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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

LABORATORIO DE INSTRUMENTACIÓN

DESARROLLO DEL COMPONENTE PRÁCTICO VIRTUAL

TUTOR OMAR ALBEIRO TREJO NARVAEZ

Presentado por:

NEIDER ALEXIS ARANGO LEMOS. C.C. 6550474 FRANCISCO JAVIER SAENZ MONAR C.C. 1116233129 HECTOR FABIO ARIAS ROMERO C.C. 1116251979 FEÑLIPE A SANDOVAL C.C. 94509393

Fecha: (Mayo 16 / 2020) Cali-Valle

INTRODUCCIÓN La instrumentación industrial hoy en día es más común y más cotidiana de lo que quizás muchas personas piensan, pues las industrias, es imposible no percibir que los instrumentos de medida están por todas partes, pues cada uno de nosotros está familiarizado con los indicadores que constituyen los extremos visibles de las cadenas de medidas, es a partir de ahí donde el funcionamiento de los instrumentos de medida toman una importancia en nuestro alrededor, la cual la instrumentación adopta los instrumentos que hacen posible la medida de una variable física particular y por ende también al conjunto de instrumentos de medida que permiten seguir el proceso de un sistema físico que contenga cualquier cantidad de variables involucradas. Actualmente es casi imposible trabajar en los procesos industrializados en los que los elementos de vigilancia, de medición y de control no estén al tanto de lo que pase, por esto, se encuentran desde el inicio del proceso, en su desarrollo y su finalización, trabajando conjuntamente con un buen equipo de ingeniería, técnicos, tecnólogos y operarios, con equipos de automatización industrial, pues la instrumentación industrial se ocupa de la seguridad tanto del personal implicado, como de las máquinas y de los productos que resultan del proceso industrial. Uno de los sistemas más importantes en el ámbito de la instrumentación son los sistemas de control, ya que con estos reciben la información de los sensores, miden las variables, los comparan con los puntos de ajuste configurados, a partir de esto es capaz de tomar decisiones y así mantener controlado el sistema. En el siguiente trabajo se hará una distinción de los sistemas de control para nuestro diagrama de tuberias estudiado este semestre. Un elemento final de control es un mecanismo que altera el valor de la variable manipulada en respuesta a una señal de salida desde el dispositivo de control automático, típicamente recibe la señal de un controlador. Hoy en día se utiliza con mucha frecuencia los conceptos de sistemas de control y esto es debido a que en la industria existen dentro de sus procesos, ciertas variables que deben de ser controladas o dirigidas a fin de que los procesos productivos se lleven a cabo con total

normalidad, evitando en mayor medida las fallas en equipos, instalaciones o procesos industriales donde se deben tener medidas exactas para su producción. En ese mismo orden de ideas se debe tener en cuenta los pasos a seguir que deben de tener los estudiantes para realizar un estudio adecuado de las variables en los procesos industriales, la interpretación de lectura adecuada de los instrumentos de medición es muy importante a la hora de empezar a realizar estudios profundos sobre esta materia pues con ellos nos podemos comunicar con las máquinas y sus procesos a través de la tecnología que está en ellos. En esta oportunidad ser realizara tres prácticas de instrumentación industrial, a través del componente virtual, donde se desarrollara las actividades de las guías propuestas por la universidad para un óptimo aprendizaje de los estudiantes sobre la lectura de distintas variables que se encuentran en la instrumentación, así como también dar apuntes en plantillas para el análisis del comportamiento de las variables, usando algunos ejemplos específicos desarrollados en Labview en el cual podemos construir sobre un lenguaje de programación gráfica, orienta a objetos y procesos. En este curso los estudiantes van a interactuar con los conceptos necesarios para comprender el funcionamiento eléctrico y electrónico de medidas para así, poder utilizarlos para la lectura en procesos industriales

Contenido. Descripción de la práctica No.1: Identificación y registro de las características metrológicas de diversos instrumentos de medición. Procedimiento: 1. Determinar para cada instrumento indicado anteriormente (*), las siguientes características metrológicas: alcance de medición, intervalo de medición, resolución y división mínima. 2. Una vez obtenidos todas las mediciones, anotarlas en las tablas correspondientes, las cuales se indican a continuación: Tabla 1.1 Características de algunos instrumentos de medición industrial

Instrumentos de medición

Unidades de medida

Alcance de medición

Intervalo de medición

Resolución

División mínima

Manómetro Termómetro de líquido en vidrio Termómetro Bimetálico Vernier Tabla 1.2 Características del multímetro digital

Características del multímetro digital. Voltímetro de DC Voltímetro de AC Amperímetro de DC Amperímetro de Ac Resistencia

Unidades de medida

Alcance de medición

Intervalo de medición

Resolución

División mínima

Tabla 1.3 Características del termohigrómetro Características del termohigrómetro

Unidades de medida

Alcance de medición

Intervalo de medición

Resolución

División mínima

Temperatura Humedad Relativa Responda el siguiente Cuestionario:

1. ¿Qué importancia tiene determinar en los instrumentos de medición, las características metrológicas empleadas en esta práctica? 2. ¿Cuál es la finalidad de conocer el alcance de medición, intervalo de medición, resolución y división mínima de cualquier instrumento de medición? 3. Defina magnitud de influencia. 4. Durante un proceso de medición y considerando exclusivamente los instrumentos analógicos, ¿qué magnitudes de influencia podría considerar como fuentes de incertidumbre? Señale al menos cuatro (4). 5. De todas las unidades de medida observadas en los instrumentos, indique ¿cuáles son base y cuales son derivadas del SI (sistema internacional)?. 6. El multímetro digital empleado durante la práctica, ¿de cuántos dígitos es? Explique.

