1. Universidad de Oriente
Núcleo de Monagas
Ingeniería de Sistemas
Cursos Especiales de Grado
Automatización y Control de Procesos Industriales
INTRODUCCIÓN A LOS ELEMENTOS DE CONTROL. ELEMENTOS
PRIMARIOS
Seminario: Instrumentación y Control Industrial
Equipo SCADA
Vanessa A. Villalobos B. C.I.: 18.173.743
José D. Figuera M. C.I.: 16.516.398
Tutor: Edgar Goncalves
Maturín, Febrero 2014
2. ÍNDICE
INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1
MARCO TEÓRICO.................................................................................................. 2
1. SISTEMA DE CONTROL DE LAZO ABIERTO ............................................. 2
2. SISTEMA DE CONTROL DE LAZO CERRADO ........................................... 2
3. ELEMENTOS PRIMARIOS ........................................................................... 3
4. CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS PRIMARIOS................................. 3
5. EJEMPLOS ................................................................................................... 4
DISCUSIÓN ............................................................................................................ 7
CONCLUSIONES.................................................................................................... 8
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................................ 9
3. 1
INTRODUCCIÓN
Medir es un trabajo que surgió con el propósito de ordenar pertenecías
como territorios, combinado con la elaboración de objetos y estructuras. La
matemática y la medida unidas revolucionaron el mundo y gracias a ambas
tenemos el mundo actual, donde la medición juega un papel importante para la
sociedad y la producción de la industria.
Nuestro entorno diario se encuentra rodeado por instrumentos de medición.
El uso intensivo de la ciencia de control es producto de una evolución que es
consecuencia del uso difundido de las técnicas de medición y control .Su estudio
intensivo ha contribuido al reconocimiento universal de sus ventajas. Deben
demostrar la capacidad de los procesos para alcanzar los resultados planificados.
Es por lo tanto suma importancia el conocer y profundizar a cerca de los
elementos primarios de esta manera se comprenderos su uso y funcionabilidad.
4. 2
MARCO TEÓRICO
1. SISTEMA DE CONTROL DE LAZO ABIERTO
Es aquel sistema en que solo actúa el proceso sobre la señal de entrada y
da como resultado una señal de salida independiente a la señal de entrada, pero
basada en la primera. Esto significa que no hay retroalimentación hacia el
controlador para que éste pueda ajustar la acción de control. Es decir, la señal de
salida no se convierte en señal de entrada para el controlador.
Estos sistemas se caracterizan por:
Ser sencillos y de fácil concepto.
Nada asegura su estabilidad ante una perturbación.
La salida no se compara con la entrada. Ser afectado por las
perturbaciones.
Éstas pueden ser tangibles o intangibles.
La precisión depende de la previa calibración del sistema.
2. SISTEMA DE CONTROL DE LAZO CERRADO
Son los sistemas en los que la acción de control está en función de la señal
de salida. Los sistemas de circuito cerrado usan la retroalimentación desde un
resultado final para ajustar la acción de control en consecuencia. El control en lazo
cerrado es imprescindible cuando se da alguna de las siguientes circunstancias:
Cuando un proceso no es posible de regular por el hombre.
Una producción a gran escala que exige grandes instalaciones y el hombre
no es capaz de manejar.
Vigilar un proceso es especialmente difícil en algunos casos y requiere una
atención que el hombre puede perder fácilmente por cansancio o despiste,
con los consiguientes riesgos que ello pueda ocasionar al trabajador y al
proceso.
Sus características son:
Ser complejos, pero amplios en cantidad de parámetros.
La salida se compara con la entrada y le afecta para el control del sistema.
Su propiedad de retroalimentación.
Ser más estable a perturbaciones y variaciones internas.
5. 3
3. ELEMENTOS PRIMARIOS
Se considera elemento primario, aquellos que existen de manera individual
e independiente en un lazo. La función que desempeña en el lazo es la de
detectar inicialmente el valor de una variable de proceso.
Están en contacto con la variable y utilizan o absorben energía del medio
controlado para dar al sistema de medición una indicación en respuesta a la
variación de la variable controlada.
El efecto producido por el elemento primario puede ser un cambio de
presión, fuerza, posición, medida eléctrica, etc.
4. CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS PRIMARIOS
Existen básicamente dos criterios que se utilizan para la clasificación de los
Elementos Primarios:
a) Tipo de Señal de Entrada
Se refiere a la variable de proceso que se desea medir y/o controlar.
Según la señal de entrada la variedad de elementos primarios existentes
resulta realmente extensa ya que dependería de la cantidad de variables de
proceso sujetas a medición y/o a control en la industria. Sin embargo, si nos
limitamos a las variables de proceso más frecuentemente consideradas en el
campo de instrumentación industrial, entonces tendríamos básicamente cuatro
tipos de elementos primarios:
Sensores de Presión: Son sensores que están dotados de un elemento
sensible a la presión y que emiten una señal eléctrica al variar la presión o
que provocan operaciones de conmutación si esta supera un determinado
valor límite.
Sensores de Nivel: Es un dispositivo electrónico que mide la altura del
material, generalmente líquido, dentro de un tanque u otro recipiente.
Sensores de Flujo: Es un dispositivo que, instalado en línea con una
tubería, permite determinar cuándo está circulando un líquido o un gas.
Estos son del tipo apagado/encendido; determinan cuándo está o no
circulando un fluido.
Sensores de Temperatura: se utilizan para detectar variaciones de la
temperatura. Están construidos a partir de materiales que cuya resistencia
eléctrica varía según la temperatura. De ellos existen dos tipos:
NTC: (coeficiente de temperatura negativa): En el NTC el valor de la
resistencia eléctrica es inversamente proporcional a la temperatura
6. 4
por lo que si aumenta la temperatura disminuye la resistencia
eléctrica
PTC: (coeficiente de temperatura positivo): En el PTC el valor de la
resistencia eléctrica es directamente proporcional a la temperatura
por lo que si aumenta la temperatura aumenta la resistencia
eléctrica.
b) Tipo de señal de Señal de Salida:
Se refiere al tipo de respuesta generada o producida por el elemento
primario como función de señal de entrada.
Sensores Mecánicos: Son dispositivos que cambian su comportamiento
bajo la acción de una magnitud física que pueden directa o indirectamente
transmitir una señal que indica cambio.
Sensores Eléctrico/Electrónicos: Los sensores Eléctricos o Electrónicos son
aquellos cuya señal de salida es representada por una variación en alguna
de las propiedades eléctricas del sensor.
Sensores Electro-Mecánicos: están constituidos por una combinación de
elementos mecánicos y eléctricos donde se genera inicialmente movimiento
el cual a su vez, genera algún cambio en una variable eléctrica en el
sensor.
5. EJEMPLOS
Figura 1. Sensor de Temperatura.
Fuente: http://www.bricogeek.com/shop/41-97-thickbox/sensor-de-temperatura-
ds18b20-one-wire.jpg
7. 5
Figura 2. Sensor de Flujo.
Fuente: http://www.pce-iberica.es/instrumentos-de-medida/sistemas/sensores-
caudal.htm
Figura 3. Sensor de Presión.
Fuente:http://www.aguamarket.com/productos/productos.asp?producto=17925&no
mbreproducto=sensor+de+presion+con+diafragma
Figura 4. Sensor de Nivel.
Fuente: http://www.tecnoficio.com/docs/doc61.php
8. 6
Figura 5. Sensores Mecánicos
Fuente: http://www.comohacerturobot.com/Taller/taller-sensorMecanico.htm
Figura 6. Sensores Electro-mecánicos
Fuente:
Figura 7. Sensores Electricos
Fuente: http://scanmarr.blogspot.com/2012/01/sensores-electronicos-de-
contaminantes.html
9. 7
DISCUSIÓN
Cada instrumento y control tiene su simbología de acuerdo a las normas
internacionales, permitiendo una mayor y fácil lectura para aquellos que trabajan
en ella, realizando así mayor eficacia en la producción del objetivo.
La Instrumentación y Control de Procesos Industriales se ha incrementado
con la necesidad de ofrecer soluciones de optimización de procesos productivos
con la capacidad garantizar la confiabilidad de los mismos. La recolección de los
datos necesarios para documentar la efectividad y consistencia de los procesos,
necesita tanto del control de proceso como de la instrumentación. La
instrumentación
La importancia de los instrumentos eléctricos de medición es incalculable,
ya que mediante el uso de ellos se miden e indican magnitudes eléctricas, como
corriente, carga, potencial y energía, o las características eléctricas de los
circuitos. Además que permiten localizar las causas de una operación defectuosa
en aparatos eléctricos en los cuales, como es bien sabidos, no es posible apreciar
su funcionamiento en una forma visual, como en el caso de un aparato mecánico.
