elementos primarios y finales de control
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instruentacion y controlTRANSCRIPT
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UNIDAD 1
E L E M E N T O S P R I M A R I O S Y F I N A L E S D E C O N T R O L
SIMBOLOGA Y DIAGRAMAS DE INSTRUMENTACIN
La sociedad de instrumentistas de Amrica (ISA) publica normas para smbolos, trminos y
diagramas que son reconocidos en la industria
Los smbolos y diagramas son usados en el control de procesos para indicar:
-la aplicacin en el proceso
-el tipo de seales empleadas
-la secuencia de componentes interconectadas
-la instrumentacin empleada
IDENTIFICACIN DEL INSTRUMENTO
Se utilizan letras y nmeros para identificar a los instrumentos
F R C 102 A
IDENTIFICACIN FUNCIONAL
Primera letra
Letras sucesivas Nmero del
lazo de
control
Sufijo
Identificacin del lazo
Identificacin funcional
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La primera letra: representa a la variable del proceso, por ejemplo:
Flujo: F
Nivel: L
Presin: P
Temperatura: T
Peso: W
Tiempo: K
Humedad: M
Concentracin: A
SIMBOLOS ESTANDAR
FUNCIONES SIMPLES
FUNCIONES MULTIPLES
LINEAS DE CONEXIN DE INSTRUMENTOS
Montado localmente o en el campo
Montado detrs del tablero de control
Montado en el panel de control
Ejemplo: 102 Montado en el panel de control N 5 FRC
Montado localmente o en el campo
Montado detrs del tablero de control
Montado en el panel de control
Ejemplo: Si FRC incluye una segunda plumilla para graficar presin se usar un crculo doble para indicar dicha funcin
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SIMBOLOGIA DE INSTRUMENTOS EN UN PROCESO SIMPLE
ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDICIN.
Alimentacin de instrumento o conexin a proceso
Seal neumtica
Seal elctrica
Seal elctrica
Tubo capilar (sistema trmico)
Seal hidrulica
Seal electromagntica, snica o radiactiva
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Elementos primarios para control de temperatura
Elementos primarios para control de presin
Elementos primarios para control de nivel
T
L18
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Elementos primarios para control de flujo
ELEMENTOS FINALES DE CONTROL.
FE
FE
FE
FT
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Los elementos finales de control son los dispositivos encargados de transformar una seal de
control en un flujo de masa o energa (variable manipulada).
Para ajustar el flujo de fluidos en una lnea existen primariamente dos mecanismos:
Modificar la energa entregada al fluido (bombas y ventiladores de velocidad variable)
Modificar la resistencia al paso del fluido (vlvulas, registros en ductos de gases)
TIPOS DE VLVULAS
Pueden ser de varios tipos segn sea el diseo del cuerpo y el movimiento del obturador
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VLVULA DE GLOBO
Las vlvulas de simple asiento precisan de un actuador de mayor tamao para que el obturador
cierre en contra de la presin. Se emplean cuando la presin del fluido es baja.
En la vlvula de doble asiento o obturador equilibrado la fuerza de equilibrio desarrollada por la
presin es menor que en la vlvula simple por este motivo se emplean vlvulas de gran tamao o
bien cuando deba trabajarse con alta presin.
VLVULA EN NGULO
Permite tener un flujo de caudal sin excesivas turbulencias y es adecuada para disminuir la erosin
cuando esta es considerable por las caractersticas de fluido o por la excesiva presin.
VLVULA DE TRES VAS
Esta vlvula se emplea generalmente para mezclar fluidos (vlvulas mezcladoras), o bien para
hacer de un fluido de entrada dos de salida (vlvulas dispersoras).
Las vlvulas de tres vas intervienen tpicamente en el control de temperatura de
intercambiadores de calor.
VLVULA DE JAULA
Se caracterizan por el fcil desmontaje del obturador y porque este puede incorporar orificios que
permiten eliminar prcticamente el desequilibrio de las fuerzas producido por la presin
favoreciendo la estabilidad del funcionamiento.
Como el obturador est dentro de la jaula, la vlvula es muy resistente a las vibraciones y al
desgaste.
