• Author / Uploaded
• Yarokxy Lazaro

• Categories
• Controlador lógico programable
• Ingenieria Eléctrica
• Ingeniería mecánica
• Energía y recursos
• Física

Citation preview

PLANTA DE PROCESOS TERMICOS AMATROL T5553

Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica. Ingeniería en control. Guillermo Beltrán cod. 20151383012 Jorge Andrés pinzón cod 20191383032 Yarokxy Arjadis Lázaro Mejía 20191383013

RESUMEN en los laboratorios de control de la

universidad distrital francisco José de caldas se encuentran diferentes plantas de proceso de la marca AMATROL, cada una explicando una variable física y su correcta manipulación y control, en este documento se presenta la instrumentación básica, el reconocimiento físico y una breve explicación del funcionamiento de los componentes como sensores, actuadores, transmisores, controladores y su configuración.

I.

INTRODUCCIÓN

Los instrumentos de medición y control son base fundamental en aplicaciones de la industria, por lo cual es de gran importancia la correcta detección y comprensión de funcionamiento. Para el sistema de aprendizaje control de procesos de temperatura T5553 marca AMATROL; la planta nos permite un aprendizaje en procesos de calibración, operación, ajuste y diferentes tipos de control que son empleados industrialmente en sistemas de refrigeración y calefacción (intercambio de calor) un ejemplo de aplicación es la pasteurización, proceso que se aplica en la industria de alimentos.

II.

OBJETIVOS

Objetivo general Reconocer y diferenciar los elementos de instrumentación y control que se encuentran en la planta de procesos térmicos T5553 AMATROL. Objetivos específicos Realizar un plano P&ID de la planta e identificar los elementos que la componen. Entender el funcionamiento de los sensores, actuadores y controladores de la planta.

III.

MARCO TEORICO

La planta de procesos térmicos amatrol es un sistema de control de temperatura es una estación de trabajo la cual cuenta con dos circuitos de flujo de agua, un proceso bucle de enfriamiento y uno de calefacción, esto para controlar la temperatura que fluye por una línea de proceso. Este sistema cuenta con distintos componentes electicos conectados a un panel de control, con una variedad de transductores, sensores, controladores. La planta nos permite reforzar la parte teórica y poder la aplicar de forma práctica configuraciones de control como ON/OFF, PID y manual.

COMPONENTES DEL SISTEMA. Refrigeración

Este dispositivo es el encargado de hacer la transferencia de calor, en ningún momento se combinan los fluidos. Sensores de temperatura Cuenta con sensores de temperatura como termocupla, termistor y RTD, los cuales brindan la señal de lectura desde el panel a través de un transmisor programable para la conversión a una señal de 4 -20mA.

Imagen 2. Sistema refrigeracion

Este sistema proporciona una reducción de temperatura en la línea de producto, cuenta con un intercambiador de calor de placas paralelas, el cual proporciona los cambios de temperatura según sea el caso.

PT100 Se encarga de medir la temperatura en la salida del intercambiador. Termocupla

Intercambiador de calor

Imagen 4, termocupla

Este sensor es el encargado de medir la temperatura de proceso. Imagen 3. Intercambiador de placas paralelas

Control

Interfaz de operaciones

El sistema de control de temperatura que posee la planta es un controlador PID Honeywell ubicado en el panel de control, también se cuenta con un banco aparte que tiene un controlador lógico programable PLC el cual nos permite realizar diferentes controles en la planta. Controlador PID Imagen 7. Panel de operaciones

El panel de interfaz de operador incluye interruptores selectores para controlar la bomba de circulación, bomba de calentamiento, el calentador y el enfriador, con pilotos de control de cada uno.

Rotámetro Imagen 5. Panel control PID

El control PID es el controlador que posee el sistema de control de proceso por defecto y el cual está configurado para realimentarse directamente con los sensores de temperatura y variar una salida en el rango de 4-20mA. Panel de Entradas y Salidas

Imagen 8. Rotámetro

Imagen 6. Panel de entradas y salidas.

El panel de dispositivos tiene todas las borneras para la conexión de los elementos, además de la interface con el PLC.

Son instrumentos utilizados para medir caudales, tanto de líquidos como de gases que trabajan con un salto de presión constante. Se basan en la medición del desplazamiento vertical de un “elemento sensible”, cuya posición de equilibrio depende del caudal circulante que conduce simultáneamente, a un cambio en el área del orificio de pasaje del fluido, de tal modo que la diferencia de presiones que actúan sobre el elemento móvil permanece prácticamente constante

Válvula Proporcional

Termostato

Imagen 9. Válvula proporcional

Es un actuador neumático el cual funciona con una presión de 3-15PSI, es de tres vías que direcciona el flujo de agua. Tanque de proceso o principal

Imagen 12. termostato

Este sistema es el encargado de controlar la temperatura en el tanque secundario, cuando la temperatura llega a la deseada este apaga la resistencia. Manómetro.

Imagen 13. Manómetro. Imagen 10. Tanque principal

Este tanque es el encargado de almacenar el agua de producto.

este indicador análogo nos permite visualizar la temperatura con la que se encuentre en contacto, esta ubicado en varias partes de la planta.

Tanque de agua caliente o secundario Lazos de la planta T5553

Imagen 11. Tanque de calentamiento.

