oal3n otro material que prolonue la vida precisin del sensor.

    4os termopozos tienen su aplicacin cuando las altas presiones la corrosin son un problema$ o cuando se requiere ailidad en elmantenimiento o reemplazo del sensor

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    TIPOS DE TERMOMETROS ADICIONALES

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    TRANSMISORES DE TEMPERAT$RA

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    DIA*RAMA DE CONE3I4N DE TRANSMISORESDE TEMPERAT$RA