PRESENTACIN NO 13 QUITO 20 DEJUNIO DEL 2016

PRESENTACIÓN NO. 13 QUITO, 20 DEJUNIO DEL 2016 FACILIDADES DE SUPERFICIE I

FACILIDADES DE SUPERFICIE I CODIGO - PTR 943 2016 A ING. ALVARO GALLEGOS ERAS, MSC. ESCUELA POLITECNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA Y PETRÓLEOS INGENIERÍA DE PETREÓLEOS 16/06/2021 2

INSTRUMENTOS DE CONTROL AUTOMÁTICO

CONTROL AUTOMÁTICO Ø Controlar un gran número de variables. Añade cierta complejidad de los sistemas. Ø Se puede eliminar los errores y aumentar la seguridad de cada uno de los procesos. Ø Anteriormente se aplicaba las capacidades de cálculo y fuerza física para la ejecución de un proceso. Ø Con el avance tecnológico las tareas realizadas por el hombre fueron delegadas a computadoras o controladores que son especializados para los requerimientos del sistema. Ø El control automático se puede entender como la ciencia de la “retroalimentación”. Ø “Retroalimentación” es regular el comportamiento de las variables del mundo real de acuerdo a un objetivo deseado. 16/06/2021 4

DEFINICIÓN: CONTROL AUTOMÁTICO ØEl control automático es el mantenimiento de un valor deseado para una cantidad o condición física, midiendo su valor actual, comparándolo con el valor de referencia y utilizando la diferencia para proceder a reducirla o aumentarla mediante una acción correctiva. Ø En consecuencia, el control automático exige que un lazo de control (acción y reacción) funcione sin intervención humana. 16/06/2021 5

TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL Los sistemas de regulación de control se pueden clasificar en Sistemas de lazo abierto Sistemas de lazo cerrado 16/06/2021 6

TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL 1. - Sistemas de control en lazo abierto Ø Es aquél en el que la señal de salida no influye sobre la señal de entrada. Ø De manera que al hacerlo no se establece una relación entre la entrada y la salida. 16/06/2021 7

TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL Sistemas de control en lazo abierto Ø El sistema se controla: directamente, o mediante un transductor y un actuador. Ø El esquema típico del sistema será, en este caso: Ø El principal inconveniente que presentan los sistemas de lazo abierto es que son extremadamente sensibles a las perturbaciones. 16/06/2021 8

FACILIDADES DE SUPERFICIE I 16/06/2021 9

FACILIDADES DE SUPERFICIE I 16/06/2021 10

TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL Sistemas de control en lazo cerrado Ø La acción de control es dependiente de la salida es decir, la señal de salida influye en la entrada. Ø Es necesario que la entrada sea modificada en cada instante en función de la salida. Esto se consigue por medio de lo que llamamos retroalimentación (feedback). Ø Retroalimentación es la propiedad de un sistema en lazo cerrado por la cual la salida se compara con la entrada del sistema, de manera que la acción de control se establezca como una función de ambas. Ø Ésta acción ejerce un efecto sobre la acción de control. 16/06/2021 11

TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL Sistemas de control en lazo cerrado 16/06/2021 12

FACILIDADES DE SUPERFICIE I 16/06/2021 13

DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS Planta • Objeto o máquina que se desea controlar. Salida • Variable que indica el comportamiento que deseamos controlar (debe ser medible). Entrada • Variable manipulable que afecta el comportamiento de la planta y por lo tanto la salida. 16/06/2021 14

DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS Sensor • Dispositivo empleado para medir las variables de interés de la planta (normalmente las salidas). Actuador • Dispositivo que nos permite manipular las variables de entrada de la planta. Controlador • Dispositivo que genera una acción de control sobre el actuador para lograr el comportamiento deseado. 16/06/2021 15

DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS 16/06/2021 16

FACILIDADES DE SUPERFICIE I ( ) LOS PARÁMETROS QUE PRINCIPALMENTE GENERALMENTE SE MONITOREAN Y CONTROLAN EN LAS ESTACIONES DE PRODUCCIÓN Y DE BOMBEO SON: 1. TEMPERATURA 2. VOLUMEN: NIVEL (DE LOS FLUIDOS) EN LOS TANQUES CONTROL VOLUMÉTRICO 3. PRESIÓN 16/06/2021 17

TEMPERATURA Ø Las medidas de temperatura tienes una inercia bastante más elevada que otras variables de proceso como la presión o el caudal (casi instantáneas). Ø Otro factor importante en las medidas de temperatura es la instalación de un elemento de protección entre el sensor y el proceso, llamado termo pozo, vaina o “thermowell”. Ø Su uso es recomendado para la protección de un elemento sensible frente a los efectos corrosivos. Ø Este elemento debe diseñarse de acuerdo a las especificaciones mecánicas del proyecto. 16/06/2021 18

MEDIDORES DE TEMPERATURA (Termómetros) Termómetros Bimetálicos • Son los más utilizados y se basan en el diferente coeficiente de dilatación entre dos metales diferentes y unidos. • La unión mecánica de una aguja al bimetal, hace que por efecto de temperatura se desplace. • Rango 200 -500 °C. Termómetro de Bulbo • Estos consisten esencialmente en un bulbo conectado por un tubo capilar a un espiral. • Cuando la temperatura del bulbo varía, el volumen del gas del interior varía, enrollándose y desenrollándose la espiral provocando el movimiento de la aguja. • Rango 150 -500 °C 16/06/2021 19

CONTROL DE NIVEL Ø Se dispone una variedad de tecnologías para su medición. Ø Depende de dos factores como son: el precio y la precisión requerida. Ø Anteriormente las tecnologías de medición estaban basadas principalmente en métodos mecánicos y neumáticos, hasta la llegada de la tecnología electrónica. 16/06/2021 20

INDICADORES DE NIVEL Indicadores de Nivel de Vidrio • Era uno de los más utilizados en la industria para indicaciones locales. • Este tipo de indicadores de medición se basa en el principio de vasos comunicantes y se lo utiliza para fluidos limpios. • Son necesario dos conexiones para conectar el nivel, instalando entre las conexiones del nivel y el depósito unas válvulas de aislamiento para separar ambos sistemas. Ventajas: Ø Sencilla Instalación. Ø Bajo Costo. Ø Depende de Presiones y Temperatura. Inconvenientes: Ø No es válido para fluidos viscosos. Ø No permite instalar dispositivos para retransmitir señales. 16/06/2021 21

INDICADORES DE NIVEL Indicadores de Nivel Magnéticos 1. Era uno de los más utilizados en la industria para indicaciones locales. 2. Son necesario dos conexiones para conectar el nivel, instalando entre las conexiones del nivel y el depósito unas válvulas de aislamiento para separar ambos sistemas. 3. Este sistema de medición al igual que el anterior está basado en el principio de vasos comunicantes, con la diferencia que se sustituye el vidrio transparente por una serie de láminas magnéticas que van cambiando de posición y de color, a medida que detectan el nivel. 4. Es utilizado para cualquier tipo de líquidos compatibles con los posibles materiales de construcción. Especialmente para fluidos limpios Ventajas: Ø Ø Ø Sencilla Instalación. Bajo Costo. Depende de Presiones y Temperatura. Inconvenientes: Ø No es válido para fluidos viscosos. Ø No permite instalar dispositivos para retransmitir señales. 16/06/2021 22

INDICADORES DE NIVEL Indicadores de Nivel con Manómetro • En tanques atmosféricos donde no se requiere una alta presición. • El método consiste en instalar un manómetro diferencial en la parte baja del depósito con una conexión al tanque y la otra a la atmósfera. • En caso de que el líquido no sea agua, se debe compensar la medida con la densidad del líquido. Ventajas: Ø Sencillo de instalar. Ø Muy barato. Inconvenientes: Ø Poco preciso. Ø Sensible a los cambios de densidad. 16/06/2021 23

