Universidad de OrienteNcleo de MonagasIngeniera de SistemasCursos Especiales de GradoAutomatizacin y Control de Procesos Industriales

INTRODUCCIN A LOS ELEMENTOS DE CONTROL. ELEMENTOS PRIMARIOS.Seminario: Instrumentacin y Control Industrial.

Equipo ERPMharla S. Alcal C. C.I.: 20.915.751Rafael A. Franceschi R. C.I.: 20.248.936

Tutor: Moiss Prez

Maturn, Marzo 2015

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NDICE

INTRODUCCIN1MARCO TERICO21.ELEMENTOS PRIMARIOS22.CLASIFICACIN DE LOS ELEMENTOS PRIMARIOS23.TRANSMISORES3 4. CONTROLADORES 3 5. TRANSDUCTORES.... 4 6. EJEMPLOS.. 5DISCUSIN7CONCLUSIONES9REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS10

INTRODUCCIN

Los procesos industriales pueden ser de diversos tipos y abarcar gran variedad de reas por lo que es necesario el control de magnitudes como: la presin, temperatura, nivel, entre otras; es aqu donde los elementos de control juegan un papel importante debido a que tienen la funcin de regular y mantener dichas constantes; por lo que su aparicin ocurre debido a que los procesos industriales se han vuelto ms complejos y ya no son suficientes los controles manuales como se realizaban a principios de la era industrial. El propsito de este trabajo es conocer los elementos primarios de control, los sistemas en los que se emplean, su clasificacin y las funciones que cumplen en los procesos de la industria.

MARCO TERICO

1. ELEMENTOS PRIMARIOSSe considera elemento primario, aquellos que existen de manera individual e independiente en un lazo. La funcin que desempea en el lazo es la de detectar inicialmente el valor de una variable de proceso.Estn en contacto con la variable y utilizan o absorben energa del medio controlado para dar al sistema de medicin una indicacin en respuesta a la variacin de la variable controlada. El efecto producido por el elemento primario puede ser un cambio de presin, fuerza, posicin, medida elctrica, etc.

2. CLASIFICACIN DE LOS ELEMENTOS PRIMARIOSExisten bsicamente dos criterios que se utilizan para la clasificacin de los Elementos Primarios:

a) Tipo de Seal de Entrada Se refiere a la variable de proceso que se desea medir y/o controlar.Segn la seal de entrada la variedad de elementos primarios existentes resulta realmente extensa ya que dependera de la cantidad de variables de proceso sujetas a medicin y/o a control en la industria. Sin embargo, si nos limitamos a las variables de proceso ms frecuentemente consideradas en el campo de instrumentacin industrial, entonces tendramos bsicamente cuatro tipos de elementos primarios: Sensores de Presin: Son sensores que estn dotados de un elemento sensible a la presin y que emiten una seal elctrica al variar la presin o que provocan operaciones de conmutacin si esta supera un determinado valor lmite. Sensor de Nivel: Es un dispositivo electrnico que mide la altura del material, generalmente lquido, dentro de un tanque u otro recipiente. Sensor de Flujo: Es un dispositivo que, instalado en lnea con una tubera, permite determinar cundo est circulando un lquido o un gas. Estos son del tipo apagado/encendido; determinan cundo est o no circulando un fluido. Sensores de Temperatura: se utilizan para detectar variaciones de la temperatura. Estn construidos a partir de materiales cuya resistencia elctrica vara segn la temperatura. De ellos existen dos tipos: NTC: (coeficiente de temperatura negativa): En el NTC el valor de la resistencia elctrica es inversamente proporcional a la temperatura por lo que si aumenta la temperatura disminuye la resistencia elctrica PTC: (coeficiente de temperatura positivo): En el PTC el valor de la resistencia elctrica es directamente proporcional a la temperatura por lo que si aumenta la temperatura aumenta la resistencia elctrica.b) Tipo de seal de Seal de Salida: Se refiere al tipo de respuesta generada o producida por el elemento primario como funcin de seal de entrada. Sensores Mecnicos: Son dispositivos que cambian su comportamiento bajo la accin de una magnitud fsica que puede directa o indirectamente transmitir una seal que indica cambio. Sensores Elctricos/Electrnicos: Los sensores Elctricos o Electrnicos son aquellos cuya seal de salida es representada por una variacin en alguna de las propiedades elctricas del sensor. Sensores Electro-Mecnicos: estn constituidos por una combinacin de elementos mecnicos y elctricos donde se genera inicialmente movimiento el cual a su vez, genera algn cambio en una variable elctrica en el sensor.

