Instrumentacion Industrial

1. INSTRUMENTACION
INDUSTRIAL

2. INTRODUCCION
• Control : operación procesos y producción productos en
especificación.
• El controlador por excelencia es el hombre ( control manual).
• Limitaciones fisiológicas imponen automatización.
• Costos cada vez mayores de operación.
• El control automático se centra a la optimización.

3. EVOLUCION HISTORICA
• Grecia antigua : Heron y Arquímedes.
• Roma : muy poco desarrollo.
• Francia : objeto de juegos y diversiones.
• Inglaterra : aplicaciones en las maquinas de vapor.
• Telar de Jaqcquard : control por tarjetas.

4. EVOLUCION HISTORICA
• Segunda guerra mundial : necesidad de automatismos
militares ( piloto automático, espoleta de proximidad,
torpedo acústico, etc.)
• Carrera armamentista : controles para sistemas
intrínsicamente inestables, misiles, etc.
• Japón : los robots y la industrialización.
• Japón : trenes y autos inteligentes.

5. OBJETIVOS DEL CONTROL AUTOMATICO
Se automatizan los procesos por :
• seguridad personas e instalaciones.
• Mantener performance
• Mantener calidad.
• Incrementar productividad
• Ahorro de recursos.
• Reducir fatiga / incrementar profundidad y amplitud del
cargo.

6. Pirámide de Automatización o
Niveles de Automatización
Cuando se habla de
automatización, y para
representar los distintos
niveles de automatización
que nos podemos
encontrar en la industria,
se recurre frecuentemente
a la figura de la pirámide.

7. Campo de medida (range)
Espectro o conjunto de valores de la variable medida que está
comprendidos dentro de los límites superior e inferior de la
capacidad de medida o de transmisión del instrumento; viene
expresado estableciendo los dos valores extremos. Por
ejemplo: el campo de medida del instrumento de temperatura
es de 100-300° C.
Alcance (span)
Es la diferencia algebraica entre los valores superior e
inferior del campo de medida del instrumento. En el instrumento
de temperatura, su valor es de 200° C.
TERMINOLOGIA

8. Error
Es la diferencia algebraica entre el valor leído o transmitido por el
instrumento y el valor real de la variable medida.
Si el proceso está en condiciones de régimen permanente
existe el llamado error estático.
En condiciones dinámicas el error varía considerablemente debido a
que los instrumentos tienen características comunes a los sistemas
físicos: absorben energía del proceso y esta transferencia requiere
cierto tiempo para ser transmitida, lo cual da lugar a retardos en la
lectura del aparato.
Siempre que las condiciones sean dinámicas, existirá en mayor o
menor grado el llamado error dinámico (diferencia entre el
valor instantáneo de la variable y el indicado por el instrumento): su
valor depende del tipo de fluido del proceso, de su velocidad, del
elemento primario (termopar, bulbo y capilar), de los medios de
protección (vaina), etc.
TERMINOLOGIA

9. TERMINOLOGIA
Precisión (accuracy)
La precisión es la tolerancia de medida o de transmisión del instrumento
y define los límites de los errores cometidos cuando el instrumento se
emplea en condiciones normales de servicio. Hay varias formas para
expresar la precisión:

10. TERMINOLOGIA
Tanto por ciento del alcance. Ejemplo, para una lectura de 150° C y
una precisión de ± 0,5 % el valor real de la temperatura estará
comprendido entre 150 ± 0,5 X 200/100== 150 ± 1, es decir, entre
149 y 151° C
Directamente, en unidades de la variable medida. Ejemplo: Precisión
de ± 1° C
Tanto por ciento de la lectura efectuada. Ejemplo: Precisión de ± 1 %
de 150° C, es decir, ±1,5° C
Tanto por ciento del valor máximo del campo de medida. Ejemplo:
Precisión de ± 0,5 % de 300° C = ± 1,5° C
Tanto por ciento de la longitud de la escala. Ejemplo: Si la
longitud de la escala del instrumento de la figura 1.3 es de 150
mm, la precisión de ± 0,5 % representará ± 0,75 mm en la escala.

11. TERMINOLOGIA
Zona muerta (dead zone o dead band)
Es el 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. Viene dada en tanto por ciento
del alcance de la medida. Por ejemplo: es de ± 0,1 %, es
decir, de 0,1 X 200/100 = ± 0,2° C.
Sensibilidad (sensitivity)
Es la razón entre el incremento de la lectura y el incremento
de la variable que lo ocasiona, después de haberse
alcanzado el estado de reposo. Viene dada en tanto por
ciento del alcance de la medida. Si la sensibilidad del
instrumento de temperatura es de ± 0,05 % su valor será de
0,05 X 200/100 :± 0,1° C.

12. TERMINOLOGIA
Repetibilidad (repeatíbility)
La repetibilidad es la capacidad de reproducción de las
posiciones de la pluma o del índice del instrumento al medir
repetidamente valores idénticos de la variable en las mismas
condiciones de servicio y en el mismo sentido de variación,
recorriendo todo el campo. Se considera en general su valor
máximo (repetibilidad máxima) y se expresa en tanto por ciento
del alcance; un valor representativo es el de ± 0,1 %.
Histéresis (hysteresís)
La histéresis es la diferencia máxima que se observa en los
valores indicados por el índice o la pluma del instrumento
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 en tanto por ciento del alcance de la medida. Por
ejemplo, si en el instrumento es de ± 0,3 % su valor será de ±
0,3 % de 200° C = ± 0,6° C.

15. • Variable controlada : variable cuyo valor se desea mantener
estable (PV)
• Variable manipulada : aquella variable del proceso que manipula
el sistema de control a fin de mantener estable la variable de
control.
• Carga : aquella variable de proceso la cual afecta el valor de la
variable controlada y no puede ser manipulada por el sistema de
control.
• Perturbación : agente físico, ajeno al proceso y aleatoria, la cual
afecta a la variable controlada.
TERMINOLOGIA

16. • Punto de ajuste : es el valor alrededor del cual se desea
mantener la variable controlada (SP)
• Acción de control : sentido en el cual se moverá la variable
manipulada a fin de corregir cualquier error en la variable
controlada.
• Elemento final de control : dispositivo que recibe directamente
la señal del controlador y actúa directamente sobre el proceso,
alterando el valor de la variable manipulada.
TERMINOLOGIA

17. • Controlador : dispositivo en el cual se calcula una accion de
control en función de un algoritmo y la señal de error.
• Transmisor : dispositivo que traslada una señal de una forma a
otra, estandarizándola según una escala común. ( Señal eléctrica
de una termocupla a presión en el rango de 3 a 15 psig).
• Proceso : sistema objeto del sistema de control.
TERMINOLOGIA

18. SEÑALES
PROCESO
CONTROLADOR
TRANSMISOR
ELEMENTO
FINAL
DE
CONTROL
PV
E
SP OP
Variable
manipulada
PV estandarizada
Elemento
de medición