introduccion a la medicion en el control automatico

8/20/2019 Introduccion a la medicion en el control automatico

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UNIDAD I 1 Elementos Primarios de Medición


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INTRODUCCIÓN

En los inicios de la era industrial, debido a la sencillez de los procesos, el operador llevaba a cabo un control manualde las variables de proceso como son la temperatura, la presión, el nivel, etc., utilizando para ello instrumentos dereferencia como son: los termómetros, los manómetros y los indicadores de nivel en su forma más rústica; con lalectura directa de estas referencias tomaba la decisión para posicionar manualmente las válvulas a un grado de

apertura o cierre que creía conveniente. Sin embargo, la gradual complejidad con que estos procesos se han idodesarrollando ha exigido su automatización progresiva por medio de los instrumentos de medición y control.

Los instrumentos de medición, control y automatización se conforman por dispositivos, instrumentos de campo,controladores, tableros, cableado, etc. que tienen por objeto lograr que una planta industrial, funcione segura;tanto para el personal como para el equipo e instalaciones, con una gran disponibilidad de cada uno de loselementos que la forman. La disponibilidad de los elementos que forman un sistema de control es determinante enel funcionamiento de una planta que requiere tener una continuidad de servicio mediante una operación óptima.

El control automático ha venido a liberar al operador de su función de realizar un control manual y al mismotiempo, le ha permitido exclusivamente dedicarse a supervisar y vigilar el proceso desde Centros de Controlsituados en el propio proceso o bien en Cuartos de Control separados.

OBJETIVOSAl término de esta unidad, el alumno será capaz de conocer los principios básicos del funcionamiento de loselementos de medición, tipo, error, transmisión, interpretación y determinación de criterios en cada una de lastecnologías actuales usadas dentro de la industria y control de procesos.

1. IMPORTANCIA DE LA MEDICIÓN EN EL CONTROL AUTOMÁTICO

El control automático es de gran importancia para los procesos continuos, todas las operaciones a nivel industrial,dependen de la medición y el control de determinadas variables del proceso y el perfeccionamiento de estasoperaciones y de su control han ido en gran parte paralelos. En realidad, el control de los procesos se clasifica amenudo como una operación unitaria muy importante.

Sin métodos de control seguros, ya sea manual o automático, las industrias de procesos no podrían trabajar y aúncuando las operaciones continuas pueden funcionar a veces con un mínimo de instrumentos para guiar a losoperadores, es necesario enfatizar que el funcionamiento de muchos procesos continuos modernos sería imposiblesin una aplicación adecuada de los instrumentos. Asimismo, gracias a la instrumentación automática, ha sidoposible fabricar productos complejos en condiciones estables en cuanto a sus características y calidad. Condicionesque al operador le serían imposibles o muy difíciles de conseguir.

Los procesos industriales modernos y los procedimientos de control de calidad, exigen que cada uno de los pasosse lleve a cabo en condiciones rigurosamente controladas en todo momento. Por consiguiente, la aportación deinstrumentos a las industrias de proceso no debe considerarse como algo conveniente, sino como una necesidad

absoluta. Con el empleo de instrumentos de control automático se disminuye la mano de obra necesaria y comoconsecuencia, se reduce el costo de la misma. La uniformidad en la producción y el control de las variables queintervienen en el proceso, aumenta la eficiencia del equipo así como la calidad de los productos obtenidos.

Ahora bien, para poder obtener una máxima utilidad de la instrumentación de las plantas, es necesidad absolutaque un operario, aparte de ser un experto en el proceso, conozca a fondo cada uno de los instrumentos demedición y control que intervienen en éste, lo cual comprende sus aplicaciones, limitaciones, manipulaciónoperacional y además, en un momento dado, debe analizar y descubrir las fallas correspondientes al proceso y laspropias de los instrumentos de medición y control.


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En los procesos industriales modernos siempre se ha requerido de dispositivos y elementos que permitan suoperación y control, no importando la complejidad de dichos procesos. Al diseñar las plantas industriales se debentomar en cuenta esas necesidades y proporcionar soluciones con mejoras que permitan sencillez y facilidad deoperación, así como la optimización de ciertas funciones que lleven a la toma de decisiones de manera más rápiday confiable para evitar costosos errores de operación.

Circuito de Control Automático

Los instrumentos industriales comprenden dos clases generales, a saber:

1. Los que miden2. Los que miden y controlan.

Un instrumento de medida puede usarse por si solo o combinarse con un dispositivo controlador para formar loque se llama un control automático. Si bien, la mayoría de los instrumentos industriales se usan para fines decontrol, no todos son automáticos, ya que muchos de medición se emplean principalmente como guía para elcontrol manual.

Todos los dispositivos a los que llamamos instrumentos miden de una u otra forma algo. es decir: aprovechan laenergía desarrollada por un fenómeno natural (ya sea físico o químico) para transformarla en una cantidad quepueda ser interpretada por nuestros sentidos o por el comparador de un controlador.

Los procesos industriales a controlar, pueden dividirse ampliamente en dos categorías:

Procesos Continuos Procesos Discontinuos

En ambos deben controlarse las variables (flujo, nivel, presión, temperatura, etc.), bien en un valor deseado fijo, obien en un valor variable con el tiempo; de acuerdo con una relación predeterminada o guardando una relacióndeterminada con otra variable; el sistema de control que permite mantener a las variables de proceso en un valor

deseado, es aquel que compara el valor de la variable o condición a controlar con un valor deseado y toma unaacción de corrección de acuerdo con la desviación existente sin que el operador intervenga en absoluto.

El sistema de control exige pues, para que esta comparación y su corrección sean posibles, que se incluya unaunidad de medida, una unidad de control, un elemento final de control y el propio proceso. Este conjunto deunidades, forman un lazo de control. El lazo puede ser abierto o cerrado, y pueden ser representados por medio dediagramas de bloques.

2.

DEFINICIÓN DE LOS ELEMENTOS EN LOS DIAGRAMAS DE BLOQUES

Diagrama de bloques

Es la forma más sencilla de representar a los lazos de control; el diagrama de bloques está formado por figurasgeométricas, generalmente cuadros o rectángulos conectados por medio de flechas, las cuales indican la forma enque se interrelaciona un elemento del lazo de control con otro.

Los elementos que forman un lazo de control son:


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2.1. CIRCUITO O LAZO DE CONTROL

Podemos definirlos como el conjunto de instrumentos que interconectados pueden medir y controlar una variablede proceso

Cada uno de estos lazos de control internamente recibe y crea disturbios hacia otros lazos de control con los queinteractúa y que determinantemente afectan a la variable de proceso.

Para reducir los efectos de los disturbios, los elementos primarios (sensores) y los transmisores recolectan lainformación de la variable de proceso, enviándola hacia un instrumento receptor (controlador, indicador o alarma)para procesar esta información y su relación con un valor deseado (punto de ajuste) para decidir que hacer paraconseguir que la variable de proceso regrese a donde se encontraba antes de que se originaran los disturbios.

Cuando todas las mediciones, comparaciones y cálculos se han realizado, algún elemento final de control deberáimplementar la estrategia seleccionada por el controlador.

En general los lazos de control se dividen en dos tipos:

a) Lazos de control abiertob) Lazos de control cerrado

2.1.1. LAZOS DE CONTROL ABIERTO.

En este tipo de lazos, la interconexión de los instrumentos para el control del proceso, es interrumpida, de talforma que la información de la variable de proceso, no es retroalimentada al controlador, por tal motivo no existecontrol directo sobre la variable.

En estos lazos, no es necesario por lo tanto que exista un controlador, y de existir, el control se posicionará enoperación manual.

Debido a lo anteriormente descrito, es necesario que los operadores, estén pendientes de cualquier disturbio queocurra en el proceso para poder intervenir con oportunidad y directamente sobre la variable de proceso que seestá controlando.

Puede decirse entonces que el operador manipula directamente la variable de proceso, a través del elemento finalde control.

Es aquel sistema en que solo actúa el proceso sobre la señal de entrada y da como resultado una señal de salidaindependiente a la señal de entrada, pero basada en la primera. Esto significa que no hay retroalimentación haciael controlador para que éste pueda ajustar la acción de control. Es decir, la señal de salida no se convierte en señalde entrada para el controlador, por tal motivo no existe control directo sobre la variable.

Estos sistemas se caracterizan por:

Ser sencillos y de fácil concepto.

Nada asegura su estabilidad ante una perturbación.

La medición de la salida no es retroalimentada continuamente a la entrada.

Ser afectado por las perturbaciones. Éstas pueden ser tangibles o intangibles.

La precisión depende de la previa calibración del sistema.


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Bajo costo y poco mantenimiento

Debido a lo anteriormente descrito, es necesario que los operadores, estén pendientes de cualquier disturbio queocurra en el proceso para poder intervenir con oportunidad y directamente sobre la variable de proceso que seestá controlando. Puede decirse entonces que el operador manipula directamente la variable de proceso, a travésdel elemento final de control.

Las partes fundamentales de este tipo de lazos son:

a) Elemento primariob) Transmisor (también llamado elemento secundario)c) Receptor (indicador, alarma, registrador, etc.)d) Operadore) Elemento final de controlf) Proceso

DESVENTAJASSe pueden observar ciertas desventajas al utilizar este tipo de lazos de control:

a) El control depende del operador, lo cual constituye ciertos riesgos, ya que está obligado amanipular equipos que en determinado momento pueden estar calientes, pueden tener fugaspeligrosas, etc.

b) La medición de la salida no es retroalimentada continuamente a la entrada.

