1. Universidad De Oriente
Núcleo Monagas
Departamento De Ingeniería De Sistemas
Cursos Especiales De Grado
Automatización y Control de Procesos Industriales
Controladores de Nivel
Seminario: Instrumentos de Control Industrial
Facilitador: Equipo PLC:
Ing. Edgar Goncalves Domínguez, José
C.I: 18.211.092
Villarroel, Enoris
C.I: 17.547.489
Maturín, Octubre 2014

2. INTRODUCCIÓN
Actualmente, con el avance de la tecnología las industrias para llevar a
cabo sus operaciones de producción utilizan mecanismos cada vez más
complejos, es por ello, que surge la necesidad de control de las diferentes
variables que intervienen en el proceso; las cuales poseen características
diferentes y una forma de control distinta, ya sea presión, temperatura, nivel, entre
otras.
Los controladores son dispositivos que manejan estas variables y facilitan el
trabajo humano. En esta oportunidad se hará énfasis sobre los controladores de
nivel, los cuales permiten identificar cual es la cantidad de liquido y mantener un
valor deseado, controlan el llenado de agua en un tanque automáticamente. Este
dispositivo es muy útil ya que evita la necesidad de mantener a alguien
permanentemente cerca del tanque para controlar cuando y hasta donde se debe
llenar el tanque. La electrónica puede ser utilizada para facilitar la vida del hombre.
Por ejemplo, los sistemas de control remoto evitan que el usuario se tenga que
desplazar hasta alguna máquina para cambiar algún parámetro: también los
sistemas modernos de comunicación permiten hablar con otras personas en
cualquier lugar del mundo.

3. MARCO TEORICO
CONTROLADORES DE NIVEL
Los controladores son dispositivos que comparan la variable controlada
(presión, nivel, temperatura) con un valor deseado y ejercen una acción correctiva
de acuerdo con la desviación. La variable controlada la pueden recibir
directamente, como controladores locales o bien indirectamente en forma de señal
neumática, electrónica o digital procedente de un transmisor.
Los controladores de nivel son aquellos instrumentos diseñados para
determinar las condiciones de nivel de líquidos en recipientes, a fin de accionar
dispositivos de alarma y control como válvulas.
TIPOS DE CONTROLADORES DE NIVEL
Operados por flotador:
El más simple de los controladores de nivel es el flotador en forma de bola,
que se muestra en la figura, en donde el flotador está fijo a un extremo del sistema
levantador y alcanza la superficie del líquido, en el extremo opuesto del flotador
opera una válvula, la cual regula el flujo del líquido hacia el interior del tanque de
almacenamiento.

4. En algunas aplicaciones, el flotador no se puede instalar en el recipiente o
tanque, cuando este sea el caso, se monta un flotador en uno de los lados del
recipiente con una conexión tipo pipa que va en la parte superior del tanque y la
otra en el fondo; cualquier cambio en el nivel del líquido en el tanque se registra
por un cambio de nivel en el medidor del flotador.
Capacitivos:
Estos utilizan la capacitancia entre el sensor y la sonda de referencia o la
pared metálica del depósito para detectar el nivel del medio de acuerdo a la teoría
de la capacitancia. Una diferencia en el nivel del medio, resulta directamente un
cambio en el valor de la capacitancia del sensor. Permiten la medición de nivel de
líquidos, polvos, y sólidos sean estos conductivos o no conductivos. No tiene
mayores restricciones por condiciones de proceso de temperatura, presión, vacío
o por agresividad química del medio.
Estos controladores suelen usar las probetas de capacitanciasque
consisten en una cubierta exterior con una varilla metálica en el centro, el conjunto
sirve o funciona como las placas de un capacitor, el líquido en el recipiente sirve
como dieléctrico, cuando el líquido cae debajo del nivel de la probeta, cambia el
valor de la capacitancia, el cambio en la capacitancia dispara un circuito
electrónico, el cual opera a un relevador eléctrico dentro de la unidad de control, el
relevador actúa sobre la válvula selenoide, de hecho, la posición de la probeta
capacitiva establece el punto de nivel de control.
Las probetas son usadas en algunas aplicaciones para proporcionar control
proporcional de nivel, esos permiten un cambio gradual en la capacitancia en la
medida que el nivel del líquido cambia, este control puede ser neumático o
eléctrico.

