“AÑO DE LA INTEGRACION NACIONAL” (Universidad del Perú, Decana de América) FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL LABORATORIO Nº 1: INSTRUMENTACION Y CONTROL DE PROCESOS
CURSO: Laboratorio de Operaciones y Procesos Unitarios HORARIO DE GRUPO: Lunes: 2- 4 pm PROFESOR: Ing. Godoy Martínez, Manuel ALUMNOS: David W. Huamani Aguilar Leonel Ghino Huamani Bonifacio Yalta Maicelo Julio FECHA DE REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA 23-01-2012 2012-0
09170227 09170024 09170153
MODULO DE CAUDAL
INDICE I.
INTRODUCCION............................................................................ 3
II.
RESUMEN.......................................................................................4
III.
OBJETIVOS ...................................................................................5
IV.
FUNDAMENTO TEORICO........................................................... 6
V.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.............................................9
VI.
CUESTIONARIO...........................................................................11
VII. CONCLUSIONES..........................................................................18 VIII. BIBLIOGRAFÍA.............................................................................19 IX.
APENDICE....................................................................................20
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I.
INTRODUCCION
Hoy en día los procesos de control son síntomas del proceso industrial que estamos viviendo. Estos sistemas se usan típicamente en sustituir un trabajador pasivo que controla una determinado sistema (ya sea eléctrico, mecánico, etc. ) con una posibilidad nula o casi nula de error, y un grado de eficiencia mucho más grande que el de un trabajador. Los sistemas de control más modernos en ingeniería automatizan procesos en base a muchos parámetros y reciben el nombre de Controladores de Automatización Programables (PAC).
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II.
OBJETIVO
Identificar la planta de control de procesos y los módulos que lo conforman.
Se hará un reconocimiento de los equipos e instrumentos de los modulos en la planta de control de procesos.
Identificar las herrramientas de hardware y software disponibles.
Programación del equipo para la medida en forma manual y automática.
Conocer el funcionamiento de los sensores para poder controlar un proceso industrial, en función de las medidas tomadas.
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III.
FUNDAMENTO TEÓRICO
3.1 CONCEPTOS BASICOS PROCESOS. Los procesos industriales se tienen su propósito principal el de transformar materias primas en un producto final. Durante el proceso de la producción de estos bienes, se tienen diversos procesos, ya sea que sean reutilizados los materiales, o se convierta energía para producir el producto final. La instrumentación provee el significado del proceso de producción para asegurar que los productos sean elaborados apropiadamente. Aunque hay varios procesos industriales y ninguno es idéntico es importante saber que los principios que aplica en los procesos son semejantes en sus principios. Un proceso puede ser descrito como la secuencia de cambios en una sustancia. La secuencia de cambios puede ocurrir en el aspecto químico, físico o ambos en la composición de una sustancia incluyendo parámetros como el flujo, nivel, presión, temperatura densidad volumen, acidez y gravedad específica, así como muchos otros, También muchos procesos requieren de transferencia de energía. La mezcla de fluidos, el calentamiento o el enfriamiento de substancias, el bombeo de agua de un lugar a otro, el enlatado de comida, la destilación de gasolina, el pasteurizado de la leche, y convertir la luz solar en energía eléctrica todos pueden ser descritos como procesos. Cuando una sustancia es calentada, su temperatura y su composición puede cambiar. Cuando la luz solar es convertida en electricidad, pueden ocurrir cambios físicos como químicos. VARIABLES. En todo proceso tenemos diversas variables, las cuales afectan las entradas o salidas del proceso. Temperatura, nivel, flujo, presión, son las variables más comunes en los procesos industriales, las cuales son monitoreadas y controladas por medio de la instrumentación del proceso. SISTEMAS DE INSTRUMENTACIÓN MEDICIÓN Y CONTROL DE VARIABLES. Página 5
MODULO DE CAUDAL Los instrumentos son diseñados para medir, indicar, controlar o almacenar la información de las variables del proceso, además de manipular mecanismos que controlen diversos estados de un proceso. Algunos procesos son muy similares, pero eso no significa que sean exactamente iguales, por lo tanto, no todos los procesos tienen las mismas necesidades de control. La medición de una o más variables, hace posible determinar con certeza que sucede en un punto específico del proceso. El sistemas de calefacción de una casa es ejemplo de un proceso, el cual tiene una variable controlada, el termostato de la calefacción indica el estado de la variable existente medida y controlada. EL PROCESO DE CONTROL. Un proceso industrial comienza con la medición de una variable. Por ejemplo, la temperatura del fluido del proceso fuera del intercambiador de calor es medida. Esta información es utilizada para llevar a cabo una decisión acerca el proceso. Finalmente, se lleva a cabo la acción basada en la decisión tomada.
