instrumentación industrial miguel pantoja

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INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL Ing. José Miguel Pantoja Solano

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Page 1: Instrumentación industrial miguel pantoja

INSTRUMENTACIÓN

INDUSTRIAL

Ing. José Miguel Pantoja Solano

Page 2: Instrumentación industrial miguel pantoja

DIFERENCIA ENTRE

CONTROL MANUAL Y

CONTROL AUTOMATICO

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Page 4: Instrumentación industrial miguel pantoja
Page 5: Instrumentación industrial miguel pantoja

Es el mantenimiento de un valor deseado dentro de una cantidad o condición, midiendo el valor existente, comparándolo con el valor deseado, y utilizando la diferencia para proceder a reducirla El elemento más importante de cualquier sistema de control automático es el LAZO DE CONTROL REALIMENTADO

Page 6: Instrumentación industrial miguel pantoja

Automatización: Acción por la cual se ejecuta un proceso de producción

sin la intervención del operador de forma permanente.

Control Avanzado: Técnicas que se apartan del control convencional

PID y que se aplican en procesos muy complejos, no lineales, con retardos

importantes y acoplamiento entre las variables.

Control Manual: El operador mantiene la variable controlada en su valor de

referencia modificando directamente el valor de la variable manipulada.

Control Todo-Nada: La salida del controlador se conmuta de abierta a

cerrada cuando la señal de error pasa por cero. Es la forma más simple de

control, donde el elemento final de control sólo puede ocupar una de las dos

posiciones posibles.

Page 7: Instrumentación industrial miguel pantoja

Controlador: Instrumento o función de software que compara la

variable controlada con un valor deseado y ejerce automáticamente

una acción de corrección de acuerdo con la desviación.

Elemento Final de Control: Recibe la señal del controlador y

modifica el caudal del fluido o agente de control. La válvula de

control es el elemento final típico.

Proceso: Desde el punto de vista de operación es un lugar donde

materia, y muy a menudo energía, son tratados para dar como

resultado un producto deseado o establecido

Page 8: Instrumentación industrial miguel pantoja

Punto de Consigna: Variable de entrada en el controlador que fija

el valor deseado de la variable controlada. Puede fijarse manual o

automáticamente, o bien programarse.

Rango o campo de medida: Conjunto de valores de la variable

medida comprendidos dentro de los límites superior e inferior del

campo de medición de un instrumento. Siempre viene establecido

con los dos valores extremos, como por ejemplo, 0-50 ºC, 0-220

bar(g)nual o automáticamente, o bien programarse.

Sensor: Convierte una variable física

(presión, temperatura, caudal, etc.), en otra señal compatible con el

sistema de medida o control.

Page 9: Instrumentación industrial miguel pantoja

Señal de Salida: Señal producida por un instrumento que es

función de la variable medida.

Transmisor: Capta la variable de proceso a través del elemento

primario y la convierte a una señal de transmisión estándar.

Variable Controlada: Dentro del bucle de control es la variable que

se capta a través del transmisor y que origina una señal de

realimentación.

Variable Manipulada: Cantidad o condición del proceso variada por

el elemento o elementos finales de control.

Page 10: Instrumentación industrial miguel pantoja

PROCESO

ELEMENTO FINAL

DE CONTROL

TRANSDUCTOR TRANSMISOR

ALARMAS

INDICADOR

REGISTRADOR

CONTROLADOR

SENSOR

ESQUEMA DE UN SISTEMA DE CONTROL

VARIABLE

CONTROLADA

VARIABLE MEDIDA

SET

POINT

SALIDA DE CONTROL

VARIABLE

MANIPULADA

DISTURBIO

S

Page 11: Instrumentación industrial miguel pantoja

El sistema de control actúa independientemente del sistema

de medida que indica al usuario el valor del parámetro a

controlar en el proceso.

La salida no tiene efecto sobre la acción de control.

En otras palabras, en un sistema de control de lazo abierto la

salida ni se mide ni se retroalimenta para compararla con la

entrada.

Un ejemplo de bucle abierto es el calentamiento de agua

en un tanque mediante una resistencia eléctrica

sumergida.

