normas instrumentacion inst_ui

Ing. Manuel A. Arenas Méndez 1

I INTRODUCCION A LA INSTRUMENTACION Y NORMAS

1.1 Introducción a la instrumentación

Todo proceso industrial de fabricación de productos exige un control de las diversas etapasinvolucradas en el mismo. Existe una gran variedad de procesos destinados a producir cientos deartículos diferentes tales como:

La fabricación de los productos derivados del petróleo. De productos alimenticios. La industria cerámica. Las centrales generadoras de energía. La siderurgia. Los tratamientos térmicos. La industria papelera. La industria textil. etc.

En todos estos procesos es absolutamente necesario controlar y mantener constantes algunasmagnitudes tales como la presión, el caudal, el nivel, la temperatura, el pH, la conductividad, la velocidad,la humedad, el punto de rocío, etc.

En los inicios de la era industrial los operadores tenían la función de realizar manualmente elcontrol de las variables de estos procesos, utilizando instrumentos rústicos de medida que indicaban lascondiciones del medio. Este tipo de control podemos decir que fue relativamente eficaz en su tiempopuesto que los procesos eran bastante simples, teniendo los productos amplios márgenes de tolerancia.

A medida que surgieron nuevas técnicas de obtención de productos más complejos este tipo decontrol manual fue insuficiente e incapaz de cumplir con las exigencias requeridas. Este desarrollo en losprocesos propició la generación de instrumentos que no tan solo mejorarán las funciones de monitoreo deinformación sino que también dichos instrumentos tuvieran la capacidad de procesar información yrealizar acciones correctivas tendientes a la estabilización de las variables para mantener controlado enforma eficiente y continua el proceso.

La evolución acelerada de la gran mayoría de las ramas de la ingeniería, especialmente de laquímica, mecánica y electrónica, hicieron posible que en muy poco tiempo la instrumentación de losprocesos fuera más confiable en toda la extensión de la palabra a tal grado que actualmente cualquierproceso por complicado que sea pueda ser controlado por muy poco personal desde un cuarto de controlen donde los instrumentos de medición y control se enlacen a un sistema central que cuenta con lacapacidad para procesar la información que recibe de los sensores involucrados dentro del proceso y asíen caso de algún inconveniente decidir la mejor acción correctiva en fracciones de segundos.

Es difícil tener una definición de instrumentación, sin embargo esta podría ser alguna de lassiguientes:

Instrumentación es el arte ó ciencia de aplicar instrumentos de medición y control a un procesopara determinar la identidad y/o magnitud de ciertas variaciones físicas ó químicas con elpropósito de mantenerlas dentro de límites específicos.

Instrumentación es la aplicación de técnicas y conocimientos de ingeniería, de dispositivos y demecanismos para detectar, medir, registrar y controlar una variable ó un conjunto de ellas quepueden estar asociadas en la elaboración de un producto, en la operación de una máquina o encualquier tipo de proceso.


Los objetivos que se persiguen cuando se aplica la instrumentación pueden ser muchos ydiversos además de estar de cierta manera íntimamente ligados unos con otros.

A continuación mencionaremos algunos de estos objetivos. Cabe hacer la aclaración que en estelistado no se establece ningún orden de prioridad, este deberá ser establecido en base a las necesidadesparticulares de cada empresa o industria.

a) Disminuir la mano de obra.

b) Aumentar la eficiencia del proceso.

c) Aumentar la seguridad del personal de operación.

d) Aumentar la seguridad del equipo involucrado.

1.2 Variables físicas

Clasificación de las variables

En instrumentación las cantidades ó características que se miden dentro de un proceso sedenominan comúnmente como variables de medición, variables de instrumentación ó variables deproceso.

Se puede decir entonces que una variable es una cantidad ó condición que varía con respecto altiempo y que es factible de medirse y controlarse.

Existe, sin embargo, una cantidad infinita de variables, pero estas se pueden agrupar de acuerdoal carácter de la variable misma. A continuación se da una clasificación de estas variables.