VENTAJASEstos lazos de control se utilizan cuando tenemos aplicaciones sencillas en las cuales no se requiere un manejoriguroso de la variable y dentro de las pocas ventajas que se les pueden encontrar podemos indicar las siguientes:

a) Bajo costob) Poco mantenimiento

DIAGRAMA DE BLOQUES PARA UN LAZO DE CONTROL ABIERTO

ELEMENTO FINAL DE CONTROL

MEDIOS DE CONTROL

PROCESO VARIABLE

CONTROLADA

DISTURBIO

ENTRADA

VARIABLE

MANIPULADA


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La forma gráfica de representar un lazo de control abierto en un DTI es la siguiente:

Un ejemplo de un lazo abierto puede ser el amplificador de sonido de un equipo de música. Cuando nosotros

variamos el potenciómetro de volumen, varia la cantidad de potencia que entrega el altavoz, pero el sistema no

sabe si se ha producido la variación que deseamos o no.

2.1.2. LAZOS DE CONTROL CERRADO.

En este tipo de lazos, la interconexión de los componentes para el control del proceso es tal que la información conrespecto a la variable de proceso es continuamente retroalimentada al controlador para compararla con el puntode ajuste y proveer así correcciones continuas y automáticas a la variable de proceso por medio del elemento finalde control. Este tipo de lazos también son conocidos como retroalimentados o pre alimentados.

Realimentación: Es la propiedad de una sistema de lazo cerrado que permite que la salida (o cualquier otra variable controlada delsistema) sea comparada con la entrada al sistema de manera tal que se pueda establecer una acción de controlapropiada como función de la diferencia entre la entrada y la salida.

En este caso no es necesario que el operador esté al pendiente de los cambios que ocurren en el proceso, ya que elcontrolador por si mismo toma decisiones de lo que se debe hacer para mantener a la variable de proceso en elvalor deseado.

Puede decirse entonces que el operador no interviene absolutamente en el control después de que todos y cadauno de los instrumentos que son parte del lazo de control han sido instalados y calibrados para realizar cada unosus propias funciones. Son los sistemas en los que la acción de control está en función de la señal de salida. Los

FE

FT

FI

FV

FIGURA 2. REPRESENTACIÓN GRAFICA DE UN LAZO DE CONTROL ABIERTO


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sistemas de circuito cerrado usan la retroalimentación desde un resultado final para ajustar la acción de control enconsecuencia. El control en lazo cerrado es imprescindible cuando se da alguna de las siguientes circunstancias:

Cuando un proceso no es posible de regular por el hombre.

Una producción a gran escala que exige grandes instalaciones y el hombre no es capaz de manejar.

Vigilar un proceso es especialmente duro en algunos casos y requiere una atención que el hombre puede

perder fácilmente por cansancio o despiste, con los consiguientes riesgos que ello pueda ocasionar al

trabajador y al proceso.

Sus características son:

Ser complejos, pero amplios en cantidad de parámetros.

La medición de la salida es retroalimentada continuamente a la entrada.

Ser más estable a perturbaciones y variaciones internas.

No se pone en riesgo la vida de ningún operador

Reduce los riesgos en general

Permite actuar más rápida y oportunamente en condiciones de emergencia

El control puede estar centralizado en un solo cuarto de control

Las partes fundamentales de este tipo de lazos son:

a) Elemento primariob) Transmisor (también llamado elemento secundario)c) Controladord) Elemento final de controle) Proceso

DESVENTAJAS

Se pueden observar ciertas desventajas al utilizar este tipo de lazos de control:

a) Más caros que los lazos de control abiertob) Tiene más componentes que requieren mantenimiento

VENTAJASEstos lazos de control se utilizan cuando tenemos aplicaciones complejas en las cuales se requiere un manejoriguroso de la variable, dentro de la industria de procesos continuos. Las ventajas que se tienen con este tipo delazos son las siguientes:

a) Permiten el mantenimiento y regulación de las variables de proceso en condiciones más idóneasque las que el propio operador podría realizar, lo que representa una mejor calidad de losproductos finales

b) No se pone en riesgo la vida de ningún operador

c) Reduce los riesgos en generald) Permite actuar más rápida y oportunamente en condiciones de emergenciae) El control puede estar centralizado en un solo cuarto de controlf) La medición de la salida es retroalimentada continuamente a la entrada.


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La forma gráfica de representar un lazo de control cerrado en un DTI es la siguiente:

DIAGRAMA DE BLOQUES PARA UN LAZO DE CONTROL CERRADO

MEDIO DE

ELEMENTOPRIMARIO

PROCESO

-E ELEMENTO

SECUNDARIO

INDICADOR Y/O

REGISTRADOR

GENERADOR DEL

PUNTO DE AJUSTE

ELEMENTO FINAL DECONTROL

VARIABLE MANIPULADA

E

E

Y

+P

DISTURBIO

+ - X = P-E

FE

FT

FC

FV

REPRESENTACIÓN GRAFICA DE UN LAZO DE CONTROL CERRADO

SP


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2.2. FUNCION QUE REALIZAN LOS ELEMENTOS DE MEDICION

Los elementos de medición son considerados la base primordial para el control automático de los procesos uoperaciones.

2.2.1. ELEMENTOS PRIMARIOS.Los elementos de medición de acuerdo con su posición en el diagrama de bloques son los primeros en detectar omodificar a la variable de proceso y por eso son conocidos también como "elementos primarios de medición”.

Al decir que detectan o modifican a la variable de proceso, nos referimos a que son los primeros que utilizan otransforman la energía del medio que se está controlando, para producir un efecto que depende (es función) de lavariable controlada.

2.2.2. ELEMENTOS SECUNDARIOS. Los elementos secundarios de medición se encargan de recibir la señal proveniente de los elementos primarios y en

muchos casos las transforman para transmitirla como una señal eléctrica, neumática, hidráulica etc., dependiendodel tipo de instrumento que se este usando, por lo tanto a estos elementos se les conoce como "elementossecundarios de medición y transmisión o transmisores". La señal transmitida por estos elementos es enviada enforma tal que pueda ser perfectamente interpretada por el instrumento receptor el cual puede ser, un indicador,registrador o un controlador. Esta señal puede ser transmitida en forma simultánea a varios receptores.

2.2.3. CONTROLADOR.El controlador es un instrumento automático que recibe la información de la variable de proceso por medio deltransmisor, la compara con un valor de referencia (punto de ajuste o set-point), toma decisiones y envía una señalal elemento final de control, de tal manera que este mantenga a la variable en el valor deseado.

2.2.4. ELEMENTO FINAL DE CONTROL.Cuando se han realizado todas las mediciones, comparaciones y cálculos, algunos tipos de elementos finales decontrol, implementarán la estrategia seleccionada por el controlador. Por lo que su función es manipular la variablede proceso, dependiendo de las variaciones en la señal de salida del controlador.

El elemento final de control más comúnmente usado en el control de procesos industriales, es la válvula de control,la cual manipula un fluido en movimiento tal como gas, agua, vapor, etc. para compensar los disturbiosocasionados en el proceso y mantener la variable tan cerca como sea posible del deseado punto de ajuste.


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2.2.5. PROCESO.Es cualquier operación o secuencia de operaciones que involucran un cambio de energía, composición,dimensiones o cualquier otra propiedad que se pueda definir con respecto a una referencia. El término proceso seutiliza también en la aplicación a todas las variables que no sean señales de instrumentos.

3. PROBLEMÁTICA GENERAL DE LA MEDICIÓN

Cambios en las condiciones de operación Mala calibración de los instrumentos Mala instalación de los instrumentos Falta de mantenimiento en los sistemas de control Mala selección de equipo

Interferencia electromagnética en las señales de control Ruidos Limitaciones en el diseño Deterioro en los sistemas de medición Mala capacitación de los trabajadores

EJEMPLO DE LAZOS DE CONTROL EN UN PROCESO CONTINUO


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ERRORES EN LA MEDICIÓN, TRANSMISIÓN E INTERPRETACIÓN DE VALORES

Error en la medición.- En la medición de cualquier variable el propósito esencial es asignar un valorconsistente de una apropiada unidad de ingeniería y un número asociado el cual expresará la magnitud dela cantidad física a ser medida por ejemplo en la medición de la temperatura, la unidad que se escogepuede ser °F y el número asociado puede ser el 110; esto es 110 °F. La desviación entre el valor

establecido y el valor real de la cantidad constituye el error de la medición, por lo tanto el verdadero valorde una cantidad física medida no puede ser establecido con exactitud.

Error en la transmisión.- Estos se deben principalmente a la interferencia electromagnética, y al ruidosobre las señales de control.

Error de Interpretación de Valores.- Es provocada por una mala ubicación del operador con respecto alinstrumento, este tipo de error también es conocido como “error de paralelaje”. La posición correcta paraefectuar la lectura debe ser perpendicular a la escala del instrumento.

4. SEÑAL ANALÓGICA

SEÑAL: Es definida como cualquier cantidad física que varía en el tiempo y que lleva información, generalmenteacerca del estado o comportamiento de un sistema, como por ejemplo: radar, música, voz, sonar, etc.

PROCESAR UNA SEÑAL: Es la operación o transformación sobre la señal.

Una señal analógica es aquella función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo(representando un dato de información) en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmenteportadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero tambiénpueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas, etc. La magnitud tambiénpuede ser cualquier objeto medible como los beneficios o pérdidas de un negocio.