3. TRANSMISORES Los transmisores son instrumentos que captan la variable de proceso y la transmiten a distancia a un instrumento receptor, sea un indicador, un registrador, un controlador o una combinacin de estos. Existen varios tipos de seales de transmisin: neumticas, electrnicas, hidrulicas y telemtricas. Las ms empleadas en la industria son las electrnicas las cuales han ido reemplazando en el tiempo a las neumticas como seales aplicadas a estos equipos; las seales hidrulicas se utilizan ocasionalmente cuando se necesita una gran potencia y las seales telemtricas cuando existen grandes distancias entre el sensor y el receptor. 4. CONTROLADORES Es el que determina las acciones necesarias para mantener las variables de un proceso en el valor deseado (controlador de procesos). Un controlador de procesos (o regulador), puede ser definido como un dispositivo que compara el valor de una variable medida (seal de entrada) al valor deseado (set point) para producir una seal de salida que mantenga el valor deseado de la variable, usando esa diferencia para manipular la variable controlada. La tecnologa de estos equipos ha variado desde neumticos, hidrulicos hasta electrnicos, que son los empleados actualmente. 5. TRANSDUCTORES Son dispositivos que transforman una magnitud fsica en otra magnitud fsica, normalmente elctrica, que este relaciona con la primera y sea mas fcilmente procesable.

Figura 1. TransductorFuente: http://meri.hol.es/transductores/

6. EJEMPLOS

Figura 2. Sensor de Temperatura.Fuente: http://www.reflexiona.biz/shop/559-1825-thickbox/-sensor-de-temperatura-lm335a.jpg

Figura 3. Sensor de Flujo.Fuente: http://www.aguamarket.com/sql/productos/fotos/d7d56f86f1.jpg

Figura 4. Sensor de Presin.Fuente:http://www.aguamarket.com/productos/productos.asp?producto=17925&nombreproducto=sensor+de+presion+con+diafragma

Figura 5. Sensor de Nivel.Fuente: http://www.tecnoficio.com/docs/doc61.php

Figura 6. Sensores Mecnicos Fuente: http://www.comohacerturobot.com/Taller/taller-sensorMecanico.htm

Figura 7. Sensores Electro-mecnicos Fuente: http://www.spx.com/es/warren-g-v/pc-sensores-flujo-electromecanicos/

Figura 8. Sensores ElectricosFuente: http://scanmarr.blogspot.com/2012/01/sensores-electronicos-de-contaminantes.html

Figura 9. Controladores Digitales Fuente: http://instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-completo-instrumentacion-industrial/item/214-cuales-son-los-instrumentos-de-medici%C3%B3n-y-control-de-procesos?--lo-que-no-sabias-de-ellos.html