La calidad en las mediciones de fuerza y masa radica esencialmente en la
realización de mediciones confiables que permitan un uso eficiente y efectivo de
los instrumentos y procesos en estas magnitudes
La confiabilidad y la validez son cualidades esenciales que deben estar
presentes en todos los instrumentos. Uno de los mayores problemas que se debe
evitar, es que la información obtenida no le permita responder a los objetivos. Si
los instrumentos no son validados, podrá encontrar una variada información pero
sin ninguna articulación con los propósitos y compromisos asumidos en la
investigación. Ante tal situación, se deberán realizar nuevos instrumentos de
recolección de datos que responda a sus objetivos, y la información que ya tiene
de su primer esfuerzo no se pierde y con seguridad serán un apoyo o refuerzo.
Comprender los principios básicos de los elementos de controles es de vital
relevancia, por ser su uso tan común, siendo por lo tanto, una parte de primordial
dentro del área de control de procesos. Los elementos primarios constan de
características que sirven para medir, controlar o registrar variables de un proceso
con el fin de optimizar los recursos utilizados en este siendo son una la ventana a
la realidad de lo que está sucediendo en determinado proceso, lo cual servirá para
determinar si el mismo va encaminado hacia donde deseamos.
10. 8
CONCLUSIONES
En la actualidad existe una amplia gama de elementos que compete a
equipos de instrumentado y control, los cuales ejecutan apoyan el ejercicio de
producción de diversas industrias de diferentes índoles, que acaparan los
diferentes detalles que envuelven al consumo y demanda de las necesidades del
ser humano, como lo son los combustibles , la vestimenta, productos de cuidado
diario, desinfectantes, vehículos, repuestos, sillas, y diversas cosas más que
forman parte de las vidas de los seres vivos, como también insecticidas para
plantas productos de uso doméstico de los animales, etc.
Cada industria, de acuerdo a sus necesidades de producción, requiere
internamente de instrumentos particulares, con funciones específicas que vayan
en concordancia con el proceso que se ejecuta. Es por ello que son de gran
relevancia a nivel industrial, pues apoyan los procesos productivos y permiten
controlar la producción.
Cabe desatacar la importancia de los instrumentos y controles, ya que no
solo son usados en las grandes industrias, si no también son usados en la vida
diaria, en nuestras casas y lugares donde concurrimos, los hay de diferentes
materiales, formas y tamaños, y su finalidad es ejecutar una mayor cantidad del
producto a menor tiempo en menos costo.
11. 9
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Córdoba, D. (2011). CONCEPTOS BASICOS DE LA INSTRUMENTACION
INDUSTRIAL. [Documento en Línea] Disponible en:
http://instrumentcont.blogspot.com/2011/10/conceptos-basicos-de-
instrumentacion.html. (Consultado el 15 de Febrero de 2014).
Velázquez, I. (2010). INSTRUMENTACION Y CONTROL. [Documento en
Línea] Disponible en:
http://www.inele.ufro.cl/apuntes/Instrumentacion_y_Control/Ivan_Velazquez/
Catedra/Capitulo%202.1%20Presion.pdf. (Consultado el 15 de Febrero de
2014).
ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDICION (2009). [Documento en Línea]
Disponible en: http://www.xuletas.es/ficha/elementos-primarios-de-
medicion/. (Consultado el 15 de Febrero de 2014).
SISTEMAS DE CONTROL. [Documento en Línea] Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_control. (Consultado el 15 de
Febrero de 2014).
SENSORES DE TEMPERATURA. [Documento en Línea] Disponible en:
http://www.ktmet.com/wiki/index.php?title=SENSORES_DE_TEMPERATUR
A. (Consultado el 15 de Febrero de 2014).
SENSORES DE CAUDAL. [Documento en Línea] Disponible en:
http://www.pce-iberica.es/instrumentos-de-medida/sistemas/sensores-
caudal.htm. (Consultado el16 de Febrero de 2014).
