CLASE 1- Instrumentación Industrial

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<ul><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 1/62</p><p>INSTRUMENTACIN</p><p>INDUSTRIAL1. Introduccin2. Instrumentos en un sistema de control</p><p>3. Elementos de un sistema de control</p><p>4. Transmisores y Controladores</p><p>5. Diagramas de Instrumentacin</p><p>Automatizacin Industrial Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 2/62</p><p>Contenido CursoUnidad #1: Principios generales de</p><p>medicin y metrologa.</p><p>Unidad #2: Medicin de la variable</p><p>Temperatura.</p><p>Unidad #3: Medicin de la variable</p><p>Presin.</p><p>Unidad #4: Medicin de la variable</p><p>Nivel.</p><p>Unidad #5: Medicin de la variable</p><p>Caudal</p><p>Automatizacin Industrial Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 3/62</p><p>UN TEMA HORAS</p><p>1 Principios generales de medicin y metrologa. 5</p><p>2 Diagramas de instrumentacin y tuberas 1 52 Diagramas de instrumentacin y tuberas 2 5</p><p>3 Variable Temperatura. 1 53 Variable Temperatura. 2 54 Variable Presin. 1 54 Variable Presin. 2 55 Variable Nivel. 1 5</p><p>5 Variable Nivel. 2 56 Variable Caudal 1 56 Variable Caudal 2 5</p><p>7manejo calibrador de procesos pruebas en planta y</p><p>equipos</p><p>5</p><p>Contenido Curso</p><p>Automatizacin Industrial Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 4/62</p><p>Que es la Instrumentacin Industrial?</p><p>Es el conocimiento de la correcta aplicacin de los equipos encaminados</p><p>para apoyar al usuario en la medicin, regulacin, observacin,transformacin, ofrecer seguridad, etc., de una variable dada en unproceso productivo.</p><p>1. Introduccin</p><p>Automatizacin Industrial Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 5/62</p><p>1. Introduccin</p><p>Cules son las funciones de un profesional que sedesempee en rea de instrumentacin y/o Automatizacin?</p><p> Seleccionar instrumentos</p><p> Especificar instrumentos</p><p> Generar planos de instrumentacin</p><p> Diagramas de Tuberas e Instrumentacin (P&amp;ID).</p><p> Diagramas de lazos de control.</p><p> Diagramas de instalacin (mecnicos y elctricos). Supervisar la instalacin, arranque y puesta en marcha de sistemas</p><p>de instrumentacin.</p><p> Mantenimiento de instrumentos.</p><p>Automatizacin Industrial Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 6/62</p><p>Introduccin</p><p>Introduccin Ing. John Jairo Pieros</p><p>Uso de la realimentacin para generar la seal de control.</p><p>El controlador debe generar una seal de control de manera que</p><p>el sistema se comporte adecuadamente.</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 7/62</p><p>Componentes PROCESO: Ambiente, entorno o sistema cuya evolucin o estado ha de ser controlado.</p><p> MEDIDA: Proceso emprico y objetivo de asignacin de nmeros a las cualidades de los objetos o acontecimientosdel mundo fsico real.</p><p> SENSOR: Transforma una seal mecnica en una elctrica</p><p> DETECTOR ERROR: Efecta la comparacin entre la variable de referencia y la variable a controlar.</p><p> CONTROLADOR: Realiza una accin determinada en funcin del detector de error.</p><p> ELEMENTO FINAL CONTROL: Ejecuta una accin determinada sobre la variable controlada o proceso en funcinde la respuesta del controlador. Representado por electrovlvulas, motores, lmparas, rels, etc.</p><p>ACTUADOR: Elemento intermedio entre el controlador y el elemento final. Proporciona la energa que necesita elelemento final a partir de la seal (baja en energa) procedente del controlador.</p><p>Conceptos bsicos Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 8/62</p><p>PROCESO: Ambiente, entorno o sistema cuya evolucin o estado hade ser controlado.