Instrumentación Digital y
Redes Industriales
Medición de variables
VARIABLES A MEDIR Y
CONTROLAR
DE PROCESOS CONTINUOS
- Presión
- Temperatura
- Nivel
- Flujo (volumétrico y másico)
- Peso
- Variables analíticas (pH,
conductividad, ORP, turbidez, etc.)
- Otras (Humedad, Espesor, etc.)
DE PLANTA
• Velocidad
• Longitud
• Presencia / Ausencia
• Cuenta
• Tiempo
DE SEGURIDAD
• Gases
• Vibración
• Humo
• Fuego
• Presencia de intrusos
• Fallas eléctricas
• Variables analíticas
OTROS
• Transferencia de Custodia (custody
transfer): Volumen
• Gestión de Activos fijos /
Mantenimiento: temperatura,
vibración, posición, etc.
• Medio Ambiente: Variables analíticas,
flujo, presión, Humedad relativa, etc.
SENSORES
Y TRANSMISORES
(Automatización de Procesos)
Transmisores
• Son dispositivos que convierten una señal
medida en una señal estandarizada.
• Las señales de salida estandarizadas más
comunes son:
- Corriente: 4 – 20 mA (ISA) / 0 – 20 mA
(Europa)
- Neumática: 3 – 15 psi / 0.2 – 1 kg/cm2
PRESIÓN: la presión es la fuerza
ejercida sobre un área (P = F / A). Es
una variablemque se usa en casi
todas las actividades productivas.
Se mide con elementos mecánicos
(manómetros) o electrónico-mecánicos
(transmisores electrónicos analógicos
o inteligentes).
La presión se mide en Bar, psi, kPa,
etc.
ALGUNOS EJEMPLOS DE CONSIDERACIONES A
TENER EN CUENTA EN INSTRUMENTACIÓN
DE CAMPO
Manómetros
Z O N A D E T R A B A J O (ANSI/ASME B40.1)
0 100 bar
1/3
2/3
3/3
Problemas de medición
• Corrosión
• Abrasión
• Pulsación
• Vibración
• Temperatura
• Sobrepresión
• Seguridad
Sellos de diafragma
• Proveen excelente
protección contra
la corrosión y
abrasión.
• Protección contra
la pulsación
(dampening).
Sifón (cola de chancho)
• Usado para servicio
de vapor
• Reduce la
temperatura y
condensa el vapor.
• Los instrumentos de
presión no miden el
vapor, sino líquidos y
gases
FRENTE SÓLIDO (Seguridad)
Tornillo de restricción
• Solución de bajo
costo para
problemas de
pulsación.
• Restringe el
ingreso del fluido,
reduciendo el
daño por
pulsaciones.
Llenado de líquido (caja)
• Reduce el efecto
de la vibración
sobre la indicación
de los indicadores
con aguja.
Snubber
• Provee una solución
de bajo costo para
amortiguar el efecto
de las pulsaciones
(manómetros y
transmisores).
• Usado en servicio con
fluidos limpios.
Válvula de aguja
• Usada para válvula
de bloqueo y sobre
todo, como válvula
de purga.
• En el bloqueo, provee
protección contra las
pulsaciones.
Sobrepresión
• Válvulas de protección de
instrumentos por
sobrepresión.
• Al alcanzar la presión
prefijada (presión de
seguridad), se cierra
impidiendo el paso del
fluido hacia el
instrumento. A
• Al bajar la presión, vuelve
a abrirse.
• Rango de presión hasta
60,000 psi.
Block Valve
Handle
Lockout
Bleed Valve
Secondary
Port
Bleed Port
vs
TEMPERATURA: Es la variable
industrial más importante. A nivel
productivo, se mide en °C o °F.
Los sensores de temperatura son muy
diversos, desde los elementos
mecánicos (termómetros bimetálicos),
de dilatación (termómetro de vidrio y
otros), hasta los eléctricos (RTDs,
termocuplas, termistores, IC) o de no
contacto (infrarrojos).
Instrumentos de Temperatura
• Termómetros de vidrio
• Termómetros de lectura remota
• Termómetros bimetálicos
• Circuitos Integrados
• Termistores (NTC, PTC)
• RTDs (Pt100)
• Termocuplas (J, K, R, S, B, W)
• Radiación (Ópticos e Infrarrojos)
Termómetros bimetálicos
• Precisión 1%
• Temperaturas
continuas hasta 425 °C
• Longitudes de vástago
hasta 24”
(comúnmente, hasta
15”)
RTD’s
TERMOPOZOS
C O N I C O
CON / SIN
EXTENSION
MAXIMA TEMPERATURA-PRESION CON ¼” Æ INT.
