Guia Instumentación industrial

Versión: 02

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral

Fecha: 4/07/2014 Código: F004-P006GFPI

GUÍA DE APRENDIZAJE GUÍA DE APRENDIZAJE Nº

2

1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUÍA DE APRENDIZAJE Programa de Formación: TECNÓLOGO EN MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO E INSTRUMENTAL INDUSTRIAL Nombre del Proyecto: MANTENIMIENTO Y ACTUALIZACIÓN DE UN LABORATORIO DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL IMPLEMENTADO EN EL AMBIENTE DE ELECTRÓNICA Fase del proyecto:

Código:

224208

Versión:

100

211321 Código:

Actividad (es) de Aprendizaje:

Actividad (es) del Proyecto: REALIZAR PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO Y MONITOREO DE LOS EQUIPOS Y/O INSTRUMENTOS INTERVENIDOS Y ELABORAR INFORME DE MANTENIMIENTO

EVALUACIÓN Ambiente de formación ESCENARIO

MATERIALES DE FORMACIÓN DEVOLUTIVO CONSUMIBLE

●Analizar la información

●Planta de

técnica del proceso industrial consignada en los diferentes diagramas de proceso e instrumentación.

entrenamiento en procesos industriales.

INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES.

●Computador.

●Aplicar los conceptos

de identificación de equipos, instrumentos y señales consignados en la norma ANSI-ISA 5.1 de 2009 para la interpretación y construcción de diagramas de proceso.

Resultados de Aprendizaje:

Competencia:

●CLASIFICAR INSTRUMENTOS

CORREGIR DE UN BIEN LOS SISTEMAS ELECTRÓNICOS E INSTRUMENTAL INDUSTRIAL DE ACUERDO CON SUS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS.

SEGÚN SU FUNCIÓN Y SEÑALES QUE UTILIZAN DENTRO DE UN PROCESO INDUSTRIAL. Duración de la guía ( en horas):

30 horas.

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SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN Proceso Gestión de la Formación Profesional Integral Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral

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2. INTRODUCCIÓN

Cada disciplina técnica tiene su propia forma estandarizada de construir diagramas descriptivos y la instrumentación no es la excepción. El rango de aplicación de la instrumentación industrial es bastante amplio, debido a esto un solo tipo de diagramas no resulta suficiente para capturar todo lo que podríamos llegar a necesitar en una representación gráfica. En la presente guía de aprendizaje discutiremos a cerca de los diferentes tipos de diagramas que se utilizan en instrumentación industrial, entre los cuales tenemos: •Diagramas de flujo de procesos (Process Flow Diagrams) o PFDs. • Diagramas de proceso e instrumentos (Process and Instrument diagrams) o P&IDs. • Diagramas de lazo (Loop diagrams) o “loop sheets”. • Diagramas funcionales (Functional diagrams).

En un nivel superior el personal técnico de las plantas de proceso está interesado en las interconexiones de tanques, tuberías y los caminos que toman los fluidos dentro del proceso. La forma apropiada de representar “La fotografía general” del proceso se denomina Diagrama de flujo de proceso o PFDs. Los instrumentos que hacen parte del

proceso son escasos a lo largo del diagrama, pues el objetivo de este diagrama es centrarse en el proceso en sí, no en los instrumentos. En un nivel más bajo, el personal técnico de la planta se interesa por la interconexión de los instrumentos que hacen parte del proceso, incluyendo números del cableado, de los terminales, tipo de cable, rangos de calibración de los instrumentos, etc. La forma apropiada de repre sentar este nivel de detalle se conoce como “Diagramas de lazo”. Aquí los tanques y las tuberías son representados escasamente, debido a que el diagrama centra el foco de atención en los instrumentos. Los diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) se ubican en un punto medio entre los diagrams de flujo de procesos y los diagramas de lazo. Un P&ID muestra la conexión de todos los contenedores, maquinaria y tuberías relevantes en el proceso, pero además superpone los instrumentos en el diagrama mostrando cual obtiene la medición y cuales ejercen funciones de control. Aquí se puede observar tanto el flujo energía en el proceso, como el flujo de información entre los instrumentos de medición y control. Los diagramas funcionales son usados para un propósito completamente diferente: Documentar la estrategia de control de utilizada en los lazos de control del proceso. En este tipo de diagramas se hace énfasis en los algoritmos de control utilizados para controlar un proceso y no en los contenedores, tuberías o cableado asociados al proceso; estos diagramas por lo general se utilizan en las industrias generadoras de energía, aunque a veces se suelen utilizar en otro tipo de sectores industriales. Un instrumentista a menudo debe valerse de diferentes tipos de diagramas al momento de diagnosticar el estado de un sistema de control complejo. Debido a la necesidad de mostrar un nivel de detalle bastante considerable en el momento de diagramar un proceso, las hojas resultarían bastante grandes y los diagramas difíciles de interpretar, por lo que se recomienda valerse de los diferentes tipos de diagrama y así el personal técnico empieza teniendo un contacto con el proceso a través de los PFDs y los P&IDs, luego de descubrir el lazo de medición o control específico se traslada al correspondiente diagrama de lazo que desea investigar y así ver el detalle de interconexión de los instrumentos que hacen parte del sistema, los puntos de conexión de los instrumentos de prueba y las tipos de Página 2 de 9