Page 12: Instrumentación industrial miguel pantoja
Page 13: Instrumentación industrial miguel pantoja

En estos sistemas existe un elemento, denominado captador

o sensor, que es capaz de detectar los cambios que se

producen en la salida y llevar esa información al dispositivo de

control, que podrá actuar en consonancia con la información

recibida para conseguir la señal de salida deseada.

Un bucle cerrado representativo lo constituye la

regulación de temperatura en un

intercambiador de calor.

Page 14: Instrumentación industrial miguel pantoja
Page 15: Instrumentación industrial miguel pantoja

INSTRUMENTACIÓN Y

CONTROL

NEUMÁTICA ELECTRONEUMÁTICA HIDRÁULICA

ELECTRÓNIA

ANALÓGICAELECTRÓNICA

DIGITAL

ELECTROMECANICAPLC

ELECTRO

HIDRÁULICA

Page 16: Instrumentación industrial miguel pantoja
Page 17: Instrumentación industrial miguel pantoja
Page 18: Instrumentación industrial miguel pantoja
Page 19: Instrumentación industrial miguel pantoja
Page 20: Instrumentación industrial miguel pantoja

Fuentes de alimentación

AS : Suministro de aire

ES : suministro eléctrico

GS : Suministro de Gas

HS : Suministro hidráulico

NS : Suministro de

Nitrógeno

SS : Suministro de vapor

WS : Suministro de agua

Page 21: Instrumentación industrial miguel pantoja
Page 22: Instrumentación industrial miguel pantoja

EN FUNCION DEL INSTRUMENTO

Instrumentos ciegos .-son aquellos que no tienen indicación visible de la variableEjemplo:Presostatos y termostatos, que poseen una escala exterior con un índice de selección de la variable, ya que sólo ajustan el punto de disparo del interruptor o conmutador al cruzar la variable el valor seleccionado.

Page 23: Instrumentación industrial miguel pantoja

Los instrumentos indicadores

Son aquellos instrumentos que captan

la variable de proceso y la muestran en

una escala visible localmente.

Los indicadores locales más utilizados

son los manómetros (presión),

termómetros (temperatura), rotámetros

(caudal), etc.

TERMOMETRO

Page 24: Instrumentación industrial miguel pantoja

ROTÁMETROS MANÓMETROS

Page 25: Instrumentación industrial miguel pantoja

Instrumentos registradores

Los instrumentos registradores trazan continuamente ó por puntos la variable de instrumentación.

Las gráficas que producen suelen ser circulares, rectangulares ó en forma de rollo según se acoplen al proceso que registran.

Registran gráficamente la evolución de la variable

Page 26: Instrumentación industrial miguel pantoja

Elementos primarios:

Son aquellos instrumentos que están en contacto con el fluido o variable, utilizando energía del medio controlado para dar al sistema de medición una indicación en respuesta a la variación de la variable controlada.

Ejemplo: las placas de orificio y los elementos de temperatura (termopares otermo resistencias).

Los instrumentos compactos comomanómetros, termómetros, transmisores de presión, etc. ya se supone que el elemento primario está incluido dentro del propio instrumento.

RTD - PT100

Page 27: Instrumentación industrial miguel pantoja

Transmisores.Captan la variable del proceso

a través del elemento primario

y la transmiten a distancia en

forma de señal neumática

( 3 a15 psi), o señal eléctrica

de corriente continua ( 4 a 20

mA) o de tensión ( 0 a 5V.)

EL ELEMENTO PRIMARIO

PUEDE FORMAR PARTE

DEL TRANSMISOR.

Page 28: Instrumentación industrial miguel pantoja

Los controladores

comparan la variable controlada (presión, nivel, temperatura con un valor deseado (SET POINT) y ejercen una acción correctiva de acuerdo con la desviación.

La variable controlada la pueden recibir directamente, como controladores locales o bien indirectamente en forma de señal neumática, electrónica o digital procedente de un transmisor.

Page 29: Instrumentación industrial miguel pantoja

El elemento final de

control

Son aquellos instrumentos que

reciben un tipo de señal

procedente de un controlador y

modifica el caudal del fluido o

agente de control.