Se dice que una señal es analógica cuando las magnitudes de la misma se representan mediante variables

continuas, análogas (Relación de semejanza entre cosas distintas.) a las magnitudes que dan lugar a la generaciónde esta señal.

Referido a un aparato o a un instrumento de medida, decimos que es analógico cuando el resultado de la medidase representa mediante variables continuas, análogas a las magnitudes que estamos midiendo.

http://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1alhttp://es.wikipedia.org/wiki/Continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitudes_f%C3%ADsicashttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitudhttp://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml#HIPOTEShttp://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml#HIPOTEShttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitudhttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitudes_f%C3%ADsicashttp://es.wikipedia.org/wiki/Continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al


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Ejemplo de señal analógica.

4.1. Desventajas en términos electrónicos

Las señales de cualquier circuito o comunicación electrónica son susceptibles de ser variadas de forma no deseadade diversas maneras mediante el ruido, lo que ocurre siempre en mayor o menor medida. La gran desventajarespecto a las señales digitales, es que en las señales analógicas, cualquier variación en la información es de difícilrecuperación, y esta pérdida afecta en gran medida al correcto funcionamiento y rendimiento del dispositivoanalógico. Por otra parte, la información analógica goza de una gran ventaja, la cual radica en la capacidad

expresiva de la señal analógica, que difícilmente puede ser igualada por señales digitales, a no ser a cambio de unsignificativo y a veces, ingente aumento de capacidad de procesamiento necesarios para cubrir, por ejemplo, losmatices emocionales, de entonación, etc.

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Se%C3%B1ales_de_cualquier&action=edithttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruido_%28f%C3%ADsica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al_digitalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al_digitalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruido_%28f%C3%ADsica%29http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Se%C3%B1ales_de_cualquier&action=edit


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Un ejemplo de sistema electrónico analógico es el altavoz, que se emplea para amplificar el sonido de forma queéste sea oído por una gran audiencia. Las ondas de sonido que son analógicas en su origen, son capturadas por unmicrófono y convertidas en una pequeña variación analógica de tensión denominada señal de audio. Esta tensiónvaría de manera continua a medida que cambia el volumen y la frecuencia del sonido y se aplica a la entrada de unamplificador lineal. La salida del amplificador, que es la tensión de entrada amplificada, se introduce en el altavoz.

Éste convierte, de nuevo, la señal de audio amplificada en ondas sonoras con un volumen mucho mayor que elsonido original captado por el micrófono.

SEÑAL DIGITAL:

Una señal digital corresponde a magnitudes físicas limitadas a tomar sólo unos determinados valores discretos. Porejemplo: 0 (señal de resistencia eléctrica, muy pequeña), ó 1(señal de resistencia eléctrica, muy grande). Lascomputadoras digitales utilizan la lógica de dos estados: la corriente pasa o no pasa por los componenteselectrónicos de la computadora. La palabra digital proviene de la misma fuente que la palabra digito: La palabra en latín para "dedo" (contar con losdedos), por el uso para contar en valores discretos y no continuos como en los sistemas analógicos.

La electrónica digital considera valores discretos de tensión, corriente o cualquier otra medida; esto es valores

concretos determinados, mientras que la electrónica analógica considera y trabaja con valores continuos de estasvariables; pudiendo tomar infinitos valores (teóricamente al menos).

DIGITAL VS. ANALÓGICO:

Ruido Digital:

Cuándo los datos son transmitidos usando métodos analógicos, una cierta cantidad de "ruido" entra dentro de laseñal. Esto puede tener diferentes causas: datos transmitidos por radio pueden tener una mala recepción, sufririnterferencias de otras fuentes de radio, o levantar ruidos de fondo del resto del universo. Pulsos eléctricos que sonenviados por cableados pueden ser atenuados por la resistencia de los mismos, y dispersados por su capacitancia, yvariaciones de temperatura pueden acrecentar o disminuir estos efectos. Cualquier variación puede proveer unagran cantidad de distorsión en una señal analógica. En el caso de las señales digitales, aún las pequeñas variaciones

en la señal pueden ser ignoradas de forma segura. En una señal digital, estas variaciones, se pueden sobreponer,pues, cualquier señal cercana a un valor particular será interpretada como ese valor.

Facilidades en la lectura:En la lectura humana de la información, los métodos digitales y analógicos resultan ambos de gran utilidad. Si loque se requiere es una impresión instantánea de resultados, los medidores analógicos usualmente ofrecen lainformación de una manera rápida, cuando lo que se requiere es exactitud los digitales son los preferidos. Leermedidores analógicos requiere tiempo y un poco de experiencia en el campo, esto comparado con que escribir unvalor en un display digital es limitarse a copiar los números. En los casos en que la exactitud y la rapidez sonrequeridas por igual, los displays duales son la mejor opción.

De Análogo a Digital

Las aplicaciones clásicas de los DSP's trabajan señales del mundo real, tales como sonido y ondas de radio que seoriginan en forma análoga. Como se sabe, una señal análoga es continua en el tiempo; cambia suavemente desdeun estado a otro. Los computadores digitales, por otro lado, manejan la información discontinuamente, como unaserie de números binarios, por lo que se hace necesario como primera etapa en la mayoría de los sistemas basadosen DSP's transformar las señales análogas en digitales. Esta transformación la hacen los Conversores Análogo – Digital (ADC, en inglés ).

Una vez terminada la etapa de conversión análoga – digital, los datos son entregados al DSP el cual está ahora encondiciones de procesarla. Eventualmente el DSP deberá devolver los datos ya procesados para lo cual es necesaria

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistemahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sonidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sonidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Audiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Frecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sonidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Linealhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/computadoras/computadoras.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/computadoras/computadoras.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica_digitalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica_digitalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica_digitalhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/contamacus/contamacus.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/radio/radio.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/formulac/formulac.shtml#FUNChttp://www.monografias.com/trabajos7/creun/creun.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/textos-escrit/textos-escrit.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/sisinf/sisinf.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/costo/costo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/manual-ingles/manual-ingles.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/manual-ingles/manual-ingles.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/manual-ingles/manual-ingles.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/costo/costo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/sisinf/sisinf.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/textos-escrit/textos-escrit.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/creun/creun.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/formulac/formulac.shtml#FUNChttp://www.monografias.com/trabajos13/radio/radio.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/contamacus/contamacus.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica_digitalhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/computadoras/computadoras.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/computadoras/computadoras.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Linealhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sonidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Frecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Audiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sonidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sonidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema


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una etapa final que transforme el formato digital a análogo. Por ejemplo, una señal de audio puede ser adquirida(ADC) y filtrada para eliminar en gran medida ruido, crujidos de estática, amplificar ciertas frecuencias de interés, eliminar otras, etc. Luego de esto, la información puede ser devuelta a través de una conversión digital – análoga(DAC).

¿Qué es Procesamiento Digital de Señales?

Es una técnica que convierte señales de fuentes del mundo real (usualmente en forma analógica), en datos digitalesque luego pueden ser analizados. Este análisis es realizado en forma digital pues una vez que una señal ha sidoreducida a valores numéricos discretos, sus componentes pueden ser aislados, analizados y reordenados másfácilmente que en su primitiva forma analógica.

PROCESAMIENTO DIGITAL DE SEÑAL (DSP ) es una operación o transformación de una señal en un hardware digitalsegún reglas bien definidas las cuales son introducidas al hardware a través de un software específico que puede ono manejar lenguajes tanto de alto como de bajo nivel.

En estricto rigor, digital signal processing se refiere al procesamiento electrónico de señales tales como sonido,radio y microondas usando técnicas matemáticas para realizar transformaciones o extraer información. En lapráctica, las características que hacen a los DSP's tan buenos en el manejo de señales los hacen adecuados paramuchos otros propósitos, tales como procesamiento de gráficos de alta calidad y simulaciones en ingeniería.

Eventualmente cuándo el DSP ha terminado su trabajo, los datos digitales pueden volverse atrás como señalesanalógicas, con calidad mejorada. Por ejemplo: un DSP puede filtrar ruido de una señal, remover interferencias,amplificar y/o suprimir frecuencias, encriptar información, ó analizar una corriente compleja en sus componentesesenciales.

http://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/tain/tain.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/comsat/comsat.shtml#DISPOSIThttp://www.monografias.com/Matematicas/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/estadi/estadi.shtml#METODOShttp://www.monografias.com/trabajos11/conge/conge.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/historiaingenieria/historiaingenieria.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/historiaingenieria/historiaingenieria.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/conge/conge.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/estadi/estadi.shtml#METODOShttp://www.monografias.com/Matematicas/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/comsat/comsat.shtml#DISPOSIThttp://www.monografias.com/trabajos7/tain/tain.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtml


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5. CODIGO DE IDENTIFICACIÓN DE INSTRUMENTOSPara designar y representar los instrumentos de medición y control por medio de simbología se emplean normasque pueden variar dependiendo de cada industria entre las más importantes se encuentran la ISA (InstrumentSociety of America) de la Sociedad de Instrumentos de Estados Unidos y la DIN alemana, cuyas normas tienen porobjeto establecer sistemas de designación (código y símbolos) de aplicación a las industrias químicas,petroquímicas, farmacéuticas, de alimentos, aire acondicionado, etc.