señales esperadas al momento de realizar dichas pruebas. En resumen, los diferentes tipos de diagramas de procesos industriales que podemos encontrar resultan ser una guía importantísima al momento de realizar el diagnóstico de un sistema de control, pues al igual que un mapamundi, un atlas o un mapa de carreteras, nos presentan diferentes niveles de detalle para facilitarnos la interpretación y seguimiento de las señales y la energía presentes en un proceso industrial. Se recomienda prestar especial atención a estos temas que resultan claves para el óptimo desempeño en las labores de mantenimiento de sistemas de instrumentación y control de procesos industriales.

3. ESTRUCTURACIÓN DIDÁCTICA DE LAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 3.1 Actividades de Reflexión inicial. Los diagramas de procesos industriales representan una ayuda invaluable al momento de analizar e interpretar los sistemas de medición y control que son el principal interés en nuestro estudio, por lo anterior vale la pena analizar el papel que juegan dentro del quehacer diario de un técnico instrumentista. Reflexione a cerca de los siguientes tópicos: 



¿Cómo ayuda la información gráfica en el seguimiento de señales eléctricas y de fluidos de proceso dentro de una planta industrial? ¿Sería posible acercarnos al funcionamiento de los sistemas de control e instrumentación industrial por medios meramente gráficos? ¿Qué se necesitaría conocer en este caso?

3.2 Actividades de contextualización e identificación de conocimientos necesarios para el aprendizaje. Investigue a través de internet y en catálogos o manuales de plantas industriales, los diferentes tipos de diagramas que se utilizan y de qué manera podemos realizar la interpretación de la información que encontramos en ellos. ¿Existen estándares o normas que regulen la construcción e interpretación de estos tipos de diagramas? 3.3

Actividades de apropiación del conocimiento (Conceptualización y Teorización).

Tome como referencia el material de apoyo Norma ANSI- ISA 5.1-2009.pdf y realice una investigación minuciosa de la forma en la cual se deben identificar los instrumentos y equipos que hacen parte de una planta de procesos industriales, al momento de construir diagramas PFDs, P&ID y de lazo, preste especial atención a la manera de representar las diferentes señales que hacen parte de los procesos y la simbología asociada a los elementos primarios de medición y actuadores. Realice una presentación en Power Point para ilustrar estos conceptos y socialice con sus compañeros el resultado. 3.4

Actividades de transferencia del conocimiento.

Por medio del análisis de los diagramas que a continuación se presentan, realice un listado de los instrumentos que hacen parte del sistema de control mostrado indicando el nombre, la función que cumplen y los tipos de señal de entrada y salida que utilizan. Plantéese como objetivo principal interpretar a partir de los diagramas la forma en que

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opera el sistema y el papel que juega cada uno de los instrumentos que hacen parte de los diferentes lazos de medición y control.

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Actividades de evaluación. Evidencias de Aprendizaje

●De Conocimiento:

Solución a problemas de identificación de instrumentos e interpretación de diagramas P&ID.

Criterios de Evaluación

●Interpreta la información

consignada en los diferentes diagramas de proceso e instrumentación industrial. ●Construye diagramas PFD, P&ID,

●De producto:

Informe escrito de la construcción de un diagrama de lazo haciendo uso de la norma ANSI-ISA 5.1 de 2009.

