UNIVERSIDAD DELBIO-BIO FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
LABORA LAB ORATORI TORIO O1 INSTRUMENTACION INSTRUMENTACION INDUSTRIAL 410152
ELEMENTOS Y DISPOSITIVOS DE UN SISTEMA DE CONTROL
Nom No mbres
Fecha !ro"esor
: Angelo Estrada ada Dennis Vidal Rodrigo Hidalgo : 08/04/201 : #$an Anti%il
FA&'()AD DE *N+EN*ER,A DE!AR)A-EN). DE *N+EN*ER,A E(&)R*&A E(E&)RN*&A (A.RA).R*. N3 1 E(E-EN). D*!.*)*V. DE 'N *)E-A DE &.N)R.(
1.
,ndice
1
*N)R.D'&&*.N 5
2
.#E)*V. 4
2 261 262 265 264
DEARR.((. 4 DE&R*!&*N 4 7 E )A!A E7!ER*-EN)A( .)EN&*N DE *ND*&AD.RE &.-EN)AR*. 7
5
&.N&('*.NE 7
*(*.+RAF,A
7
7
2
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2.
*ntrod$ccin
En esta e9%eriencia de laboratorio se deben analiar est$diar ; conocer los distintos instr$mentos de cam%o <$e se $tilian %ara el control de sistemas ;a sea cerrado o abierto ; as= %oder im%lementar las distintas t>cnicas de control ?istas en clases tericamente %ero ahora im%lementadas en el m$ndo real6 !ara ello se tiene <$e saber leer los distintos indicadores o ?ariables con las <$e se traba@an ;a sea %resin ni?el tem%erat$ra o B$@o6 e destaca <$e %ara hacer control sobre $na ?ariable tenemos <$e saber ; considerar lo sig$iente: •
)i%o de seCales entrada salida del e<$i%o6
•
F$ncionalidad del e<$i%o a medir6
•
&aracter=sticas ; es%ecicaciones del e<$i%o6
5
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3. •
.b@eti?os
&onocer instr$mentacin de cam%o $tiliados en control de %rocesos ind$striales %ara la medicin %resin ni?el tem%erat$ra ; B$@o
4
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4.
Desarrollo
4.1Trabajo de laboratorio
e %rocederG a realiar las sig$ientes acti?idades: 16 Reconocimiento de instr$mentacin de cam%o de los sig$ientes %rocesos ni?el B$@o ; tem%erat$ra identicacin de la ?ariable de %roceso a medir %or instr$mento "$ncionalidad de este ti%o de seCales de %roceso salida o entrada del e<$i%o caracter=sticas ; es%ecicaciones t>cnicas de : A6 6 &6 D6
-edidores de ?ariables de %roceso ind$strial6 *ndicadores de %roceso6 &ontroladores Act$adores ; ?Gl?$las de control ind$strial6
26 Dib$@as la;o$t de %rocesos in?ol$crados en el laboratorio de control a$tomGtico considerar estrategias de control ; loso"=a de control desde dos %$ntos de ?ista ingenier=a de control ; control a$tomGtico 56 Vericar el cone9ionado de los instr$mentos de medicin %ara los sig$ientes %rocesos dentro del laboratorio de control: • • •
4.2
&ontrol de tem%erat$ra6 &ontrol de B$@o6 &ontrol de ni?el6
Etapa experimental
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e %rocederG a la medicin ; realiacin %or =tem de la g$=a de laboratorio: 16 Reconocimiento de instr$mentacin de cam%o e %rocedia b$scar e in?estigar los instr$mentos de $n estan<$e el c$al el sistema tiene conectados ?arios dis%ositi?os <$e a"ectan el control tales como: a -edidores de ?ariables de %roceso )ransmisor de tem%erat$ra inalGmbrico Rosemo$nt I48
(os transmisores de tem%erat$ra transmiten $na tem%erat$ra medida como $na seCal analgica de 0/4J20 mA a $n rece%tor6 El rece%tor s$ele ser $n reg$lador electrnico o !(&6
)ransmisor de B$@o magn>tico Fo9boro 8000 J 10 I
