Sistemas de medida Clase 2 Caractersticas dinmicas de

  • Slides: 46
Download presentation
Sistemas de medida Clase 2 Características dinámicas de los instrumentos Representación de los procesos

Sistemas de medida Clase 2 Características dinámicas de los instrumentos Representación de los procesos industriales Normas

Características dinámicas q q q q Rangeabilidad Velocidad de respuesta Constante de tiempo Amortiguamiento

Características dinámicas q q q q Rangeabilidad Velocidad de respuesta Constante de tiempo Amortiguamiento Respuesta en frecuencia Frecuencias de corte Desfasamiento ("phase shift") Frecuencia de resonancia 2

Características dinámicas Función de transferencia Sistemas causales Error dinámico

Características dinámicas Función de transferencia Sistemas causales Error dinámico

Características dinámicas Sistemas causales Retraso permanente Efecto transitorio debido a un cambio súbito de

Características dinámicas Sistemas causales Retraso permanente Efecto transitorio debido a un cambio súbito de la entrada

Características dinámicas Función de transferencia Modelado teórico (leyes físicas, transformadas de Fourier y de

Características dinámicas Función de transferencia Modelado teórico (leyes físicas, transformadas de Fourier y de Laplace) Modelado empírico (identificación de sistemas)

Características dinámicas Factor de amortiguamiento, respuesta a escalón, tiempo de subida, tiempo de ©

Características dinámicas Factor de amortiguamiento, respuesta a escalón, tiempo de subida, tiempo de © ITES-Paraninfo amortiguamiento, constante de tiempo frecuencia natural.

Características dinámicas q La diferencia entre comportamiento estático y comportamiento dinámico es que este

Características dinámicas q La diferencia entre comportamiento estático y comportamiento dinámico es que este último siempre depende del tiempo. q Sistemas de primer orden. q Sistemas de segundo orden. 7

Sistemas de primer orden © ITES-Paraninfo

Sistemas de primer orden © ITES-Paraninfo

Sistemas de segundo orden Sobreamortiguado Subamortiguado Amortiguamiento crítico © ITES-Paraninfo

Sistemas de segundo orden Sobreamortiguado Subamortiguado Amortiguamiento crítico © ITES-Paraninfo

Sistema físico: dinamómetro De acuerdo con la ley de Hooke, FK será directamente proporcional

Sistema físico: dinamómetro De acuerdo con la ley de Hooke, FK será directamente proporcional al desplazamiento y ; o sea: Sistema de orden cero Función de transferencia: Diagrama de bloques 11

Sistemas de primer orden Sin cambiar las líneas generales del dispositivo, ahora las guías

Sistemas de primer orden Sin cambiar las líneas generales del dispositivo, ahora las guías lubricadas que no presentaban fricción, manifiestan fricción viscosa Función de transferencia: Diagrama de bloques 12

Sistema de segundo orden Con una masa M en la punta libre del resorte,

Sistema de segundo orden Con una masa M en la punta libre del resorte, y reajustada la escala de manera que lea 0 cuando sólo actúa la fuerza de la gravedad, de la 2ª Ley de Newton: Función de transferencia: Diagrama de bloques 13

Representación de los procesos q Diagrama de Bloques. q Diagrama de Flujos (PFD, flowsheets

Representación de los procesos q Diagrama de Bloques. q Diagrama de Flujos (PFD, flowsheets 2 D y 3 D). q Diagrama de Tuberías e Instrumentación (P&ID). q Diagramas de Control. q Planos de Equipos y la Planta (layout, vistas 2 D y 3 D). q Maquetas de la Planta, Equipos y Proceso. Normas ISA S 5. 1 – 1984 (R 1992) DIN 19227 – 1 (1977), 2 y 3 (1984), 4 (1985) ISO 3511 – Partes 1, 2, 3 y 4; ISO 14617 (2002) 14

Planta de limpieza de gases 15

Planta de limpieza de gases 15

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) 16

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) 16

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) 17

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) 17

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Instrumentos q q q q Indicadores Transmisores Registradores

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Instrumentos q q q q Indicadores Transmisores Registradores Convertidores Controladores Actuadores Transductores Conectados por líneas de transmisión q q Neumáticas Eléctricas Digitales Binarias 18

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Código de identificación o etiqueta de instrumentos. Norma

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Código de identificación o etiqueta de instrumentos. Norma ANSI/ISA S 5. 1 TRC Primera letra 2 A Letras sucesivas Identificación funcional Ejemplo Número del lazo Sufijo (opcional) Identificación del lazo TRC-2 A 19

