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Clasificación de la instrumentación industrial

UNIVERSIDAD GALILEO – PRINCIPIOS DE INSTRUMENTACIÓN Y METROLOGÍA

UNIVERSIDAD GALILEO Escuela Técnica Técnico en Supervisión Industrial Principios de instrumentación y metrología Catedrático: Ing. Javier Aguilera

Nombre Rodolfo Emmanuel García Pérez Juan Carlos Méndez Lorenti Elmer Orlando Olayo López

Número de carnet 15001263 15005441 15001151

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ÍNDICE INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................4 OBJETIVOS ..............................................................................................................................5 GENERAL ..............................................................................................................................5 ESPECÍFICOS .......................................................................................................................5 CLASES DE INSTRUMENTOS .................................................................................................6 EN FUNCIÓN DEL INSTRUMENTO ......................................................................................6 INSTRUMENTOS CIEGOS ................................................................................................6 INSTRUMENTOS INDICADORES......................................................................................7 INSTRUMENTOS REGISTRADORES ...............................................................................8 INSTRUMENTOS TRANSMISORES ..................................................................................9 INSTRUMENTOS TRANSDUCTORES ..............................................................................9 INSTRUMENTOS CONVERTIDORES .............................................................................10 INSTRUMENTOS RECEPTORES ....................................................................................10 INSTRUMENTOS CONTROLADORES ............................................................................11 EN FUNSIÓN DE LA VARIABLE DE PROCESO .................................................................12 CONCLUSIONES ...................................................................................................................13 BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................13

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INTRODUCCIÓN Los instrumentos de medición y control son ampliamente utilizados en la industria. En líneas generales, el porcentaje económico que ocupan en la inversión de una planta de proceso varía desde un 3% en plantas con poca instrumentación hasta un 8% – 10 % en plantas totalmente automatizadas. Los instrumentos de medición y control empleados en las industrias de proceso como química, petroquímica, alimenticia, metalúrgica, energética, textil, papel, etc., tienen su propia terminología que define sus características propias de medida y de control. Estos instrumentos pueden ser indicadores, registradores, controladores, transmisores y válvulas de control. Clasificar estos instrumentos industriales, implica entrar a un tema muy amplio, ya que requiere un conocimiento tanto teórico como práctico en la aplicación industrial de estos equipos. En el siguiente trabajo se darán a conocer las dos formas de clasificar los instrumentos industriales que van en función del instrumento y en función de la variable del proceso. Según la función del instrumento se refiere para que se utiliza el instrumento, es decir, indicador, registrador, transmisor, elemento final de control, interruptor, etc. Según la variable que miden; se tienen instrumentos para medir presión, caudal, nivel, etc. La finalidad del trabajo es la mejor comprensión de la clasificación de instrumentos industriales y mejor conocimiento del papel que los instrumentos juegan en la industria, así como de sus limitaciones, que forzosamente las tienen al ser, dispositivos mecánicos, electrónicos o digitales.

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OBJETIVOS GENERAL 

Conocer de forma teórica las clases de instrumentos de medición y control que son utilizados en la industria.

ESPECÍFICOS 

Dar a conocer los instrumentos de medición y control de acuerdo a su función.

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Dar a conocer los instrumentos de medición y control de acuerdo a la variable del proceso.

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CLASES DE INSTRUMENTOS Los instrumentos de medición y de control son relativamente complejos y su función puede comprenderse bien si están incluidos en una clasificación adecuada. Se considerarán dos clasificaciones básicas: la primera, relacionada con la función del instrumento y la segunda, con la variable del proceso.

EN FUNCIÓN DEL INSTRUMENTO De acuerdo con la función del instrumento, obtenemos las formas siguientes: INSTRUMENTOS CIEGOS Son aquellos instrumentos que no tienen indicadores visibles de la variable, tales como, presostatos y termostatos que son llamados también como indicadores de alarma (interruptores de presión y temperatura), que poseen una escala exterior con un índice de selección de la variable. Son también instrumentos ciegos los transmisores de caudal, presión, nivel y temperaturas sin indicación, en caso de los termostatos son utilizados en sistemas donde fluyen caudales la cual se quiera mantener una cierta temperatura, no permitiendo que suba o baje el grado requerido o adecuado. El presostato es un instrumento que abre o cierra un circuito eléctrico, en función del cambio de un valor de presión prefijado, en un circuito neumático. También se le conoce como interruptor de presión. En la figura 1 se observa un presostato mecánico para aceite. Figura 1.

Presostato mecánico para aceite.

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INSTRUMENTOS INDICADORES Estos indicadores disponen de un índice y una escala graduada en la que pueden leerse el valor de la variable según la amplitud de la escala se divide en indicadores concéntricos y excéntricos. Existen también indicadores digitales que muestran la variable en forma numérica con dígitos. Los instrumentos indicadores poseen una escala para expresar la equivalencia de los datos al operario, pueden ser manómetros, tensiómetros, disponen de un índice y de una escala graduada, que muestra el valor real de la variable. El manómetro es un instrumento de medición para la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Tensiómetro es el nombre del dispositivo que se utiliza para la medición de la tensión. Los manómetros Bourdon miden la diferencia entre la presión interior y la exterior del tubo. Como la presión exterior suele ser la atmosférica, el manómetro indica la diferencia existente entre la presión medida y la presión atmosférica, es decir la presión manométrica. En la figura 2 se observa algunos instrumentos indicadores utilizados para presión. Figura 2.

