INVESTIGACION

Norma Sama

El método sama (scientific, aparatus makers association) es para ayudar en procesos industriales donde la simbología binaria es extremadamente útil. Esta norma establece un medio uniforme de designación los instrumentos y los sistemas de la instrumentación usados para la medición y control. Aplicaciones Industriales La estandarización de la instrumentación es importante para diversas industrias como:   Industria química    Industria Petrolera   Generación Eléctrica   Aire Acondicionado    Refinadoras de Metales Aplicaciones a clases de Instrumentación y para funciones de Instrumentos. La simbología y las identificaciones entregadas en este estándar son aplicables a toda clase de mediciones en instrumentación para control de procesos. Estas se pueden emplear para describir instrumentos discretos y sus funciones, funciones de sistemas análogos, donde aparecen términos como “display compartido”, “control compartido”,” control distribuido”, ”control computarizado”.

NORMA ISA

La sociedad de instrumentistas de américa (isa - Instruments Society of America) publica normas para símbolos, términos y diagramas que son generalmente reconocidos en la industria. Identificación del instrumento    los instrumentos son generalmente identificados por números en una etiqueta. el número de la etiqueta identifica la función en el proceso y  el lazo de control en el cual está localizado La función o variable de proceso puede ser fácilmente asociada con el tipo de medición hecha en el proceso. así, el FRC (Flow Recorder Controler por sus siglas en inglés) identifica un controlador registrador de flujo. las letras del alfabeto son utilizadas para formar la combinación de estos nombres. un sistema de identificación de instrumentos podría incluir los siguientes componentes:  - Etiqueta con números para definir la función en el proceso y la localización del instrumento.  - Símbolos para identificar las señales del control de procesos neumáticas, hidráulicas, capilares, electrónicas, sónicas o radiactivas.  - Símbolos para representar dispositivos de control primarios y finales que gobiernan el flujo, nivel, presión y temperatura. 

SISTEMA DE UNIDADES

El sistema internacional de unidades es una forma aceptada para la utilización de las unidades de medida de las magnitudes fiscas de los cuerpos. DIFERENTES ORGANIZACIONES COMO SAMA e ISA han hecho diferentes estándares para instrumentos industriales para su unidad de medida. Unidades básicas Longitud, metro (m) Masa, kilogramo (kg) Tiempo, segundo (s) Intensidad de corriente electrica, Ampere (A) Temperatura, Kelvin (K) Cantidad de sustancia, mol Intensidad luminosa, candela (cd)

  La simbología es un proceso abstracto en el cual las características salientes de los dispositivos o funciones son representadas de forma simple por figuras geométricas como círculos, rombos, triángulos y otros para escribir caracteres como letras y números identificación la ubicación y el tipo de instrumento a ser utiliza. La indicación de los símbolos de los instrumentos o funciones ha sido aplicada en las típicas formas

SIMBOLOGÍA EN INSTRUMENTACIÓN

Simbolo (binary/octet-stream)

Sensores o transductores Industriales Presión, Nivel, densidad, flujo, temperatura.

Presión: Los sensores de presión o transductores de presión son elementos que transforman la magnitud física de presión o fuerza por unidad de superficie en otra magnitud eléctrica que será la que emplearemos en los equipos de automatización o adquisición estándar. los rangos de medida son muy amplios, desde unas milésimas de bar hasta los miles de bar.   Nivel: Son utilizados para monitorear nivel de fluidos cerrándose o abriéndose cuando se alcanza un nivel determinado, hay de diferentes tipos con mercurio, sin mercurio y también modelos con imán permanente y reed switches. Las aplicaciones más comunes son: Control de sistemas de bombeo, bombas en embarcaciones y sistemas de irrigación. Los medidores de nivel de líquidos trabajan midiendo,ya sea directamente la altura de líquidos sobre una línea de referencia, la presión hidrostática, el desplazamiento producido en el flotador por el propio liquido contenido en el tanque del proceso o bien aprovechando características eléctricas del liquido

Sensores o transductores Industriales

Flujo: El sensor de flujo es un dispositivo el cual instalado en línea con una tubería, permite determinar cuándo está circulando un líquido o un gas. Estos son del tipo apagado/encendido y determinan cuándo está o no circulando un fluido, pero no miden el caudal.   Temperatura: Los sensores de temperatura se usan para medir la temperatura del aire o la temperatura superficial de líquidos y sólidos

Actuadores hidráulicos, neumáticos y eléctricos

Un actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado. este recibe la orden de un regulador o controlador y en función a ella genera la orden para activar un elemento final de control como, por ejemplo, una válvula. los actuadores hidráulicos, neumáticos y eléctricos son usados para manejar aparatos mecatrónicos. por lo general, los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumáticos son simples posicionamientos. sin embargo, los hidráulicos requieren mucho equipo para suministro de energía, así como de mantenimiento periódico. por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumáticos también son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento, los actuadores electrónicos también son muy utilizados en los aparatos mecatrónicos, como, por ejemplo, en los robots. los servomotores ca sin escobillas se utilizarán en el futuro como actuadores de posicionamiento preciso debido a la demanda de funcionamiento sin tantas horas de mantenimiento.

