S & C Instrumentación de proceso y analítica Introducción · Norma ISA S5.1. Las letras dan...

Siemens Austral-Andina / Argentina / Sector IndustriaGabriel Asaa

S & CInstrumentación de proceso

yanalítica

Introducción

Instrumentación: Introducción

Span: es la diferencia entre límite de operación superiorDel instrumento y el inferior, en las condiciones que se Necesitan para el control. (200C)

El Rango: se indica por los valores extremos de laVariable medida dentro de los cuales las mediciones que seDesean realizar se encontrarán normalmente.(100-300C)

Cuando los extremos del rango no coinciden con ceroa la diferencia del limite inferior con cero se lo

Denomina elevación de cero si este está contenidoDentro del rango, y supresión de cero si no lo está

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Para indicar el rango de funcionamiento lineal deInstrumentos suele usarse la expresión“ Rango de operación Lineal “

La relación de la máxima frecuencia respecto de laMínimaque el instrumento sigue en forma fiel se laDenomina Rango Dinámico, gralmente expresado endeciBeles por ejemplo una relación de 60 dB indica quePuede 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 consumoDe energía en la carga y descarga de los instrumentos.Por esto la curva de calibración ascendente no coincide con la descendenteA esto llamamos Histéresis

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Un valor numérico para la Histéresis es la Diferencia MáximaQue se observa en las indicaciones para cada valor, teniendo enCuenta el recorrido completo ascendente y descendente en lacalibración.

Gralmente se indica como Porciento del SpanEn gral la denominada Zona Muerta está incluida en la Histéresis

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, eseIncremento es la resolución en ese punto.La resolución estará dada por, incremento en la salida provocado por el menor cambio de valorDe 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 rangoEn el ambiente local muchas veces al range se lo denomina rango

General

Precisión: Se da como un rango alrededor de la curva de calibraciónDentro 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 comportamientoestable durante un tiempo t.

Estabilidad: Capacidad del instrumento de mantener su comportamientoRespecto del error

Temperatura de Servicio: Rango de temperatura dentro del cual puede funcionarEl 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 contactoCon la variable a mensurar

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Transmisores: Toman la señal del primario y la convierten en informaciónCompatible 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 otroPor ejemplo un convertidor P/I convierte una señal dePresión de 3-15 PSI en una de corriente de 4 a 20 mA

Receptores: de señal generadas por transductores, yTransmisores 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 controlLas válvulas son comandadas por actuadores.

Los instrumentos suelen separarse por la variable que mensuranPresión, Nivel, Caudal, Temperatura, Posición, etc

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Los instrumentos se representan por círculos donde con unCódigo de letra y Número sabemos de que tipo es y a queLazo 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 controladorI 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 medirYa que agrega energía de otra fuentes para realizar la medición

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En los instrumentos de deflexión laVariable que activa el instrumento trabajaEn contra de un efecto antagónico hasta que elEquilibrio encontrado indique cuanto vale laVariable medida

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En los instrumentos de balance o de deflexión nula laVariable que activa el instrumento se compensa con un mecanismo O circuito interno hasta que el equilibrio encontrado consigue una Deflexión nula.

General

Vuelta a cero mediante pesas patrón

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El valor de la cantidad necesaria de compensación paraConseguir 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 calibraciónDel medio físico que se reflecta, (resorte o semejante)

El instrumento de vuelta a cero o deflexión Nula en Gral. MasPreciso 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 electrónicosVeloces esto es posible.

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Entradas deseadas: son las entradas al sistema de medición de las variablesFísicas 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 temperaturaAmbiente en el primer caso mediante la referencia a una Junta fria y en el segundo mediante aislación de las IEMCon una malla

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Preguntas:

Carlos Alvarezcarlososwaldo.alvarez@siemens.com

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