INSTRUMENTACION INDUSTRIAL

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE
1
Carretera Federal 180 S/N  San Antonio Cárdenas, Carmen, Camp. C.P. 24381
ISO 9001:2008
Cert. No. MQA 4000244
INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL.
MANUAL DE USUARIO.
1° EDICION
BANCO DE REGULACIÓN DE NIVEL
DIDATEC- RCN 100

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ISO 9001:2008
INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
MANUAL DE USUARIO
1° EDICION
BANCO DE REGULACIÓN DE NIVEL
RCN100
AUTORES:
Bomfil Rodríguez Edgar
Díaz Gómez Carlos Alberto
Álvarez Domínguez Enoc
Cornelio Rosado Edgar
Cauich Ku Luis Bernaldo
Castro cruz Nancy Yulisa
Cámara San Lucas Fred Jesús
Hernández Pérez Mario Isaías
Escobar May Uriel Yonain

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ISO 9001:2008
ÍNDICE
OBJETIVO ..............................................................................................................................4
1.1 General: ............................................................................................................................4
1.2 Específicos: ......................................................................................................................4
INTRODUCCIÓN....................................................................................................................5
DESARROLLO.......................................................................................................................6
ETAPAS DEL PROCESO EN EL BANCO REGULADOR DE NIVEL...................................8
LISTA DE COMPONENTES ..................................................................................................9
UBICACIÓN DE LOS ELEMENTOS....................................................................................10
DIAGRAMA DE TUBERÍA E INSTRUMENTACIÓN: EQUIPO DE NIVEL..........................11
MATERIAL ............................................................................................................................12
SISTEMAS QUE IMPLICAN FLUJOS DE LIQUIDOS.........................................................12
TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL DE NIVEL...............................................................14
DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES.........................................................................16
1.1 ALIMENTACIÓN.............................................................................................................16
1.2 SONDA DE MEDICIÓN CAPACITIVA VEGACAL 66 ..................................................17
1.3 ROTAMETRO.................................................................................................................19
1.4 ENTRADA DE AIRE COMPRIMIDO..............................................................................20
1.5 VÁLVULA DE CONTROL...............................................................................................21
1.6 REGULADOR DE TIPO PID CON MICROPROCESADOR.-......................................23
1.5 MANÓMETRO ANALÓGICO .........................................................................................24
1.6 VÁLVULA DE BOLA.......................................................................................................25
CONCLUSIÓN......................................................................................................................26
FUENTES DE INFORMACIÓN DIGITAL.............................................................................27

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ISO 9001:2008
OBJETIVO
Facilitar el manejo del RCN 100 por medio de un manual donde se ilustra el
funcionamiento de cada uno de sus elementos mecánicos y electrónicos para
coadyuvar a la formación académica de las nuevas generaciones de
profesionistas en el área de operación de máquinas y automatización
1.1 General:
Comprender la metodología de funcionamiento e instrumentación. En particular
sobre el equipo de regulación de nivel, para poder identificar los elementos que lo
conforman.
1.2 Específicos:
Comprender el diagrama de funcionamiento y componentes
Identificar las características de cada uno componentes.
Consultar información referente al funcionamiento del equipo.

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ISO 9001:2008
INTRODUCCIÓN.
El banco de regulación de nivel RCN-100 ofrece la posibilidad de estudiar los
principios de la ingeniería de control a través de una regulación de nivel. La teoría
general de la regulación se aplica en principio a todo tipo de sistema o contra
reacción o sistemas en lasos, como los amplificadores operacionales, los
servomotores, los lasos de cierre de fase y los sistemas de regulación
En el manual presentado se mostrara el funcionamiento del banco de regulación
de nivel RCN-100 de igual manera se presentara cada una de las piezas que lo
conforman y cuál es el funcionamiento de cada una de sus piezas.