Ya que varias industrias tienen su propia simbología, hay que señalar que estas normas no son de uso obligatoriosino que constituyen una recomendación a seguir en la identificación de los instrumentos en la industria, La queusaremos durante el curso es la norma: ANSI/ISA-S5.1-1984(R 1992)

A. Cada instrumento debe identificarse con un código alfanumérico que contenga el número deidentificación del lazo como por ejemplo: FIT- 150

FIT 150 -Identificación funcional del instrumento

150 -Número del lazo

FIT -Identificación funcional

F -Primera letra

IT -Letras sucesivas

B. El número de letras funcionales para un instrumento debe ser mínimo, no excediendo de cuatro.

C. La numeración del lazo puede ser paralela o serie. La numeración paralela inicia una secuencia numéricapara cada nueva primera letra (PIC-200, FRC-200, LIC-200, AI-200 , etc.). La numeración serie identifica ellazo de instrumentos de un proyecto o secciones de un proyecto con una secuencia única de números, sintener en cuenta la primera letra del lazo ( TIC-100, FRC-101, LIC-102, AI-103, etc.). La secuencia puedeempezar con el número 1 o cualquier otro número conveniente, tal como 001, 3010, 1201 y puedeincorporar información codificada tal como área de planta; sin embargo, se recomienda simplicidad.

D. Si un lazo dado tiene más de un instrumento con la misma identificación funcional, es preferible añadir unsufijo, ejemplo FV-2A, FV-2B, FV-2C, etc., o TE-25-1, TE-25-2, TE-25-3, etc. Estos sufijos pueden añadirseobedeciendo a las siguientes reglas:

Deben emplearse letras mayúsculas, A, B, C, etc. En un instrumento tal como un registrador de temperatura multipunto que imprime números

para identificación de los puntos, los elementos primarios pueden numerarse TE-25-1, TE-25-2,TE-25-3, etc.

Las subdivisiones interiores de un lazo pueden designarse por sufijos formados por letras ynúmeros.

E. Un instrumento que realiza dos o más funciones puede designarse por todas sus funciones. Por ejemplo,un registrador de caudal FR-2 con pluma de presión PR-4 puede designarse FR-2/PR-4. Un registrador de

presión de dos plumas como PR-7/8; y una ventanilla de alarma para temperatura alta y baja como TAH/L-21.

F. Los accesorios para instrumentos tales como rotámetros de purga, filtros manorreductores y potes desello que no están representados explícitamente en un diagrama de flujo, pero que necesitan unaidentificación para otros usos, deben tenerla de acuerdo con su función y deben emplear el mismonúmero del lazo que el del instrumento asociado. Alternativamente, los accesorios pueden emplear elmismo número de identificación que el de sus instrumentos asociados, pero con palabras aclaratorias por


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ejemplo. Un rotámetro regulador de purga asociado con un manómetro PI-8 puede identificarse como PI-8PURGA.

CODIGO DE IDENTIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS

PRIMERA LETRA LETRAS SUCESIVASVARIABLEMEDIDA

LETRAMODIFICADORA

LECTURA PASIVA FUNCION DE SALIDA LETRAMODIFICADORA

A Análisis ( 1 ) Alarma

B QuemadorCombustión

Libre ( 2 ) Libre ( 2 ) Libre ( 2 )

C Libre ( 2 ) Control

D Libre ( 2 ) Diferencial (3)

E Voltaje Sensor ó Elementoprimario

F Caudal Relación ( 3 )

G Libre ( 2 ) Vidrio, dispositivo

para ver ( 4 )H Manual Alto ( 5 )

I Corriente(eléctrica)

Indicación ( 6 )

J Potencia Exploración (7)

K Tiempo Variación detiempo ( 8 )

Estación de control

L Nivel Luz ( 9 ) Bajo ( 5 )

M Libre ( 2 ) Momentáneo(3)

Medio, Intermedio( 5 )

N Libre ( 2 ) Libre ( 2 ) Libre ( 2 ) Libre ( 2 )

O Libre ( 2 ) Orificio, Restricción

P Presión, Vacio Punto (Ensayo),Conexión

Q Cantidad Integrar, Totalizar (3 )

R Radiación Registro ( 10 )Regulación

S Velocidad,Frecuencia

Seguridad (11) Interruptor (12)

T Temperatura Transmisor (13)

U Multivariable(14)

Multifunción (14) Multifunción (14) Multifunción (14)

V Vibración Válvula, Regulador(12 )

W Peso, Fuerza Vaina, Sonda,Termopozo

X Sin clasificar (15) Eje X Sin clasificar (15) Sin clasificar (15) Sin clasificar (15)

Y Evento, Estado opresencia (16)

Eje Y Relé, Cálculo,Convertidor (12,17)

Z Posición,Dimensión

Eje Z Motor, Actuador,Elemento final decontrol.


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NOTAS EXPLICATIVAS:1. La letra A para análisis abarca todos los análisis no indicados por una letra "libre". Es conveniente definir el

tipo de análisis al lado del símbolo.2. Para cubrir las designaciones no normalizadas que pueden emplearse repetidamente en un proyecto se

han previsto letras libres. Estas letras pueden tener un significado como primera letra y otro como letrasucesiva. Por ejemplo, la letra N puede representar como primera letra el "módulo de elasticidad" y comosucesiva un "osciloscopio".

3. Cualquier primera letra, utilizada con las letras de modificación D (diferencial), F (relación), M(momentáneo), K (variación de tiempo) o Q (integración o totalización) o cualquier combinación de lasmismas tiene por objeto representar una nueva variable medida. Por ejemplo, los instrumentos PDI y PI indican dos variables distintas, la presión diferencial y la presión.

4. La letra de función pasiva G se aplica a los instrumentos que proporcionan una visión directa no calibradadel proceso, por ejemplo, niveles visuales y monitores de televisión.

5. Los términos: alto, bajo y medio o intermedio, deben corresponder a valores de la variable medida, no alos de la señal a menos que se indique de otro modo. Por ejemplo, una alarma de nivel alto derivada deuna señal de un transmisor de nivel de acción inversa debe designarse LAH, incluso aunque la alarma seaactuada cuando la señal cae a un valor bajo.

6. El término indicación se refiere a la lectura de una medida real analógica o digital de proceso. En el caso deun ajuste manual puede emplearse para la indicación del dial o del ajuste, por ejemplo, el valor de lavariable de iniciación.

7. El empleo de los términos de modificaciones: alto, bajo, medio o intermedio y exploración, es opcional.8. La letra de modificación K en combinación con una primera letra tal como L, T, W significa una variación en

el tiempo de la variable medida o iniciadora. Por ejemplo, la variable WKIC puede representar uncontrolador de variación de pérdida de peso.

9. Una luz piloto que es parte de un bucle de control debe designarse por una primera letra seguida de laletra sucesiva L. Por ejemplo, una luz piloto que indica un período de tiempo terminado se designará KQL.Si se desea identificar una luz piloto fuera del bucle de control, la luz piloto puede designarse en la mismaforma. Por ejemplo, una luz piloto de marcha de un motor eléctrico puede identificarse EL, suponiendoque la variable medida adecuada es la tensión, o bien YL suponiendo que se vigila el estado de la

operación. La letra sin clasificar X debe usarse sólo para aplicaciones con límites definidos. La designación XL no debe usarse para luces piloto de motores, siendo factible usar las letras, M, N o O para la luz pilotode un motor cuando el significado está previamente definido. Si se usa M debe quedar claro que la letrano representa la palabra motor, sino que pertenece a un estado de monitorización.

10. La palabra registro se aplica a cualquier forma de almacenamiento de información que permite surecuperación por otros sistemas.

11. El término seguridad, debe aplicarse sólo a elementos primarios y a elementos finales de control queprotejan contra condiciones de emergencia (peligrosas para el personal o el equipo). Por este motivo, unaválvula autorreguladora de presión que regula la presión de salida de un sistema, mediante el alivio oescape de fluido al exterior, debe ser PCV, pero si esta misma válvula se emplea contra condiciones deemergencia, se designa PSV. La designación PSV se aplica a todas las válvulas proyectadas para protegercontra condiciones de emergencia de presión sin tener en cuenta si las características de la válvula y laforma de trabajo la colocan en la categoría de válvula de seguridad, válvula de alivio o válvula de seguridad

de alivio. Un disco de ruptura se designa PSE. 12. Un aparato que conecta, desconecta o transfiere uno o más circuitos, puede ser un interruptor, un relé, un

controlador todo-nada, o una válvula de control, dependiendo de la aplicación.13. El término "transmisor" se aplica a un instrumento que capta una señal de proceso a través de un sensor y

la transmite de acuerdo con una función predeterminada de la variable de proceso, en una forma de señalde salida de instrumentos (neumática, electrónica o digital), mientras que un convertidor la recibe en unaforma de señal de instrumentos y la convierte a otra forma de señal de instrumentos (por ejemplo, recibe0,2 a 1 bar y la pasa a 4-20 mA c.c.).


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14. El empleo de la letra U como "multivariable" y "multifunción" en lugar de una combinación de otras letras,es opcional.

15. La letra sin clasificar X puede emplearse en las designaciones no indicadas que se utilicen sólo una vez o unnúmero limitado de veces. Se recomienda que su significado figure en el exterior del círculo deidentificación del instrumento. Ejemplo: XR-2 puede ser un registrador de presión y XX-4 un osciloscopiode tensión.

16. La primera letra Y se usa para la monitorización de respuestas ligadas a eventos en lugar de estar ligadas altiempo o a la programación de tiempo. La letra Y también puede significar presencia o estado.17. Se supone que las funciones asociadas con el uso de la letra sucesiva Y se definirán en el exterior del

símbolo del instrumento cuando sea conveniente hacerlo así.18. La forma gramatical de los significados de las letras sucesivas puede modificarse según se requiera. Por

ejemplo, "indicar" puede aplicarse como "indicador" o "indicación", "transmitir" como "transmisor" o"transmitiendo", etc.

