1 UNIDAD I IMT.ppt
- 1. UNIDAD I INTRODUCCION A LA INSTRUMENTACION Y NORMAS
- 3. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN Y CONTROL
- 5. SEÑALES ESTÁNDAR 4 – 20 mA. 1 – 5 VDC ( 4 mA) = 0 % (20 mA) = 100% 3 – 15 PSI SET POINT = SP VARIABLE DEL PROCESO = VP PRESIÓN, FLUJO, TEMPERATURA, NIVEL, pH. PESO, DENSIDAD VELOCIDAD, ETC.
- 6. LAZO CERRADO DE CONTROL
- 11. 1. RANGO: Es el campo de medida para cualquier numero de valores que siempre deben estar entre un limite superior e inferior según las especificaciones del instrumento. 2. ALCANCE O SPAN Es la diferencia entre los límites superior menos el limite inferior del rango, es lo equivalente al área de operación. SPAN = 60 – (- 5 C ) = 65 C
- 12. 4. SENSIBILIDAD: Es el mínimo cambio al que el instrumento sensa y puede expresar
- 13. 5. ZONA MUERTA: Son aquellas donde la sensibilidad del instrumento es nula lo que hace que no cambie su indicación y señal de salida
- 14. 6.- ERROR: Es la diferencia entre el valor leído del instrumento y el valor real de la variable.
- 17. 7.- PRESICION: Grado de reproducibilidad de las mediciones. 8 .- EXACTITUD: Cuando la lectura se acerca al valor real de la variable
- 18. 9.- CONFIABILIDAD: Es la probabilidad de que el instrumento permanezca en ciertos límites de error. 10 TRAZABILIDAD: Propiedad del resultado de las mediciones efectuadas con un instrumento o con un patrón, tal que puede relacionarse con patrones preestablecidos, mediante una cadena ininterrumpida de comparaciones con todas las incertidumbres determinadas.
- 19. 11 .- RESOLUCIÓN: Es la de visualización a escala del instrumento.
- 20. 12 ESTABILIDAD: son los instrumentos de altas calidad, que tienen una probabilidad de tener una larga vida útil. 13 TEMPERATURA DE SERVICIO: Son las temperaturas de trabajo del instrumento. 14 REPRODUCTIBILIDAD: Reproducción de una medida cuando la variable se encuentra en un parámetro constante. 15 REPETIBILIDAD: Especifica la habilidad del instrumento para entregar la misma lectura en aplicaciones repetidas del mismo valor de la variable medida. Así, por ejemplo, si a una misma presión de 25 p.s.i.g., un manómetro de precisión de 1 p.s.i., entrega las lecturas de 25,5; 26; 24,3; y 24 p.s.i.g. su operación es repetible; una lectura de 27 p.s.i.g. indicaría un problema de repetibilidad del instrumento (a menos que conste que fuese un problema de histéresis).
- 21. 16. SEÑAL: Salida que emana del instrumento. Información representativa de un valor cuantificado. 17. SEÑAL ANÁLOGA: Es una función continua de la variable medida. 18. SEÑAL DIGITAL: Representa la magnitud de las variables medidas en forma de una serie de cantidades discretas codificadas en un sistema de notación. 19. SET POINT: Punto en que una señal se establece bajo ciertos parámetros deseados. Es un punto de consigna para valor de la señal de la variable. NOTA: Todas las señales manejan ciertos estándares para los valores máximos y mínimos:
- 22. Antes que todo para introducirnos al mundo de la medición e instrumentación haremos una semi introducción al control ya que por lo general el objetivo de toda buena medición es realizado con el fin de obtener un buen control: 1. VARIABLE: Es cualquier elemento que posee características dinámicas, estáticas, química y físicas bajo ciertas condiciones, que constantemente se pueden medir. 2. VARIABLE CONTROLADA: Es la variable directa a regular, sobre la que constantemente estamos pendientes ya que afecta directamente al sistema del proceso, es decir, es la que dentro del bucle de control es captad por el transmisor para originar una señal de retroalimentación. 3. VARIABLE MANIPULADA: Es la que se modifica para afectar directamente a la variable controlada, es la herramienta para modificar la variable directa en el proceso. Es la cantidad que se encarga de variar los instrumentos finales de control. ; Es el mensaje del controlador que transmite modificaciones para lograr lo esperado de la variable controlada.