Instrumentos indicadores de presión

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INSTRUMENTOS REGISTRADORES Estos instrumentos registran con trazo continuo o a puntos la variable y pueden ser circulares o de gráfico rectangular o alargado, según sea la forma del gráfico y los digitales no precisan papel y graban los datos registrados en CD o en pen-drive. Los registradores de gráfico circular suelen tener el gráfico de 1 revolución en 24 horas, mientras que en los del gráfico rectangular la velocidad normal del gráfico de unos 20 mm/hora. Un instrumento de registro es un dispositivo cuya función es registrar el valor de una cantidad y medirla. Entre ellos tenemos los registradores gráficos, las impresoras de computadoras, las grabadoras de cinta, los discos de computadoras, entre otros. El COMMANDER 1900 es un registrador de gráfica circular totalmente programable para hasta cuatro señales de proceso. Los controles sencillos y la construcción robusta del COMMANDER lo hacen adecuado para diferentes entornos industriales. Se complementan las facilidades normales con una gama de opciones potente para que tenga la flexibilidad necesaria para su aplicación. En la figura 3 se observa el COMMANDER 1900. Figura 3.

Registrador de tiempos de operaciones, COMMANDER 1900

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INSTRUMENTOS TRANSMISORES Estos instrumentos captan la variable de proceso a través del elemento primario y la transmiten a distancia en forma de señal neumática de margen 3 a 15 psi (libras por pulgada cuadrada) o electrónica de 4 a 20 mA de corriente continua. La señal digital es la más ampliamente utilizada y es apta directamente para las comunicaciones, ya que utiliza protocolos estándar. En la figura 4 el sensor puede formar parte integral, o no, del transmisor; el primer caso lo constituye un transmisor de temperatura de bulbo y capilar y el segundo un transmisor de caudal con la placa orificio como elemento primario. Figura 4.

Transmisores

INSTRUMENTOS TRANSDUCTORES Estos instrumentos reciben una señal de entrada en función de una o más cantidades físicas y la convierten modificada o no a una señal de salida. Son transductores un relé, un elemento primario, un transmisor, un convertidor PP/I (presión de proceso a intensidad), un convertidor PP/P (presión de proceso a señal neumática), etc. En la figura 5 se observa un transductor de presión que se utiliza para el control de sistemas de presión, como por ejemplo, una instalación de presión de aire. Figura 5.

Transductores de presión

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INSTRUMENTOS CONVERTIDORES Los convertidores son aparatos que reciben una señal de entrada neumática (3 -15 psi) o electrónica (4 -20 mA) procedente de un instrumento y después de modificarla envían la resultante en forma de señal de salida estándar. Ejemplo: un convertidor P/I (señal de entrada neumática a señal de salida electrónica), un convertidor I/P (señal de entrada eléctrica a señal de salida neumática). En la figura 6 se observa un convertidor de presión a corriente (psi/mA). Figura 6.

Convertidores de presión a corriente

INSTRUMENTOS RECEPTORES Estos instrumentos reciben señales procedentes de los transmisores y las indican o registran. Los receptores controladores envían otra señal de salida normalizada a los valores ya indicados 3 – 15 psi en señal neumática, 4 – 20 mA en señal electrónica, que actúan sobre el elemento final de control. En la figura 7 se observa un receptor de medidas EMI. Figura 7.

Receptor de medidas EMI

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INSTRUMENTOS CONTROLADORES Los 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. En la figura 8 se observan los controladores que son utilizados para la temperatura. Figura 8.

Controladores PID de temperatura

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EN FUNSIÓN DE LA VARIABLE DE PROCESO Expresados en función de la variable del proceso, los instrumentos se dividen en instrumentos de caudal, nivel, presión, temperatura, densidad y peso específico, humedad y punto de rocío, viscosidad, posición, velocidad, pH, conductividad, frecuencia, fuerza, turbidez, etc. En la designación del instrumento se emplean en el lenguaje común las dos clasificaciones expuestas anteriormente. Y de este modo, se consideran instrumentos como transmisores ciegos de presión, controladores registradores de temperatura, receptores indicadores de nivel, receptores controladores registradores de caudal, etc. Los instrumentos se consideran instrumentos de campo y de panel (figura 9). La primera designación incluye los instrumentos locales situados en el proceso o en sus proximidades (es decir, en tanques, tuberías, secadores, etc.), mientras que la segunda se refiere a los instrumentos montados en paneles, armarios o pupitres situados en zonas aisladas o en zonas del proceso. Figura 9.

Instrumentos de campo y de panel

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CONCLUSIONES 

Los instrumentos de medición y control se clasifican de en dos formas básicas: la primera relacionada con la función del instrumento y la segunda con la variable del proceso.

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De acuerdo al instrumento se tienen: instrumentos ciegos, instrumentos indicadores, instrumentos registradores, transmisores, transductores, convertidores, receptores y controladores.

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De acuerdo a la variable del proceso los instrumentos se dividen en instrumentos de: caudal, nivel, presión, temperatura, densidad y peso específico, humedad y punto de roció, viscosidad, posición, velocidad, pH, conductividad, turbidez, etc.

BIBLIOGRAFÍA 

Creus, A. (2009). Instrumentos industriales, su ajuste y calibración. (Tercera Edición, pp. 48-52). México, Alfaomega Grupo Editor.

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Creus, A. (2010). Instrumentación Industrial (Octava Edición, pp. 21-27). México, Alfaomega Grupo Editor.

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(2016,

10).

Instrumentación. Tecnología.

Obtenido

10,

2016,

de

http://www.profesormolina.com.ar/tecnologia/instrum.htm

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