Este documento describe los conceptos básicos de la instrumentación industrial, incluyendo variables de proceso comunes (presión, temperatura, nivel, caudal), instrumentos de medición, simbología estandarizada, lazos de control, tipos de controladores y aplicaciones. El objetivo es entender los elementos y procesos involucrados en la instrumentación básica para la medición y control a nivel industrial.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN
MARCOS
ESCUELA PROFESSIONAL DE INGENIERIA ELECTRICA
“LABORATORIO DE SISTEMAS DE
CONTROL:INSTRUMENTACION BASICA”
PROFESOR:
JOSE LUIS MESTAS RAMOS
INTEGRANTES:
 PECEROS MALLMA MACEDONIO 19190073
 HEREDIA ERASMO DILVERT IVAN 19190050
 GUTIERREZ QUISPE ANGEL AMADEO 19190253
 MENDOZA TELLO ANDRES LEONARDO 19190053
 TAMAYO LLANTO ERICK JESUS 19190077
 CONDEZO PEREZ ANDERSON 19190241

2. En la actualidad, los procesos industriales requieren un monitoreo
permanente, de tal manera que posibilite a los operarios dar
seguimiento de los parámetros en evaluación. Este monitoreo
generalmente es realizado por los instrumentos de medición, cuya
función en redundancia es medir y proporcionar la información
necesaria del estado de dichas variables en evaluación, y según sea el
caso, dar paso a los dispositivos controladores para que estos ejecuten
una acción de forma automática.
En base a lo mencionado, es importante entender la etapa que
concierne a la instrumentación, por consiguiente, en el presente trabajo
se va a tratar los elementos y procesos que esta conlleva.
INTRODUCCION

3.  Entender lo que conlleva la Instrumentación Básica y su
importancia en la medición y control a nivel industrial.
 Identificar y estudiar los tipos de simbología, así como las
variables de control y las operaciones con controladores.
 Conocer y analizar ciertas aplicaciones de la
Instrumentación en procesos industriales.
OBJETIVOS:

4. INSTRUMENTACIÓN BÁSICA
La instrumentación es el conjunto de
componentes y equipos, mediante el
cual se miden parámetros y variables
de un proceso, con el objeto de
obtener información para su
recopilación, evaluación y control.
Los aparatos de medición y control de
procesos industriales suelen mensurar
parámetros físicos, químicos, etc.
DEFINICIÓN

5.  Es una de las mas importantes
organizaciones de estandarización
en el campo del control de procesos.
 En particular la ISA S5.1 especifica
la simbología de instrumentación.
ISA

6. SIMBOLOGIA ISA
Los círculos representan instrumentos de
medida individuales. Ejemplo: transmisor.

7. SIMBOLOGIA ISA
Un cuadrado con un círculo interno,
representa instrumentos que muestran
información y realizan acciones de control.

8. Un hexágono representa dispositivos
con de cómputo. Ejemplo: controladores
SIMBOLOGIA ISA

9. SIMBOLOGIA ISA
Instrumento que muestra
Información en sala de control.
F. Caudal
I. Indicador
C. Controlador
El número representa una
etiqueta, frecuentemente
relacionada con un lazo de
control particular.

10. SAMA
 La Asociación Científica de Fabricante
de Aparatos (SAMA) ha desarrollado
tal notación.
 Se utiliza comúnmente para definir
estrategias de control de Combustión.

11. SIMBOLOGIA SAMA
 Consiste en cuatro formas, una serie
de letras para la información de la
etiqueta y varios algoritmos
matemáticos de control.
 Se combinan para describir
completamente la lógica de control
compleja.

12. SIMBOLOGIA SAMA

13. SIMBOLOGIA SAMA

14. SIMBOLOGIA SAMA

15. Sistema de bombeo de agua
VARIABLES DE PROCESO
Una variable de proceso es una
condición física o química el cual
tiene como función medir y controlar.
ya que se puede alterar la
producción o manufactura.
Variables principales:
•Presión
•Temperatura
•Nivel
•Caudal

16. PRESION
Brinda seguridad, por ejemplo, en recipientes presurizados donde la presión no
debe exceder un valor máximo dado por las especificaciones del diseño.
INSTRUMENTOS DE MEDICION:
• Medida directa : barómetro cubeta,
manómetro de tubo en U, manómetro
de tubo inclinado, manómetro de toro
pendular, manómetro de campana.
• Elásticos: El tubo Bourdon, el elemento
en espiral, el helicoidal, el diafragma y
el fuelle.

17. TEMPERATURA
Esta variable es utilizada en varios campos, tales como: la industria del
plástico, la industria alimentaria, la industria solar, como también en el área de
la salud y la industria farmacéutica, entre otras.
Instrumentos de medición:
• termómetro de vidrio
• termómetros bimetálicos
• termómetros de sistemas llenos
• termopares

18. NIVEL
El nivel es una variable muy importante en los procesos ya que está vinculada a la
operación del equipo y al inventario, etc. La medida de nivel es junto con la presión,
volumen, velocidad y caudal de gran importancia en hidrografía, hidráulica y en los procesos
industriales

19.  MEDIDORES DE NIVEL LÍQUIDOS
• El medidor de sonda
• Nivel de cristal
• Instrumentos de flotador
 DETECTORES DE NIVEL CONTINUOS
• Medidor de presión diferencial
• Medidor de nivel de ultrasonidos
• Medidor de radar de microondas
• Medidor de nivel de radiación.
 DETECTORES DE NIVEL DE PUNTO FIJO
• Diafragma
• Cono suspendido
• Varilla flexible
• Medidor conductivo
• Paletas rotativas.
INSTRUMENTOS DE MEDICION

