Este documento presenta los resultados de tres experiencias realizadas en el laboratorio de instrumentación y control. En la primera experiencia, los estudiantes investigan sobre códigos de identificación y simbología de instrumentos. En la segunda, realizan mediciones con un termistor, fotorresistencia y diodo. En la tercera, toman medidas de temperatura con un sensor y evalúan su linealidad.

1. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ
FACULTAD DE INGENIERÌA INDUSTRIAL
LICENCIATURA EN INGENIERÍA MECÁNICA INDUSTRIAL
INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
LABORATORIO DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
EXPERIENCIA 1, 2 Y 3
INTEGRANTES:
SEBASTIAN MOVILLA 20-14-2112
HILLARY LEÓN 8-891-1817
PAMELA ORTEGA 8-885-448
INSTRUCTOR:
JEAN FRANCOIS
GRUPO:
1MI-141
FECHA DE ENTREGA:
LUNES, 25 DE ABRIL, 2016.
INTRODUCCIÓN

2. 1
El proyecto de sistemas de instrumentación y de control de procesos requiere del
auxilio de diagramas del circuito de instrumentos donde se indiquen claramente los
tipos de instrumentos, señales con las que se comunicarán, ubicación relativa de los
elementos que conformarán el circuito, etc.
Los detalles de instrumentación varían de acuerdo al grado de complejidad del
diseño. Los diseños y conceptos simplificados, a menudo llamados Diagrama de
Flujo de Proceso, proveen menos detalles que el desarrollo completo de un
Diagrama de Tuberías e Instrumentación o P&ID. Para entender los diagramas
mencionados es necesario primero entender el estándar de identificación y
simbología para instrumentación , el cual define cómo se construye cada símbolo,
los códigos de identificación alfa numéricos, las abreviaciones, los bloques
funcionales, las líneas de suministro y conexión, etc.
Para el control de procesos se requiere de una adecuada instrumentación, los
ingenieros y profesionales del área deben conocer al menos los principios comunes,
por lo cual es primordial poder familiarizarnos con el funcionamiento de este sistema
y de poder entender este tipo de simbología además se pretende conocer sobre los
sensores sus características, su importancia y su funcionamiento.
EXPERIENCIA 1
● ASIGNACIÓN

3. 2
1. Investigue sobre todos los posibles tipos de letras código para la
instrumentación industrial.
La identificación de los símbolos y elementos debe ser alfa numérica, los números
representan la ubicación y establecen el lazo de identidad, y la codificación
alfabética identifica al instrumento y a las acciones a realizar.
Letras de identificación de instrumentos

4. 3
Identificación de instrumentos

5. 4
2. Escriba el significado de cada uno de los siguientes instrumentos:
+ Temperature Indicator - Indicador de Temperatura
+ Temperature Transmitter - Transmisor de Temperatura
+ Temperature Recorder - Registrador de Temperatura
+ Temperature Controller - Controlador de temperatura
+ Transducer - transductor
+ Pressure Indicating Controller - Controlador del Indicador de presión
+ Pressure Recording Controller - Controlador del registro de presión
+ Level Alarm - Alarma de nivel
+ Level Indicator- Indicador de nivel
+ Level Transmitter- Transmisor de nivel
+ Level Recorder - Registrador de nivel
+ Level Controller - Controlador de nivel
+ Flow Element - Elemento de flujo
+ Temperature Element - Elemento de temperatura
+ Level Gauge - Calibrador de nivel
+ Analyzer Transmitter - Transmisor de análisis

6. 5
3. Investigue la simbología para los distintos tipos de válvulas que se usan en
procesos industriales.
4. Investigue la simbología para los diferentes tipos de pistones neumaticos .
5. Investigue sobre la simbología de los diferentes tipos de tanques o reservorios

7. 6
6. Identifique las señales e instrumentos del siguiente diagrama

8. 7
7. Presente un diagrama P & ID para una planta de energía ( termoeléctrica o
hidroeléctrica) y explique detalladamente el o los procesos que se están
controlando, así como los instrumentos empleados y los tipos de señales.
La primera letra define la variable inicial o medida tal como por ejemplo Flujo(F),
Temperatura(T), Presión(P), etc; y las siguientes letras definen funciones pasivas de
lectura, de registro o de salida tales como Indicador(I), Registrador (R), Transmisor
(T), etc.
FT 101 representa un transmisor de flujo montado en campo y conectado vía señal
eléctrica (línea punteada) al controlador e indicador de flujo FIC 101 localizado en
un dispositivo de despliegue y control compartido. La extracción de la raíz cuadrada
de la señal de entrada forma parte de las funciones integradas en el FIC 101. La
salida del FIC 101 es una señal eléctrica que va hacia el TY 101 que a su vez está
localizado en un sitio inaccesible o dentro de panel o tablero de control. La salida
proveniente del TY 101 es una señal neumática (línea marcada con equis “x”), lo
que hace que el TY101 sea un convertidor I/P (convertidor corriente a presión). El
TT 101 y el TIC 101 son iguales al FT 101 y al FIC 101 excepto que los primeros
son para medir, indicar y controlar temperatura. La salida del TIC 101 está
conectada vía un enlace de datos o software interno (líneas con círculos) a la
entrada de referencia o setpoint(SP) del FIC 101 a fin de implementar una estrategia
de control en cascada.