19. La primera letra V, "vibración o análisis mecánico", se reserva para monitorización de maquinaria más quela letra A, que está reservada para un análisis más general.

20. La letra sucesiva K es una opción del usuario (letra libre) para designar una estación de control, mientrasque la letra sucesiva C se emplea para describir controladores manuales o automáticos.

NOTA:

Las siguientes abreviaturas son sugeridas para representar los diferentes tipos de alimentación o bien de purga defluidos.

Es opcional usar IA- aire de instrumentosAS = suministro de aire PA – aire de planta

IG – gas de instrumentosES = suministro eléctricoGS = suministro de gasHS = suministro hidráulicoNS = suministro de nitrógenoSS = suministro de vaporWS = suministro de agua

SÍMBOLOS Y LÍNEAS EMPLEADAS EN INSTRUMENTACIÓN

Conexión a proceso

Señal indefinida

Señal neumática

Señal eléctrica ó

Señal hidráulica

Tubo capilar

Señal electromagnética o señal sonica guiada

Señal electromagnética o señal sonica no guiada

Enlace software o enlace de datosEnlace mecánico

Símbolos opcionales binarios ( on – off)

Señal neumática

Señal eléctrica ó


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SÍMBOLOS Y LÍNEAS EMPLEADAS EN INSTRUMENTACIÓN

Ubicación primaria,normalmente

accesible al operador

Montaje en campo Ubicación auxiliar,normalmente

accesible al operador

Ubicaciónnormalmenteinaccesible al

operador

Instrumentosdiscretos

Controlcompartido,visualizacióncompartida

Función decomputadora

Controlador lógicoprogramable (PLC)

EJEMPLO:

APLICACIÓN DE LA SIMBOLOGÍA EN UN PROCESO SIMPLE


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6. SISTEMAS DE TRANSMISIÓN

Con el paso del tiempo, el hombre se dio cuenta de que en la industria se debería ofrecer un mayor grado deseguridad tanto para su personal, como para sus instalaciones, es por ello que consideró que el tiempo derespuesta en sus sistemas de control debería ser mejorado, además de que sería más cómodo y seguro controlardesde un punto central los procesos de las diferentes áreas, ya que esto redundaría en una disminución de loscostos de operación.

Es por ello que se implementaron los sistemas de transmisión de señales los cuales le trajeron al hombre lassiguientes ventajas:

1. Disminuir al máximo los riesgos dentro de sus instalaciones2. Reducción en los costos de operación3. Reducción en las primas de los seguros4. Mejorar el tiempo de respuesta en el control5. Poder controlar y supervisar desde instalaciones remotas una o más unidades de proceso sin importar que

tan grandes o pequeñas sean éstas.6. Aumentar la exactitud de la medición y el control aumentando por consiguiente la calidad de los

productos

Los sistemas de transmisión de señal más usados y conocidos son los siguientes:

1. Neumático2. Eléctrico/Electrónico3. Hidráulico/Fluídico4. Óptico

El sistema de transmisión neumático, es uno de los más antiguos, a pesar de su antigüedad, no ha podido ser


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sustituido del todo por los más modernos sistemas de transmisión de señales. Se le aplica tanto en instalacionesexistentes, como en instalaciones nuevas. El rango más estándar de señal neumática conocido el de 3 – 15 lb/in

2

(PSIG).

Para que los instrumentos puedan generar este tipo de señal neumática, es necesario que cuentes con una fuentede alimentación del mismo tipo. La mayoría de los instrumentos están limitados a recibir como suministro

neumático 20 PSIG.

El suministro neumático puede ser con diferentes tipos de fluido, entre los más usados están:

a) Aireb) Gas (pudiendo ser el mismo gas del proceso)

A manera de ejemplo ilustrativo mencionaremos el aire como fluido neumático. El Aire utilizado para el suministroy transmisión de la señal neumática, debe ser:

a) Limpio

b) Casi sin humedadc) Sin aceites

Para cumplir con la calidad antes mencionada, el aire debe pasar por un cierto proceso que describiremos acontinuación:

7. SISTEMAS DE SUMINISTRO DE AIRE

Estas recomendaciones prácticas están basadas en el conocimiento acumulado y experiencia de ingenieros en laindustria del petróleo. Su propósito es ayudar en la instalación de los más usados instrumentos de medición,control, y analíticos; sistemas de transmisión y accesorios relativos a alcanzar la seguridad, continuidad, exactitud yoperación eficiente con el mínimo mantenimiento.

Aunque la información contenida en esta publicación ha sido preparada originalmente para usarse en la refineríadel petróleo, mucho de esto aplicaba sin cambios a la industria química, plantas de gasolina, e instalacionessimilares.

Afortunadamente la instrumentación depende de los arreglos elaborados, los cuales incorporan sistemas simples yaccesorios que satisfarán requerimientos específicos. Suficientes programas, dibujos, esquemas y otros datosdeberán ser suministrados al constructor para instalar los equipos en la manera deseada. Varias normas y códigosen la industria, así como leyes y reglas deberán ser seguidas donde aplique.

Para máxima seguridad del personal de planta, los sistemas de transmisión son empleados para evitar que laslíneas que manejan hidrocarburos, ácidos y otros materiales peligrosos y tóxicos lleguen hasta el cuarto de control.

La adecuada instalación es esencial para alcanzar la capacidad máxima de los instrumentos o sistemas detransmisión.

Cuando se instala un instrumento, varios componentes deberán quedar accesibles al operador para un adecuadomantenimiento, y algunos de estos elementos deberán ser instalados a una altura adecuada para poder leerse.Placas de orificio, válvulas de control, transmisores, termocoples, indicadores de nivel, y controles locales, así comopuntos de análisis de muestras (tomas de muestra) generalmente deberán quedar instalados de tal forma quepermitan una buena lectura, accesibles desde el piso, desde plataformas fijas, o escaleras permanentes.


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7.1. ALCANCE

En esta sección se dan algunas recomendadas prácticas para la instalación de sistemas de aire de instrumentos.

7.2. GENERAL

Para una operación adecuada de los instrumentos, el aire de instrumentos deberá ser libre de aceite y suciedad,suficientemente seco para prevenir condensación de agua, y su presión deberá ser como mínimo preferentemente100 lb/in

2. Algunas plantas existentes, pueden operar con sistemas de suministro de aire tan bajos como 50 lb/in

2.

Las plantas modernas son diseñadas con “Sistemas centrales de suministro de aire”.

7.2.1. COMPRESORESLos compresores en los sistemas de aire de instrumentos pueden ser: reciprocantes, rotatorios o centrífugos,dependiendo del tamaño economía y la preferencia del usuario final. Los compresores que no usan aceite en suspartes expuestas con el aire que se comprime son recomendados. Los compresores deberán ser capaces de operaren forma continua y deberán ser dimensionados para al menos 150% del requerimiento total de aire deinstrumentos estimado.

El sistema de control para los compresores de aire de instrumentos generalmente es proporcionado por elfabricante de los compresores. Varios tipos de sistemas son disponibles. Los compresores reciprocantes yrotatorios son disponibles con arranque y paro automático, velocidad constante y combinación en sus sistemas decontrol. Los compresores centrífugos son disponibles con cualquier sistema de control, tipo modulante o tipogabinete cerrado. El tipo de sistema que se escoja depende de la selección del vendedor y preferencias del usuario.La calidad del equipo e instalación de los instrumentos suministrados deberá corresponder con el resto de lainstrumentación instalada en la planta.

7.3.

SISTEMAS DE RESPALDO DE AIRE DE INSTRUMENTOSPara confiabilidad, un compresor con una fuente de alimentación diferente deberá ser provisto para suministraraire en el evento de falla del compresor principal. Si el suministro normal de aire, trabaja por medio de undispositivo eléctrico (motor), un generador de vapor deberá ser considerado para usarse con la unidad de respaldo.Cuando un compresor de respaldo es suministrado, el equipo deberá arrancar automáticamente cuando la presiónde salida del secador falla por debajo del valor deseado.

7.3.1. POSTENFRIADOR DEL COMPRESOREl compresor deberá tener un postenfriador para remover el calor de la compresión. El postenfriador podrá serenfriado por aire o enfriado por agua y deberá incluir un separador de agua para recolectar los condensados. Unaalarma por temperatura u otro dispositivo de perdida en la indicación del enfriamiento es deseable que seaincluido.

7.3.2. PRECAUSIONESUn compresor que contaminará las líneas de aire con aceite no deberá ser usado temporalmente, aún bajocondiciones de emergencia como construcción, arranque de planta. Una vez que el aire ha sido contaminado, éstecontinuará contaminando el aire limpio. Es esencial que un buen filtro sea suministrado para remover los finos; yaque de otra forma, el daño a los instrumentos será inevitable.La entrada del aire deberá ser localizada de tal forma que se evite recibir aire contaminado. Asegurándose que seevite la localización de la entrada de aire cerca de venteos. Se deberán suministrar filtros a la entrada del aire deacuerdo con las recomendaciones del fabricante de los compresores.


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7.3.3. INSTALACIONES DE TRATAMIENTOEl aire comprimido pasará por un postenfriador y un separador para remover mayor cantidad de agua. El airedeberá secarse hasta un punto de rocío (medido a la presión de flujo) de al menos 18 °F (10 °C) debajo de la másbaja temperatura ambiente conocida.