20. CAUDAL
Esta variable de proceso es la más difícil de medir, ya que esta
involucra los balances de materia y energía , además para su
medición involucra altos costos independientemente de la dificultad.
MEDIDORES DE PRESION DIFERENCIAL
•Placas de orificio
•Toberas
•Tubos Venturi
•Tubos Pitot
•Tubos Annubar
•Codos
•Medidores de área variable
•Medidores de placa

21. LAZO DE CONTROL
Es el sistema compuesto por el dispositivo de medición, el
controlador, el elemento final de control y el propio proceso, tal y
como se muestra en la figura inferior. El objetivo es mantener el
proceso estable, independientemente de perturbaciones y
desajustes.

22. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Los elementos de medición del proceso
envían una señal al controlador.
El controlador hace una comparación
entre la señal del proceso y el valor
fijado en el Set Point, Este proceso
continuará hasta que se mantenga el
punto de fijado en el Set Point.
ELEMENTOS DE LAZO
DE CONTROL
TÉRMINOS DE UN
LAZO DE CONTROL
Dispositivo de medición Variable del proceso
Controlador Variable manipulada
Elemento final de control Error del controlador
Set Point

23. APLICACIONES
Se dispone de una válvula (entrada) que permite el ingreso de
combustible para aumentar o disminuir el calor al interior del
proceso, también dispone de un sensor de temperatura local
(salida) que permite monitorear la variable al interior del
reservatorio.
Representación del sistema de Control de Lazo

24. OPERACIONES CON CONTROLADORES
Los controladores comparan el valor real de la salida de un sistema con la
entrada de referencia que se tiene (valor deseado). La manera en la cual el
controlador automático produce la señal de control se denomina acción de
control.
La actuación de los controladores puede ser de la siguiente forma:
Acción Directa Acción Inversa

25. TIPOS DE CONTROLES
Control Manual: Este tipo de control se ejecuta manualmente en el mismo
lugar en que está colocada la máquina, además este control es el más sencillo,
conocido y es generalmente el utilizado para el arranque de motores pequeños
a tensión nominal.
Control Semi – Automático: Los controladores que pertenecen a esta
clasificación utilizan un arrancador electromagnético y uno o más dispositivos
pilotos manuales tales como pulsadores, interruptores de maniobra,
combinadores de tambor o dispositivos análogos.
Control Automático: Un control automático está formado por un arrancador
electromagnético o contactor controlado, y por uno o más dispositivos pilotos
automáticos. La orden inicial de marcha puede ser automática, pero
generalmente es una operación manual, realizada en un panel de pulsadores e
interruptores.

26. PLC
El PLC se usa principalmente en
maniobras de maquinaria. Aun así, es
útil para abarcar otros procesos.
Puede funcionar como:
• Un contador de subida o bajada.
• También puede funcionar como
controlador de temperatura on/off.
• Incluso se puede programar un control
PID para más precisión.
SCADA
El sistema SCADA es una herramienta de
automatización y control industrial utilizada
en los procesos productivos que puede
controlar, supervisar, recopilar, analizar
datos y generar informes a distancia
mediante una aplicación informática.
Su principal función es la de evaluar los
datos con el propósito de subsanar
posibles errores.
Diagrama de un PLC Sistema SCADA

27. APLICACIONES NORMA ISA-S5.4
La norma ISA-S5.4 establece la información mínima requerida y adicional para un lazo
de instrumentación; donde este lazo forma parte de un proceso descrito sobre alguna
clase de dibujo de ingeniería como por ejemplo P&ID (Piping and Instruments
Drawings). Esta norma es flexible para ser usada en la industria química, petrolera,
generación de energía, aire acondicionado, refinación de metales, y muchas otras
industrias.

28. DIAGRAMA DE TUBERÍAS EN INSTRUMENTACIÓN
Es un diagrama que muestra la interconexión de equipos de proceso e
instrumentos utilizados para controlar el proceso. En inglés: P&ID (Piping and
Instruments Drawings).

29. CONCLUSIONES:
 Recalcamos la importancia de la instrumentación, debido a que puede formar estructuras complejas
para medir, controlar y monitorear todos los elementos de un sistema industrial con profundidad y
gran exactitud, así como también, automatizar tales procesos y, a la vez, garantizar la repetibilidad
de las medidas y resultados.
 En el caso de un lazo de control de tipo abierto una desventaja que podríamos observar es la
sobrecarga que se generaría en trabajos repetitivos y en los que son de poco interés para el
operador. En el caso de un lazo de control de tipo cerrado, los controles en este tipo de lazo tienden
a hacer oscilar al sistema consiguiendo inclusive inestabilizar el proceso.
 La simbología ISA y SAMA nos permite transmitir la información de manera específica, esto es
indispensable en el diseño y operación de los sistemas de control.
 Los controladores electrónicos nos permiten abrir una enorme cantidad de posibilidades para el
sector industrial, logrando así que se reduzcan mucho los tiempos de producción y la eficiencia de
los procesos sea aún mayor. También es un gran ahorro de dinero a largo plazo pues necesitan un
mantenimiento menos frecuente que los controladores cableados hechos por relés y contactores
mecánicos.