7. Realice un mapa conceptual sobre la metrología legal vigente en Colombia

PRACTICA No. 02 – Medida de caudal (flujo) Realizar el diagrama en bloques (Block Diagram). Utilice el siguiente esquema o si tienes conocimientos del LabView diseñe uno similar que te permita realizar la medición de nivel de llenado y vaciado de un tanque:

Descripción de la práctica Identificación y registro de las características de los instrumentos de medida de caudal.

Recursos para utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Rotámetro. Venturi Metodología (solo desarrollar la parte de simulación)

El estudiante deberá revisar y comprender y entender los siguientes conceptos: • Medición de caudal. Procedimiento: -

Coloque la masa de 2,5 kg en la cuelga pesas del banco hidráulico, con lo cual se recogerán 15 litros de agua en el recipiente destinado para tal fin.

-

Cierre la válvula de control del banco de medidores y cierre la válvula de alimentación del banco hidráulico.

-

Abra parcialmente la válvula de control y encienda el interruptor de la bomba del banco hidráulico.

-

Abra totalmente la válvula de alimentación y permita que las burbujas de aire que contiene el agua sean expulsadas.

-

Cierre totalmente la válvula de control e inyecte aire a todos los piezómetros hasta ubicarlos a una altura aproximada de 240 mm.

-

A través de la válvula de control, coloque el flotador del rotámetro en la primera altura asignada y proceda a leer todas las alturas requeridas en los piezómetros. Mida el tiempo necesario para recoger los 15 litros de agua.

-

Para nuevas lecturas, varíe la altura del flotador del rotámetro a través de la válvula de control. Tabla 2. 1 Datos Medida de Caudal hrotametro(cm)

Vagua(L)

t(s)

h1,venturi(mm )

h2,venturi(mm )

h1,placa(mm)

h2,placa(mm)

1. Procesamiento de los Datos a) Para cada uno de los caudales usados en el banco, determine el coeficiente de descarga del rotámetro, el Venturi y la placa orificio, y obtenga un valor promedio para cada uno de estos tres dispositivos.

b) Realice la gráfica de caudal teórico versus caudal real para los tres dispositivos sobre una misma gráfica para establecer comparaciones y observar las diferencias. c) Compare los resultados obtenidos y establezca conclusiones. PRACTICA No. 03 – Medida de temperatura -

Realizar el diagrama en bloques (Block Diagram). Utilice el siguiente esquema o si tienes conocimientos del LabView diseñe uno similar que te permita realizar la medición de nivel de temperatura considerando datos aleatorios:

Metodología: (solo realizar la simulación) Durante la práctica: Tener cuidado con el termómetro, ya que es frágil. Se deben conocer sus características con anterioridad: 1.- Incorporar el agua en el recipiente de prueba. 2.- Introducir el termómetro y medir la temperatura inicial del agua. Esperar a que la medición se estabilice, tomar la lectura y retirar el termómetro. 3.- Agregar hielo y agitar hasta que no se disuelva más hielo. Agregar otros tres cubos de hielo.

4.- Sumergir el termómetro con cuidado y esperar hasta que se estabilice (cuando la columna de líquido del termómetro permanezca inmóvil por más de tres minutos). 5.- Anotar la temperatura que mide el termómetro, en la tabla de registro de mediciones. 6.- Introducir el calentador tipo cafetera y conectarlo para iniciar el calentamiento del agua. Agitar el agua con cuidado de no golpear al termómetro. 7.-Tomar el tiempo que tarda en alcanzarse la temperatura de 10º C indicada en la tabla y los intervalos siguientes hasta alcanzar la ebullición. Se tomará el tiempo de inicio de la ebullición y la temperatura alcanzada. Tabla 3.1 Tabla de registro de mediciones de temperatura. Temperatura ambiente del agua antes del experimento: _______________________°C

TEMPERATURA

TIEMPO (MINUTOS)

Temperatura inicial (Registrar el valor indicado por el termómetro): ________°C 10°C 20°C 30°C 40°C 50°C 60°C 70°C 80°C

0

90°C Temperatura final (agua hirviendo, registrar el valor indicado por el termómetro): _______°C

Cuestionario ¿Qué medidas de seguridad debemos tener para evitar accidentes en esta práctica? (Considerar factores humanos, eléctricos y cualquier otro que se considere importante, por ejemplo, evitar la ruptura del termómetro, evitar un corto circuito en el agua, evitar que se queme el calefactor cuando lo conectemos, evitar quemar la mesa de trabajo o a alguien con el recipiente caliente, evitar derrames de agua, manejo del agua caliente cuando termine el experimento, etc.) ¿Cómo podemos asegurarnos de que las mediciones que tomemos sean confiables? Posterior a la práctica: La escala de medición indica 0º C para temperatura de fusión del hielo y 100º C para la ebullición del agua. ¿Qué observaste en la práctica? Si no coincide, encuentra la razón.