Técnicas e Instrumentos de Evaluación

de Lazo y Funcionales de acuerdo con la norma ANSI-ISA 5.1 de 2009.

Técnicas: Formulación de preguntas, Estudio de casos, Valoración de Producto. Instrumentos: Cuestionarios, Lista de Chequeo para valorar calidad y pertinencia del informe.

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4. RECURSOS PARA EL APRENDIZAJE

Materiales de formación devolutivos: (Equipos/Herramientas) ACTIVIDADES DEL PROYECTO

REALIZAR PRUEBAS DE FUNCIONAMIE NTO Y MONITOREO DE LOS EQUIPOS Y/O INSTRUMENTO S INTERVENIDOS Y ELABORAR INFORME DE MANTENIMIEN TO.

DURACIÓ N (Horas)

Descripción

Cantidad

●Planta de

30

entrenamiento en procesos industriales.

1

●Computador.

1

Materiales de formación (consumibles)

Descripción

Cantidad

Talento Humano (Instructores)

Especialidad

INSTRUCTOR DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES

AMBIENTES DE APRENDIZAJE TIPIFICADOS

Cantidad

ESCENARIO (Aula, Laboratorio, taller, unidad productiva) y elementos y condiciones de seguridad industrial, salud ocupacional y medio ambiente

1

AMBIENTE DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL DEL CENTRO NACIONAL COLOMBO ALEMÁN, UTILIZAR ROPA DE TRABAJO Y EPP PERTINENTE (BOTAS Y GAFAS DE SEGURIDAD).

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5. GLOSARIO DE TÉRMINOS

Proceso: Es el sistema

físico que intentamos controlar o medir. Por ejemplo: Un reactor químico, una unidad de generación de energía eléctrica, una caldera de vapor. Variable de proceso, variable controlada o PV: Es la magnitud física que estamos midiendo en el

proceso. Por ejemplo: Presión, nivel, temperatura, caudal, pH, posición, velocidad . Setpoint, o SP: Es el valor en el cual deseamos que la variable de proceso sea mantenido. En otra

palabras en el valor de consigna de la variable de proceso. Elemento primario de medición: Es el dispositivo que detecta directamente la variable de proceso y la

convierte en una representación análoga (voltaje, corriente, resistencia, fuerza mecánica, movimiento, etc.). Ejemplos: Termocupla, termistor, tubo de Bourdon, micrófono, potenciómetro, celda electroquímica, acelerómetro. Transductor: Es un dispositivo que

convierte una señal de instrumentación estándar en otra señal estándar de instrumentación y/o realiza algún tipo de modificación o proceso sobre esa señal. A menudo se refiere al transductor como convertidor o también relay. Ej emplo: Un convertidor I/P (convierte una señal eléctrica de 4 a 20mA en una señal neumática de 3 a 15 psi) . Transmisor: Es un dispositivo que convierte la señal producida por el elemento primario de medición en

una señal estándar de instrumentación tal como una señal neumática de 3 a 15 PSI o una señal eléctrica de 4 a 20 mA D.C, una señal de bus de campo o una señal de datos digital, la cual puede ser luego enviada a un dispositivo indicador, controlador o a ambos. Controlador: Es el dispositivo que recibe la señal de la variable de proceso proveniente del elemento

primario de medición o del transmisor, la compara con el valor deseado para esa variable (set point) y calcula un valor apropiado de salida que será enviado a un elemento final de control tal como un motor eléctrico o una válcula de control. Elemento final de control: Es el dispositivo que recibe la señal de salida del controlador y directamente

modifica el proceso para lograr un cambio en la variable controlada. Ejemplos: Un motor eléctrico de velocidad variable, una válvula de control, un calentador eléctrico. Variable manipulada: Otro término para definir la señal de salida del controlador. Esta es la señal que

comanda al elemento final de control para modificar el proceso

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6. REFERENTES BIBLIOGRÁFICOS

Instrumentación industrial 8va. Edición, Antonio Creus Solé. Editorial Marcombo. Norma ANSI- ISA 5.1-2009.pdf www.instrumentacionycontrol.net

7. CONTROL DEL DOCUMENTO (ELABORADA POR)

Elkin David Pertuz Rada

Instructor de Automatización

Centro Colombo Alemán

Regional Atlántico

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