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ISO 9001:2008
DESARROLLO.
Banco de Regulación de Nivel RCN100
Es un sistema de control de nivel de un depósito cuyo esquema es el siguiente:
Este banco de ensayos ofrece la posibilidad de estudiar los principios de la
ingeniería de control a través de una regulación de nivel.
Una bomba transporta agua desde un depósito de reserva al depósito
transparente de nivel.
El nivel se mide por medio de un sensor de presión colocado en el fondo del
depósito. Como regulador se utiliza un regulador industrial digital actual.
El actuador del circuito de control es una válvula de control con accionamiento
electro neumático. Con una válvula de bola, instalada en la salida, se pueden
generar perturbaciones. La variable controlada X y la variable manipulada Y se
representan directamente en el registrador integrado de línea continua de dos
canales. Como alternativa, estas variables se pueden tomar como señales
analógicas de conectores existentes en el armario de distribución.
De este modo, se pueden conectar equipos de registro como un osciloscopio o un
ploter plano. Como opción está disponible un software de control de procesos (RT
650.50). El software permite construir un sistema global interconectado en red
formado por varios bancos de ensayos de la serie RT 512 a RT 552. Además, se
pueden representar las variables más importantes de los procesos y se pueden
ejecutar funciones de control.
El material didáctico, bien estructurado, representa los fundamentos y guía paso a
paso por los distintos ensayos.

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ISO 9001:2008
Figura 1.- Esquema sistema de control de nivel.
Ante variaciones en el caudal entrante, el sistema permite ajustar el nivel de fluido
al de referencia. El control se realiza sobre un depósito dotado de un equipo
motor-bomba para la extracción de líquido.

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ISO 9001:2008
ETAPAS DEL PROCESO EN EL BANCO REGULADOR DE NIVEL.
1) Entrada del fluido por las mangueras.
2) Entrada del fluido al caudalímetro.
3) Salida del caudalímetro.
4) Flujo por la llave de bola de dos vías.
5) División del flujo.
6) Llenado del amortiguador de movimientos bruscos de presión.
7) Salida del flujo medido por la micro válvula.
8) Unión de flujos.
9) Salida del fluido por la llave de bola de dos vías.
10)Salida total del fluido.

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ISO 9001:2008
LISTA DE COMPONENTES
En la figura se muestra la ubicación y descripción de los instrumentos que
contiene el Banco Regulador de Nivel.
1. Llave de bola de tres vías paso L en PVC DN 15.
2. Caudalimetro de sección variable 10 I/mm, precisión ±3 % de la escala
completa.
3. Sensor de presión y transmisor 4-20 mA Lazo de corriente. Escala de medición:
1-4 barios. Presión: <±0.5 % de la escala completa.
4. Micro válvula de regulación - cuerpo de acero inoxidable 316-asiento y
chapaleta Cv= 1,25-Escala 40:1 Normalmente cerrada.
5. Convertidor corriente/presión. Señal de entrada: 4-20 mA. Señal de salida: 0,2-1
bario. Precisión: ±0,54 % de la escala completa.
6. Válvula De Control De Fluidos
7. Regulador. Acciones de regulación: PID. Selección de modo automático y
manual. Tiempo de muestreo: 250 ms. Precisión: ±0.2 % de la escala completa.
8. Manómetro Analógico
9. Llave debola de dos vías en PVC DN 15 para la perturbación.

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ISO 9001:2008
UBICACIÓN DE LOS ELEMENTOS.
.
2
2
1
4
7
6
8
3
9

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ISO 9001:2008
DIAGRAMA DE TUBERÍA E INSTRUMENTACIÓN: EQUIPO DE
NIVEL.

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ISO 9001:2008
MATERIAL
Estación de trabajo con sistema de regulación del nivel de llenado. Componentes
utilizados:
1 Bomba
1 Regulador del motor
1 Sensor analógico ultrasónico
1 Regulador industrial digital
2 Depósitos
1 Consola de control
SISTEMAS QUE IMPLICANFLUJOS DE LIQUIDOS.
Al analizar sistemas que implican el flujo de líquidos, resulta necesario dividir los
regímenes de flujo laminar y turbulento. De acuerdo con la magnitud del número
de Reynolds. Si el número de Reynolds esta entre 3000 y 4000, el flujo es
turbulento. El flujo es laminar si es menor que 2000.
Donde:
= densidad del flujo, kg/m3
= velocidad del flujo, m/s
= diámetro de la tubería, m
= viscosidad dinámica, kg/ms
Considere el flujo a través de un tubo corto que conecte a dos tanques. La
resistencia R para flujo de líquido en el tubo se define como el cambio en la

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ISO 9001:2008
diferencia de nivel (la diferencia entre el nivel del líquido en los dos tanques)
necesaria para producir un cambio de una unidad de velocidad del flujo, es decir:
Dado que la relación entre la velocidad del flujo y la diferencia de nivel es distinta
para el flujo laminar y turbulento, en lo sucesivo se consideran ambos casos.
Figura 2. Sistema de nivel de un líquido.

