Practica Válvula

PRACTICA IQI: DETERMINACIÓN CURVA CARACTERÍSTICA DE UNA VÁLVULA DE CONTROL

1. INTRODUCCIÓN TEÓRICA

El objetivo de esta práctica es el estudio de la curva característica de una válvula de control Para ello se disponen de sensores y transductores para la medida de presión y caudal, que, a través de un ordenador (controlador), actúan sobre una válvula neumática accionada mediante unconvertidor I/P. La utilización de este tipo de controlador neumático de baja presión en procesos industriales se debe a su sencillez de montaje, bajo coste de mantenimiento y su nulo riesgo de explosión. A continuación se muestra un diagrama general de la planta de trabajo, y se describen los elementos básicos del módulo:

ROTAMETRO TARJETA ADQUISICIÓN AIRE 2 I/P P1 VR1 TANQUE

VM2 AIRE 1 P2 VR2 VN P3MP VM1

VM3

VM4

VR3 MPD

VR1 y VR2 Manoreductores

P1, P2 y P3 Manómetros mecánicos

VM1, VM2, VM3, VM4 válvulas de corte MP Sensor de presión piezoeléctrico VR3 Valvula de regulación manual VN Válvula de control neumática MPD Medidor de caudal-presión diferencial I/P Convertidor Intensidad/Presión

Figura 1. Esquema de la instalación.

R T I/P VR1 VN P1 VM2 VR2 P2 P3 MP MPDVM1 VR3 VM3 VM4

Figura 2. Imagen Real de la Planta UCP-P.

Válvula Neumática

Rotámetro

SensorPiezoeléctrico + Convertidor I/P

Medidor de Caudal Presión Diferencial

Figura 3. Elementos del sistema de control.

• Válvula neumática: Consta de un diafragma sobre el que se puede actuar con aire

comprimido para abrir/cerrar el paso al fluido que se desea controlar. Esta válvulapermite posiciones intermedias entre 0 % (abierta) y 100 % (cerrada). • Rotámetro: Permite la medida del caudal de aire. Dicho caudal viene dado en este caso por Q (m3/h)= 0,8 + 0,087*(posición %). • Sensor piezoeléctrico: Formado por materiales cristalinos que, al deformarse físicamente por la acción de una presión, generan una señal eléctrica. Salida de tensión lineal (0-5 V) para un rango de medida0-2,5 atm. • Convertidor de presión I/P: Transforma linealmente una señal estándar de intensidad de 4-20 mA en una salida de 0,2-1 bar (exactamente de 3 – 15 psi) con una precisión del 1% del fondo de escala. • Sensor de presión diferencial: Consta de un orificio medidor en el que se produce una pérdida de presión, que depende del caudal que lo atraviesa. Este equipo tiene una salida de –2,5 a 16mV para diferencias de presión 2,5-69 mbar.

El sensor de presión diferencial, y el sensor piezoeléctrico, se encuentran conectados a una tarjeta de adquisición de datos conectada a un ordenador, y ésta tarjeta a su vez se encuentra conectada al convertidor de presión que regula la señal de entrada a la válvula neumática. De este modo, el ordenador muestra por pantalla el grado de cierre de laválvula frente al tiempo, así como las variaciones en el caudal y la presión. En la Figura 4 se muestra la imagen principal del entorno utilizado para el desarrollo de la práctica, en el que aparece un esquema de la distribución de los equipos y los datos medidos en los aparatos mencionados anteriormente, así como las diferentes opciones del programa.

Figura 4. Entorno de trabajo para eldesarrollo de la práctica.

El programa de control permite guardar los datos de los distintos sensores frente al tiempo y variar la frecuencia de muestreo de dichos datos.

2.OPERACIONES PREVIAS DE CALIBRADO DE LOS EQUIPOS

2.1. Determinación de la válvula de control: ATC o ATO Actuar en “Control manual de la válvula”, siguiendo las instrucciones que aparecen en pantalla. El porcentaje indicadopara la válvula es el porcentaje de cierre (0 % abierta, 100 % cerrada), y se puede variar a voluntad.

Figura 5. Pantalla de control manual de la válvula.

¿Qué es una válvula ATO?, ¿Y ATC?, ¿Cómo determinarías el tipo de válvula?, ¿Cuál es el criterio para seleccionar un tipo u otro? 2.2. Calibrado de la presión de la línea. Medidor piezoeléctrico (entre 1-5 V en C.C.) Se va a calibrar el...