</p><p>una variable a controlar - proceso uni-variable</p><p>varias variables a controlar - proceso multivariable (planta)</p><p>Proceso de Medida</p><p>Conceptos bsicos Ing. John Jairo Pieros</p><p>Medida</p><p>Proceso</p><p>Sensor</p><p>DetectorError</p><p>Controlador</p><p>ElementoFinal decontrol</p><p>Actuador</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 9/62</p><p>Proceso de Medida</p><p>Comparacin de la variable con una unidad estndar o patrn de medida. Puede serdirecta o indirecta (variable intermedia)</p><p>Conceptos bsicos Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 10/62</p><p>Proceso de Medida</p><p>Conceptos bsicos Ing. John Jairo Pieros</p><p> Elemento primario (sensor): En contacto con el proceso</p><p> Captador: Medida del sensor</p><p> Transductor: Adecuacin de la seal</p><p> Transmisor:</p><p> Conversin.</p><p> Filtrado y potencia.</p><p> Transmisin de la seal.</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 11/62</p><p>Unidades del Sistema InternacionalUnidades del SI</p><p>Unidades Derivadas del SI</p><p>Conceptos bsicos Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 12/62</p><p>Unidades del Sistema InternacionalUnidades Derivadas con nombres especiales - SI</p><p>Conceptos bsicos Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 13/62</p><p>Conversiones FrecuentesUnidades de presin y sus factores de conversin</p><p>Pascal bar atm Torr </p><p>1 Pa (N/m)= 1 10-5 0,98710-5 0,0075</p><p>1 bar(10N/cm)=</p><p>105 1 0,987 750</p><p>1 atm (760 Torr)=</p><p>101325 1,01325 1 760</p><p>1 Torr(mmHg) = 133,32 0,0013332 1,32x10-3 1</p><p>Conceptos bsicos Ing. John Jairo Pieros</p>http://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad_de_presi%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Bar_(unidad_de_presi%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sfera_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Torrhttp://es.wikipedia.org/wiki/Torrhttp://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sfera_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Bar_(unidad_de_presi%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad_de_presi%C3%B3n)</li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 14/62</p><p>Ejercicio No. 1</p><p>Conceptos bsicos Ing. John Jairo Pieros</p><p> Cual es el volumen del tanquerectangular? (H=3m; L=2m;prof=1m)</p><p> Cual es el Caudal de entrada si la</p><p>tubera es de 1/2plg, la vel 2m/s yel tanque se demora en llenar10min.</p><p> Si presin es igual al la densidadpor la gravedad por la altura,</p><p>cual seria la altura H de un tanqueabierto con un agua que tiene unapresin de 10bar?</p><p> Densidad Agua = 1 gr/cm3 = 1000Kg/m3</p><p> 1bar=100.000 Pa = 100.000 N/m2</p><p> 1N=Kg*m/s2 Gravedad g=10m/s2</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 15/62</p><p>INSTRUMENTACION</p><p>INDUSTRIAL1. Introduccin2. Instrumentos en un sistema de control</p><p>3. Elementos de un sistema de control</p><p>4. Transmisores y Controladores</p><p>5. Diagramas de Instrumentacin</p><p>Automatizacin Industrial Ing. John Jairo Pieros</p><p>I t t i t d t l I J h J i Pi</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 16/62</p><p>Normalmente un sistema de control opera formando unlazo o bucle (ABIERTO O CERRADO) en el que se mide elvalor de una variable, se compara con un punto deconsigna o valor deseado (set point, SP) y se toma una</p><p>accin de correccin de acuerdo con la desviacin o errorexistente.</p><p>TIPOS DE CONTROL</p><p>ON OFF</p><p>CONTROL ANALGICO</p><p>CONTROL DIGITAL</p><p>Instrumentos en un sistema de control Ing. John Jairo Pieros</p><p>Sistema de control</p><p>I t t i t d t l I J h J i Pi</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 17/62</p><p>Control ON-OFF1. El control On-Off es la forma mas simple de controlar.</p><p>2. Es comnmente utilizado en la industria</p><p>3. Muestra muchos de los compromisos fundamentales inherentes a todas las soluciones de control.</p><p>La entrada no cambia tan</p><p>rpidamente pero El precio que</p><p>pagamos es una oscilacin (o ciclolmite) en la temperatura de salida.