Instrumentación y Control de Procesos: Medición, Control y Optimización

Clasificado en Física

Escrito el 5 de Julio de 2024 en español con un tamaño de 6,52 KB

Instrumentación y Control de Procesos

Indicador: Instrumento capaz de indicar el valor de una variable.
Registrador: Instrumento capaz de almacenar valores de una variable en el tiempo.
Transmisor: Instrumento capaz de generar una señal eléctrica o neumática proporcional al valor de la variable medida y transmitirla a distancia a un instrumento receptor (indicador, registrador, controlador o una combinación de estos).
Controlador: Instrumento que, en función de la variable, genera una acción sobre el sistema tendiente a mantenerla constante.

Resolución: Es el menor valor discriminable. Está relacionada con la precisión y, en el caso de instrumentos de visualización digital, con la cantidad de dígitos que conforman el display. Es la menor variación que el instrumento puede medir.
Precisión: Es el mayor error producido en algún valor de la escala de medición. Se expresa como porcentaje del valor leído o en valor absoluto (máximo error del instrumento).
Rango: Conjunto de valores de la variable medida que están comprendidos dentro de los límites superior e inferior de la capacidad de medición o transmisión del instrumento. Viene establecido por dos extremos.
Alcance o Span: Diferencia entre los extremos del rango.

Por Presión Hidrostática: Mide la presión hidrostática, considerando el error producido en el fondo del tanque.
Ultrasonido: Envía un tren de pulsos de ondas sonoras de frecuencia superior a las audibles, midiendo el tiempo que tarda el tren de ondas en llegar a la superficie y volver al receptor.
Resistivo: Hace circular corriente eléctrica y mide la resistencia de ambos electrodos.

Venturi: Se basa en la contracción del tubo conductor y la medición de las presiones en ambas secciones. Depende de la densidad del fluido.
Placa Orificio: Más económico que el Venturi, se intercala una placa con un orificio normalizado y se miden las presiones antes y después de la placa.
Turbina: Mide el caudal a través de la velocidad de rotación de una turbina.
Tubo Pitot: Mide la velocidad del fluido a través de la energía cinética.
Electromagnético: Si hay iones libres en el fluido, al circular en presencia de un campo magnético se produce una fuerza electromotriz (FEM).
Coriolis: Depende de la densidad y la masa transportada por unidad de tiempo.
Ultrasonido: Utiliza ondas sonoras para medir la velocidad del fluido.

Termómetro de Bulbo: El elemento sensor, ubicado en un recipiente (bulbo), al ser sometido a una variación de temperatura se dilata y el aumento de volumen produce un empuje en un canal o capilar que envía la presión generada a un tubo Bourdon.
Termocupla: Transductor formado por la unión de metales diferentes que producen una diferencia de potencial pequeña que es función de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos (caliente) y el otro (frío). Se basa en los efectos Peltier y Thomson.
Termoresistencia: Materiales comunes: PT100, PT1000, Ni100. Se adiciona un tercer hilo que anula los efectos producidos por las resistencias indeseadas. La resistencia varía con la temperatura según la ecuación: R = R₀(1 + 0.0038T).

Posicionador: Permite corregir defectos o limitaciones en válvulas de control. Recibe presión de la línea de aire comprimido, la presión de control, información de la posición del obturador y, en base a las mismas, genera una señal de apertura que se inyecta en el cabezal. Esto permite que la presión que entra esté limitada solo por la presión de la línea de alimentación.
Transductor: Elemento o dispositivo capaz de convertir una variable física en otra.
Ruido: Perturbación eléctrica o señal accidental que modifica la transmisión, identificación o registro de una señal.
Sensibilidad: Razón entre el incremento de la señal de salida del instrumento y el incremento de la variable medida, después del reposo.

Error Offset: Desvío existente entre el valor de ajuste (Setpoint) y el de estabilización. Es el error que aparece en los controladores de acción proporcional. Ante una perturbación, la variable medida se hará ajustar y estabilizar, pero su valor nunca va a ser idénticamente el mismo que antes de producirse la perturbación.
Setpoint (SP): Valor deseado de la variable medida para la cual el controlador toma la acción y permite mantener las variables controladas estables.
Banda Proporcional (BP): Porcentaje de la variable medida que produce un 100% de variación en la variable manipulada.
Acción Integral: Se utiliza para disminuir el error offset.
Acción Derivativa: Se utiliza cuando hay cambios bruscos en el valor absoluto del error.

Sistema Sobreamortiguado: Velocidad de restauración lenta, tarda en volver al Setpoint. Es estable y no tiene componente oscilatorio.
Sistema Subamortiguado: La velocidad de respuesta es muy buena, pero pueden ocurrir varias oscilaciones de cierta amplitud hasta que la variable llegue a un valor estable. Ocurre cuando la banda proporcional es pequeña, la constante de tiempo derivativa es chica o la constante de tiempo integral es grande.
Amortiguamiento Crítico: Ocurre cuando los valores de banda proporcional, constante derivativa y constante integral son óptimos. El sistema es estable y retorna al Setpoint en el menor tiempo posible sin oscilar.

Opera la variable manipulada al 0% y al 100% en concordancia con dos valores de la variable medida. Es un tipo de control simple pero puede generar oscilaciones en la variable controlada.

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