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UNIDAD I

Tecnologías en laInstrumentación Digital

TECSUP Virtual Fundamentos de Medición y Control de Variables Industriales

Índice

1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................ 12. OBJETIVOS............................................................................................................... 1

2.1. GENERALIDADES.............................................................................................. 12.2. EVOLUCIÓN HISTÓRICA ................................................................................... 3

TECSUP Virtual Fundamentos de Medición y Control de Variables Industriales

Unidad I Pag. 1

UNIDAD I

TECNOLOGÍAS EN INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL"

1. INTRODUCCIÓN

Como se ha comentado anteriormente, han habido en estas últimas décadas avancesconsiderables en la tecnología de fabricación de los dispositivos, equipos y sistemas deinstrumentación y control industrial. Hagamos ahora una breve reseña de como se ha dadoeste desarrollo para tener una idea general de las posibilidades actuales.

2. OBJETIVOS

• Revisar los conceptos de control manual y control automático de procesos.• Identificar las diversas tecnologías existentes en la instrumentación industrial.

2.1. GENERALIDADES

En principio, todos los procesos industriales fueron controlados manualmente por eloperador (hoy aún existe este tipo de control en muchas fábricas); la labor de esteoperador consistía en observar lo que está sucediendo (tal es el caso de un descensoen la temperatura) y hacía algunos ajustes (como abrir la válvula de vapor), basadoen instrucciones de manejo y en la propia habilidad y conocimiento del proceso porparte del operador.

Este lazo – proceso a sensor, a operador, a válvula, a proceso - se mantiene como unconcepto básico en el control de procesos.

En el control manual, sin embargo, sólo las reacciones de un operador experimentadomarcan las diferencias entre un control relativamente bueno y otro errático; más aún,esta persona estará siempre limitada por el número de variables que pueda manejar.

Por otro lado, la recolección de datos requiere de esfuerzos mayores para unoperador, que ya está dedicando tiempo importante en la atención de los procesosobservados y que por lo tanto se encuentra muy ocupado como para escribir númerosy datos, que evidentemente son necesarios para un mejor control sobre el proceso.Todo esto se puede conjugar en tener datos que pueden ser imprecisos, incompletosy difíciles de manejar.

El control automático a diferencia del manual, se basa en dispositivos y equipos queconforman un conjunto capaz de tomar decisiones sobre los cambios o ajustesnecesarios en un proceso para conseguir los mismos objetivos que en el controlmanual pero con muchas ventajas adicionales. Adicionalmente a esto, existen unaserie de elementos que pueden integrarse a este conjunto para lograr cumplir convarias funciones, algo que como se ha comentado, sería imposible de ser logrado porun operador con la precisión y eficiencia deseados.

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Reservorio

Indicador

Instrumentista

Válvula manual

Figura 1 : Control manual

Reservorio

Controlador

Válvula de control

Sensor

Figura 2 : Control automático

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2.2. EVOLUCIÓN HISTÓRICA

El control de los primeros procesos industriales se basó en la habilidad de losoperadores (control manual). En los años siguientes, la aparición de los controladoreslocales permitió al operador manejar varios lazos de control, pero subsistía aún elproblema de recolección de datos. Los controladores locales son aún muy útiles, asícomo también resistentes y simples. Sin embargo, debido a que están directamenterelacionados con el proceso y por lo tanto están diseminados a través de toda laplanta, obviamente hace que el realizar mantenimiento y ajustes en dichosinstrumentos demande mucho tiempo.

El desarrollo de los dispositivos de control operados neumáticamente marcó unmayor avance en el control de procesos. Aquí las variables pueden ser convertidas enseñales neumáticas y transmitidas a controladores remotos.

Utilizando algunos mecanismos complejos, un controlador neumático realizaba simplescálculos basados en una señal de referencia (set point) y la variable del proceso yajustar adecuadamente el elemento final de control. La ventaja estaba en que eloperador podía controlar una serie de procesos desde una sala de control y realizarlos cambios necesarios en forma sencilla. Sin embargo, las limitaciones radicaban enla lentitud de la respuesta del sistema de control de cambios rápidos y frecuentes y asu inadecuada aplicación en situaciones en que los instrumentos estén demasiadoalejados (pérdidas).

Alrededor de los 60, los dispositivos electrónicos aparecieron como alternativa dereemplazo a los controladores neumáticos. Los controladores electrónicos para un lazocerrado, son rápidos, precisos y fáciles de integrar en pequeños lazos interactivos; sinembargo, la mejora en cuanto a operación con respecto a los neumáticos erarelativamente pequeña y además la recopilación de datos, aún no muy fácil demanejar.

Algún tiempo después de la aparición de los sistemas de control electrónicosanalógicos, el desarrollo de los microprocesadores permitió el surgimiento de lostransmisores y controladores digitales, así como de los controladores lógicosprogramables (PLC), además, de sistemas especializados como por ejemplo, lasmáquinas de control numérico computarizado (CNC).

El empleo de las computadoras digitales no se hizo esperar; de su aplicación,aparecen los sistemas de control digital directo (DDC), hasta los sistemas desupervisión y control actuales, con los cuales se logra manejar un gran número deprocesos y variables, recopilar datos en gran cantidad, analizar y optimizar diversasunidades y plantas e incluso, realizar otras actividades, como planificación demantenimiento, control de calidad, inventario, etc.

Independientemente de la tecnología, la evolución de las técnicas de control hantenido como uno de sus objetivos fundamentales, reemplazar la acción directa delhombre en el manejo de un determinado proceso, por el empleo de equipos ysistemas automáticos, sin embargo, existe una analogía muy clara entre estos últimosy el hombre, en los que respecta a la forma de actuar.

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Raciocinio

Acción

Sentidos

Cerebro

Manos, voz

Figura 3Ser Humano

Impresiónsensorial

Decisión

Acción

Sensores

Unidad de control

Actuadores

Figura 4Sistema automático

Información

FIN DE LA UNIDAD