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ISO 9001:2008
TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL DE NIVEL
Los controles de nivel son dispositivos o estructuras hidráulicas cuya finalidad es
la de garantizar el nivel del líquido en un rango de variación preestablecido.
Existen algunas diferencias en la concepción de los controles de nivel, según se
trate de: canales; plantas de tratamiento; tanques de almacenamiento de agua o
un embalse.
Controles de nivel del agua para canales
Los controles de nivel del agua en los canales tienen la finalidad de garantizar la
correcta operación de los mismos. En general los controles de nivel se colocan en
puntos claves del canal, como son:
Secciones de derivación, para canales de menor orden, y para tomas de campo; y,
en correspondencia con estructuras de seguridad. Básicamente existen dos tipos
de controles de nivel, considerando el nivel que deben controlar:
Controles que aseguran la permanencia del nivel, dentro de márgenes
preestablecidos, aguas arriba de la estructura de control.
Controles de nivel que garantizan el nivel, en el ámbito de una variación máxima
preestablecida, aguas abajo de la sección de control. Estos sistemas también se
denominan operando a la demanda.
Controles de nivel para plantas de tratamiento de agua
El control de los niveles máximos se controla mediante vertederos libres.
Controles de nivel para tanques de almacenamiento de agua
Los controles del nivel máximo del agua en un tanque de almacenamiento tienen
la doble función de garantizar la seguridad de las estructuras y de evitar el
desperdicio de agua.

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ISO 9001:2008
El control del nivel máximo se hace mediante un sensor de nivel conectado en
alguna forma, ya sea mecánica o electrónica con la operación de una válvula a la
entrada del tanque.
Como todo mecanismo siempre puede fallar en el momento de su operación, es
importante que el tanque disponga de un sistema de seguridad de funcionamiento
totalmente automático como por ejemplo un vertedero libre, eventualmente
conectado con una alarma.
El control del nivel mínimo del agua tiene la función de garantizar el buen
funcionamiento del sistema evitando la entrada de aire en la tubería que se
encuentra aguas abajo del tanque, como por ejemplo en la red de distribución de
agua, o en la succión de la o las bombas.
En este caso también el sistema está compuesto por un sensor de nivel
conectado a una alarma, para que el operador intervenga, o en sistemas más
sofisticados, el sensor actúa directamente, para aumentar la entrada de agua al
tanque.

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ISO 9001:2008
DESCRIPCIÓNDE LOS COMPONENTES
1.1 ALIMENTACIÓN
.- El equipo opera con alimentación: eléctrica de 220/230 VAC monofásica,
hidráulica de 10 l/mn - 3 bars y de aire comprimido: 6 bars máximo.

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ISO 9001:2008
1.2 SONDA DE MEDICIÓNCAPACITIVAVEGACAL 66
Sonda de medición capacitiva cableada para la medición continúa de nivel.
Área de aplicación
Sólidos y líquidos conductivos
El VEGACAL 66 es un sensor de nivel para líquidos conductores y sólidos a
granel. La sonda de medición está completamente aislada. Su construcción
probada garantiza una alta seguridad funcional.
Máximo aprovechamiento del depósito porque la medición se realiza por toda la
longitud de la sonda

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ISO 9001:2008
Datos técnicos
Rango de medición - Distancia
32 m
Rango de medición - Presión
-
Temperatura de proceso
-50... 150 °C
Presión de proceso
-1... 40 bar
Precisión
Precisión
Versión
PTFE insulated cable ø 8 mm with gravity weight
PTFE-insulated cable ø 8 mm with gravity weight and screening tube
Materiales, partes mojadas
PTFE
316L
Steel C22.8
Conexión en rosca
≥ G1, ≥ NPT
Conexión en brida
≥ DN40, ≥ 1½"
Material de sellado
no media contact
Material de la carcasa
Plástico
Aluminio
Acero inoxidable (fundición)
Acero inoxidable (electropulido)
Sali

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ISO 9001:2008
1.3 ROTAMETRO.
Caudalimetro de sección variable.- Rotámetro con precisión: ±3 % de la escala
plana.
Los rotámetros son caudalimetros simples, confiables y económicos. La energía
para operar la aporta el mismo fluido, (líquido, gas, vapor) que empuja el flotante
hacia arriba hasta que el área anular (anillo entre el flotante y tubo) sea lo
suficientemente grande para permitir el paso del caudal inmediato.

