Conceptos basicos de instrumentacion y control
- 1. UNIVERSIDAD FERMIN TORO VICERRECTORADO ACADEMICO ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA LABORATORIO DE INSTRUMENTACION Y CONTROL INSTRUMENTACION Y CONTROL CONCEPTOS BASICOS Integrantes: Carlos J. Franco M C.I: 24.019.128 Maria Jose Perez C.I: 24.577.363 Luis Arrieche C.I: 21.726.718 Evert Chaparro C.I: 21.725.782 Cabudare – Octubre 2015
- 2. Campo de medida o rango Es el conjunto de valores dentro de los límites superior e inferior de medida en los cuales el instrumento es capaz de trabajar en forma confiable por ejemplo un termómetro de mercurio con rango de 0 a 50 grados Celsius espectro o conjunto de valores de la variable de medidas que están comprendidas dentro de los limites superior e inferior de la capacidad de medida o de transmisión del instrumento. Elemento final de control Dispositivo que controla directamente los valores de la variable manipulada en un lazo de control. Generalmente el elemento final de control es una válvula de control. ERROR Es la diferencia que existe entre el valor real que el instrumento indica ó mide, y el valor verdadero que realmente tiene la variable en el momento de realizar la medición. Exactitud Es la cualidad de un instrumento de medida por la que tiende a dar lecturas próximas al verdadero valor de la magnitud medida. Es decir, cuán cerca del valor real se encuentra el valor medido. Un instrumento exacto cuenta con la capacidad de dar valores de lectura con errores pequeño, si el promedio de las mediciones coincide con el valor verdadero el instrumento es exacto. Si un instrumento está calibrado correctamente los errores aleatorios inevitables harán que los resultados de la medición tengan una cierta dispersión. La estadística (media en este caso) nos podrá acercar al valor verdadero. La exactitud se puede especificar en porcentaje del valor medido o bien en porcentaje del valor a fondo de escala del instrumento. Por ejemplo: Se toman tres lecturas con cierto termómetro de un horno que está a una temperatura real de 200°C. Las mediciones arrojan 199°, otra 200°, y finalmente 201°. Este termómetro es exacto porque tiene un margen muy corto de error en cuanto al valor real. Precisión La precisión es la tolerancia de medida o de transmisión del instrumento (intervalo donde es admisible que se sitúe la magnitud de la medida). En otras palabras, es la tolerancia mínima que se debe permitir en la medición, registro ó valor a controlar según sea el instrumento, es la mínima división de escala de un instrumento indicador. Ejemplo de exactitud de un Amperímetro. También, precisión se refiere a la dispersión del conjunto de valores obtenidos de mediciones repetidas de una magnitud. Cuanto menor es la dispersión mayor la precisión. Una medida común de la variabilidad es la desviación estándar de las mediciones y la precisión se puede estimar como una función de ella. Por
- 3. ejemplo: Una perforadora de papel debe hacer una serie de orificios cada 5 cm. Se observa que los realiza de la siguiente manera a los 5.2cm, 5.1 cm y 5.2cm. En este caso la perforadora es precisa ya que no existe gran diferencia de distancia entre los orificios, sin embargo cabe destacar que no es exacta puesto que el objetivo real es que sean cada 5cm. ZONA MUERTA Es el máximo rango de variación de la variable en el proceso real, en los puntos donde el instrumento no registra ninguna variación en su indicación, registro. SENSIBILIDAD Es la variación relativa a un parámetro fijo, que sufre la indicación del instrumento al cambio en el proceso de la variable que causa éste efecto. REPETIBILIDAD Es la capacidad de un instrumento para repetir el valor de una medición, se genera un mismo valor de la variable real medida en una única dirección de medición. Proceso Es un conjunto de equipos, reactores, tuberías, tanques, columnas, etc. en los cuales ocurren cambios químicos o físicos que conllevan a la preparación del producto (No incluye los instrumentos de medición y control). PLANTAS Una planta es un equipo, quizá simplemente un juego de piezas de una máquina, funcionando conjuntamente, cuyo objetivo es realizar una operación determinada. Llamaremos planta a cualquier objeto físico que deba controlarse (ej: horno de calentamiento, reactor químico, vehículo espacial) Resolución Es el incremento más pequeño que permite diferenciar una lectura de otra Bomba Dispositivo capaz de elevar la presión de un fluido. SISTEMAS DE CONTROL DE LAZO CERRADO Con frecuencia se llama así a los sistemas de control retroalimentado. En la práctica, se utiliza indistintamente la denominación control retroalimentado o control de lazo cerrado. La señal de error actuante, que es la diferencia entre la señal de entrada y la de retroalimentación (que puede ser la señal de salida o una función de la señal de salida y sus derivadas), entra al controlador para reducir el error y llevar la salida del sistema a un valor