Un prefiltro de aceite tipo adsorbente para remover cualquier remanente es recomendado para todas lasinstalaciones. Si se requiere de mayor liberación de aceite se usará un filtro tipo coalescente. Las secadorasdeberán ser provistas con un postfiltro para prevenir la suciedad fina proveniente de la entrada del sistema decompresión. Asimismo un filtro regulador deberá ser utilizado en la llegada de aire al instrumento.

7.4. CAPACIDAD

La capacidad de un sistema de aire de instrumentos deberá ser basado en el consumo total de los instrumentos(carga) conectados, asumiendo que los instrumentos operarán simultáneamente. Donde no se tenga el valor exactodel consumo del instrumento, se deberá considerar que éste es de 1.0 pie cúbico por minuto (7 X 10

-4 metros

cúbicos por segundo). Al menos 10% extra de capacidad deberá proveerse para instrumentos misceláneos oinstrumentos que serán instalados a futuro y fugas en el sistema de distribución. Los requerimientos a futuro

deberán ser estimados lo más cerca posible como lo permita la información disponible.

El aire de instrumentos deberá ser utilizado exclusivamente para instrumentos. Otros usos como la operación deherramientas neumáticas, aire limpio o purgas podrían fácilmente despresurizar un cabezal y causar alteracionesen muchos sistemas de control.

7.4.1. RECEPTOR DE AIREReceptores de aire deberán ser incluidos en el sistema de aire de instrumentos para regular las fluctuaciones depresión en el sistema y suministrar aire por un determinado tiempo en el evento de una falla en el compresor. Elreceptor también funcionará como un tanque eliminador de agua para prevenir la entrada de líquido al secador. Eltanque receptor deberá ser diseñado de tal forma que garantice un adecuado tiempo de respaldo que permita unordenado paro de emergencia.

7.4.2. SECADOR DE AIREEl secador deberá ser tipo adsorbente y deberá usar sílica gel, alumina activa o un equivalente para remover elvapor de agua. La regeneración del secador tipo desecante puede requerir calentamiento eléctrico (trazaseléctricas) o de vapor o puede ser sin calor, dependiendo de la disponibilidad de las instalaciones o de laspreferencias del usuario.

La mayoría de los sistemas de secado son diseñados para regeneración automática utilizando un ciclo de 8 horas,como sea la regeneración puede ser basada en el punto de rocío del aire seco donde la regeneración empiezacuando el punto de rocío alcanza el mismo punto de ajuste. Cuando la regeneración automática es suministrada,válvulas de cambio (swtcheo) que no interrumpirán el flujo de aire aún si la regeneración se detiene en algunaposición intermedia. La regeneración normalmente ocurre a presión de la línea o atmosférica. Si la regeneración selleva a cabo a la presión atmosférica, se deberán tomar previsiones para presurizar ambos secadores antes de

cambiar (switcheover) de tal forma que se prevenga pérdida de la presión del aire de instrumentos aún para uncorto periodo de tiempo. El tiempo del ciclo para la regeneración en caliente de secadores deberá permitir elenfriamiento de la torre regeneradora antes del cambio (switchover).

Los secadores tipo refrigerante deberán ser considerados donde existan ligeras temperaturas ambientes. Este tipode secadores alcanzarán un punto de rocío alrededor de los + 35 °F (+ 2 °C) a 100 lb/in

2 (700 kilopascales) como

presión de operación o – 10 °F (- 23 °C) a 1 atmósfera.

Cuando se tengan vapores de aceite, se deberá usar un prefiltro tipo adsorbente en todas las instalaciones de


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secadoras y secadores tipo desecante deberán tener un postfiltro de 5 micrones para remover los finos. El prefiltro,secador y postfiltro deberán ser provistos cada uno con válvulas de bloqueo y baypass para facilitar su servicio(mantenimiento).

7.4.3. CAIDA DE PRESION PERMISIBLELa caída de presión a través del entero sistema de secado y limpieza (que consiste de postfiltro, separador de agua,

receptor, prefiltro, secador de aire y postfiltro) no deberá exceder 10 lb/in2

(70 kilopascales).

7.5. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN

7.5.1. DIMENSIONAMIENTO DE LINEASLas líneas en los sistemas de distribución deberán ser dimensionadas de tal forma que la máxima caída de presiónentre la salida del secador y el consumidor más remoto no exceda de 5 lb/in

2 (35 kilopascales), cuando todos los

consumidores (instrumentos, sistemas de control, etc.) tomen aire a su máximo consumo. Un mínimo tamaño detubería de ½” NPS deberá ser usado para tomas a consumidores individuales, excepto donde muchos instrumentos

estén en una proximidad tan cercana y estén conectados a un cabezal (tal como un tablero de control o cuando uncabezal esté localizado en una caja de conexiones). En este caso una tubería de tubing de cobre de tamaño

pequeño como ¼” o 3/8” de diámetro exterior (OD) puede ser usada.

7.5.2. TUBERÍAS PARA SUMINISTRO DE INSTRUMENTOSLos cabezales para aire de instrumentos preferiblemente deberán ser construidos de acero galvanizado o tuberíade acero inoxidable pared delgada. Los cabezales en sus extremos deberás ser equipado con tapones o válvulaspara permitir expansiones futuras del sistema. Todas las tomas deberán ser por la parte superior del cabezal yaproximadamente 20% de conexiones de reserva deberán ser provistas.

La tubería galvanizada no es recomendable para ser instalada al final del filtro de aire del instrumento. Cobre, ac.Inoxidable, aluminio y plástico, son aceptables en este servicio.

En instalaciones donde un número de instrumentos neumáticos son agrupados juntos, esto probablemente deberá

ser más económico para usar una estación maestra con filtro dual y reguladores para confiabilidad.

7.5.3. SISTEMAS UTILIZANDO EL AIRE DE PLANTAEl controlador on-off PIC-1 que arranca el compresor de respaldo de aire cuando la presión del aire falla a unmínimo valor predeterminado. La válvula de control PV-1 montada sobre la línea de vapor abre cuando la presiónsobre el diafragma disminuye. La presión del sistema es controlada por la válvula de descarga.

7.5.4. VÁLVULAS DE CONTROLLa válvula de control automática instalada en la línea de vapor del compresor de repuesto deberá ser dimensionaday diseñada para abrir cuando una falla ocurra. También una válvula de by-pass tipo globo deberá ser utilizada paramantener tibio el sistema de arranque del compresor. La válvula de control automática instalada sobre la línea deaire de planta deberá ser dimensionada y diseñada para cerrar cuando ocurra una falla.


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8. SUMINISTRO ELECTRICO PARA EQUIPOS E INSTRUMENTOS

Para máxima seguridad del personal de planta, los sistemas de transmisión son empleados para evitar que laslíneas que manejan hidrocarburos, ácidos y otros materiales peligrosos y tóxicos lleguen hasta el cuarto de control.La adecuada instalación es esencial para alcanzar la capacidad máxima de los instrumentos o sistemas detransmisión.

Cuando se instala un instrumento, varios componentes deberán quedar accesibles al operador para un adecuadomantenimiento, y algunos de estos elementos deberán ser instalados a una altura adecuada para poder leerse.

Válvulas de control, transmisores, termocoples y controles locales generalmente deberán quedar instalados de talforma que permitan una buena lectura, accesibles desde el piso, desde plataformas fijas, o escaleras permanentes.

8.1. ALCANCE

En esta sección se dan algunas recomendadas prácticas para la acometida eléctrica para instrumentos

8.2. GENERAL

Para una operación adecuada de los instrumentos, el voltaje que se suministre a los mismos deberá llegar alinstrumento con un valor que se encuentre dentro de los límites establecidos por los fabricantes. Por lo tantodeberá tomarse en cuenta la caída de voltaje y por consiguiente el diámetro de los conductores.

Originalmente la mayoría de los instrumentos requerían de alimentación en 120 VCA y señal de salida en el rangode 4 – 20 mA, para lo cual se requería de 4 conductores (dos para la alimentación y dos para la señal) para llevar acabo esta labor, sin embargo en la actualidad, con la implementación de los sistemas de control, se prefiere que laalimentación sea de 24 VCD sin cambio en la señal de salida, ambas en dos conductores (uno para alimentación yotro para la señal). Ello trajo como consecuencia el ahorro significativo de: El tiempo de instalación El costo


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9. DESCRIPCION DEL SISTEMA DE SUMINISTRO ELECTRICO A LOS INSTRUMENTOS

9.1. SUBESTACION

Se deberá realizar un contrato con la compañía CFE para que nos proporcione energía eléctrica para cualquiera de

las instalaciones que se trate, siempre y cuando estas instalaciones sean nuevas o las existentes ya no tengan lacapacidad.

Debido a que CFE proporciona 13800 Volts como acometida eléctrica, es necesario acondicionar esta señal deacuerdo con los requerimientos del cliente, para lo cual es necesario instalar una subestación, la cual puede sertipo poste (cuando la capacidad que se requiere es menor o igual a 250 KVA) o autosoportada (capacidad > 250KVA). Cualquiera que sea el caso la subestación será encargada de reducir el voltaje (13800 V) hasta un valorrequerido por los equipos del usuario, que puede ser 220/127 Volts o 480/227 Volts.