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Norma ANSI/ISA S 5. 1 20

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Norma ANSI/ISA S 5. 1 20

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Norma ANSI/ISA S 5. 1 21

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Norma ANSI/ISA S 5. 1 21

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) 1ª letra A D E F I J

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) 1ª letra A D E F I J L M P S T V W Z análisis densidad voltaje caudal corriente potencia nivel humedad presión velocidad temperatura viscosidad Peso posición Norma ANSI/ISA S 5. 1 Modo de empleo de P&IDs 1ª letra: Variable medida o relacionada 2ª letra: puede cualificar a la primera D diferencial F relación S seguridad Q integración 3ª y siguientes: Función del Instrumento I indicador R registro C control T transmisor V válvula Y cálculo H alto L bajo 22

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) ü Los sistemas de control de procesos se

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) ü Los sistemas de control de procesos se representan en los diagramas de proceso e instrumentos utilizando símbolos e íconos simples ü Los P&ID permiten entender el funcionamiento integrado del proceso y del sistema de control ü En la norma ISA se emplean líneas sólidas para representar las conexiones del proceso y líneas a trazo discontinuo con marcas para representar las comunicaciones entre los instrumentos Norma ANSI/ISA S 5. 1 23

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Conexión a proceso, o enlace mecánico o alimentación

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Conexión a proceso, o enlace mecánico o alimentación de instrumentos. Señal neumática Señal eléctrica (alternativa) Tubo capilar Señal sonora o electromagnética guiada (incluye calor, radio, nuclear, luz) Señal sonora o electromagnética no guiada Señal de software o datos Conexión mecánica Señal hidráulica Norma ANSI/ISA S 5. 1 24

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) » Los instrumentos de los lazos de control

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) » Los instrumentos de los lazos de control se representan por un círculo en cuyo interior se colocan las letras que designan al instrumento. » El bucle (lazo de control) al que pertenece se identifica por un número y el símbolo indica la localización física del instrumento » La identificación del tipo de instrumento se realiza con dos o más letras: • La primera indica el tipo de variable que se mide, se indica, se transmite o se controla. p. e. T indica temperatura. • La segunda letra indica la función que realiza el instrumento en el bucle (control (C), indicación (I), registro (R), etc. Ejemplos: » TC controlador de temperatura » FT transmisor de caudal (Flow transmitter) » PC controlador de Presión. (Pressure controller) » LR registrador de nivel (Level register) » TI indicador de temperatura (Temperature indicator) Norma ANSI/ISA S 5. 1 25

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Un diagrama de instrumentación es una descripción gráfica

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Un diagrama de instrumentación es una descripción gráfica de un proceso que muestra una vista general de los instrumentos empleados en un formato estándar Norma ANSI/ISA S 5. 1 26

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Ejemplos de P&ID PDT LRC Transmisor diferencial de

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Ejemplos de P&ID PDT LRC Transmisor diferencial de presión FY Cálculo de caudal Norma ANSI/ISA S 5. 1 PIC DT Controlador reg. Controlador indicador Transmisor de de caudal de presión densidad FFC Controlador de Relación de caudal ST Transmisor de velocidad TDT Transmisor diferencial de temperatura 27

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Instrumentos análogos LRC 128 Señal eléctrica Montaje en

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Instrumentos análogos LRC 128 Señal eléctrica Montaje en panel Señal neumática PT 014 Conexión al proceso o alimentación Montaje en campo El número es el mismo en todos los instrumentos de un mismo bucle de regulación Norma ANSI/ISA S 5. 1 28

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Instrumentos digitales LRC 128 • Comparte varias funciones:

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Instrumentos digitales LRC 128 • Comparte varias funciones: monitor, control, etc. • Configurable por software • Acceso por red Accesible al operario Norma ANSI/ISA S 5. 1 PT 014 • Controlador de DCS, regulador por microprocesador, . . . Normalmente accesible al operario no 29

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Instrumentos digitales LRC 128 • Indica computador distinto

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Instrumentos digitales LRC 128 • Indica computador distinto del controlador de un DCS • Indica conexión software o por red digital • Varias funciones: DDC, registro, alarmas, etc. • Acceso por red Norma ANSI/ISA S 5. 1 30

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Instrumentos digitales Control lógico o secuencial PLC o

Diagramas de proceso e instrumentos (P&ID) Instrumentos digitales Control lógico o secuencial PLC o secuencias/ lógica de un DCS Accesible al operario No accesible al operario Norma ANSI/ISA S 5. 1 31