Tipos de válvulas

Válvulas de compuerta. La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento   Válvulas de macho La válvula de macho es de ¼ de vuelta, que controla la circulación por medio de un macho cilíndrico o cónico que tiene un agujero en el centro, que se puede mover de la posición abierta a la cerrada mediante un giro de 90°.   Válvulas de globo Una válvula de globo es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapón que sierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulación en la tubería   Válvulas de bola Las válvulas de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90° y cierra el conducto

Válvulas de mariposa La válvula de mariposa es de ¼ de vuelta y controla la circulación por medio de un disco circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la circulación.               Válvulas de diafragma Las válvulas de diafragma son de vueltas múltiples y efectúan el cierre por medio de un diafragma flexible sujeto a un compresor. cuando el vástago de la válvula hace descender el compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la circulación.   Válvulas de apriete La válvula de apriete es de vueltas múltiples y efectúa el cierre por medio de uno o mas elementos flexibles, como diafragmas o tubos de caucho que se pueden apretar u oprimir entre si para cortar la circulación   Válvulas de retención (check) y de desahogo (alivio) Hay dos categorías de válvulas y son para uso específico, más bien que para servicio general: válvulas de retención (check) y válvulas de desahogo (alivio). al contrario de los otros tipos descritos, son válvulas de accionamiento automático, funcionan sin controles externos y dependen para su funcionamiento de sentido de circulación o de las presiones en el sistema de tubería. como ambos tipos se utilizan en combinación con válvulas de control de circulación, la selección de la válvula, con frecuencia, se hace sobre la base de las condiciones para seleccionar la válvula de control de circulación.

Válvulas de retención (check). La válvula de retención (fig. 1-8) esta destinada a impedir una inversión de la circulación. la circulación del líquido en el sentido deseado abre la válvula; al invertirse la circulación, se cierra. hay tres tipos básicos de válvulas de retención: 1) válvulas de retención de columpio, 2) de elevación y 3) de mariposa.   Válvulas de retención del columpio. Esta válvula tiene un disco embisagrado o de charnela que se abre por completo con la presión en la tubería y se cierra cuando se interrumpe la presión y empieza la circulación inversa. hay dos diseños: uno en "y" que tiene una abertura de acceso en el cuerpo para el esmerilado fácil del disco sin desmontar la válvula de la tubería y un tipo de circulación en línea recta que tiene anillos de asiento reemplazables.   Válvulas de retención de elevación Una válvula de retención de elevación es similar a la válvula de globo, excepto que el disco se eleva con la presión normal e la tubería y se cierra por gravedad y la circulación inversa

Señales de Mando

Contacto libre de potencial: Equiparable a un interruptor, el sensor abre o cierra un ‘relé’ para indicar al control ‘activo/no activo’, por ejemplo, un detector de inundación cierra un interruptor que comunica el control que hay inundación, no se entrega tensión, se cierra un circuito interno. El sistema de control está preparado para este tipo de entrada. • Entradas digitales tensión: Entradas con un nivel para indicar ‘0’ y otro para el ‘1’, admiten cierto margen de tensión y pueden ser de muy diferentes valores y tipos de tensión. Por ejemplo: 24Vcc para ‘1’, 24 Vca para ‘1’, 5Vcc para ‘1’, 10Vcc para ‘1’, 230Vcc para ‘1’, etc. • Analógica 0-5V: La tensión que entrega el sensor al sistema de control tiene un nivel entre 0 y 5V, con una relación directa y generalmente lineal entre el parámetro medido y el nivel de tensión ofrecido. Por ejemplo, un sensor de humedad relativa con salida 0-5V y medida de 0% a 100% de humedad que entregue 2,8V estará indicando una humedad relativa del 56%. Realizar regla de tres simple. • Analógica 0-10V: La tensión que entrega el sensor al sistema de control tiene un nivel entre 0 y 10V, con una relación directa y generalmente lineal entre el parámetro medido y el nivel de tensión ofrecido. Por ejemplo, un sensor de temperatura con salida 0-10V y medida de -30ºC a 70ºC de temperatura que entregue 5,2V estará indicando una temperatura de 22º. Margen medida 100º (-30 a 70), 1V -> 10ºC.

• Bucle corriente 0-20mA: La intensidad que entrega el sensor al sistema de control tiene un margen entre 0 y 20mA, con una relación directa y generalmente lineal entre el parámetro medido y el nivel de corriente ofrecido. Por ejemplo, un sensor de nivel de CO con salida 0-20 mA y medida de 0 a 100ppm de CO que entregue 6 mA estará indicando una cantidad de nivel de CO de 30 ppm.  • Bucle corriente 4-20mA: La intensidad que entrega el sensor al sistema de control tiene un margen entre 4 y 20mA, con una relación directa y generalmente lineal entre el parámetro medido y el nivel de corriente ofrecido. Por ejemplo, un sensor de caudal con salida 4-20 mA y medida de 0 a 10 litros/sg de agua que entregue 12 mA estará indicando un caudal de 5 litros/sg. Una nota importante es que 4mA es el 0 !  • Específicos para sondas concretas: Entrada para sonda temperatura Pt100, para modelo concreto de fabricante, etc. Menos flexibles. • Protocolo comunicaciones específico: El valor se transmite por vías especiales con protocolo especial.