La subestación deberá contar con:

Cortacircuitos Cuchillas de desconexión Transformador

La acometida de 13800 volts será recibida por el primario del transformador, el cual por inducción magnética,inducirá un voltaje en el secundario del transformador el cual proporcionará los voltajes de salida mencionados conanterioridad. El voltaje de salida del secundario, depende de la cantidad de espiras y su calibre. Tanto el primariocomo el secundario del transformador se encuentran inmersos en aceite, el cual se utiliza como sistema deenfriamiento, y externamente este aceite es enfriado por el aire del exterior gracias a las aletas con que cuenta eltransformador.

La capacidad del transformador dependerá de la suma de los consumos de los equipos o instrumentos instaladosen la planta considerando cuales son los más críticos que pueden operar al mismo tiempo a su máxima carga, másun 10% adicional por futuras expansiones.

9.2. TABLERO PRINCIPAL O CCM

Esta formado por una serie de secciones, dependiendo de la cantidad de equipos que vaya a alimentar y es elencargado de recibir la tensión proveniente de la subestación. Este tablero o CCM deberá ser capaz de permitir a laalimentación de otros equipos en 120 VCA. Si es el caso de que de la subestación reciba 480/227 VCA, deberácontar con un transformador seco, el cual bajará la tensión de 480 a 120 VCA.

El transformador seco podrá ir instalado dentro del tablero principal siempre y cuando su capacidad sea menor oigual a 45 KVA; si la capacidad es mayor, el transformador deberá estar instalado como un equipo independiente.

Cuando el tablero no contenga arrancadores, es decir que no suministre energía para arranque de motores, se hará

referencia a él como tablero principal , pero si es el caso contrario, se le conocerá como CCM (Centro de control demotores). A este tablero le llegarán en su caso más crítico 3 Fases 4 hilos, las cuales a su vez serán repartidas encada una de las secciones (3 fases, 4 hilos para cada sección).

9.3. TABLERO DE DISTRIBUCIÓN

Este tablero se encargará de distribuir la energía eléctrica a diferentes partes de la instalación a través de varioscircuitos que cuentan con pastillas térmicas para protección de los equipos; para lo cual recibirá el voltajeproveniente del CCM. Como ejemplo de este tablero se podrán alimentar:


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a) Actuadores de válvulasb) Tableros de instrumentosc) Tableros de alumbrado, etc.

9.4.

TABLERO DE INSTRUMENTOSDe uno de los circuitos del tablero de distribución, se alimentará a un tablero de instrumentos, como se mencionóanteriormente, el cual recibe 3 fases (A, B, C) y un neutro, entre cada una de las fases se tendrá un voltaje de 227,de tal forma que se podrán alimentar equipos en 120 VCA (hasta equipos con 440 VCA). Lo anterior se logra de lasiguiente manera:

En este tablero de instrumentos se podrá tener un controlador digital, los cuales generalmente son alimentadoscon 120 VCA y proporcionan un suministro de salida de 24 VCD. En caso de que el controlador no puedaproporcionar la alimentación en 24 VCD, se podrá instalar una fuente de poder (transformador/rectificador), la cualtendrá como primera tarea transformar los 120 VCA en 24 VCA y posteriormente la rectificará para proporcionar 24VCD.

De esta forma se alimentará a los instrumentos que requieren 24 VCD, los cuales generarán una señal de salida de4 – 20 mA en dos hilos (conductores).

Ya es sabido que en la actualidad la señal más estándar para la transmisión de señales de instrumentoseléctricas/electrónicas es de 4 – 20 mA; otras pueden ser 0 –10 V.

9.5. CABLES

El calibre de los cables dependerá de la caída de tensión que se permita de acuerdo con las normas siendo el valorpermisible aproximadamente del 3%, la caída de tensión es función también de la distancia que exista entre losextremos del mismo.

Es importante señalar que mientras mayor sea el calibre del conductor, su diámetro exterior es menor (másdelgado).

9.6. SISTEMA DE TIERRAS

Por norma, todos los equipos que sean alimentados eléctricamente, deberán ser conectados a tierra de tal formaque garanticen la seguridad del personal que en un momento dado pueda estar en contacto con ellos. Esto es, quelas corrientes parásitas que puedan existir en los gabinetes, sean drenadas a tierra; para lo cual la resistencia

120VCA

A B C


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eléctrica del sistema de tierras deberá ser menor que la resistencia eléctrica del cuerpo humano.

9.7. OTRAS ALTERNATIVAS DE SUMINISTRO ELECTRICO

Cuando existan instalaciones donde por su lejanía no se permita la acometida eléctrica por parte de CFE, sedeberán instalar sistemas de Celdas solares, las cuales tomarán la energía solar para transformarla en energía

eléctrica.

Debido a que como su nombre lo indica, éstas solamente funcionarán cuando estén en contacto con la energíasolar, se deberán tomar previsiones para los días nublados y las noches, en las cuales la energía solar está ausente.

Es por ello que deberán ser instalados bancos de baterías, los cuales deberán ser dimensionados en función deltiempo de respaldo y del consumo de los equipos e instrumentos.

9.8. PREVENCIONES EN LA FALLA DEL SISTEMA

Para aumentar la confiabilidad del sistema, una fuente externa deberá ser considerada para respaldar los equiposmás críticos de la instalación, en el evento de que la fuente de suministro de energía eléctrica falle. La capacidad dela fuente externa deberá ser suficiente con respecto al consumo máximo de los equipos e instrumentos (carga).

Este respaldo se lleva a cabo con las llamadas UPS o fuentes ininterrumpibles de energía. Este equipo estarádiseñado para permitir llevar a condición segura todas y cada uno de los equipos que respalde.

9.9. CAPACIDAD

Como ya se mencionó con anterioridad, la capacidad de los transformadores es función de la suma de losconsumos de los equipos a que dará servicio más un 10% adicional para expansiones futuras.


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10. SISTEMAS DE SUMINISTRO HIDRAULICO

Estas recomendaciones prácticas están basadas en el conocimiento acumulado y experiencia de ingenieros en laindustria del petróleo. Su propósito es ayudar en la instalación de los más usados instrumentos de medición,control, y analíticos; sistemas de transmisión y accesorios relativos a alcanzar la seguridad, continuidad, exactitud yoperación eficiente con el mínimo mantenimiento. Aunque la información contenida en esta publicación ha sido

preparada originalmente para usarse en la refinería del petróleo, mucho de esto aplicaba sin cambios a la industriaquímica, plantas de gasolina, e instalaciones similares.

Afortunadamente la instrumentación depende de los arreglos elaborados, los cuales incorporan sistemas simples yaccesorios que satisfarán requerimientos específicos. Suficientes programas, dibujos, esquemas y otros datosdeberán ser suministrados al constructor para instalar los equipos en la manera deseada. Varias normas y códigosen la industria, así como leyes y reglas deberán ser seguidas donde aplique.

Para máxima seguridad del personal de planta, los sistemas de transmisión son empleados para evitar que laslíneas que manejan hidrocarburos, ácidos y otros materiales peligrosos y tóxicos lleguen hasta el cuarto de control.La adecuada instalación es esencial para alcanzar la capacidad máxima de los instrumentos o sistemas detransmisión.

Cuando se instala un instrumento, varios componentes deberán quedar accesibles al operador para un adecuadomantenimiento, y algunos de estos elementos deberán ser instalados a una altura adecuada para poder leerse.Placas de orificio, válvulas de control, transmisores, termocoples, indicadores de nivel, y controles locales, así comopuntos de análisis de muestras (tomas de muestra) generalmente deberán quedar instalados de tal forma quepermitan una buena lectura, accesibles desde el piso, desde plataformas fijas, o escaleras permanentes.

10.1. ALCANCE

En esta sección se dan algunas recomendadas prácticas para la instalación de sistemas de centrales presiónhidráulicas, que energizan cilindros hidráulicos (actuadores) para mover válvulas, compuertas y equipos similares.

10.2. GENERAL

Los sistemas hidráulicos pueden ser especializados “de acuerdo con el diseño del comprador” o suministrados

como un equipo paquete “unidad de potencia hidráulica” (pack), o una combinación de los dos. Deberá existir una

coordinación entre el comprador y el proveedor de tal forma que se tengas todos los elementos necesarios paraofrecer las guías de especificación e instalación de los sistemas. Ya que existen muchas variaciones en cuanto arequerimientos de presión y flujo, tipos de fluido hidráulico empleado, velocidad de respuesta y acciones de parode emergencia.

En general los sistemas hidráulicos son diseñados para que un líquido sea bombeado desde un tanque dealmacenamiento (depósito), el cual se mantiene a una presión ligeramente arriba de la atmosférica por medio deuna presurización (blanket) con gas inerte, en un acumulador (tanque de presurización) donde el líquido se

mantiene a la presión de operación del sistema bajo presurización con gas inerte. El líquido fluye del acumulador alos actuadores como se requiera y regresa al tanque de almacenamiento. Se deberán tener especial cuidado con lalimpieza, llenado y preparaciones para el pre-arranque requeridas para asegurar las condiciones adecuadas yconfiabilidad del sistema.

10.3. BOMBAS, OPERADORES Y FUENTES DE SUMINISTRO ALTERNO

Los medios normales de movimiento del fluido hidráulico son las bombas (o bomba) diseñadas para un flujo y unapresión normal de operación, las bombas deberán ser las adecuadas para manejar el líquido usado a la


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temperatura ambiente esperada. Un dimensionamiento conservador del tamaño de las bombas deberá ser basadoen el máximo consumo del sistema (incluyendo transientes y fugas en el sistema) más un 15%. Una fuente desuministro alterna, tal como una turbina de vapor, un motor eléctrico alimentado desde una fuente de energíadiferente de la principal, un motor de aire o un operador manual deberán ser usados con una segunda bomba.