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on transmisores <$e estGn basados en la "$era de (orent <$e e9%erimentan cargas mo?i>ndose en el seno de $n cam%o magn>tico de la <$e se deri?a <$e el ?olta@e ind$cido a tra?>s de $n cond$ctor <$e se des%laa trans?ersal a $n cam%o magn>tico es %ro%orcional a la ?elocidad del cond$ctor6 A%licamos $n cam%o magn>tico a $na t$ber=a en $na ona con $n rec$brimiento interior aislante ; medimos la di"erencia de %otencial ?olta@e de e9tremo a e9tremo de $n diGmetro de la t$ber=a6 Este sistema es m$; %oco intr$si?o %ero solo "$nciona con l=<$idos <$e tengan algo de cond$cti?idad el>ctrica6 Es de m$; ba@o mantenimiento ;a <$e no tiene %artes m?iles6
)ransmisor de B$@o magn>tico sensor
K
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)ermoc$%la (as termoc$%las son los sensores de tem%erat$ra el>ctricos mGs $tiliados en la ind$stria6 e hace con dos alambres de distinto material $nidos en $n e9tremo al a%licar tem%erat$ra en la $nin de los metales se genera $n ?olta@e m$; %e<$eCo del orden de los mili?olts el c$al a$menta con la tem%erat$ra6 Este ser=a $n es<$ema de e@em%lo de $na termoc$%la c$al<$iera:
)i%os de termoc$%las •
Tipo K
•
Tipo E
•
Tipo J
•
Tipo T
•
Tipo N
•
Tipo B
•
Tipo R
•
Tipo S
)ermoc$%la 8
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b *ndicador de %rocesos -anometros El manmetro es $n instr$mento $tiliado %ara la medicin de la %resin en los B$idos generalmente determinando la di"erencia de la %resin entre el B$ido ; la %resin local6En la mecGnica la %resin se dene como la "$era %or $nidad de s$%ercie <$e e@erce $n l=<$ido o $n gas %er%endic$larmente a dicha s$%ercie6&$ando los manmetros deben indicar B$ct$aciones rG%idas de %resin se s$elen $tiliar sensores %ieoel>ctricos o electrostGticos <$e %ro%orcionan $na res%$esta instantGnea6 -anmetro deo$rdon &lase 1 Es $n instr$mento mecGnico de medicin de %resiones <$e em%lea como elemento sensible $n t$bo metGlico c$r?ado o torcido de seccin trans?ersal a%lanada6 'n e9tremo del t$bo estG cerrado ; la %resin <$e se ?a a medir se a%lica %or el otro e9tremo6 A medida <$e la %resin a$menta el t$bo tiende a ad<$irir $na seccin circ$lar ; enderearse6 El mo?imiento del e9tremo libre cerrado mide la %resin interior ; %ro?oca el mo?imiento de la ag$@a.
-anmetro de o$rdon
L
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c &ontroladores !(& iemens imatic K200 El !(& es $n dis%ositi?o electrnico <$e %$ede ser %rogramado %or el $s$ario ; se $tilia en la ind$stria %ara resol?er %roblemas de sec$encias en la ma<$inaria o %rocesos ahorrando costos en mantenimiento ; a$mentando la conabilidad de los e<$i%os6 Las funciones básicas e un !LC son "as si#uien$es% De$ecci&n% El !(& e$ec$a seCales del %roceso de di"erentes ti%os6 Mano% E"abo'a ( en)*a acciones al sistema segMn el %rograma <$e
tenga6 Dia"o#o +o,b'e ,a-uina% Recibe cong$raciones ( a 'e.o'$es al
o%erador de %rod$ccin o s$%er?isores6 !'o#'a,aci&n% El %rograma <$e $tilia .e',i$e ,oi/ca'"o incl$so
%or el o%erador c$ando se enc$entra a$toriado6 &aracteristicas %rinci%ales del iemens K200 !$erto estGndar R48 con ?elocidad de trans"erencia de datos com%rendida entre 12 ; 18K bits/s !rotocolo !!* en calidad de b$s del sistema %ara intercone9in sin %roblemas6 Accesibilidad desde c$al<$ier %$nto gracias a com$nicacin %or modem %ara telemantenimiento teleser?ice o telecontrol
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!(& iemens imatic K200
d Act$adores ; VGl?$las !osicionador ne$mGtico Fisher 582i 'n %osicionador de ?al?$la es bGsicamente $n dis%ositi?o <$e sensa la seCal de $n instr$mento controlador como la %osicin del ?Gstago de $na ?al?$la6 $ "$ncin %rinci%al es la de aseg$rar <$e la %osicin de este ?Gstago corres%onda a la seCal de salida del controlador o reg$lador6