Los más habituales son las

válvulas de control, servomotor o

variador de frecuencia.

Page 30: Instrumentación industrial miguel pantoja

VALVULA CON

POSICIONADOR

NEUMATICO

VARIADOR DE

VELOCIDAD

Page 31: Instrumentación industrial miguel pantoja
Page 32: Instrumentación industrial miguel pantoja

TEMPERATURA

Page 33: Instrumentación industrial miguel pantoja

Indicadores de Temperatura

(termómetros).Los más utilizados en la industria son

los termómetros bimetálicos. Estos

se basan en el diferente coeficiente de

dilatación existente entre dos metales

diferentes y unidos

Otro tipo de termómetro utilizado es el

llamado termómetro de Bulbo. Estos

consisten esencialmente en un bulbo

conectado por un tubo capilar a una

espiral.

Page 34: Instrumentación industrial miguel pantoja

Termómetros bimetálicos Termómetro de bulbo y capilar

Page 35: Instrumentación industrial miguel pantoja

TermoparesUna termocupla se hace con dos alambres de distinto material unidos

en un extremo (soldados generalmente). Al aplicar temperatura en la

unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño (efecto

Seebeck) del orden de los mili volts el cual aumenta con la

temperatura.

Page 36: Instrumentación industrial miguel pantoja
Page 37: Instrumentación industrial miguel pantoja

TERMOCUPLA TIPO J (FE.CO.) C/MALLA X1MT. BULBO 8MM

TERMOCUPLA TIPO K EN ANILLO #10 Termocuplas tipo J

Page 38: Instrumentación industrial miguel pantoja

Termo resistenciasEs un dispositivo que varía su resistencia con la temperatura. Suele denominarse RTDLos materiales que se usan normalmente en las sondas de resistencia son el platino y el níquel. El platino es el elemento mas adecuado desde el punto de vista de precisión y estabilidad, pero también es el mas caro. La sonda mas utilizada es la Pt-100 (resistencia de 100 ohmios a 0

ºC).

Page 39: Instrumentación industrial miguel pantoja

donde:

R0 es la resistencia a la temperatura de referencia T0

ΔT es la desviación de temperatura respecto a T0

(ΔT = T − T0)

α es el coeficiente de temperatura del conductor

especificado a 0 C, interesa que sea de gran valor y

constante con la temperatura

Page 40: Instrumentación industrial miguel pantoja
Page 41: Instrumentación industrial miguel pantoja
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Page 43: Instrumentación industrial miguel pantoja
Page 44: Instrumentación industrial miguel pantoja
Page 45: Instrumentación industrial miguel pantoja

0.00

E

N

VOLVER A NODO

DE OPERACION

E

N

E

N

N

ESCOJA TIPO DE

SENSOR

GRAD CESCOJA UNIDAD

ESCOJA TIPO DE

SENSOR

PTDIN

3C

Fijar valor de

Cero

N

EE

aumentar 0.000

DISPLAYValor Rango

Máximo?

Ajustar 4 mA.

Activar reporte

de fallas sensor

Ajustar 20 mA.

Ajustar

indicador

Select lenguajeVolver a modo

operación

Aumentar 0.000

N

N

N

N

E

EEDESACTIVADO

Enter/

Yes

Page 46: Instrumentación industrial miguel pantoja

PRESIÓN

Page 47: Instrumentación industrial miguel pantoja

0.00

N

Calibración

EX ZERO

Configuración

S2 FAIL

EXZ-

DIS

DISPLAY

N

N

N

N

E

N

POLLAD

R00

E

EXZ-ENA

E

E

E

S2NOFTLS2FATA

L

E

NE

E

E

Page 48: Instrumentación industrial miguel pantoja

OUT DIR OUT FWDOUT

REV

E

E

E

E

EN

N

N

N

OUT FAIL FAIL HIFAIL LO

E

OFFL MAUSER

MA4.000

N E

E E

DAMPING NO DAMPE

EN

NOTA:

OUTFAIL .-Especifica

la salida de mA. para

que tome valor alto o

bajo en

Determinadas

condiciones de fallo,

como por ejemplo un

fallo del sensor.