- 4. deseado. El término lazo cerrado implica siempre el uso de la acción de control retroalimentado para reducir el error del sistema. SISTEMA DE CONTROL DE LAZO ABIERTO Los sistemas de control en los que la salida no tiene efecto sobre la señal de control, se denominan sistemas de control de lazo abierto. En estos sistemas, la salida ni se mide ni se retroalimenta para compararla con la entrada. Por tanto, para cada entrada de referencia corresponde una condición de operación fija. Así, la precisión del sistema depende de la calibración. En presencia de perturbaciones, un sistema de control de lazo abierto no cumple su función asignada. En la práctica se puede utilizar sólo si la relación entrada – salida es conocida y si no se presentan perturbaciones de ningún tipo. Elementos Primarios de Medición Es aquel que detecta el valor de salida o sea es la porción de los medios de medición que primero utiliza o transforma la energía del medio controlado. Los elementos primarios de medición más comunes son: Temperatura, presión, flujo ALCANCE (SPAN) Es el punto máximo con valor superior del rango de medición, para el termómetro del ejemplo, el SPAN será de +150 grados centígrados. TRANSMISOR Se conoce como transmisor en el campo de la instrumentación y control al conjunto acondicionador de señal, en casos integrado al sensor y en otros como un dispositivo independiente conectado al sensor mediante conductores eléctricos, caños etc. Controlador Los instrumentos dedicados supervisar los estados de una maquina como la vibración temperatura fatiga mecánica etc. Fuente de alimentación En electrónica, una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte la tensión alterna, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta Indicadores Los indicadores disponen de un índice y de una escala graduada, que muestra el valor real de la variable medida, según su clase se dividen en indicadores concéntricos, excéntricos y digitales, si los instrumentos no tienen indicación visible de la variable que miden, se les
- 5. denomina instrumentos ciegos, porque no es visible objetivamente la variable que miden, son ciegos los instrumentos de alarma, los termostatos, los transmisores, etc. 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. HISTERESIS Es la repetibilidad de un equipo si se efectúa la medición entre ambas direcciones, los puntos de repetibilidad entre ambas direcciones pueden ser iguales ó desiguales. SISTEMAS Un sistema es una combinación de componentes que actúan conjuntamente y cumplen determinado objetivo. Un sistema no está limitado a objetos físicos. El concepto de sistema puede aplicarse a fenómenos dinámicos abstractos, como los que se encuentran en economía. Por tanto, el término sistema hay que interpretarlo como referido a sistemas físicos, biológicos, económicos y otros. El diagrama de bloques es la representación gráfica del funcionamiento interno de un sistema, que se hace mediante bloques y sus relaciones, y que, además, definen la organización de todo el proceso interno, sus entradas y sus salidas. Intercambiador de calor Un intercambiador de calor es un dispositivo diseñado para transferir calor entre dos medios, que estén separados por una barrera o que se encuentren en contacto NORMAS ISA Estas normas tienen como objetivo principal, representar el funcionamiento de un sistema partir de un diagrama o plano, que posee un conjunto de símbolos utilizados para la designación de instrumentos de control y medición de señales que representan cada uno de los elementos de dicho sistema, con el fin de que puedan ser comprendidas de forma singular y de manera efectiva. NORMAS ISO Son el conjunto de normas aplicadas para regular la fabricación, comercialización y comunicacion alrededor del mundo. Estas normas son impuestas por la International Standarization Organization, la cual tiene su sede principal en ginebra.