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Instrumentación Industrial Parte I
1. 1.1 LA INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL INTRODUCCIÓN La Instrumentación es el arte o ciencia de aplicar aparatos “de medición” o “de medición y control” a un objeto o combinación de objetos (sistema) con el propósito de determinar la identidad y/o magnitud de ciertas variables físicas o cantidades químicas frecuentemente especificadas. Los procesos industrialesexigen el control de la fabricación de los diversos productos obtenidos. Los procesos son muy variados y abarcan muchos tipos de productos: la fabricación de los productos derivados del petróleo, de los productos alimenticios, la industria cerámica, las centrales generadoras de energía, la siderurgia, los tratamientos térmicos, la industria papelera, la industria textil, entre otros. Los procesosindustriales a controlar pueden dividirse ampliamente en dos categorías: procesos continuos y procesos discontinuos. En ambos tipos, deben mantenerse en general las variables (presión, caudal, nivel, temperatura, etc), bien en un valor deseado fijo, bien en un valor variable con el tiempo de acuerdo con una relación predeterminada, o bien guardando una relación determinada con otra variable. Elsistema de control que permite este mantenimiento de las variables puede definirse como aquel que compara el valor de la variable o condición a controlar con un valor deseado y toma una acción de corrección de acuerdo con la desviación existente sin que el operario intervenga en absoluto. El sistema de control exige pues, para que esta comparación y subsiguiente corrección sean posibles, que seincluya una unidad de medida, una unidad de control, un elemento final de control y el propio proceso. Este conjunto de unidades forman un bucle o lazo que recibe el nombre de bucle de control. El bucle puede ser abierto (figura 1.1) o bien cerrado (figura 1.2).

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VALOR DESEADO O PUNTO DE CONSIGNA

CONTROLADOR

PROCESO

ELEMENTO PRIMARIO DE MEDIDAELEMENTO DE TRANSMISIÓN

INDICADOR O REGISTRADOR

Figura 1.1. Bucle abierto de regulación

VALOR DESEADO O PUNTO DE CONSIGNA ERROR CONTROLADOR

INDICADOR O REGISTRADOR

ELEMENTO DE TRANSMISIÓN

ELEMENTO FINAL DE CONTROL

ELEMENTO PRIMARIO DE MEDIDA

PROCESO

Figura 1.2. Bucle cerrado de regulación

1.2

TÉRMINOS ASOCIADOS A LOS INSTRUMENTOS Campo de medida o Rango Es el conjuntode valores de la variable medida que están comprendidos dentro de los

límites superior e inferior de la capacidad de medida o de transmisión del instrumento. Es importante tener presente las siguientes definiciones: • Límite inferior del rango (LRL): Es el mínimo valor de la variable medida al que puede ajustarse el instrumento. • Límite superior del rango (URL): Es el máximo valor de lavariable medida al que puede ajustarse el instrumento.

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• Valor inferior del rango (LRV): Es el mínimo valor de la variable medida al cual se ajusta el instrumento. • Valor superior del rango (URV): Es el máximo valor de la variable medida al cual se ajusta el instrumento. Debe tenerse presente que LRV≥LRL y URV≤URL para que la variable medida pueda ajustarseen el instrumento. Rangoabilidad o dinámica de medida Es el cociente entre el valor de medida superior e inferior de un instrumento. Gama o Span Es la diferencia algebraica entre los valores superior e inferior del campo de medida del instrumento. Ejemplo

100 oC Rango: (10 - 100) ºC Span = 90ºC 10 o C

Figura 1.3. Ejemplo de rango y alcance en un termómetro-

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1.3

CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS Son aquellas que pueden considerarse cuando el instrumento se usa para medir una

condición que no varía con el tiempo, o sea en condiciones de régimen permanente. Errror Estático Es la diferencia algebraica entre el valor leído o transmitido – por el instrumento – y el valor real de la variable medida. Se expresa como ± x unidades de la variable...