01 General

S&C
Instrumentación de proceso
y
analítica
Introducción
Gabriel Asaa
Siemens Austral-Andina / Argentina / Sector Industria
Instrumentación:
Introducción
Span: es la diferencia entre límite de operación superior
Del instrumento y el inferior, en las condiciones que se
Necesitan para el control. (200C)
El Rango: se indica por los valores extremos de la
Variable medida dentro de los cuales las mediciones que se
Desean realizar se encontrarán normalmente.(100-300C)
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Cuando los extremos del rango no coinciden con cero
a la diferencia del limite inferior con cero se lo
Denomina elevación de cero si este está contenido
Dentro del rango, y supresión de cero si no lo está
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Para indicar el rango de funcionamiento lineal de
Instrumentos suele usarse la expresión
“ Rango de operación Lineal “
La relación de la máxima frecuencia respecto de la
Mínimaque el instrumento sigue en forma fiel se la
Denomina Rango Dinámico, gralmente expresado en
deciBeles por ejemplo una relación de 60 dB indica que
Puede manejar correctamente señales con relación de 1000 a 1 ya que:
G(dB)0 20 log (amplitud salida/amplitud de entrada)
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El amortiguamiento + rozamiento hace que haya un consumo
De energía en la carga y descarga de los instrumentos.
Por esto la curva de calibración ascendente no coincide con la descendente
A esto llamamos Histéresis
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Un valor numérico para la Histéresis es la Diferencia Máxima
Que se observa en las indicaciones para cada valor, teniendo en
Cuenta el recorrido completo ascendente y descendente en la
calibración.
Gralmente se indica como Porciento del Span
En gral la denominada Zona Muerta está incluida en la Histéresis
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Cuando el rozamiento interno es despreciable pero se produce un rozamiento
“seco o de Coulomb “ en el deslizamiento del aparato de medida, la
Histérisis presenta curva como la de la fig.
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Span 200C
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Repetibilidad ( Repetibility): es la capacidad ante la misma entrada
Gralmente lo expresamos en porciento del span.
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Es el valor mínimo de incremento de la entrada (partiendo de 0)
)
Que genera una salida (Threshold
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Resolución: Si se incrementa lentamente la entrada desde un cierto valor (arbitrario)
En adelante, se alcanza un punto que provoca una salida del instrumento, ese
Incremento es la resolución en ese punto.
La resolución estará dada por, incremento en la salida provocado por el menor cambio de valor
De la variable entrada, capaz de producir la reacción del instrumento.
La resolución se indica en Gral. En % sobre el fondo de escala.
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Def. de precisión, zona muerta, sensibilidad, span y rango
En el ambiente local muchas veces al range se lo denomina rango
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Precisión: Se da como un rango alrededor de la curva de calibración
Dentro del cuales esperable encontrar el resultado, ese rango se
Define como un porciento del valor del span o de la medición.
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Fiabilidad: Probabilidad de que un instrumento muestre comportamiento
estable durante un tiempo t.
Estabilidad: Capacidad del instrumento de mantener su comportamiento
Respecto del error
Temperatura de Servicio: Rango de temperatura dentro del cual puede funcionar
El instrumento
Vida útil: tiempo esperado con gran fiabilidad de comportamiento estable.
Respuesta en frecuencia: capacidad de mantener la características de respuesta
A pesar de que las entradas tengan variaciones de frecuencia.
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Fenómenos lentos constantes de tiempo grandes se controlan con instrumentos
De CTE. De tiempo 10 a 20 veces mas veloces sin considerar la dinámica de los mismos
Los instrumentos tienen representación en forma de.
Transferencia : Ecuaciones diferenciales en Gral. En el dominio transformado.
Instrumentos de orden 0, 1 , 2, etc.
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Tipo de Instrumentos:
Instrumento Ciego: Sin display
Indicador: display remoto
Registrador: Genera gráfico papel y/o digital
Elementos Primarios: son los instrumentos que están en contacto
Con la variable a mensurar
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Transmisores: Toman la señal del primario y la convierten en información
Compatible con el resto del sistema (4-20 mA, 3-15 PSI, Hart, Profibus, FF)
Transductor: convierte la magnitud a mensurar en una señal legible por el
Transmisor
Ejemplo: Un trasductor PP I convierte una señal de presión en otra de
4-20 mA
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Convertidores: convierten señales de un protocolo a otro
Por ejemplo un convertidor P/I convierte una señal de
Presión de 3-15 PSI en una de corriente de 4 a 20 mA
Receptores: de señal generadas por transductores, y
Transmisores tomas la misma y la muestran para realizar una indicación
O registrarla o realizar una operación de control.
Controladores: Toman dos señales y las comparan, de este resultado se
envía una respuesta al sistema de control.
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Elemento final de control, maneja la variable que manipulamos
En la industria la vemos en las válvulas de control
Las válvulas son comandadas por actuadores.
Los instrumentos suelen separarse por la variable que mensuran
Presión, Nivel, Caudal, Temperatura, Posición, etc
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Los instrumentos se representan por círculos donde con un
Código de letra y Número sabemos de que tipo es y a que
Lazo pertenece. Norma ISA S5.1.
Las letras dan la identificación funcional
Primera letra: P Presión, L Nivel, F caudal (flow),
T temperatura , A análisis
Letras de modificación: D diferencial, F relación
Letras Sucesivas: T transmisor, C controlador
I indicador, R registrador, S swich, A alarma
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Transductor Pasivo: Toma la energía del medio a medir
Transductor activo: toma menos energía del medio a medir
Ya que agrega energía de otra fuentes para realizar la medición
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En los instrumentos de deflexión la
Variable que activa el instrumento trabaja
En contra de un efecto antagónico hasta que el
Equilibrio encontrado indique cuanto vale la
Variable medida
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En los instrumentos de balance o de deflexión nula la
Variable que activa el instrumento se compensa con un mecanismo
O circuito interno hasta que el equilibrio encontrado consigue una
Deflexión nula.
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Vuelta a cero mediante pesas patrón
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El valor de la cantidad necesaria de compensación para
Conseguir la deflexión nula da el valor medido,
En Gral. este método puede ser mas sensible pues
Siempre trabaja en el entorno de cero
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La exactitud del instrumento de deflexión depende de la calibración
Del medio físico que se reflecta, (resorte o semejante)
El instrumento de vuelta a cero o deflexión Nula en Gral. Mas
Preciso y trabaja en contra del patrón en forma directa.
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Las desventajas de los métodos de medición de balanceo
Alrededor de cero aparece en las mediciones dinámicas
Cuando no se puede perder mucho tiempo en realizar
el balanceo, con el advenimiento de sistemas electrónicos
Veloces esto es posible.
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Entradas deseadas: son las entradas al sistema de medición de las variables
Físicas que queremos medir.
Interferencia: son entradas espúreas detectadas sin la intención de hacerlo
Entradas modificadas y perturbaciones: son aquellas que causan variaciones en las
Entradas deseadas como así también en las interferencias.
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Entradas deseadas interferencias y perturbaciones
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Compensación del efecto perturbador de la temperatura
Ambiente en el primer caso mediante la referencia a una
Junta fria y en el segundo mediante aislación de las IEM
Con una malla
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Preguntas:
Carlos Alvarez
carlososwaldo.alvarez@siemens.com