En este tanque se calienta el agua para luego enviar la a un intercambiado y asi cambiar la temperatura de proceso. Imagen 14. Lazos de la planta T5553

La planta de procesos térmicos cuenta con unos lazos de proceso, cada uno representado con flechas de color. El lazo de flechas verdes es el lazo principal o de producto, a esta línea lleva el fluido al cual se le va a realizar el cambio de temperatura.

c) Se debe realizar las conexiones que se indican en las siguientes imágenes. Es importante colocar el multímetro en corriente y utilizar los conectores destinados para tal fin (Bananas). Puede conectar tres multímetros al tiempo o realizar cada medición de manera independiente para calentamiento y enfriamiento.

La línea de flecha azul es el lazo de enfriamiento, este es el encargado de hacer un intercambio con la línea de producto para bajar la temperatura. La línea de flecha roja es el lazo por donde circula agua caliente y es el encargado de calentar el producto.

DESCRIPCIÓN Y DESARROLLO DE LA PRACTICA. a) Se debe encender el equipo retirando el candado que se encuentra en uno de los costados del mismo.

Imagen 17. Conexión del termistor. planta Amatrol T553[1].

Imagen 15. Encendido planta Amatrol T553[1].

b) Se debe Verificar que los tanques de agua estén llenos, como se muestra en la siguiente imagen.

Imagen 18. Conexión de la termocupla-planta Amatrol T553[1].

Imagen 16. Nivel. planta Amatrol T553[1].

Es importante tener en cuenta que cada sensor de temperatura tiene asociado un termómetro de espiral físico, lo que quiere decir que cada vez que varié la corriente, corresponde a la temperatura mostrada en el dial de los termómetros físicos que tienen dos escalas: una en grados Celsius y otra en grados Fahrenheit.

Resultados

Imagen 19. Conexión de la RTD-planta Amatrol T553[1].

Se realizan las conexiones antes indicadas en la práctica, se registran los datos de lso sensores donde se compara la temperatura con la corriente en ese punto.

TERMOCUPLA Corriente (mA) Temperatura (°c) 10.69 50 10.44 45 10.29 40 10.07 35 9.88 31 9.72 26 Tabla 1. Datos de termocupla

Imagen 20. Para disminuir la temperatura-planta Amatrol T553[1].

Para Subir la temperatura interruptores marcados

mueva

los

RTD Corriente (mA) Temperatura (°c) 12.28 50 11.45 45 11.06 40 10.48 35 10.02 30 9.58 26 Tabla 2. Datos de la RTD

Imagen 21. Para aumentar la temperatura-planta Amatrol T553[1].

TERMISTOR Corriente Temperatura (mA) (°c) 14.56 50 13.65 48 12.82 44 11.3 38 10.06 33 9.05 28 Tabla 3, datos del termistor

Ecuación ajuste de sensores

Referencias

TERMOCUPLA

[1] Alves de Oliveira Juraci, “Guias de Laboratorio,” Prática 1, p. 4, 2014

𝑇𝐸𝑀𝑃𝐸𝑅𝐴𝑇𝑈𝑅𝐴 = 19.186 ∗ 𝐶𝑂𝑅𝑅𝐼𝐸𝑁𝑇𝐸 + 136.06 𝑇𝐸𝑀𝑃𝐸𝑅𝐴𝑇𝑈𝑅𝐴 = 19.186 ∗ 10.19 + 136.06 = 2805.95

RTD 𝑇𝐸𝑀𝑃𝐸𝑅𝐴𝑇𝑈𝑅𝐴 = 3.5511 ∗ 𝐶𝑂𝑅𝑅𝐼𝐸𝑁𝑇𝐸 − 2.7139 𝑇𝐸𝑀𝑃𝐸𝑅𝐴𝑇𝑈𝑅𝐴 = 3.5511 ∗ 10.831 − 2.7139 = 28.824 TERMISTOR 𝑇𝐸𝑀𝑃𝐸𝑅𝐴𝑇𝑈𝑅𝐴 = 8.126 − 42.967 ∗ 𝐶𝑂𝑅𝑅𝐼𝐸𝑁𝑇𝐸 𝑇𝐸𝑀𝑃𝐸𝑅𝐴𝑇𝑈𝑅𝐴 = 8.126 − 42.967 ∗ 11.9 = −414.6

Conclusiones En diferentes campos de la industria es importante el control de temperatura, procesos donde una variación afecta el producto y otras donde el valor debe cambiar de temperatura de forma rápida (choque térmico) esto para obtener una calidad deseada. La planta de procesos térmicos T5553 es una herramienta que simula un sistema al cual se le controla la temperatura un producto, esto haciendo el uso de intercambiadores y diferentes sensores nos permite de forma didáctica comprender la teoría de instrumentación de procesos, entender cómo elegir un sensor y aplicar lo en un sistema, hacer su linealización y la comparación con un patrón. Con esta planta nos acercamos de manera mas objetiva a las aplicaciones existentes, a los elementos usados en la industria y la comparación a los normalmente usados en prototipos electrónicos como el lm35 y los que están implementados en la planta T5553.

[2] Amatrol, “Temperature Process Control Learning System – T5553 | Amatrol.” [Online]. Available: https://amatrol.com/coursepage/temperatureprocess-control-training/. [Accessed: 11-May2018]. [3] manuales de referencia plantas amatrol http://www1.udistrital.edu.co:8080/web/labora torios-de-electronica-de-la-facultadtecnologica/laboratorio-especializado-encontrol