5. Neumáticos:
Los controladores de nivel neumáticos detectan el nivel de un líquido o una
interfaz líquido-líquido y comparan el nivel con un valor deseado (punto de ajuste)
y se encargan de producir una señal neumática que puede operar una válvula de
control del actuador. Al operar un actuador y la válvula, el controlador mantiene el
nivel a un valor alrededor del punto de ajuste. Estos utilizan un sensor de tipo
desplazador para detectar el nivel de líquido o la interfaz de dos líquidos de
diferentes gravedades específicas.
Eléctricos:
El controlador de nivel eléctrico de encendido y apagado se utiliza para
detectar el nivel de líquido y cuando se utiliza en conjunción con un actuador
eléctrico de un bucle de control de nivel completamente eléctrico que elimina
controlador neumático y volcado de ventilación de la válvula.Este controlador es
ideal para el control de nivel eléctrico en los separadores de petróleo y gas,
tratadores y depuradores.

6. DISCUSIÓN
Los controladores de nivel tienen cierta similitud con los controladores de
presión. La capacitancia en alguno de ellos suele ser considerable y los retardos
en la transferencia pequeños. Cuando se opera a presiones de procesos medias o
altas, la autorregulación es prácticamente nula, sobre todo en recipientes con
tiempo de residencia pequeños. Dadas las características de esta variable su
control se suele realizar:
- Entre límites. Control de dos posiciones.
- Nivel medio. Se clasifica el control de nivel, permitiendo que exista error,
con objeto de estabilizar el proceso de aguas abajo.
- Nivel ajustado. Máxima importancia al control de la variable de proceso, no
permitiendo error entre medida y punto de consigna.
Estos son capaces de generar señales que pueden ser directamente
utilizadas por los equipos de adquisición dedatos: Telemetría o Control Distribuido,
con el objetivo deintegrar esta información a la automatización de procesos
industriales.
Además, estos dispositivos trabajan considerando la altura de líquido sobre
una línea de referencia, la presión hidrostática, el desplazamiento producido en un
flotador por el propio líquido contenido en el tanque del proceso y aprovechando
las características eléctricas del líquido.
Todo esto se justifica tanto en procesos continuos como en procesos
puntuales tales como alarmas por alto o bajo nivel. En procesos continuos se
tiende al logro de una capacidad de almacenamiento menor, reduciendo el costo
inicial del equipo y exigiendo la necesidad de un control preciso y sensible de
nivel. La aplicación más frecuente de los detectores de nivel es la señalización de
lleno y vacío. Para la medición continua se utilizan, entre otros, los principios:
capacitivo, conductivo, vibratorio, a microondas, hidrostático, a ultrasonido y
radiométrico, además, en la actualidad, se utilizan los basados en elementos
radioactivos.
En el control de nivel hay que tomar en cuenta algunas propiedades del
líquido tales como la viscosidad del fluido, temperatura, densidad, corrosión,
gránulos etc. Los diferentes tipos de controladores de nivel están presentes en
todos los campos entre los cuales se tienen: química, petroquímica, alimentación,
cervecería, tratamiento de aguas blancas, tratamiento de aguas residuales,
materiales para la construcción, rocas y minerales, centrales de energía,
fabricación de papel, astilleros, industrias del automóvil y aeronáutica.

7. CONCLUSIÓN
Los controladores de nivel constituyen una herramienta muy importante en
la rama de la Instrumentación y el Control, ya que la importancia de ciertos
factores como la seguridad de las instalaciones, el control de la calidad del
producto, la optimización de los procesos, y la protección del ambiente, dependen
de la calidad de la medición y control que se esté haciendo y por ende la
responsabilidad que esto conlleva al momento de tomar una decisión.
Las razones para controlar el nivel de líquidos son muy diversas, como
pueden ser mantenimiento de condiciones seguras de operación, la optimización y
control de procesos, el ámbito de la investigación y el desarrollo. Entre la gama
existente de controladores de nivel, los que son generalmente elegidos para
diferentes aplicaciones son los operados por flotador debido a su simplicidad y
confiabilidad.

8. BIBLIOGRAFÍA
Detector/Controlador de NivelFlotech® TSN. Manual de Operación. Disponible en:
http://www.flotechins.com/htdocs/NIVEL.PDF
Emerson Process Management.Liquid Level Controllers – Pneumatic.Disponible
en:
http://www2.emersonprocess.com/en-us/
brands/fisher/fieldinstrumentation/pneumaticliquidlevelcontrollers/pages/fisherpn
eumaticliquidlevelcontrollers.aspx
Kimray Inc. Controlador de Nivel Operado por Flotador. Disponible en:
http://www.fcmmex.com/pdf/controladores_de_nivel/Piloto-PFM.pdf