- 23. 4. PROCESOS: Es un desarrollo que es realizado por un conjunto de elementos cada uno con ciertas funciones que gradual y progresivamente producen un resultado final. 5. SISTEMA: Es una combinación de componentes que actúan conjuntamente y cumplen un objetivo. 6.PERTURBACIONES: Señal que afecta la respuesta real del sistema produciendo un error en la medida, ejemplo los campos magnéticos, la inductancia etc. según la sensibilidad individual. 7. CONTROL RETROALIMENTADO: Es el que auto corrige las perturbaciones, eliminando los errores para obtener la salida ideal. Una plancha posee un dispositivo que mantiene la temperatura deseada, es decir, si se sube la temperatura abre el circuito de alimentación de las resistencias y si se baja lo cierra para que calienten. los servosistemas son también de este tipo solo que su salida son elementos mecánicos, un brazo de un robot o una válvula auto regulada o pilotada. 8. SISTEMAS DE CONTROL DE PROCESOS: Es un sistema de regulación automática que determina la respuesta de la variable en función de virtudes programadas para el sistema.
- 24. 10. SISTEMA DE CONTROL DE BUCLE O LAZO ABIERTO: Es el sistema donde la salida no tiene efecto sobre la acción del control, no hay comparación entre el valor medido en la salida respecto ala entrada, es el camino que sigue la señal sin retroalimentación. Por ejemplo las instalaciones de bombillos de navidad que mientras se encienden unas las otras se apagan, todo esto es controlado en función del tiempo sin importar que tanto alumbren los bombillos. Entre lo concerniente al bucle cerrado es su virtud de usar una señal de retroalimentación que lo dispone a estar en constante ajuste evitando relativamente la inestabilidad a perturbaciones externas ya que para este sistema es de gran importancia el manejo de las desviaciones mientras que para el abierto no es de tanta incidencia, lo que recomienda que para todo sistema donde se conocen las entradas y no hay perturbaciones se debe usar el lazo abierto. 11. SISTEMAS DE CONTROL ADAPTABLES: Es la capacidad intuitiva de un sistema para decidir parámetros de autoajuste debido a los posibles errores aleatorios y sistemáticos que se presenten.
- 26. TIPOS DE INSTRUMENTOS 1. INSTRUMENTO: Es un dispositivo que se encarga de interpretar señales proporcionales a la magnitud de la variable. 2. INSTRUMENTOS CIEGOS: No tienen indicación visible, son todos aquellos que generalmente son de manipulación como interruptores, termostatos, presostatos, válvulas, transmisores etc. que solo cumplen con su trabajo sin la necesidad de expresar los cambios graduales de la señal
- 27. .3 INSTRUMENTOS INDICADORES: Poseen una escala para expresar la equivalencia de los datos al operario, pueden ser manómetros, termometros, entre otros. Pueden ser concéntricos, excéntricos y digitales.
- 28. 4. INSTRUMENTOS REGISTRADORES: Registran con trazo continuo o punto a punto la variable, y pueden ser circulares o rectangulares. En algunos casos podrá ser necesario un registro histórico de la variable que se estudia en un determinado proceso.
- 30. 5. ELEMENTOS FINALES DE CONTROL: Es el instrumento que recibe las señales del sistema tomadas por el controlador y las ejecuta directamente sobre la variable controlada.
- 31. 6. ELEMENTO PRIMARIO DE MEDIDA: Es el que esta en contacto directo con la variable y dispuesto a transmitir cualquier. Transformación de energía en el medio medido.
- 32. 7. TRANSDUCTOR: Dispositivo que recibe una o varias señales provenientes de la variable medida y pueden modificarla o no en otra señal
- 33. 8. TRANSMISOR: Capta la señal del elemento primario de medida y la transmite a distancia en forma eléctrica, neumática, hidráulica, mecánica y ultrasónica.
- 34. ( 4 mA) = 0 % (20 mA) = 100%
- 35. I/V 9. CONVERTIDOR: Es el que se encarga de modificar la señal de entrada y la entrega en una señal de salida estándar.
- 36. 10 CONTROLADORES comparan la variable controlada (presión, nivel, temperatura) con un valor deseado 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.