Norma ANSI/ISA S 5. 1

Norma ANSI/ISA S 5. 1

Norma ANSI/ISA S 5. 1

Norma ANSI/ISA S 5. 1

Norma ANSI/ISA S 5. 1

Norma ANSI/ISA S 5. 1

Otros Diagramas y Planos • • • Plano Layout Plano Mecánico Planta Plano Mecánico

Otros Diagramas y Planos • • • Plano Layout Plano Mecánico Planta Plano Mecánico Elevación Plano Eléctrico Plano Isométrico 35

CÓDIGOS IP , IK Definiciones Envolvente: Es el elemento que proporciona la protección del

CÓDIGOS IP , IK Definiciones Envolvente: Es el elemento que proporciona la protección del material contra las influencias externas y en cualquier dirección, la protección contra los contactos directos. Esta definición, que se ha extraído del Vocabulario Electrotécnico Internacional (VEI 826 -03 -12), necesita alguna aclaración antes de aplicarla para la explicación de los grados de protección. Las envolventes proporcionan también la protección de las personas contra el acceso a partes peligrosas y la protección del material contra los efectos nocivos de los impactos mecánicos. Se considerará parte de dicha envolvente, todo accesorio o tapa que sea solidario con o forme parte de ella y que impida o limite la penetración de objetos en la envolvente, salvo que sea posible quitar las tapas sin la ayuda de una herramienta o llave.

CÓDIGOS IP , IK Grado de protección: Es el nivel de protección proporcionado por

CÓDIGOS IP , IK Grado de protección: Es el nivel de protección proporcionado por una envolvente contra el acceso a las partes peligrosas, contra la penetración de cuerpos sólidos extraños, contra la penetración de agua o contra los impactos mecánicos exteriores, y que además se verifica mediante métodos de ensayo normalizados. Existen dos tipos de grados de protección y cada uno de ellos, tiene un sistema de codificación diferente, el Código IP y el Código IK. Los tres primeros epígrafes anteriores estarían contemplados en el código IP y el último en el código IK. Estos códigos se encuentran descritos en una norma, en las que además se indican la forma de realizar los ensayos para su verificación: • Código IP: UNE 20324, que es equivalente a la norma europea EN 60529. (CEI 70 -1 - IEC 529 - IEC 144 - UTE C 20 -010 - DIN 0050 Standards) • Código IK: UNE-EN 50102

CÓDIGOS IP

CÓDIGOS IP

CÓDIGOS IP

CÓDIGOS IP

CÓDIGOS IP

CÓDIGOS IP

CÓDIGOS IP IP

CÓDIGOS IP IP

CÓDIGOS IK

CÓDIGOS IK

CÓDIGOS NEMA

CÓDIGOS NEMA

IEC vs NEMA

IEC vs NEMA

Bibliografía • Creus Sole, Antonio. “Instrumentación Industrial”. 8ª Edición. ALFAOMEGA. México, 2010. Pág. 1

Bibliografía • Creus Sole, Antonio. “Instrumentación Industrial”. 8ª Edición. ALFAOMEGA. México, 2010. Pág. 1 – 59 • Bentley, John. “Sistemas de Medición. Principios y Aplicaciones”. CECSA • Navarro, Héctor. “Instrumentación Electrónica Moderna”. Editorial Innovación Tecnológica-Facultad de Ingeniería Universidad Central de Venezuela. Caracas Venezuela. 1995. Pag. 285. • Pallas Areny, Ramón. “Sensores y Acondicionadores de Señal”. Editorial Marcombo, D. F. México. 2001 Pag. 480. • Pérez García, Miguel, y otros. Instrumentación Electrónica. 2ª edición. THOMSON, Madrid, España. 2004

Bibliografía • Hernández Cid, Juan Manuel. Notas de clase Instrumentación y Control. ITESO (autor

Bibliografía • Hernández Cid, Juan Manuel. Notas de clase Instrumentación y Control. ITESO (autor corporativo). E-mail: j. hernandez@ieee. org • Marga Marcos, Itziar Cabanes, Eva Portillo, 2006 • METRING C. A. Protección según IEC. Hoja de Información 10. 65. www. metring. com •

Cooling Coils Monomer Feed Cooling Water to Sewer Cooling Water In TC Thermocouple

Cooling Coils Monomer Feed Cooling Water to Sewer Cooling Water In TC Thermocouple