TERMOPOZOS
C O N I C O
BRIDADO
MAXIMA TEMPERATURA-PRESION CON ¼” &
3/8” Æ INT.
NIVEL: Es una variable que se usa
mucho en procesos en donde intervienen
tanques, reactores, pozos, etc.
Se mide en Metros o pulgadas.
Hay diversos tipos de tecnologías (más
de 20), divididas en aplicaciones para:
- Medición Discontinua
- Medición Continua
- Transferencia de Custodia y/o Control
de Inventarios
Instrumentos de Nivel
DISCONTINUO
• Flotador o boya
• Magnético
• Vibración
• Hidrostático
• Electrodos
• Paleta
Acción discontinua
MEDICIÓN CONTINUA
• Vaso visor (level glass)
• Presión (manométrica y diferencial)
• Capacitivo
• Magnético (magnetostrictivo)
• Contrapresión hidrostática (burbujeo)
• Peso
• Ultrasónico
• Radar (onda guiada y onda de
propagación libre)
Sensor de Nivel Magnético con
flotador
Aplicaciones
• Storage tanks • Process tanks
– Low velocity
agitation will
not effect
performance
Tanque
Líquido
Diferencia
de Tiempo
=
Nivel
Pulso
Emitido
Pulso
Emitido
Monitor de Nivel Ultrasónico
– Un pulso de sonido de alta frecuencia (ultrasónico) es dirigido hacia el
fluido
– El sonido se refleja desde la superficie del fluido y regresa a la
electtrónica
– El tiempo que tarda el sonido desde que fue emitido hasta ser recibido
es medido para determinar el nivel del fluido
Tanque de almacenamiento
Gauging Well
Datum point
Probador para
Tanque .
 Mechanical
 Float and Tape
 Servo systems
 Sonar
 Ultrasonic
 Radar
 Smart Cable
 Magnetostrictive
 Resistance Tape
 RF/ Capacitance
 Hybrids
Conventional
Hydrostatics
Servo or Float
Radar
Gauging Well
Datum point
ITT Barton
Tank Probe assy.
Magnetostrcitive

2.la importancia de Medición_variables.pptx

  • 1.
    Instrumentación Digital y RedesIndustriales Medición de variables
  • 2.
    VARIABLES A MEDIRY CONTROLAR
  • 3.
    DE PROCESOS CONTINUOS -Presión - Temperatura - Nivel - Flujo (volumétrico y másico) - Peso - Variables analíticas (pH, conductividad, ORP, turbidez, etc.) - Otras (Humedad, Espesor, etc.)
  • 4.
    DE PLANTA • Velocidad •Longitud • Presencia / Ausencia • Cuenta • Tiempo
  • 5.
    DE SEGURIDAD • Gases •Vibración • Humo • Fuego • Presencia de intrusos • Fallas eléctricas • Variables analíticas
  • 6.
    OTROS • Transferencia deCustodia (custody transfer): Volumen • Gestión de Activos fijos / Mantenimiento: temperatura, vibración, posición, etc. • Medio Ambiente: Variables analíticas, flujo, presión, Humedad relativa, etc.
  • 7.
  • 8.
    Transmisores • Son dispositivosque convierten una señal medida en una señal estandarizada. • Las señales de salida estandarizadas más comunes son: - Corriente: 4 – 20 mA (ISA) / 0 – 20 mA (Europa) - Neumática: 3 – 15 psi / 0.2 – 1 kg/cm2
  • 9.
    PRESIÓN: la presiónes la fuerza ejercida sobre un área (P = F / A). Es una variablemque se usa en casi todas las actividades productivas. Se mide con elementos mecánicos (manómetros) o electrónico-mecánicos (transmisores electrónicos analógicos o inteligentes). La presión se mide en Bar, psi, kPa, etc.
  • 10.
    ALGUNOS EJEMPLOS DECONSIDERACIONES A TENER EN CUENTA EN INSTRUMENTACIÓN DE CAMPO
  • 11.
  • 12.
    Z O NA D E T R A B A J O (ANSI/ASME B40.1) 0 100 bar 1/3 2/3 3/3
  • 13.
    Problemas de medición •Corrosión • Abrasión • Pulsación • Vibración • Temperatura • Sobrepresión • Seguridad
  • 14.