9. 8
-El transmisor de flujo FT 100 envía una señal eléctrica al registrador de flujo FR
100 ubicado en el panel. El dispositivo primario es un tubo de Venturi
-En el lazo de temperatura TRC 101, el elemento final de control es una válvula TV
101. Las letras FO debajo del símbolo de la válvula indican que ésta se abre si el
diafragma se rompe, o la señal de aire falla o si existe una condición similar. TS 101
es un interruptor para activar un TAL 101 (alarma por baja temperatura)
El elemento primario para medir el flujo y la presión del vapor es la placa orificio FE
102. Los transmisores de flujo FT 102 y presión PT 103, conectados a la salida de la
placa orificio, envían las señales neumáticas a los respectivos registradores FR 102
y PR 103. Cuando se trabajan con fluidos compresibles como gas, aire y vapor, el
uso de la presión de entrada o de salida afectará significativamente la cantidad final
o el volumen que se calcule con los datos registrados en las gráficas
EXPERIENCIA 2
● PARTE 1: TERMISTOR
En el termistor, identifique la variable de entrada y la variable de salida
Mida la temperatura ambiente y con el multímetro digital, registre la resistencia del
termistor
𝑇0 = 26º𝐶
𝑅 = 5𝐾𝛺

10. 9
Exponga el termistor a diferentes temperaturas que serán monitoreadas con el
termómetro digital, vigilando que las mismas no excedan 60ºC y registre la
resistencia en cada ocasión. Confeccione una tabla.
T(ºK) R(Ω)
302 4360
312 3150
315 2800
317 2500
320 2250
323 2040
325 1920
326 1840
328 1710
329 1630
1. Si consideramos como mínima entrada la temperatura del aire a la salida del
difusor del salon (registrar dicha temperatura) y como máxima 60°C en base
a los datos, confeccione la línea recta ideal del elemento ( mostrando tanto la
gráfica como la ecuación) HILLARY
2. HILLARY Confeccione la curva real del elemento y su ecuación al modelar
de manera exponencial.
3. Obtenga la función de no-linealidad (ecuacion y grafica)y el porcentaje de no
linealidad máximo:

11. 10
la ecuación de no linealidad es :
𝑁(𝐼) = 𝑂(𝐼) − (𝐾𝐼 + 𝛼)= ( -101,11x + 34896)-(3E+08e-0,037x
)=
-82,5
%𝑁𝑜 − 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =
𝑁
𝑂 𝑚𝑎𝑥 −𝑜 𝑚𝑖𝑛
=
−82,5
2730
* 100 =3,022%
Sabiendo que el modelo matemático para obtener la resistencia de un termistor es :
Donde consideramos que 𝑇0 𝑒𝑠 la temperatura ambiente, obtenga de las constantes
𝑅0y B del termistor.
𝐵𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =
𝑙𝑛(
𝑅
𝑅0
)
(
1
𝑇
−
1
𝑇0
)
𝐵𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =
𝑙𝑛(
2420𝛺
5000𝛺
)
(
1
319.85 𝐾
−
1
299.15 𝐾
)
𝐵 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 3377.22𝐾

12. 11
● Parte 2. Fotorresistencia
Coloque el multímetro digital en las terminales de la fotorresistencia para medir
resistencia. Manipulando el nivel de voltaje en la base del transistor, completa la
siguiente tabla:
Iluminación (Ix) Resistencia(KΩ)
32000 46
17000 1
11000 14
10000 30
16000 15
Confeccione una gráfica de nivel de iluminación vs resistencia de la fotoresistencia
(obtenga la ecuación de dicha gráfica).
● PARTE 3: EL DIODO
Varíe el voltaje aplicado al diodo por medio de la fuente. Empleando un multímetro
digital, obtenga tanto el voltaje en los terminales del diodo como la corriente que
fluye en él. Llévese el dispositivo hasta el 85% del valor máximo de corriente
permitida.
Voltaje (V) Corriente (mA) Resistencia (k𝛺)
0.329 0.6314 0.521
0.351 0.2619 1.34