4-20 mA. 20-4 mA.

Page 49: Instrumentación industrial miguel pantoja

M1 MODE

M1 EGU

M1 LINE

E

E

E

E

M1 DISP

N

N

N

M1_EGU PSI

E

E

NOTA : Se puede cambiar de

Unidades (bar, Kpa, mmH2O.etc),

utilizando la tecla NEXT

M1 EOFF 0000

N

No se recomienda

M1EOFF para

aplicaciones

normales

Page 50: Instrumentación industrial miguel pantoja

M1 URV 15.00

M1 LRV 2.00

NOTA : Se puede

cambiar de

valores, utilizando la

tecla NEXT

M2 MODE

CALL DATE

ENA PWD

SET GRAB

CANCELAR

SAVE

M2 MODE, se utiliza cuando existen una medida

secundaria, solo presionar la tecla NEXT

para continuar

N

N

N

N

N

N

N

N

E

E

E

E

E

Page 51: Instrumentación industrial miguel pantoja
Page 52: Instrumentación industrial miguel pantoja

FLUJO

Page 53: Instrumentación industrial miguel pantoja

0.000 LPM

0.000 LPM

< HELP

1.TOP LEVEL

MEASUREMENTS

^ RESET

1. TOP LEVEL

SETUP

> CHANGE

2.SETUP

SYSTEM

3.SYSTEM

DEFAULT

SCREEN

3.SYSTEM

RATE DISPLAY

>

CHANGE

RATE EGU?

(GPM………)

ѵ ACK

> CHANGE

SHIFT + CHANGE

(PRESIONAR

AMBOS)GO OFF_LINE

NO YES

RATE EGU?

[ LPM........ ]

RATE EGU?

(LPM………)

> CHANGE

^ RESET

V ACK

> CHANGE

LUEGO

PRESIONAR LA

TECLA HELP

PARA

RETROCEDER

PARÁMETROS

PANTALLA

PRINCIPAL

1

OK

Page 54: Instrumentación industrial miguel pantoja

08/07/2013INSTRUCTOR: RONY JOEL BENITES

CASTAÑEDA 54

2.SETUP

SYSTEM

2.SETUP

OUTPUTS

3.OUTPUT

OUTPUT

MODE

ANALOGE

MODE?

(UNIDIR…)

ѵ ACK

> CHANGE

> CHANGE

SHIFT + CHANGE

(PRESIONAR

AMBOS)

GO OFF_LINE

NO YES

ANALOGE

MODE?

[BIDIR DUAL…]

> CHANGE

> CHANGE

V ACK

ANALOGE

MODE?

(BIDIR DUAL…)

> CHANGE LUEGO

PRESIONAR LA

TECLA HELP

PARA

RETROCEDER

PARÁMETROS

OK

2

Page 55: Instrumentación industrial miguel pantoja

08/07/2013INSTRUCTOR: RONY JOEL BENITES

CASTAÑEDA 55

2.SETUP

OUTPUTS

3.OUTPUTS

OUTPUT

MODE

ѵ ACK

> CHANGE

> CHANGE

SHIFT + CHANGE

(PRESIONAR

AMBOS)

GO OFF_LINE

NO YES

> CHANGE

> CHANGE

V ACK

> CHANGE LUEGO

PRESIONAR LA

TECLA HELP

PARA

RETROCEDER

PARÁMETROS

^ RESET

3.OUTPUTS

RANGE INFO

FORWARD

URV?

(30.000…..LPM)

FORWARD

URV?

[30.000…..LPM]

FORWARD

URV?

(25.000…..LPM)

PARPADEA NUMEROS

PARA CAMBIOS

3

Page 56: Instrumentación industrial miguel pantoja

08/07/2013 INSTRUCTOR: RONY JOEL BENITES CASTAÑEDA56

FIT

FIR

+

+

-

-

Page 57: Instrumentación industrial miguel pantoja

08/07/2013 INSTRUCTOR: RONY JOEL BENITES

CASTAÑEDA57

FE

FITFIR

mv4-20 mA

Salida de Flujo

AS=25 Psi

Válvula Manual

Sensor de

flujo magnético