INDICADORES DE NIVEL Indicadores de Nivel por Flotador • La señal de salida es un contacto que cambia de estado cuando el líquido llega al punto donde se ha calibrado el flotador y no se tiene indicación local ni continua. • Consiste en un flotador, boya o cuerpo flotante montado sobre un brazo móvil y acoplado magnéticamente a un micro interruptor (externo al proceso). • En los interruptores de nivel se debe tener especial cuidado en el cableado del contacto en función de la detección de nivel queramos hacer (alto, bajo, condición, etc. ) y el estado del proceso en el momento de la calibración (vacío, lleno, nivel alto, etc. ) Ventajas: Ø Sencillo de instalar. Ø Adecuado para muchos productos. Ø Bajo costo. Inconvenientes: 16/06/2021 Ø Mal funcionamiento con productos viscosos, adherentes, etc. Ø Requiere de una instalación directa al tanque o través de una derivación del mismo. 24

BIBLIOGRAFÍA http: //es. slideshare. net/dsrpato/instrumentacioncontrolprocesos http: //descom. jmc. utfsm. cl/sgeywitz/sub-paginas/Piping/control%20 de%20 procesos. htm http: //www. profesormolina. com. ar/tecnologia/med_control. htm http: //www. aie. cl/files/file/comites/ca/abc/sistemas-de-control-automatico. pdf http: //tv. uvigo. es/uploads/material/Video/1362/ISAD_Tema 1. pdf https: //instrumentacionhuertas. files. wordpress. com/2013/07/s_51. pdf http: //www. sapiensman. com/control_automatico/ 16/06/2021 25

MEDIDOR DE NIVEL EN FLOTADOR • CONSTITUIDO POR UN FLOTADOR PENDIENTE DE UN CABLE, UN JUEGO DE POLEAS, Y UN CONTRAPESO EXTERIOR • MODELOS: • DE REGLETA • DE UNIÓN MAGNÉTICA

SISTEMAS DE RADAR • NO NECESITAN CONTACTO • NO ELEMENTOS MÓVILES • APLICACIONES • VISCOSOS (ASFALTOS) • MOVIMIENTO (BARCOS) • RANGO : 40 M • PRECISIÓN: 2 MM.

SISTEMAS DE RADAR Esquema del sistema HIMS con Radar

MEDIDOR POR ULTRASONIDOS • MEDIDOR DE ONDAS SONORAS DE ALTA FRECUENCIA (20 -40 KHZ) QUE SE PROPAGA POR LA FASE GAS HASTA QUE CHOCA CON EL LÍQUIDO, SE REFLEJA Y ALCANZA EL RECEPTOR SITUADO EN EL MISMO PUNTO QUE EL EMISOR • EL TIEMPO ENTRE EMISIÓN Y RECEPCIÓN ES INVERSAMENTE PROPORCIONAL AL NIVEL • EL TIEMPO DEPENDE DE LATª ==> COMPENSAR MEDIDAS • EVITAR OBSTÁCULOS EN EL RECORRIDO DE LAS ONDAS • SENSIBLES AL ESTADO DE LA SUPERFICIE DEL LÍQUIDO (ESPUMAS)

MEDIDOR POR ULTRASONIDOS Transmisor hidra-wave Sensor por ultrasonidos Ultrasónico Probe Ultrasónico P+F

MEDIDOR DE PRESIÓN DIFERENCIAL • TANQUE ABIERTO: MEDIDOR DE P P = ·G ·H • TANQUE CERRADO: P=PLIQ-PDEPOSITO

MEDIDORES DE NIVEL DE LÍQUIDOS

FACILIDADES DE SUPERFICIE I Control volumétrico … 16/06/2021 33

FACILIDADES DE SUPERFICIE I TIPOS DE MEDIDORES DE FLUJO VOLUMETRICO 1. MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL; • PLACA DE ORIFICIO. • TOBERA O BOQUILLA DE FLUJO, • TUBO DE VENTURI. • TUBO DE PITOT. • TUBO ANUBBAR 2. MEDIDORES DE ÁREA VARIABLE; • ROTÁMETRO 3. MEDIDORES DE VELOCIDAD; • TRANSDUCTORES ULTRASÓNICOS. • TURBINA. 16/06/2021 34