13. 12
0.363 0.1901 1.91
0.376 0.1408 2.67
0.387 0.1021 3.79
0.411 0.0900 4.56
0.413 0.0855 4.83
0.421 0.0770 5.47
0.667 0.1023 6.52
Gráfica la curva característica del diodo. Estime el valor de voltaje que deberá tener
el diodo cuando llegue a su corriente máxima a partir de la ecuación de la curva
característica que obtuvo en el experimento. HILLARY
Determine la ecuación de línea recta ideal del diodo y gráfica:
la ecuación de línea recta del diodo es : y = -6,0273 x + 2,6145
Grafique la función de no linealidad del diodo y busque el porcentaje de no
linealidad máximo del mismo.
𝑁(𝐼) = 𝑂(𝐼) − (𝐾𝐼 + 𝛼)= (1179,8e
-23,07x
)-(-6,0273 x + 2,6145)=1,68
%𝑁𝑜 − 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =
𝑁
𝑂 𝑚𝑎𝑥 −𝑜 𝑚𝑖𝑛
=
1,68
0,55
*100=305%
EXPERIENCIA 3
Identifique la entrada y la salida del elemento que se está utilizando:

14. 13
I=
O=
Obtenga de la data del fabricante, los límites de temperatura que el sensor
implementado puede medir:
Tº(max):150ºC
Tº(min):-55ºC
A partir de la información de la data del fabricante, confeccione la línea de recta
ideal para este dispositivo. HILLARY
Mida la temperatura en el salón de clases con el termómetro. Ahora con el
multímetro mida el voltaje a la salida del sensor. Estime en base a la data del
fabricante, cuanta temperatura registra el sensor:
𝑇0 = 28º𝐶
𝑉0 = 270𝑉
𝑇𝑠𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟 = 27º𝐶
Exponga el sensor a diferentes temperaturas. Para cada dato, registre la
temperatura del termómetro, el voltaje a la salida del sensor y la temperatura que
corresponde con el valor del voltaje medido.
Temperatura del
Termómetro (ºC)
Voltaje de Salida (mV) Temperatura de sensor
(ºC)
28 0.270 27
34 0.327 32.7
46 0.410 41
54 0.460 46
60 0.510 51
63 0.580 58
71 0.630 63
Grafique la temperatura del sensor vs la temperatura del termómetro

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Obtenga también la gráfica de salida del sensor vs entrada del sensor
En base a la gráfica anterior, ¿el sensor se puede considerar como lineal?
R/ Si se observa una linealidad o correlación lineal.
¿Observa algún error o diferencia en cuanto a las temperaturas obtenidas mediante
el sensor y mediante el termómetro?
Podemos definir el porcentaje de error con respecto a la medida del termómetro
como:
% 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = |
𝑇𝑡𝑒𝑟𝑚ó𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 − 𝑇𝑠𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟
𝑇𝑡𝑒𝑟𝑚ó𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜
| × 100%

16. 15
Para cada temperatura registrada con el termómetro, determine el porcentaje de
error y confeccione la gráfica de % de error vs temperatura medida
Temperatura de termómetro (ºC) % de error
28 3.57
34 3.82
56 10.87
54 14.81
60 15
63 7.94
72 12.50
79 12.66
CONCLUSIÓN
para concluir en estas tres experiencias aprendimos muchas cosas importantes
como por ejemplo la obtención de curvas características para la salida y entrada de
un termistor y una fotoresistencia ,aprendimos a usar el luxómetro también
aprendimos a diferenciar entre las gráfica de la línea real y la idea de un instrumento
,también aprendimos a sacar la ecuación , el porcentaje de no linealidad
,aprendimos el comportamiento de un diodo real,aprendimos también la simbología
de los diagramas P&ID entre otras muchas cosas que nos ayudaran para el
desarrollo del curso en general .
RECOMENDACIONES

17. 16
- Llevar termómetros, ya que los de la universidad son de hospital y los que
sirven para los laboratorios están dañados.
- Adelantar el paso de soldar con cautín en casa para poder tener más tiempo
para realizar las otras partes de las experiencias.
- Tener a mano el datasheet del LM-35 para poder saber exactamente las
características del dispositivo, a la hora de realizar las gráficas pedidas en el
informe.
- Usar cables de cocodrilos en vez de cables con punta para tener medidas
más constantes.
BIBLIOGRAFÍA
● Ortíz, M. (s.f.). EXCEL TOTAL. Obtenido de https://exceltotal.com/como-
hacer-graficos-en-excel-2013/
● Bueno, A. (s.f.). Obtenido de
http://www.portaleso.com/usuarios/Toni/web_simbologia_neuma/simbolos_ne
umatica_indice.html
● (s.f.). Obtenido de http://dea.unsj.edu.ar/sinc/Simbologia-ISA.pdf