Presentación de conceptos básicos de control de procesos

1. Conceptos
Académico
M.C.A. y M.C.C. Sergio Natan González Rocha

2. CONTROLADOR/REGISTRADOR
TRANSMISOR
ELEMENTO FINAL
DE CONTROL
ELEMENTO
PRIMARIO DE
MEDICION
ABRE/CIERRA

3.  Campo de medida (Range): es el espectro o conjunto de valores
de la variable medida que están comprendidos dentro de los
límites superior e inferior de la capacidad de medida, de
recepción o de transmisión del instrumento. P-ejem. Un
manómetro de intervalo de medida de 0 – 10 bar, un
instrumento de temperatura de 100 – 300 °C.
 Dinámica de medida ó rangeability: Es el cociente entre los
valores superior e inferior de un instrumento. P. ejem. Un válvula
que regula linealmente un flujo del 2 hasta el 100% de su carrera
tendrá una rangeabilidad de 100/2 = 50.
 Alcance (span): es la diferencia algebraica entre los valores
superior e inferior del campo de medida del instrumento. De los
ejemplos anteriores s de 10 bar para el manómetro y de 200 °C
para el instrumento de temperatura.

4. Error
 Es la desviación de una medida de proceso
comparada con un valor teórico o ideal.
Error = valor leído (instrumento) – valor ideal
 Error total de medición = ±√������ + ������ +������ +…
2 2 2
Donde a, b, c son los errores porcentuales
estimados en cada elemento del lazo de
control.

5. Incertidumbre
 Cuando al calibrar un equipo, se compara este con un
instrumento patrón, para averiguar si el error de éste se
encuentra dentro de los límites de fabricación; como el
patrón tiene un error por no tener el valor verdadero, y se
suman diversas fuentes de error en el proceso, da como
resultado el término de incertidumbre ó uncertainty.
 Siendo atribuible ésta a:condiciones ambientales, valores
inexactos de instrumentos patrón, lecturas diferentes de
instrumentos analógicos realizadas por los operadores,
variación de las observaciones repetidas de la medida en
condiciones aparentemente idénticas.

6.  Exactitud (accuracy)
 Es la cualidad de un instrumento de medida
por la que tiende a dar lecturas próximas al
valor verdadero de la magnitud medida.
 Precisión
 Es la cualidad de un instrumento por la que
tiende a dar lecturas muy proximas unas de
otras, es el grado de dispersión de las
mismas.

8. Zona Muerta ó dead band
 Es el campo de valores de la variable que no hace variar la
señal de salida del instrumento, es decir no se produce
respuesta
Sensibilidad
 Es la razón entre la señal de salida o de la lectura y el
incremento de la variable que lo ocasiona, después de
haberse alcanzado el estado de reposo. P. ejem.Transmisor
electrónico de 0 – 10 bar, la presión pasa de 5 a 5.5 bar y la
señal de medida es de 11.9 a 12.3 mA c.c.
(12.3 – 11.9)/(20-4) =± 0.5 mA c.c./bar
(5.5 – 5 )/10

9. Repetibilidad
 Es la capacidad de reproducción de las posiciones de la
pluma ó indicador de la señal de salida del instrumento, al
medir repetidamente valores idénticos de las variables en las
mismas condiciones de servicio y en el mismo sentido de
variación recorriendo todo el tiempo. Es sinónimo de
precisión.
Histéresis
 Es la diferencia máxima que se observa en los valores
indicados por el índice o la pluma del instrumento ó la señal
de salida para el mismo valor cualquiera del campo de
medida, cuando la variable recorre toda la escala en los dos
sentidos ascendente y descendente

10.  Se expresa en porciento, p. ejem. Si en un
termómetro de 0 – 100 °C, para el valor de la
variable de 40 °C, la aguja marca 39.9 °C al
subir la temperatura desde 0°C, e indica
40.1°C al bajar la temperatura desde 100 °C,
el valor de la histéresis es:
(40.1−39.9)
 x100=±0.2%
100−0

11.  Se consideran dos clasificaciones básicas:
◦ La primera relacionada con la función del instrumento
 Instrumentos ciegos: de alarma, termostatos, presostatos, etc.
 Instrumentos indicadores: concéntricos, excéntricos y digitales.
 Instrumentos registradores
 Sensores, detectores ó elementos primarios
 Los transmisores captan la variable de proceso por el elemento
primario y lo transmiten a distancia de forma neumática (3 -15
psi), ó electrónica (4 – 20 mA) de c.c. ó digital
 Los transductores (reles) , convertidores( neumática a
electrónica)
 Los receptores
 Los controladores
 Elemento final de control (válvula, servomotores)

12.  La segunda con la variable del proceso:
◦ Instrumentos de caudal, nivel, presión, temperatura,
densidad y peso específico, humedad y punto de rocío,
viscosidad, posición, velocidad, pH, conductividad,
frecuencia, fuerza, turbidez, entre otros.
 Los instrumentos se consideran de campo y de
panel.
Los primeros instalados en los equipos o en sus
proximidades. Los segundos en paneles, armarios
ubicados en zonas aisladas (cuartos de control) o del
proceso.
 La norma utilizada para efecto de normalizar la
simbología de instrumentos es la ISA S5

13.  Creus Solé Antonio, (2011), Instrumentación
industrial, 8ª. Edición, Alfaomega, México D.F., pp-
1 -27