- 39. AUTOMATISMO
- 40. TAG Al realizar un plano de instrumentación, cada instrumento se le asigna un icono consistente en un circulo que contiene un código alfanumérico llamado TAG NUMBER el cual debe de cumplir con ciertas características los cuales nos dan la identificación funcional de instrumento. Donde la ISA y la SAMA normalizan estas funciones CS-ISA 01 y la norma especifica ISA-S5.1
- 41. IDENTIFICACION FUNCIONAL TAG SE DIVIDE EN DOS PARTES PRIMERA IDENTIFICACION SEGUNDA IDENTIFICACION
- 42. PRIMERA IDENTIFICACIÓN VARIABLES: L = NIVEL P = PRESIÓN F = FLUJO T = TEMP. pH. = Ph. S = VELOCIDAD W = PESO M = HUMEDAD V = VISCOSIDAD Y = LIBRE D = DENCIDAD E = VOLTAJE ELEMENTOS SECUNDARIOS C = CONTROL T = TRANSMISOR I = INDICADOR R = REGULADOR CV = VALVULA A = ALARMA A = ANALISIS H = ALTO L = BAJO H = MANUAL E = ELEMENTO PRIMARIO MAXIMO 4 LETRAS
- 43. LEER DE DERECHA A IZQUIERDA CONTROL INDICADOR REGISTRADOR DE TEMPERATURA TRANSMISOR DE PRESION ALARMA DE ALTO FLUJO TT Transmisor de temperatura. LC Control de nivel FI Indicador de flujo GR Registrador de espesor ME Elemento primario de humedad KS Switch por tiempo
- 44. LIC Caso (a) Controlador e indicador de nivel ZRK Caso (a) Estación de control y registrador de posición TDI Caso (b) Indicador de diferencial de temperatura JSH Caso (c) Switch valor alto de potencia JSL Caso (c) Switch valor bajo de potencia Existen las siguientes posibilidades Existen las siguientes posibilidades i 1º letra Variable 2º letra Función secundaria 3º letra Función principal 4º letra Modifica la función principal
- 45. SEGUNDA IDENTIFICACION FUNCIONAL 1 LETRA + 3 NUMEROS 2 LETRAS + 2 NUMEROS 3 LETRAS + 1 NUMERO 4 NUMEROS 4 LETRAS DIVIDIDO EN DOS ESTA SEGUNDA IDENTIFICACION IDENTIFICACIÓN DEL ÁREA IDENTIFICACIÓN DEL LAZO DE CONTROL
- 46. TODAS LAS AREAS TIENEN 5 TIC MANDAR AL INGENIERO DE INSTRUMENTOS A REVISAR EL TIC QUE ESTA FALLANDO
- 47. REVISAR EL TIC QUE ESTA FALLANDO A B C D 100 101 102 103 104 200 201 202 203 204 300 301 302 303 304 400 401 402 403 404 TIC - D - 404 CONTROL INDICADOR DE TEMPERATURA AREA D LAZO DE CONTROL 404
- 48. AA AB AC AD 10 11 12 13 14 20 21 22 23 24 30 31 32 33 34 40 41 42 43 44 CONTROL INDICADOR DE TEMPERATURA AREA AD LAZO DE CONTROL 44
- 49. ISA INSTRUMENT SOCIETY OF AMERICA Cuyas normas tienen como objetivo establecer códigos y símbolos de aplicación en la tecnología industrial.. norma ISA-S5.1-84 (R-1992) SAMA: SCIENTIFIC APPARATUS MAKERS ASSOCIATION asociación comercial de aparatos cientificos o la asociación científica de fabricantes de aparatos, fundada en 1918. Letra o Número Letra o Número Letra o Número Identifica la variable y la función del equipo. Identifica el tipo de trabajo y el sistema. Identifica el número del bucle LT 25 64 L Variable de nivel LT : Transmisor de nivel 2 : Corresponde al segundo sistema 5 : Identifica el trabajo que hace sobre el sistema 64 : Es el número del bucle cerrado. El instrumento LT2564 es un transmisor de nivel, correspondiente al segundo sistema, trabaja sobre la sección "gas de desecho" , es el lazo cerrado número 64.
- 58. I-1 I-2 I-3 I-4 I-5 I-6 I-7 I-8 I-9 I-10 I-11 INSTRUMENTO MONTADO LOCALMENT INSTRUMENTO MONTADO EN PANEL INSTRUMENTO MONTADO DETRÁS DE UN PANEL IINSTRUMENTO DOBLE MONTADO EN UN PANEL INSTRUMENTO DOBLE MONTADO LOCALMENTE INSTRUMENTO DOBLE MONTADO DETRÁS DE UN PANEL INSTRUMENTO DOBLE MONTADO EN UN PANEL I-12 INSTRUMENTO EN UN DCS I-13 INSTRUMENTO EN UN PLC
- 63. SEÑAL DE 4 – 20 mA.. Señal de 3 a 15 PSI NORMALMENTE CERRDA ( CLOSE) NORMALMENTE ABIERTA ( OPEN) CONVERTIDOR DE I/P
- 64. Diagrama ISA Diagrama SAMA
- 65. Lazo típico en Notación SAMA.
- 66. Lazo típico en notación ISA.
- 86. Diagrama de control electrónico
- 87. CONTROL DE FLUJO MONTADO EN PANEL LAZO DE CONTROL 118. TRANSMISOR DE FLUJO MONTADO EN CAMPO LAZO DE CONTROL 118 VÁLVULA DE CONTROL DE FLUJO AUTOMÁTICA NORMALMENTE CERRADA LAZO DE CONTROL 118 ENLACE MECANICO SEÑAL ELECTRICA DE 4 A 20 mA
- 89. CALDERA