Problemario de Instrumentacin Electrnica

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Problemario de Instrumentacin Electrnica

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  • ProblemasdeInstrumentacin#1

    1. Paracalibrarunindixcadordetemperaturaentrelerangode100300Csehicieron5

    mediciconesal0%,50%y100%delaescala,obtenindoselosresultadosquesemuestran

    enlatabla1.

    Medicin 0% 50% 100%1 101 200 3012 98 203 3003 99 198 2964 100 199 3025 101 201 298

    a) Hallelaexactitudenfuncindelvalormsalejado.

    b) Hallelaexactitudenfuncinde3desviacionesestndar.

    c) Expreselaexactitudcalculadaenelpuntobenfuncindelrangosuperiorydel

    span.

    2.SedeseainstalaruntransmisordetemperaturaaunreactorTAC.Sufuncinserenviar

    lasealauninterruptordealtaybajatemperatura,queregularlaresistenciautilizadapara

    calentarelsistema.Elcatalizadoresmuydelicadoysedescomponesilatemperaturadel

    sistemasobrepasaen5Clatemperaturamximadediseo.Elprocesosellevaacaboa

    temperaturasentre200y300C.

    a) Sedebeseleccionarentretresinstrumentos.TRA,TRByTRC.Losvaloresquese

    presentanenlatabla2correspondenalasespecificacionesdecadaunodeellos.

    TRA TRB TRCURL 400C 400C 400C

  • Fsmax 200% 100% 100%Exactitud Datostabla1 1%SPAN 0.1%VmVelocidadderespuesta 5C/min 10C/min 4C/min

    b) Al realizar una variacin de 50 C en el set point, la temperatura del sistema

    experimentael mismocambioen1minuto. Enbaseaestocualseriaselmejor

    instrumento.SiseutilizaeltransmisorTR3,querrorsepresentarenlamedicin

    detemperatura,unminutodespusderealizardichocambioenelsetpoint?

    3.Enuntanquedealmacenamientodeaguade20mdealturasedeseacontrolarelnivel

    entre10y15m.Eltransmisordenivelseubicaraenelfondodeltanque.

    a) CulserelrangodecalibracindeltransmisorenKpa?.Obtengalacurvade

    calibracindelinstrumentosisusalidaesneumtica.

    b) Esposible utilizar un instrumentocuyofactor desupresinmximoes500%y

    URL=200kPa?.

    c) Culserelrangodecalibracinsieltransmisorseubicaa9mdealtura?.

    d) Esfactibleutilizarelmismoinstrumentodelpunto2?.

    4.Enuntambordeseparacinlquidogasseencuentraconectadountransmisordepresin

    calibradoenelrangode0800Kpa.Esteasuvezseconectaauncontroladorproporcional

    degananciaKp=10,bias100%ysalidade420mA.

    Elcontroladorasuvezenvalasealaunavlvuladeaireparaabrir,queregulaelflujode

    gasalimentadoalseparador.

    a) Elcontroladorserdeaccindirectaoinversa.

  • b) SelSP=750KpayP=700KPaclculelasalidadelcontroladoren%.

    c) SielSP=750KpayP=760KPaclculelasalidadelcontroladoren%.Comparesu

    resultadoconelpuntob).

    d) Qusentidotienequeelbiassea100%?

    Soluciones

    1.

    a.

    0%Vr=100CE=2C

    50%Vr=200CE=3C

    100%Vr=300CE=4C

    b.

    Al0%:

    e = VmV R =99,8100

    e =0,2C

    = Xi 2n1Xi*= VmVm

    = 1.2 21 .8 20 .8 21.2 24 =1,30

  • E0%= (0,2+3.1,3)= 4,11C

    Al50%:

    e = VmV R =200,2200

    e =0,2C

    =1,92

    E0%= (0,2+3.1,92)= 5,97C

    Al100%:

    e = VmV R =299,4300

    e =0,6C

    =2,4

    E0%= (0,6+3.2,4)= 7,82C

    TomoelmayorE= 7,82C

    Medicin 0% Xi* 50% Xi* 100% Xi*

    1 101 1.2 200 0.2 301 1.62 98 1.8 203 2.8 300 0.63 99 0.8 198 2.2 296 3.44 100 0.2 199 1.2 302 2.65 101 1.2 201 0.8 298 1.4Vm 99.8 200.2 299.4

    c.

    RS=300

  • E=7,82 .100300

    =2,6%

    SPAN=200

    E=7,82 .100200

    =3,91%

    2.

    a.

    PorURLtodossirven.Elinstrumentoesuntransmisordetemperaturaqueenvalaseala

    uninterruptordealtaybajatemperatura.

    Tmax=300C

    Tmin=200C

    SPAN=100C

    ParaelinstrumentoA:

    SiclculoEenfuncindeladesviacinestndar,elinstrumentoAes7.82C.Verificoel

    FS.

    FS=200 C100 C

    .100=200%

    CumpleFSaunquesuexactitudesmala,muyaltaypodraproducirerroresmayoresalos

    quesoportaelsistema:Silatemperaturasobrepasaen5Clatemperaturadeoperacinse

    producendaosgravesenelproducto

    ParaelinstrumentoB:

    E=1

    100.100C=1CCumpleconlaExactitud

  • FSmaxIB=100%yFScalculadoparaeseRM=200%

    PorFSnosirve.

    ParaelinstrumnentoC:

    Vmmax=300C

    E=0 .1100

    .300C=0,3CCumpleconlaexactitud

  • 3.

    Paraobtenerelrangodecalibracinseprocededelasiguientemanera:

    RS=15m.1000Kg/m3.9,81m/s2=147,15KPa

    RI=10m.1000Kg/m3.9,81m/s2=98,1KPa

    b)URL=200KPa

    RS

  • c)Ahorasisecambialaposicindeltransmisor,elnuevorangodecalibracinser:

    RI=9,81KPa

    RS=6m.1000Kg/m3.9,81m/s2=58,80KPa

    SPAN=48,19KPa

    FS=9,81 .10048 ,19

    =20%

    Sepuedeusarelmismoinstrumento

    4.

    a.

    Acciondelcontrolador

    SiPaumentasedebecerrarlavlvulaDisminuyeel%deaperturadelavlvula

    Elcontroladoresdeaccioninversa

    S=Kp. +BIAS

    =(SPVP)

    S=10.(SPVP).100/SPAN+100%

    b.

    SP=750

    VP=700KPa

    S=10.6,25+100=162,5%

    c.

    SP=750

  • VP=760KPa

    S=10.(1,25)+100%=87,5%

    SiVp=700KPaseestamuypordebajodeSPylavlvulaabreparaqueentremayor

    cantidaddeflujo.

    SiVP=760KPaseestasobreSPysedebedisminuirelflujocerrandounpocolavlvula.

    d.

    SielBIASesde100%significaqueparaSPlasealdecontrolesde100%ycomola

    vlvulaesdeaireparaabrirestcompletamenteabierta.

    URLSoluciones