1. UNEFA 1-2006 Término X
Dpto. Ing. Electrónica Instrumentación de Control
TEMA 1
GENERALIDADES DE LA INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
Objetivos:
• Comprender los conceptos básicos de un sistema de instrumentación y control de procesos
industriales
• Conocer las características principales de los instrumentos
• Identificación de Instrumentos
Contenido:
1.- Terminología en instrumentación y control de procesos
2.- Estructura de un lazo de control
3.- Elementos del lazo de control
4.- Parámetros operativos de los instrumentos
5.- Tipos de instrumentos
6.- Identificación de Instrumentos
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GENERALIDADES DE LA INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
1.- Terminología en instrumentación y control de procesos
INSTRUMENTACIÓN: Una colección de instrumentos o su aplicación con el proposito de observar,
medir o controlar.
INSTRUMENTO: Un dispositivo que toma una variable física de un proceso y realiza una función
específica dentro un sistema de control.
PROCESO INDUSTRIAL: Es todo sistema de producción en el cual se usa instrumentación. Ejemplos
comunes se encuentran en: industria petrolera, alimenticia, cerámica, papelera, textil, química,
plástica, centrales generadores de energía y otras.
VARIABLES: Las variables más comunes que se trabajan en procesos industriales son: Presión,
Caudal, Nivel, Temperatura, HP, Conductividad, Humedad, Punto de rocío, velocidad, etc…
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1.- Terminología en instrumentación y control de procesos
EJEMPLO DE UN PROCESO INDUSTRIAL: Proceso de destilación
Actividad 1. Identificar lo conceptos vistos
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2.- Estructura de un lazo de control
PERTURBA
CIONES
SEÑAL DE ELEMENTOS DE VARIABLE
PUNTO
ENTRADA DE DE SUMA INDIRECTAMENTE
CONTROL DIRECTO CONTROLADA
PUNTO DE REFERENCIA
CONSIGNA
ELEMENTO DE ELEMENTO SISTEMA SISTEMA IN -
ENTRADA DE FINAL DE CONTROLADO DIRECTAMENTE
+
REFERENCIA CONTROL DIRECTAMENTE CONTROLADO
--
SEÑAL DE VARIABLE VARIABLE
ERROR MANIPULADA DIRECTAMENTE
CONTROLADA
ELEMENTO DE
RETROALIMENT
SEÑAL DE
ACION
RETROALIMENTACION
SISTEMA SISTEMA
CONTROLANDO CONTROLADO
SISTEMA DE CONTROL: Un sistema en el cual una guía o manipulación deliberada se usa para
alcanzar un valor preestablecido de una variable. Esta sub dividido en SISTEMA CONTROLANDO y
SISTEMA CONTROLADO.
NOTA: Aunque un sistema de control puede ser manual de aquí en lo adelante solo trataremos los
sistemas automáticos.
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3.- Elementos del lazo de control
VARIABLE DIRECTAMENTE CONTROLADA: En un lazo de control, la variable cuyo valor es
sensado para originar una señal de retroalimentación.
VARIABLE INDIRECTAMENTE CONTROLADA: Una variable que no origina una señal de
retroalimentación pero esta relacionada con e influenciada por la variable directamente controlada.
VARIABLE MANIPULADA: Una cantidad o condición que se varía como función de la señal de error
actuante de tal forma que cambie el valor de la variable directamente controlada.
VARIABLE MEDIDA: Una cantidad, propiedad o condición que es medida.
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3.- Elementos del lazo de control
ELEMENTO PRIMARIO (SENSOR): : El elemento del sistema que cuantitativamente convierte la
energía de la variable medida en una forma susceptible para medición. Para los transmisores que no
tengan elementos primarios externos, internamente tienen una porción de medición que es un
elemento primario.
TRANSDUCTOR Un elemento o dispositivo que recibe información en la forma de una cantidad y
convierte esta información en la forma de la misma u otra cantidad.
TRANSMISOR: Un transductor que responde a la variable medida por un elemento de medición y la
convierte en una señal de transmisión estandarizada que una función solamente de la variable medida.
ELEMENTO FINAL DE CONTROL: El elemento del control directo que cambia directamente el valor
de la variable manipulada.
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3.- Elementos del lazo de control
PUNTO DE CONSIGNA: Una variable de entrada que establece el valor deseado de la variable
controlada, esto se puede hace a través de un elemento de entrada de referencia y puede lograrse
manualmente, automaticamente o programadamente.
CONTROLADOR: Un dispositivo que opera automáticamente para regular la variable controlada.
PERTURBACIÓN: Un cambio indeseado que toma lugar en un proceso y que tiende a afectar
adversamente el valor de una variable controlada.
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3.- Elementos del lazo de control
Actividad 2. Identificar todos los elementos de un lazo de control en el sistema del rehervidor del
proceso de destilación.