En el caso de una situación de emergencia durante la cual las bombas fallan, el gas de presurización acumulado

deberá proveer la energía necesaria para suministrar suficiente fluido hidráulico a los actuadores para moverlos auna posición de falla segura.

10.3.1. VÁLVULAS DE RELEVO EN EL BOMBEOUna válvula de relevo deberá ser suministrada en cada bomba. Esta válvula de relevo deberá descargar ya sea haciael depósito o para proveer un enfriamiento condicional causado por el fluido que retorna y se mezcla con el deldepósito o podrá descargar a un enfriador y posteriormente a la succión de la bomba. El flujo deberá regresar aldepósito y entrar por debajo del nivel mínimo posible.

10.3.2. TANQUE DE ALMACENAMIENTO (DEPOSITO)Un depósito para operación ligeramente arriba de la presión atmosférica el cual será fabricado con suficientevolumen entre el nivel normal alto y normal bajo, para mantener completa la capacidad del sistema. Otros factoresque afectan el diseño del depósito son la relación de fugas esperadas en el sistema, la frecuencia de inspección y elfluido a ser usado. Entradas de hombre deberán ser provistas para limpieza. El uso de un filtro de 50 micrones en elretorno del fluido es recomendable.

10.3.3. DEPOSITOLa presurización (blanketing) con gas inerte del depósito es también diseñada excluyendo al aire para reducir lacorrosión y eliminar las condiciones de riesgo en presencia de un fluido hidráulico combustible.

10.3.4. VÁLVULAS DE VENTEO DEL DEPOSITOCuando se suministra gas de presurización (blanketing) será necesario eliminar la presión atmosférica y adicionaruna válvula de venteo y una de relevo de acuerdo a los códigos de referencia. Auto-contenidas y ajustadas paramantener una presión positiva de aproximadamente 2 oz/in

2 (0.86 Kilopascales) que pueden controlar la presión

del gas de presurización.

Si no se usa la presurización, se deberá suministrar un venteo esférico abierto permanentemente. Un venteoatmosférico deberá ser suministrado con un filtro para evitar la entrada de polvo u otros contaminantes al sistema.

10.4. ALARMAS DE NIVEL

10.4.1. ALARMA POR BAJO NIVEL EN EL DEPÓSITOUna alarma por bajo nivel deberá instalarse en el depósito para ajustar la señal cuando el nivel alcance la terceraparte de la capacidad del depósito.

10.4.2. ACUMULADOR (TANQUE PRESURIZADO)

El propósito principal del acumulador es mantener suficiente líquido y fuerza de impulso (gas de presurización)para alcanzar las condiciones de emergencia que se requieran cuando las bombas estén fuera de funcionamiento.El tamaño del acumulador, la máxima y mínima presión y la localización de las alarmas de nivel es algo que debe serconsiderado para alcanzar estos propósitos.

10.4.2.1. DIMENSIONAMIENTO DEL ACUMULADOREl acumulador deberá ser dimensionado para acumular el volumen indicado a continuación:


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1. El volumen acumulado por arriba de la alarma de alto nivel se ajusta para poder almacenar suficiente gasinerte a una presión de operación normal para vaciar el tanque desde el alto nivel de expansión, sinpermitir que el acumulador baje su presión más que el valor de la presión de operación.

2. El volumen entre el alto nivel y el bajo nivel deberá ser suficiente para permitir la operación normal sintener alarmas extrañas.

3. El volumen debajo de la alarma de bajo nivel deberá tener suficiente fluido hidráulico para mover todo elsistema de actuadores al menos dos carreras (stoke) o un ciclo completo.

La presión de operación normal y el volumen arriba de la alarma de alto nivel están interrelacionadas. Cualquierapuede ser fácilmente calculada. Cualquier combinación de gas y presión de operación normal, deberá proveersuficiente energía (presión) para cumplir con las condiciones de emergencia.

10.4.2.2. MINIMA PRESION DE OPERACIÓNLa mínima presión en el acumulador no deberá ser menor que la presión requerida para operar cualquier actuadora su máxima carga, más la cabeza de presión estática de líquido entre el actuador más alto y el tanque acumuladormás las pérdidas de presión causadas por la fricción en la tubería cuando todos los actuadores operan a suvelocidad de emergencia.

10.4.2.3. PRESION DE OPERACIÓN NORMALLa presión de operación normal deberá ser al menos una y media veces la mínima presión de operación y nodeberá ser menor que la presión calculada en relación al volumen de gas inerte.

10.4.2.4. CODIGOSEl acumulador deberá ser fabricado de acuerdo con la sección VIII “Unfired Pressure Vessel” del ASME Código de

Recipientes a presión y Calentadores (Boiler and Pressure Vessel Code) así como otras regulaciones las cualespueden ser requeridas por las autoridades gubernamentales del lugar donde serán instalados los equipos. Lamáxima presión de trabajo permisible del recipiente deberá ser al menos 110% de la presión de operación normalo la presión de operación normal más 25 lb/in

2 (170 kilopascales) lo que sea mayor.

10.5. GAS INERTE

10.5.1. ACUMULADORLa presión se mantiene por el nitrógeno atrapado en el acumulador y comprimido por el líquido hidráulico que seestá bombeando por las bombas de presurización. Otros gases inertes pueden ser utilizados siempre y cuando noafecten adversamente al líquido hidráulico. El aire no deberá ser usado por sus efectos corrosivos en loscomponentes del sistema hidráulico y porque pueden generarse condiciones de riesgo si el aire entra en contactocon un fluido hidráulico combustible.

La cantidad de gas inerte es usualmente aquella que a la presión normal, el nivel de líquido esté por debajo de laalarma de alto nivel y arriba del punto medio entre los niveles de alarma de alto y bajo nivel.

Aunque el gas inerte es parcialmente soluble en el fluido hidráulico particularmente en glicol y mezclas de agua,algo del gas inerte se pierde en el recipiente. Se deberán llevar a cabo inspecciones frecuentes a los niveles en elacumulador y el gas inerte deberá ser adicionado para bajar el nivel del fluido al valor normal si existen pérdidas degas. La alarma de alto nivel deberá eventualmente alertar al operador si ocurren excesivas pérdidas de gas.

10.5.2. VÁLVULAS DE SEGURIDAD EN EL ACUMULADORUna válvula de seguridad con asiento blando deberá ser usada en el acumulador para proteger al equipo porsobrepresiones causadas por fuego y otras fuentes que generen excesos en la presión interna del recipiente, tales


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como falla de la válvula de relevo de las bombas. La válvula deberá ser diseñada y dimensionada de acuerdo con elcódigo ASME “Código de recipientes presurizados y calentadores” (Boiler and Pressure Vessel Code) Sección VIII.

Estas válvulas deberán ser instaladas en la parte superior del acumulador cumpliendo con el API RP 520. Diseño einstalación de sistemas de relevo de presión en refinerías (Design and Installation Pressure-Relieving System inRefinering) Parte I y demás códigos aplicables del lugar donde serán instaladas.

10.5.3.

ALARMA POR BAJO NIVEL EN EL ACUMULADORUna alarma por bajo nivel (LAL-2) deberá ser instalada en el acumulador para ajustar la señal cuando el nivelalcance el punto mínimo de volumen de líquido.

10.5.4. ALARMA EN EL ACUMULADOR POR ALTO NIVELUna alarma por alto nivel (LAH-3) deberá ser instalada en el acumulador para ajustar la señal cuando el nivelalcance el punto máximo de volumen de líquido.

10.5.5. PRUEBASTodas las alarmas de nivel deberán ser instaladas de tal forma que puedan ser probadas mientras el sistema seencuentra en operación. Una placa deberá ser suministrada con el acumulador grabada y sujetada en formapermanente con la siguiente información:

1. Presión de ajuste del regulador de presión del acumulador

2. Rango de presión de operación recomendada para el nivel de líquido en el acumulador.

3. Una señal de advertencia de que la adición manual o venteo del gas inerte es el factor a controlar para elnivel del líquido en el acumulador si la presión del sistema es normal.

10.5.6. ALARMA POR BAJA PRESION EN EL ACUMULADORUna alarma por baja presión en el acumulador (PAL-4) deberá ser instalada en el acumulador y ajustar la señalcuando la presión falle y esté dentro del 10% de la mínima presión.

10.5.7. ALARMA POR ALTA PRESION EN EL ACUMULADORUna alarma por alta presión (PAH-5) deberá ser instalada en el acumulador y ajustarla para obtener una señalcuando la presión alcance 5% abajo o 15 lb/in

2 (100 kilopascales) abajo de la máxima presión de trabajo permisible,

de cualquier manera la presión máxima permisible siempre será mayor.

10.5.8. PRUEBASTodas las alarmas de presión deberán ser instaladas de tal forma que puedan ser probadas mientras el sistema seencuentra en operación.

10.6. MANOMETROS Y VIDRIOS DE NIVEL

Los manómetros y los vidrios de nivel deberán ser instalados como se muestra en la figura.

10.7. REGULADORES DE PRESION

10.7.1. REGULADOR DE PRESION EN EL ACUMULADORUn regulador de presión auto-operado (PCV-2) deberá ser instalado para by-pasear el líquido de la descarga de lasbombas al depósito. El punto de ajuste de este regulador deberá mantenerse a la presión de operación de la partesuperior del acumulador cuando una o ambas bombas estén funcionando. La capacidad

introduccion a la medicion en el control automatico

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