Capítulo 8: Elementos Finales de control.8.1.10 – Ruidos en las válvulas de control: Las válvulas de control instaladas en tuberías son uno de los principales factores que generan altos niveles de ruido en una industria.

8.1.10.1 – términos a considerar:Sonido: vibración que se propaga a través de un medio elástico. Por medio de compresión y liberación de moléculas al medio.Frecuencia de sonido (Hz): Nº de veces que la presión sónica varía en un ciclo completo por segundo.Presión (Ps): Valor cuadrático medio de los valores que la presión va tomando al variar de un valor alto en la compresión a un valor bajo en la expansión.Decibelio (db): relaciona el nivel de presión del sonido con un nivel de referencia seleccionado.Nivel de presión del sonido: donde: N. referencia: 2x10^-5 pascal(N/m^2).dbA: A representa el circuito que simula la sensibilidad del oído humano.(1000 Hz como máximo).Atenuación: reducción del nivel de presión de sonido.

8.1.10.2- Causas de ruidos en las válvulas:Tres Causas principales: vibración mecánica, ruido hidrodinámico. Ruido aerodinámico. Vibración mecánica: se debe a fluctuaciones de presión que se producen dentro del cuerpo de la válvula y por el choque del líquido con parte móviles. Ej: movimiento lateral del Obturador (1500 Hz).Ruido Hidrodinámico: se produce por los líquidos al circular a través de la válvula. Se explicará esta en base a su gráfica. 3 etapas sin cavitación, con cavitación, con vaporización.

En z1 comienza la cavitación, tiene 2 etapas la 1ª .el fluido alcanza su máxima velocidad pasando por el obturador y el asiento, aquí puede regular la presión reduciéndola a la presión de vaporización pasando el liquido a burbujas de vapor. En la 2ª etapa el fluido disminuye su velocidad y aumenta su presión más que la de vapor aplastando las burbujas. En el punto z2 representa el máximo nivel de presión de sonido después de este punto esta comienza a decaer levemente debido a que p2 se

acerca a la presión de vapor del líquido. (L: bajo nivel de rudio, T: nivel moderado de ruido).Ruido aerodinámico: Proviene del flujo turbulento del vapor, aire y otros gases, siendo la del los líquidos despreciable, se puede producir por obstrucciones en el flujo del fluido, expansión rápido

o desaceleración del gas a alta velocidad al salir de la válvula. Su frecuencia varía entre los 2000 y 8000 Hz. Los factores que la afectan son Caudal, presión anterior de la válvula, entre otras. 8.1.10.3- Reducción del Ruido: Dos formas 1ª atacando la fuente de Ruido mediante una válvula de bola con el obturador con múltiples orificios. Disminuye el ruido 20 db. Otro tipo de válvula es aplicando conductos laberintos en la partes internas entre el obturador y los asientos. Disminuye 30 db el ruido. La 2ª forma es la atenuación del sonido, la cual se logra por disipación de la energía acústica mediante materiales absorbentes estos van lo más próximo a la válvula de control. Disminuye 30 db el ruido.8.2- Elementos Finales Electrónicos: 8.2.1- Amplificador magnético: Dispositivo con un núcleo de lámina de hierro y 2 pares de

bobinados, uno que está en serie con la carga y otro que cambia el flujo magnético del aparato (bobinado de control). Los cuales se utiliza para el control de potencial. Para obtener un buen rendimiento en el control, la carga debe absorber una potencia que no baje de 50% de la potencia nominal del amplificador, pero este no logra anular por completo la potencia de la carga si no que tiene un mínimo de 10%.

8.2.2- Rectificadores controladores de silicio (SCR): Sustituyen al amplificador magnético, debido a mejores

características. Bloquean el paso de la corriente en sentido inverso y en sentido directo. Posee 2 sistemas de encendido: 1º sistema ángulo de fase, en donde la carga se alimenta con una corriente alterna recortada en un % controlado en cada ciclo. Este se aplica en el control de cargas resistivas e inductivas. 2º circuito encendido discreto: entrega la corriente alterna a la carga en forma de paquete de ondas discontinuas, estas ondas se generan

mediante excitación continua por medio de impulsos sincronizados que actúan antes que la tensión de línea sea cero. Este tipo de circuito se emplea para cargas resistivas en calentamiento de hornos. 8.2.3- Válvula inteligente (V.I): Contiene un controlador digital y sensores de medición de temperatura, caudal, presión montados en la propia válvula, posee una memoria ROM. Las V.I aceptan entradas del valor externo del punto de consigna y la comunicación por interfaz RS-485(sistema en bus de transmisión multipunto diferencial. Ideal para transmitir a altas velocidades y en largas distancias) con el protocolo para comunicarse con el sistema de control distribuido. Las

V.I efectúan un diagnostico de sí misma captando el excesivo rozamiento del vástago y permite llevar al proceso a una condición de seguridad en caso de problemas graves.8.3- Otros elementos finales:Bombas dosificadores: utilizadas para el envío de cantidades precisas de líquido para mezclas, tales como control de pH, tratamiento de aguas, o en aquellas aplicaciones que tengan bajos caudales, altas presiones. Etc.Actuadores de velocidad: manejan la velocidad de las bombas centrifugas, ventiladores, etc. Haciendo variar el caudal del fluido, lo cual presenta la ventaja de evitar pérdida de energía que absorben las válvulas de control.

Capitulo 9: Regulación automática

Antiguamente el operario era realmente un “instrumento de control” que juzgaba la marcha del proceso por el color de llama, tipo de humo, tiempo trascurrido y el aspecto del pruducto y decidía así el momento de retirar o no la pieza. Con el tiempo el mercado exigio más calidad en las piezas fabricadas lo que condujo al desarrollo de teorías las que derivaron en lo que hoy se conoce como automatizacíon.Caracteristica del proceso: El bucle de control típico está formado por el proceso, el transmisor, el controlador y la válvula de controlControlado:

Compara la variable de medida con la de referencia o desada. Estabiliza el funcionamiento dinamico de bucle de control mediante circuitos especiales

para reducir o eliminar el error.

Aparte los procesos presentan dos características principales que deben considerarse al ser automatizados como:Cambios en la variable controlada debido a alteraciones en las condiciones del proceso y llamados cambios de carga.Es la cantidad total del fluido o agente de control que el proceso requiere en cualquier momento para mantener unas condiciones de trabajo equilibradas. En general se debe a perturbaciones en la alimentación que consiste en cambios en la energia o en los materiales de entrada o en la demanda de energia o material de proceso.El tiempo necesario para que la vairable del procesos alcance un nuevo valor al ocurrir un cambio de carga.Otro punto importante es el tiempo necesario para que las variables del proceso alcancen un nuevo valor según la capacitancia (Es una medida de las caracteristicas propias del proceso para mantener o transferir una cantidad de energía o de material con relación a una cantidad unitaria de alguna variable de referencia), resistencia (oposición total o parcial de la tranasferencia de energía)y tiempo en transporte.