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ISO 9001:2008
1.4 ENTRADA DE AIRE COMPRIMIDO.
Se refiere a una tecnología o aplicación técnica que hace uso de aire que ha sido
sometido a presión por medio de un compresor. En la mayoría de aplicaciones, el
aire no sólo se comprime sino que también desaparece la humedad y se filtra. El
uso del aire comprimido es muy común en la industria, tiene la ventaja sobre los
sistemas hidráulicos de ser más rápido, aunque es menos preciso en el
posicionamiento de los mecanismos y no permite fuerzas grandes.

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ISO 9001:2008
1.5 VÁLVULA DE CONTROL.
Diseñada de membrada de nitrilo, con cuerpo, asiento, fuelle, vástago en acero
inoxidable y su señal de operación va de 0,2 - 1 bar con un rango de 40:
Patente.
Kammer
La función del actuador es para ajustar la apertura de la válvula de acuerdo con la
señal del instrumento con el fin de asegurar el correcto control de los medios de
proceso. Dependiendo del actuador seleccionado, la posición de la válvula puede
ser abierta o cerrada, como en el caso de válvulas de aislamiento, o la modulación
de forma continua en el caso de válvulas de control. Flow serve ofrece diferentes
tipos de actuadores de acuerdo con el empuje o el par requerido (neumática,
eléctrica o hidráulica) para operar diseños rotativos o lineales válvula de control.

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ISO 9001:2008
Aplicaciones:
Circulación del reactor, Alimentación del reactor, Proceso, Gasificación,
Farmacéuticos, Alimentos, productos químicos orgánicos, productos químicos
finos, Planta Industrial Servicios, Servicio criogénico, productos químicos
inorgánicos, Servicios corrosivos, hidrógeno, Cáustico y cloro alcalino, Gas
Industria Servicio, Transferencia química, el general Propósito, Procesamiento
químico, bioprocesamiento, producción bebidas, Agua, Utilidades, Sintéticos,
Producción de Gas.

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ISO 9001:2008
1.6 REGULADOR DE TIPO PID CON MICROPROCESADOR.-
Ofrece una precisión de 0,2 con escala completa.
Configurable, salida del relevador, lógica, continua; banda proporcional de 0,5 a
1000 %, tiempo de acción integral de 0,1 a 100 min, tiempo de acción derivada de
0,01 a 10 min; parámetros PID autoadaptables.
Lleva la información de todos los registros a lo que es la computadora.

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ISO 9001:2008
1.5 MANÓMETRO ANALÓGICO
Con conexión de acero inoxidable - Rango (0...400) bar - G 1/4 B - Diámetro 63 mm - Clase y
mínima división según EN 837-1.

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ISO 9001:2008
1.6 VÁLVULA DE BOLA.
Características
Accionamiento:
Manual
Material:
Plástico
Descripción
Este PVC-U verdad complementos de la válvula de bola de la unión el tipo 546
válvulas de bola. Es fácil instalar o quitar. Es ideal para el tratamiento de aguas no
crítico y las aplicaciones similares.
No están siendo básica, la z-dimensión, el extremo de la válvula y la tuerca de
unión compatibles con el tipo 546 y la unidad del actuador no es conectable.

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ISO 9001:2008
CONCLUSIÓN.
En los proceso de automatización se usan este tipos de maquinarias, ya que su calidad
de trabajo es muy efectiva. Es por ello que este tipo de máquinas la podemos utilizar en
una planta hidroeléctrica, ya que de ella depende la medición de fluido que será
conducidos hacia los generadores. Es indispensable saber el funcionamiento de la
máquina y reconocer cada uno de sus elementos e identificar que acción efectúa cada
uno de ellos.
Es por ello que los alumnos del área de mecánica (T.S.U) han desarrollado dicho manual
para aclarar cada uno de las incógnitas del usuario y así mismo poder manipular este tipo
de instrumentos con los parámetros de funcionamiento establecidos por el fabricante.

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ISO 9001:2008
FUENTES DE INFORMACIÓN DIGITAL.
http://www.didatec/manual/rcn100/2015industrial/teorico/080306-
Instrumentos_caracteristicas_y_diagramas.pdf
http://www.platon.com/doc-rotametrosmodelos/54574310/Introduccion-a-la-
Instrumentacion-Industrial
http://www.kammer.com/doc-
valvuladecontrol/8479230/operabilidad/acccionamientoneumatico

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