FIGURA 1.1 EJEMPLO DE CONTROL DE PROCESO CON SOFTWARE
DIFERENCIAS ENTRE CONTROL MANUAL Y CONTROL AUTOMÁTICO. Cuando se conduce un automóvil, el tripulante debe considerar ciertas variables. La velocidad es una de esas variables, la cual es necesaria para reunir información acerca de que Página 6
MODULO DE CAUDAL tan rápido avanza el auto. El velocímetro indica la velocidad actual del auto. La velocidad límite del auto indica la velocidad deseada del auto. Estos valores pueden ser comparados para tomar una decisión. El estado actual de la variable comparado con el estado deseado es lo que determina una apropiada acción, con el objeto de aumentar o disminuir la velocidad, o simplemente no llevar a cabo ninguna acción. Una vez que la decisión a sido tomada e implementada, el siguiente paso es verificar de nuevo la velocidad del auto, para determinar que efecto han tenido los cambios hechos con anterioridad. Cuando la información ha sido reunida, se ha tomado una decisión y realizado una acción, se dice que se lleva a cabo un control manual del auto. La decisión de aumentar, disminuir, o mantener la velocidad del auto, es realizada automáticamente por un instrumento. El control que se realiza por medio de instrumentos, se dice que es un control automático.
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IV.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
4.1 INSTRUMENTACIÓN Mandil
Figura 4.1: Diagrama de Presión.
4.2 PROCEDIMIENTO Procedimiento de Modo Manual El proceso realizado en el módulo de presión que se observa en la Figura 4.1 se realizó de la siguiente manera Al inicio del procedimiento se ingresó el Set Point al sistema a través de la computadora. El agua que se encuentra en el tanque empieza a circular por el circuito de tuberías del módulo por medio de una bomba centrifuga ubicada en la parte baja del recipiente. A diferencia de los otros módulos, este cuenta con un tanque extra donde es medida o tomada la presión. Página 8
MODULO DE CAUDAL Claro está que el agua que se encuentra en el tanque circula en este a una determinada velocidad, velocidad que se relaciona con la presión que se desea obtener. La Variable del Proceso que se da en el tanque es retenida por el sensor que luego este envía al PLC mediante impulsos eléctricos. Posteriormente esta variable es comparada con el Set Point mediante el control PID (Proporcional Integral Derivativo, mecanismo de control por realimentación que calcula la desviación o error entre un valor medido y el valor que se quiere obtener, para aplicar una acción correctora que ajuste el proceso) y según sea el resultado se genera una determinada Variable de Control la cual es enviada al actuador, esta es recibida por la bomba la cual aumenta o reduce su velocidad de acción según sea el caso. También se cuenta con válvulas manuales. Para el procedimiento con las válvulas manuales se procedió de la siguiente manera : Se seleccionó o indico el Set Point al sistema y se procedió a poner en funcionamiento el equipo Se regulo de manera manual la velocidad de la bomba según sea el caso para aumentar o disminuir la presión del sistema A medida que uno se aproxima al Set Point los ajustes se realizan con cautela y precisión para no exceder al mismo
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MODULO DE CAUDAL V.
CUESTIONARIO
a. Defina 5 ejemplos en donde se aplique un sistema de control de procesos, identifique la etapa en donde se aplica así como los instrumentos.
b. Aparte de LABVIEW mencione y describa dos softwares de programación SCADA. c. ¿Por qué el tipo de bomba de laboratorio es llamada centrífuga?. d. Mencionar y describir brevemente cuatro tipos de bombas disponibles en el mercado (no incluir la bomba centrífuga). e. Enumerar cinco ventajas del control automático sobre el control manual de procesos.
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VI.
CONCLUSIONES
Durante la experiencia del Laboratorio se comprobó que la Válvula Proporcional que se encuentra encima de las cañerías reduce la presión a un tanto por ciento de acuerdo al ajuste que se le dé.
El tablero que muestra las presiones que se tienen que equilibrar con el Set Point toma como referencia la presión manométrica.
Se cercioró con el PLC del Módulo de Presión que el Presostato, elemento de seguridad que indica la máxima cantidad de presión, muestra que esa cantidad máxima es de 65PSI.
Las paletas giratorias que se encuentran en el interior del tanque absorben el agua que ingresa variando la presión del sistema.
Tomar un número de Set Point muy grande conlleva a que el tiempo en que llegue al equilibrio sea mayor.
Para el caso del proceso automático el PLC trabaja de la mano con la bomba centrifuga aumentando o reduciendo la velocidad para conseguir así la presión requerida o Set Point.
Para evitar pérdidas de fluidos y posibles errores se debe verificar el estado de las válvulas manuales.
El sonido que se percibe al final del proceso es característico de la descompresión producida en el tanque.
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VII.
BIBLIOGRAFIA
Páginas Web:
http://www.gehealthcare.com/eues/patient_monitoring/docs/Pressure_Module _M1050945_spa.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n
http://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtml
http://es.scribd.com/doc/39867496/MODULO-DE-PRESION
http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_atmosf%C3%
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VIII.
APENDICE
Figura 8.1: Modulo de presión.
Figura 8.2: Controles del Módulo de Presión
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