Variable directamente controlada
Variable indirectamente controlada
Variable manipulada
Variable medida
Elemento primario
Transductor (sensor)
Transmisor
Elemento final de control
Punto de consigna
Controlador
Perturbación
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3.- Elementos del lazo de control
Tarea 1. Identificar todos los elementos de un lazo de control en el sistema del condensador y
acumulador del proceso de destilación.
Variable directamente controlada
Variable indirectamente controlada
Variable manipulada
Variable medida
Elemento primario
Transductor (sensor)
Transmisor
Elemento final de control
Punto de consigna
Controlador
Perturbación
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4.- Parámetros operativos de los instrumentos
RANGO: La región entre los límites dentro de la cual se mide, recibe o transmite una cantidad,
expresada por el conjunto valor más bajo y valor más alto.
RANGO CERO ELEVADO: Un rango en el que el valor cero de la variable o señal es mayor que el
valor más bajo del rango.
RANGO DE CERO SUPRIMIDO: Un rango en el que el valor cero de la variable o señal es menor que
el valor más bajo del rango.
SPAN: La diferencia algebraica entre el valor más alto y más bajo del rango.
RANGEABILIDAD: Cociente entre el valor de Medida superior e inferior del instrumento.
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4.- Parámetros operativos de los instrumentos
ERROR: Diferencia algebraica entre el valor leído o transmitido por el instrumento y el valor ideal de la
variable medida.
INCERTIDUMBRE: Dispersión de valores que pueden ser atribuidos razonablemente al verdadero
valor de la magnitud Medida.
EXACTITUD: Cualidad de un instrumento de medida por la que tiende a dar lecturas próximas al
verdadero valor de la magnitud medida.
PRECISIÓN: (ACCURACY) Tolerancia de medida o de transmisión del Instrumento. Intervalo donde
es admisible que se situe la magnitud de la medida.
ZONA MUERTA: Campo de valores de la variable que no hace variar la indicación o la señal de salida
del instrumento, es decir, que no produce su respuesta.
SENSIBILIDAD: El cociente entre el cambio en la magnitud de salida que ocurre en el instrumento y el
cambio en la variable de entrada que lo produce una vez que se esta en estado estable.
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4.- Parámetros operativos de los instrumentos
REPETIBILIDAD: (REPEATIBILITY) Capacidad de reproducción de la señal de salida, del
instrumento al medir repetidamente valores idénticos de la variable en las mismas condiciones de
servicio y en el mismo sentido de variación.
HISTÉRISIS: Diferencia máxima que se observa para el mismo valor cualquiera del campo de medida,
cuando la variable recorre toda la escala en los dos sentidos, ascendente y descendente. Se expresa
% del alcance de la medida.
RESOLUCIÓN: Es la menor diferencia de valor que el aparato puede distinguir. Se mide por la mínima
diferencia entre dos valores próximos que el instrumento es capaz de distinguir.
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5.- Tipos de instrumentos
Se pueden clasificar los instrumentos de acuerdo a su función dentro del sistema de control, la variable
que maneja o la energía para su operación.
Tipos de Instrumentos según su función en el sistema de control:
Indicadores
Registradores
Elementos primarios (Sensores)
Transmisores
Transductores
Elementos final de control (Actuadores)
Controladores
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5.- Tipos de instrumentos
Tipos de Instrumentos según la variable que manejan:
Caudal
Nivel
Presión
Temperatura
Densidad
Humedad
Viscosidad
Posición
Velocidad
PH
Conductividad
Turbidez
Etc.
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5.- Tipos de instrumentos
Tipos de Instrumentos según la energía con la que trabajan:
Electrónico
Neumático
Hidráulico
Mecánico
Óptico
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16. UNEFA 1-2006 Término X
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GENERALIDADES DE LA INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
6.- Identificación de Instrumentos
NOMENCLATURA PARA LOS INSTRUMENTOS
En general, la identificación de los instrumentos se conoce también como número
de placa o simplemente TAG, y es de la forma:
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17. UNEFA 1-2006 Término X
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GENERALIDADES DE LA INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
6.- Identificación de Instrumentos
NOMENCLATURA PARA LOS INSTRUMENTOS
Tabla 1
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GENERALIDADES DE LA INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
6.- Identificación de Instrumentos
NOMENCLATURA PARA LOS INSTRUMENTOS
Tabla 2
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GENERALIDADES DE LA INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
6.- Identificación de Instrumentos
NOMENCLATURA PARA LOS INSTRUMENTOS
Tabla 3
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GENERALIDADES DE LA INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
6.- Identificación de Instrumentos
Señales en los sistemas de Control de Procesos:
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GENERALIDADES DE LA INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
6.- Identificación de Instrumentos
Símbolos de los instrumentos en los sistemas de Control de Procesos:
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GENERALIDADES DE LA INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
6.- Identificación de Instrumentos
PROCESO DE DESTILACIÓN
Actividad 3. Construir una tabla resumen con el tipo de instrumento, la explicación del TAG de cada
instrumento, el tipo de señal.
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