!osicionador Fisher Act$ador de control 'n act$ador es $n dis%ositi?o ca%a de trans"ormar energ=a hidrG$lica ne$mGtica o el>ctrica en la acti?acin de $n %roceso con la nalidad de generar $n e"ecto sobre $n %roceso a$tomatiado6 Este recibe la orden de $n reg$lador o controlador ; en "$ncin a ella genera la orden %ara acti?ar $n elemento nal de control como %or e@em%lo $na ?Gl?$la6 E9isten ?arios ti%os de act$adores como son:
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•
•
Electrnicos HidrG$licos control
•
Ne$mGticos
•
El>ctricos
Act$ador de
VGl?$la de B$@o (as ?Gl?$las de control de B$@o se $san %ara reg$lar o controlar el B$@o de $n l=<$ido a tra?>s de $n sistema6 'na rener=a de gas o %lanta de ag$a resid$al $tiliarG m$chas ?Gl?$las de control de B$@o %ara mantener el B$@o de ag$a ; com%$estos <$=micos ba@o control6 )ambi>n %$eden $sarse %ara medir la cantidad de B$ido corriendo a lo largo de $n sistema6 Hacen esto de ?arias maneras ; $tilian ?arios mecanismos <$e le indican a las ?Gl?$las c$Gndo abrirse ; c$Gndo cerrarse6 VGl?$la solenoide 'na ?Gl?$la solenoide es $na ?Gl?$la el>ctrica $tiliada %ara controlar el %aso de gas sistemas ne$mGticos o B$idos sistemas hidrG$licos6 (os solenoides son m$; Mtiles %ara realiar acciones a distancia sobre ?Gl?$las de control de gas ; B$idos6 'n solenoide es $na bobina de material cond$ctor c$;o "$ncionamiento se basa en cam%os electromagn>ticos Al %asar $na corriente el>ctrica a tra?>s de la bobina se genera $n cam%o electromagn>tico de cierta intensidad en el interior6 'n >mbolo "abricado de metal "erroso esatra=do %or la "$era magn>tica hacia el centro de la bobina lo <$e %ro%orciona el mo?imiento necesario %ara accionar la ?Gl?$la6
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VGl?$la solenoide Dan"oss VGl?$la de %resin N.R+REN R12401 (as ?Gl?$las de %resin estGn diseCadas %ara ali?iar la %resin c$ando $n B$ido s$%era $n l=mite %reestablecido %resin de tarado6 $ misin es e?itar la e9%losin del sistema %rotegido o el "allo de $n e<$i%o o t$ber=a %or $n e9ceso de %resin6
26 (a;o$t de los %rocesos in?ol$crados en el sistema: El la;o$t es $n diagrama es<$emGtico <$e re%resenta el sistema en el c$al se dib$@an los distintos instr$mentos interconectados %ara %oder hacer el sistema ;a sea cerrado o abierto6
istema N31
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istema N32
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5. Conclusión
e logr est$diar los sistemas de control <$e hab=a en el laboratorio con di"erentes act$adores sensores e instr$mentos del sistema de ac$erdo a s$ clase ; cdigo de identicacin en diagramas ; %lanos de instr$mentacin de %rocesos6 1
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!ara el sistema cerrado hab=a <$e conocer el ciclo de %roceso en general saber en <$> se di"erencian ; cmo actMan en con@$nto los instr$mentos %ara ello se dib$@ $n la;o$t el c$al a mano alada se hio $n bos<$e@o del diagrama sistema %ara est$diarlo a "ondo6
6. Bibliografía: •
instr$mentos ind$striales A$tor: Antonio &re$s6
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*nstr$mentos ind$striales s$ a@$ste ; calibracin A$tor: Antonio &re$s6 &ontrol a$tomatico de %rocesos teor=a ; %ractico A$tor: &arlos A6 mith Armando 6 &orri%io6 !rocess/ind$strial instr$ments and controls hand boo a$tor: +regor; O6 -c-illan
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