VLVULA DE COMPUERTA
Esta vlvula efecta su cierre con un disco vertical plano, o de forma especial, y se mueve
verticalmente al flujo del fluido. Por su disposicin es adecuada generalmente para el control
todo-nada, ya que en posiciones inmediatas tiende a bloquearse
VLVULA EN Y
Es adecuada como vlvula de cierre o control. Como vlvula todo-nada se caracteriza por su baja
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perdida de carga y como vlvula de control presenta una gran cantidad de caudal.
Se emplea usualmente en instalaciones criognicas.
VLVULA DE CUERPO PARTIDO
es una modificacin de la vlvula de globo de simple asiento teniendo el cuerpo partido en dos
partes.
Facilita un flujo suave del fluido sin espacios muertos en el cuerpo. Se emplea principalmente en
fluidos viscosos y en la industria alimentaria.
VLVULA SAUNDERS
el obturador es una membrana flexible que a travs de un vstago unido a un servomotor, es
forzada contra un resalte del cuerpo cerrando as el paso al fluido.
Se caracteriza por que el cuerpo puede revertirse fcilmente de goma o de plstico para trabajar
con fluidos agresivos.
El servomotor de accionamiento debe ser muy potente. Se utiliza principalmente en procesos
qumicos difciles, en particular en el manejo de fluidos negros o agresivos o bien en el control de
fluidos conteniendo slidos en suspensin.
VLVULA DE OBTURADOR EXCNTRICO ROTATIVO
consiste en un obturador de superficie esfrica que tiene un movimiento rotativo excntrico y que
est unido al eje de giro por uno o dos brazos flexibles. El eje de giro sale del exterior del cuerpo.
Y se caracteriza por su gran capacidad de caudal, comparable a las vlvulas mariposa a las de bola.
VALVULA DE OBTURADOR CILNDRICO EXCNTRICO
esta vlvula tiene un obturador cilndrico excntrico que se asienta contra un cuerpo cilndrico.
La vlvula es de bajo coste y tiene una capacidad relativamente alta. Es adecuada para fluidos
corrosivos y lquidos viscosos o contenido solido en suspensin.
CARACTERSTICAS DE CAUDAL INHERENTE EN VLVULAS DE GLOBO.
Vlvula: Es un transductor de salida o actuador que permite desarrollar una estrategia de
control
CARACTERSTICA DE CAUDAL
Es el cociente entre la fraccin de carrera del obturador y el caudal que escurre a
travs de la vlvula
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La caracterstica de caudal inherente se define como la relacin existente entre el
caudal que escurre a travs de la vlvula y la variacin porcentual de la carrera,
cuando se mantiene constante la presin diferencial a travs de la vlvula.
DIMENSIONAMIENTO DE VLVULAS
La importancia de determinar el tamao de una vlvula radica en obtener un beneficio
tcnico-econmico, ya que un sub-dimensionamiento trae por consecuencia mala
operacin del lazo de control y prdidas en la produccin, aunque sea el costo de la vlvula
menor. Por otro lado, un sobredimensionamiento produce una subutilizacin en el trabajo
de la vlvula, los asientos al trabajar muy pegados se deterioran con mayor rapidez,
aumenta el costo de la vlvula
COEFICIENTE DE FLUJO DE LA VLVULA (CV, KV)
Es un aspecto importante a tener en cuenta para seleccionar la vlvula.
Este coeficiente da un ndice de capacidad, no solo en cuanto a tamao, sino tambin por
la cantidad de fluido que pasa por la vlvula(2)
DEFINICIN DE CV
Empleado inicialmente en Estados Unidos.
Caudal de agua en galones USA por minuto que pasa a travs de la vlvula en
posicin completamente abierta y con una prdida de carga de una libra por
pulgada cuadrada(psi)
DEFINICIN DE KV
Usado por los pases que emplean unidades mtricas y la norma VDI/VDE
2173(septiembre 1962)
Caudal de agua (de 5 a 30 C)en m3/h que pasa a travs de la vlvula a una
apertura dada y con una prdida de carga de 1 Kg/cm2