</p><p>Instrumentos en un sistema de control Ing. John Jairo Pieros</p><p>I t t i t d t l I J h J i Pi</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 18/62</p><p>Control Anlogo - PID</p><p>Instrumentos en un sistema de control Ing. John Jairo Pieros</p><p>I t t i t d t l I J h J i Pi</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 19/62</p><p>Control Anlogo - PID</p><p>Instrumentos en un sistema de control Ing. John Jairo Pieros</p><p>I t t i t d t l I J h J i Pi</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 20/62</p><p>Control Digital - PWM</p><p>Los parmetros fundamentales del PWM son el periodo (T)y el ciclo de trabajo (D). El ciclo de trabajo indica el tiempoque la funcin vale uno respecto al tiempo total (el periodo)</p><p>Instrumentos en un sistema de control Ing. John Jairo Pieros</p><p>Automatizacin Industrial Ing John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 21/62</p><p>INSTRUMENTACIONINDUSTRIAL1. Introduccin</p><p>2. Instrumentos en un sistema de control</p><p>3. Elementos de un sistema de control</p><p>4. Transmisores y Controladores</p><p>5. Diagramas de Instrumentacin</p><p>Automatizacin Industrial Ing. John Jairo Pieros</p><p>Elementos de un sistema de control Ing John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 22/62</p><p>Elementos de un sistema de control</p><p>Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Pieros</p><p>Elementos de un sistema de control Ing John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 23/62</p><p>Transmisores</p><p>Actuadores Registrador</p><p>Controladores</p><p>Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Pieros</p><p>Elementos de un sistema de control Ing John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 24/62</p><p>Elementos de un sistema de controlSENSOR: Un elemento primario es aquel que responde cuantitativamente auna medida, por ejemplo, un resorte responde a una fuerza segn suelongacin.</p><p>TRANSMISOR: Son instrumentos que captan la variable medida a travs deun sensor, y la convierten en una seal estndar para su transmisin, la cual</p><p>es slo funcin de la variable medida.</p><p>MEDIDAS ESTANDAR</p><p>Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Pieros</p><p>Elementos de un sistema de control Ing John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 25/62</p><p>El protocolo HART es uno de los primeros protocolos implementados y permitela comunicacin bi-direccional con instrumentos inteligentes superponiendo laseal digital en la analgica sin afectarla, transmitiendo simultneamente por elmismo alambrado.</p><p>HART</p><p>Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Pieros</p><p>Elementos de un sistema de control Ing John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 26/62</p><p>Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Pieros</p><p>HART (Highway Addressable Remote Transducer)</p><p>Elementos de un sistema de control Ing John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 27/62</p><p> Pasivos: No agregan energa como parte del proceso de medicin.</p><p>Delta Temp. Termocupla VoltajePresin Tubo Bourdon Desplazamiento</p><p> Activos: Agregan energa al ambiente de la medicin como parte delproceso de medicin.</p><p>Radar Ondas Distancia</p><p>Elementos de un sistema de control</p><p>Sensores Pasivos y Activos</p><p>Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Pieros</p><p>Elementos de un sistema de control Ing John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 28/62</p><p>Conexin Transmisores ElctricosElementos de un sistema de control Ing. John Jairo Pieros</p><p>Elementos de un sistema de control Ing John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 29/62</p><p>Ejemplo Conexin Medicin Transmisores Elctricos</p><p>Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Pieros</p><p>TRANSMISOR</p><p>Ejemplo Conexin Transmisores a PLC</p><p>Automatizacin Industrial Ing John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 30/62</p><p>INSTRUMENTACIONINDUSTRIAL1. Introduccin</p><p>2. Instrumentos en un sistema de control</p><p>3. Elementos de un sistema de control</p><p>4. Caractersticas estticas y dinmicas de los</p><p>instrumentos</p><p>5. Diagramas de Instrumentacin</p><p>Automatizacin Industrial Ing. John Jairo Pieros</p><p>Controladores y Transmisores Ing John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 31/62</p><p>Controladores y Transmisores Ing. John Jairo Pieros</p><p>Transmisores</p><p>Actuadores Registrador</p><p>Controladores</p><p>Automatizacin