DISCUSIN

Los elementos primarios de control son de gran importancia en todos los procesos industriales, desde los inicios de la era industrial se vienen utilizando con el propsito de controlar y regular gran variedad de magnitudes que intervienen en los procesos de fabricacin de productos cuya materia prima es el petrleo, en la industria textilera, de papelera, entre otras. Anteriormente se utilizaban dispositivos ms simples debido a que estos eran suficientes para el control de los procesos, los cuales eran manipulados de forma manual y directa por el personal encargado de dichas operaciones.En la actualidad estos procesos han adquirido mayor complejidad por lo que se ha hecho necesaria la automatizacin de ciertos controles, y es as como surgen elementos primarios de control como lo son: sensores, controladores y transductores; de estos existen muchos tipos, los cuales son utilizados segn la necesidad y el tipo de magnitud que se quiera captar y medir, siendo todo esto posible gracias a los grandes avances tecnolgicos ocurridos en los ltimos tiempos. La tecnologa ha permitido el desarrollo de instrumentos de gran ayuda y utilidad en las industrias, siendo un factor clave en la mejora de los procesos que se dan en ests, con la fabricacin de diversos dispositivos e instrumentos que han facilitado enormemente el trabajo en procesos en los que intervienen factores que a un ser humano no se le hace posible medir, controlar, vigilar y supervisar por s solo.La automatizacin de los instrumentos o dispositivos de control ha permitido que los trabajadores antes encargados de realizar, vigilar y supervisar estos procesos de manera directa ahora centren su atencin en otras operaciones o bien realicen estas labores pero no presencialmente en las plantas industriales sino desde sitios aislados. Por otro lado, la existencia de estos elementos posibilita la fabricacin de productos cuyas caractersticas y calidad no podran ser alcanzadas si el control lo realizara algn operario de forma manual, por lo que ahora es posible obtener productos de mayor calidad que los que se obtenan hace muchos aos a travs de un manejo manual y con instrumentos de baja complejidad, garantizando as una mayor productividad en los procesos.Los sensores, controladores y transductores son fundamentales en un sistema de control, dado que estos son capaces de proporcionar informacin precisa acerca de lo que est ocurriendo en algn proceso, y de esta manera saber que tan eficiente est siendo. Para controlar los diferentes tipos de variables o magnitudes que intervienen en procesos industriales (temperatura, flujo, presin, nivel, etc.) es importante contar con el conocimiento pleno de los instrumentos a utilizar.Se espera que en los prximos aos, los elementos que intervienen en los sistemas de control continen perfeccionndose y actualizndose segn las necesidades de las diferentes industrias que convergen en el mercado, las cuales indudablemente en el futuro sern mayores, distintas y cada vez ms complejas, por lo que la tecnologa seguir avanzando en pro de continuar proporcionando herramientas que permitan un mejor, eficaz control y funcionamiento de los sistemas, automatizando procesos y garantizando que los elementos de control diseados provean la informacin ms detalla y exacta posible con la finalidad de que las operaciones se realicen con xito y los productos terminados sean de ptima calidad.

CONCLUSIONES

En la actualidad, las industrias se apoyan en una diversa gama de elementos de control para el desarrollo de sus procesos; elementos como sensores, transductores y controladores han facilitado la obtencin de informacin sobre el comportamiento de magnitudes fsicas y qumicas que a los seres humanos nos sera imposible analizar e interpretar. Los elementos primarios proveen mediciones y controles fundamentales para el desarrollo eficiente de cualquier proceso industrial, sin ellos la industria no podra manejar procesos complejos como lo ha venido haciendo desde sus inicios y mucho menos alcanzar altos niveles de rendimiento y por ende de productividad. Se espera que la tecnologa siga contribuyendo con la elaboracin de instrumentos y dispositivos de control que permitan cada da mejorar las operaciones, y que este aporte tecnolgico en conjunto con los conocimientos sobre los procesos a controlar, se traduzca en la fabricacin de productos de mayor calidad.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Enrquez, G. (2012). INSTRUMENTACION Y CONTROL. [Documento en Lnea] Disponible en: https://books.google.es/books?id=KucFKYTZ__IC&printsec=frontcover&hl=es#v=onepage&q&f=false (Consultado el 19 de Marzo de 2015). Guevara, M. (2009). CONTROL AUTOMATICO. [Documento en Lnea] Disponible en: http://es.slideshare.net/marioaudelo/introduccion-control. (Consultado el 20 de Marzo de 2015). ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDICION (2009). [Documento en Lnea] Disponible en: http://www.xuletas.es/ficha/elementos-primarios-de-medicion/. (Consultado el 20 de Marzo de 2015). SENSORES DE TEMPERATURA. [Documento en Lnea] Disponible en: http://www.ktmet.com/wiki/index.php?title=SENSORES_DE_TEMPERATURA. (Consultado el 19 de Marzo de 2015). INSTRUMENTOS DE MEDICIN. [Documento en Lnea] Disponible en: http://instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-completo-instrumentacion-industrial/item/214-cuales-son-los-instrumentos-de-medici%C3%B3n-y-control-de-procesos?--lo-que-no-sabias-de-ellos.html. (Consultado 20 de Marzo de 2015).