    Sellos de diafragma •Proveen excelente protección contra la corrosión y abrasión. • Protección contra la pulsación (dampening).
  • 16.
    Sifón (cola dechancho) • Usado para servicio de vapor • Reduce la temperatura y condensa el vapor. • Los instrumentos de presión no miden el vapor, sino líquidos y gases
  • 17.
  • 18.
    Tornillo de restricción •Solución de bajo costo para problemas de pulsación. • Restringe el ingreso del fluido, reduciendo el daño por pulsaciones.
  • 19.
    Llenado de líquido(caja) • Reduce el efecto de la vibración sobre la indicación de los indicadores con aguja.
  • 20.
    Snubber • Provee unasolución de bajo costo para amortiguar el efecto de las pulsaciones (manómetros y transmisores). • Usado en servicio con fluidos limpios.
  • 21.
    Válvula de aguja •Usada para válvula de bloqueo y sobre todo, como válvula de purga. • En el bloqueo, provee protección contra las pulsaciones.
  • 22.
    Sobrepresión • Válvulas deprotección de instrumentos por sobrepresión. • Al alcanzar la presión prefijada (presión de seguridad), se cierra impidiendo el paso del fluido hacia el instrumento. A • Al bajar la presión, vuelve a abrirse. • Rango de presión hasta 60,000 psi.
  • 23.
  • 24.
  • 28.
    TEMPERATURA: Es lavariable industrial más importante. A nivel productivo, se mide en °C o °F. Los sensores de temperatura son muy diversos, desde los elementos mecánicos (termómetros bimetálicos), de dilatación (termómetro de vidrio y otros), hasta los eléctricos (RTDs, termocuplas, termistores, IC) o de no contacto (infrarrojos).
  • 29.
    Instrumentos de Temperatura •Termómetros de vidrio • Termómetros de lectura remota • Termómetros bimetálicos • Circuitos Integrados • Termistores (NTC, PTC) • RTDs (Pt100) • Termocuplas (J, K, R, S, B, W) • Radiación (Ópticos e Infrarrojos)
  • 30.
    Termómetros bimetálicos • Precisión1% • Temperaturas continuas hasta 425 °C • Longitudes de vástago hasta 24” (comúnmente, hasta 15”)
  • 31.
  • 32.
    TERMOPOZOS C O NI C O CON / SIN EXTENSION MAXIMA TEMPERATURA-PRESION CON ¼” Æ INT.
  • 33.
    TERMOPOZOS C O NI C O BRIDADO MAXIMA TEMPERATURA-PRESION CON ¼” & 3/8” Æ INT.
  • 34.
    NIVEL: Es unavariable que se usa mucho en procesos en donde intervienen tanques, reactores, pozos, etc. Se mide en Metros o pulgadas. Hay diversos tipos de tecnologías (más de 20), divididas en aplicaciones para: - Medición Discontinua - Medición Continua - Transferencia de Custodia y/o Control de Inventarios
  • 35.
    Instrumentos de Nivel DISCONTINUO •Flotador o boya • Magnético • Vibración • Hidrostático • Electrodos • Paleta
  • 36.
  • 37.
    MEDICIÓN CONTINUA • Vasovisor (level glass) • Presión (manométrica y diferencial) • Capacitivo • Magnético (magnetostrictivo) • Contrapresión hidrostática (burbujeo) • Peso • Ultrasónico • Radar (onda guiada y onda de propagación libre)
  • 40.
    Sensor de NivelMagnético con flotador
  • 41.
    Aplicaciones • Storage tanks• Process tanks – Low velocity agitation will not effect performance
  • 42.
    Tanque Líquido Diferencia de Tiempo = Nivel Pulso Emitido Pulso Emitido Monitor deNivel Ultrasónico – Un pulso de sonido de alta frecuencia (ultrasónico) es dirigido hacia el fluido – El sonido se refleja desde la superficie del fluido y regresa a la electtrónica – El tiempo que tarda el sonido desde que fue emitido hasta ser recibido es medido para determinar el nivel del fluido
  • 43.
    Tanque de almacenamiento GaugingWell Datum point Probador para Tanque .
  • 44.
     Mechanical  Floatand Tape  Servo systems  Sonar  Ultrasonic  Radar  Smart Cable  Magnetostrictive  Resistance Tape  RF/ Capacitance  Hybrids Conventional Hydrostatics Servo or Float Radar Gauging Well Datum point ITT Barton Tank Probe assy. Magnetostrcitive