Industrial Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 32/62</p><p>CARACTERSTICASESTTICAS Y DINMICASDE LOS INSTRUMENTOS1. Rango</p><p>2. Alcance</p><p>3. Error</p><p>4. Precisin</p><p>5. Zona muerta</p><p>6. Repetibilidad</p><p>Automatizacin Industrial Ing. John Jairo Pieros</p><p>7. Sensibilidad</p><p>8. Repeticin</p><p>9. Histresis</p><p>10. Linealidad</p><p>11. Sesgo</p><p>12. Condiciones de servicio</p><p>Caractersticas de instrumentos Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 33/62</p><p>Rango (range): Conjunto de valores de la variable que puede ser medidopor un instrumento. Lmite superior e inferior.</p><p>Range = 50C a 150C</p><p>Alcance (span): Diferencia entre los valores superior e inferior del rango.Span (Sp = RS - RI)</p><p>Sp = 100C 50 C = 50C</p><p>Error de medida: Diferencia entre la medida producida por el instrumento yla medida ideal. (Calibracin). Puede ser esttico o dinmico.</p><p>Vm: Valor medido</p><p>Vr: Valor real</p><p>Exactitud (accuracy):La inexactitud de un instrumento es una fuente deerror en la medicin, aunque generalmente no es la nica. Muchosfabricantes de instrumentos incluyen en el valor de exactitud, los errores porhistresis, banda muerta, repetibilidad y linealidad de un instrumento</p><p>Caractersticas de instrumentos Ing. John Jairo Pieros</p><p>Caractersticas de instrumentos Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 34/62</p><p>EJERCICIO: Considere un instrumento que tiene las siguientescaractersticas:</p><p>Rango: 200 C a 400 C</p><p>Exactitud: 0,5% del Span.Vm: 300 C</p><p>Calcular entre qu valores puede estar comprendido el valor real.</p><p>Ca ac e s cas de s u e os g Jo Ja o e os</p><p>Solucin.</p><p>Span = RS - RI = 400 C - 200 C = 200 C.</p><p>Exactitud = 0,5% de 200 C = 1C</p><p>El valor real debe estar comprendido entoncesentre (300 -1) y (300 +1) C, es decir,</p><p>299 C &lt; Vr &lt; 301 C.</p><p>Caractersticas de instrumentos Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 35/62</p><p> Precisin o repetibilidad (repeatabi l i ty): Capacidad del instrumentopara medir valores idnticos para los mismos valores de la variablefsica y condiciones de medida (% Alcance).</p><p>g</p><p>Caractersticas de instrumentos Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 36/62</p><p>Zona (banda) muerta: Rango de variacin de lavariable medida que no produce cambioapreciable en la salida del mismo.</p><p>Repetibilidad: Capacidad del instrumento paramedir valores idnticos para los mismos valoresde la variable fsica y condiciones de medida</p><p>g</p><p>Sensibilidad: Relacin que existe entre el incremento en la seal de salida</p><p>del instrumento y el de la variable fsica (pendiente).</p><p>Resolucin: Incremento ms pequeo dela variable fsica que produce un cambioapreciable en la medida</p><p>Histresis: Valor mximo de la diferenciaentre las medidas en sentido creciente ydecreciente de la variable</p><p>Linealidad: Error mximo que se cometeal aproximar la funcin por una lnea recta.</p><p>Caractersticas de instrumentos Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 37/62</p><p>g</p><p>Ejercicio No. 2: lectura parmetros</p><p>Leer los parmetros de los siguientes instrumentos yllenar la ficha tcnica suministrada por el instructor:</p><p>Caractersticas de instrumentos Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 38/62</p><p>g</p><p>Automatizacin Industrial Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 39/62</p><p>INSTRUMENTACIONINDUSTRIAL1. Introduccin</p><p>2. Instrumentos en un sistema de control</p><p>3. Elementos de un sistema de control</p><p>4. Transmisores y Controladores</p><p>5. Diagramas de Instrumentacin</p><p>g</p><p>Diagramas de Instrumentacin Ing. John Jairo Pieros</p></li><li><p>5/20/2018 CLASE 1- Instrumentacin Industrial</p><p> 40/62</p><p>Tipos de Diagramas Industriales(1) Diagrama de bloques: computo por cajas de texto unidas entre s que indicanla secuencia del proceso..</p><p>(2) Diagrama esquemtico: igual que el anterior pero incluyendo algn dibujoque no sean cajas.</p><p>(3) Diagrama en isomtricas: muestra la disposicin espacial de los equip...</p></li></ul>