FACILIDADES DE SUPERFICIE I TIPOS DE MEDIDORES DE FLUJO VOLUMETRICO 4. MEDIDORES DE FUERZA: • MEDIDOR DE PLACA. 5. MEDIDORES DE TENSIÓN INDUCIDA: • MEDIDOR MAGNÉTICO DE CAUDAL. 6. MEDIDORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO: • DISCO Y PISTÓN OSCILANTE • PISTÓN ALTERNATIVO • ROTATIVOS, ETC. 7. MEDIDORES DE TORBELLINO Y VÓRTEX 16/06/2021 35

BIBLIOGRAFÍA • HTTP: //WWW. MONOGRAFIAS. COM/TRABAJOS 74/MEDIDORES-NIVEL/MEDIDORESNIVEL. SHTML#IXZZ 3 ENKM 0 XRA • HTTP: //MEDICIONDENIVELESANTECH. BLOGSPOT. COM/2008/12/MEDIDOR-DE-MEMBRANA. HTML • HTTP: //WWW. MONOGRAFIAS. COM/TRABAJOS 72/FACILIDADES-SUPERFICIE-INDUSTRIAPETROLERA/FACILIDADES-SUPERFICIE-INDUSTRIA-PETROLERA 2. SHTML#IXZZ 3 EN CAJ 6 PC

FACILIDADES DE SUPERFICIE I BIBLIOGRAFÍA: • HTTP: //PLANESPECIFICO. BLOGSPOT. MX/2011/07/MEDIDORES-DE-FLUJO. HTML • HTTP: //WEBDELPROFESOR. ULA. VE/INGENIERIA/DJEAN/INDEX_ARCHIVOS INST/ _FLUJO/MEDI DORESFLUJOVOLUMETRICO/ULTRASONIDO. HTML • HTTPS: //ES. SCRIBD. COM/DOC/53206367/6 MEDIDORES-DE-FLUJOVOLUMETRICO#DOWNLOAD • HTTPS: //ES. SCRIBD. COM/DOC/53169641/MECANICA-DE-FLUIDOS-ORIFICIOS-Y-VERTEDEROS 16/06/2021 37

BIBLIOGRAFÍA http: //es. slideshare. net/dsrpato/instrumentacioncontrolprocesos http: //descom. jmc. utfsm. cl/sgeywitz/sub-paginas/Piping/control%20 de%20 procesos. htm http: //www. profesormolina. com. ar/tecnologia/med_control. htm http: //www. aie. cl/files/file/comites/ca/abc/sistemas-de-control-automatico. pdf http: //tv. uvigo. es/uploads/material/Video/1362/ISAD_Tema 1. pdf https: //instrumentacionhuertas. files. wordpress. com/2013/07/s_51. pdf http: //www. sapiensman. com/control_automatico/ Facilidades de Superficie I 16/06/2021 38

3. - PRESIÓN ELEMENTOS PARA MEDIR LA PRESIÓN:

FACILIDADES DE SUPERFICIE I MANÓMETROS . . 16/06/2021 40

FACILIDADES DE SUPERFICIE I … 16/06/2021 41

MANTENIMIENTO DE LA PRESIÓN ÓPTIMA: • PARA UN SEPARADOR DE PETRÓLEO Y GAS LLEVAR A CABO SUS FUNCIONES PRINCIPALES, LA PRESIÓN DEBE SER MANTENIDA DE MANERA TAL QUE EL LÍQUIDO Y EL GAS PUEDAN SER DESCARGADOS A SU RESPECTIVO PROCESAMIENTO O SISTEMA DE RECOLECCIÓN. LA PRESIÓN ES MANTENIDA DENTRO DEL SEPARADOR UTILIZANDO UNA VÁLVULA DE CONTRAPRESIÓN DE GAS EN CADA SEPARADOR O CON UNA VÁLVULA MAESTRA DE CONTRAPRESIÓN QUE CONTROLE LA PRESIÓN EN UNIDAD DE DOS O MÁS SEPARADORES. • LA PRESIÓN DE BOMBEO PARA UN TRANSPORTE CORRECTO • LA PRESIÓN DE LOS SISTEMAS DE PROVISIÓN DE AIRE O GAS • LA PRESIÓN DE LOS MOTORES

MEDIDA DE LA PRESIÓN: TIPOS DE MEDIDORES: • Mecánicos • Primario de Medida Directa • Primarios Elásticos • Electromecánicos • Transmisores electrónicos de equilibro de fuerza • Resistivos • Magnéticos • Capacitivos • Extensiométricas • Piezoeléctricos • Neumáticos • Utilizan elementos mecánicos con desplazamiento de gases • Electrónicos • Mecánicos • Medidor Mc. Leod • Térmicos • Ionización

MEDIDORES MECÁNICOS • ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDIDA DIRECTA: QUE MIDEN LA PRESIÓN COMPARÁNDOLA CON LA EJERCIDA POR UN LÍQUIDO DE DENSIDAD Y ALTURA CONOCIDAS. EJEMPLOS BARÓMETRO CUBETA, MANÓMETRO DE TUBO EN U, MANÓMETRO DE TUBO INCLINADO, DE TORO PENDULAR, MANÓMETRO DECAMPANA. • ELEMENTOS PRIMARIOS ELÁSTICOS: QUE SE DEFORMAN POR LA PRESIÓN INTERNA DEL FLUIDO QUE CONTIENEN. ´´EL MANÓMETRO DE CLASE´´ BOURDON ES EL EJEMPLO TÍPICO DE ESTA (EL ELEMENTO EN ESPIRAL, EL HELICOIDAL, EL DIAFRAGMA Y EL FUELLE)

ELEMENTOS PRIMARIOS ELÁSTICOS El tubo de Bourdon es un tubo de sección elíptica que forma un anillo casi completo, cerrado por un extremo. Al aumentar la presión en el interior del tubo, este tienderezarse y el movimiento es transmitido a la aguja. El elemento espiral se forma arrollando el tubo Bourdon en forma de espiral alrededor de un eje común, y el helicoidal arrollando más de una espira en forma de hélice. El diafragma consiste en una o varias capsulas circulares conectadas rígidamente entre sí por la soldadura, de forma que al aplicar presión, cada capsula se deforma y la suma de los pequeños desplazamientos es amplificada por un juego de palancas. El fuelle es parecido al diafragma compuesto, pero de una sola pieza flexible axialmente, y puede dilatarse o contraerse con un desplazamiento considerable.

MEDIDORES ELECTROMECÁNICOS Transmisore s electrónicos de equilibrio de fuerzas • Para este tipo de medidores se utiliza un Transmisor Electrónico que genera una señal en base a la posición de un sensor. • La posición del sensor determina la presión ejercida sobre la misma.

MEDIDOR DE PRESIÓN PRESION NEUMÁTICA CENSA LA PRESIÓN EJERCIDA POR EL LÍQUIDOS SOBRE EL AIRE QUE SE ENCUENTRA DENTRO DEL TUBO. USO: LÍQUIDOS CON VAPORES PRESION HIDROSTÁTICA mide la presión en el fondo del tanque Líquidos, Gases y Vapores muy Inflamables. productos Químicos con Sólidos en Suspensión alcance hasta 5

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LOS INSTRUMENTOS PARA MEDIR PRESIÓN

FACILIDADES DE SUPERFICIE I • ¿PREGUNTAS? • ¡GRACIAS! 06/09/2015 50