Variables Térmicas

Estas se refieren a la condición ó carácter de un material que depende de la energía térmica, porejemplo:

Temperatura.- Condición de un cuerpo que determina la transferencia de calor.

Calor Especifico.- Propiedad de un cuerpo que define la relación de cambio de temperatura y suvariación de energía térmica.

Variables de Energía Térmica.- La entalpía y la entropía relacionadas con la energía térmica totaly la disponible de un cuerpo.

Valor Calorífico.- Determinación de la cantidad de calor que se produce ó absorbe un cuerposujeto a condiciones específicas.

Variables de Radiación

Se refieren a la emisión, propagación y absorción de energía a través del espacio ó de algúnmaterial en forma de ondas tales como emisión, propagación y absorción corpuscular.

Radiación Nuclear.- Radiación asociada con la alteración del núcleo del átomo.


Radiación Electromagnética.- Espectro de radiación que incluye la energía radiante dentro de unamplio espectro de frecuencia, tales como: el infrarrojo hasta los rayos x y cósmicos.

Variables fotométricas.- En éstas están incluidas todas aquellas tales como el color, el brillo, etc.y de que manera se relacionan con la luz visible.

Variables acústicas.- Incluyen en este tipo de variables todos los sonidos perceptibles ó no aloído humano sin importar su frecuencia.

Variables de Fuerza

Fuerza Total.- Magnitud que modifica el movimiento ó la inercia de un cuerpo.

Momento.- Relaciona a la fuerza aplicada con referencia a un punto de rotación.

Presión ó Vacío.- Fuerzas que actúan sobre una cantidad de área.

Variables de Velocidad

En esta clasificación se agrupan todas las variables relacionadas con la velocidad de movimientode un cuerpo con respecto a un punto de referencia.

Flujo.- Números de unidades que pasan por un punto en un cierto tiempo.

Rápidez.- Velocidad de movimiento de un cuerpo al desplazarse una distancia x en una unidadde tiempo, puede ser lineal ó angular.

Aceleración.- Variación de la velocidad con respecto al tiempo.

Variables de Cantidad

Estas se refieren a la cantidad de materia que existe en un cuerpo dentro de ciertos límites.

Masa.- Cantidad de materia de un cuerpo.

Peso.- Es la medida de la masa debido a la acción de la gravedad.

Variables de Tiempo

Tiempo.- Magnitud física creada para medir el intervalo en el que suceden una serie ordenada deacontecimientos.

Frecuencia.- Medida de la periodicidad de un evento con respecto al tiempo.

Variables Geométricas

En estas variables se incluyen todas aquellas en donde la porción ó dimensión u otra puedecompararse contra un estándar fundamental de longitud.

Posición.- Medida de la localización de una serie de puntos o cuerpos con respecto a un punto dereferencia.

Contorno.- Valor de la localización de una serie de puntos de una superficie que se mide.


Dimensión.- Medida de la distancia de separación entre puntos.

Nivel.- Es la altura de la superficie de un material con respecto a un plano de referencia.

Variables de Propiedades Físicas

En esta clasificación se agrupan todas aquellas variables que se refieren a las propiedadesfísicas de las sustancias con excepción de las que se relacionan con la masa y la composición química.

Densidad.- Concentración de materia en un volumen dado.

Peso Específico.- Relación de densidades entre el material y la del agua ó del aire.

Humedad.- Cantidad de vapor de agua en la atmósfera.

Contenido de Humedad.- Cantidad de agua que se encuentra en una muestra.

Viscosidad.- Resistencia de los fluidos a la deformación.

Características Estructurales.- En esta se agrupan todas las variables que se relacionan con laformación cristalina, mecánica ó metalúrgica de las sustancias.

Variables de Composición Química

Se refieren a la cantidad de componentes de una sustancia, tal como contenido de CO2 (dióxidode carbono), S (azufre), SO2 (dióxido de azufre), CH4 (metano), etc.

Variables Eléctricas

Voltaje.

Corriente Eléctrica.

Inductancia.

Capacitancia.

Impedancia.

Tipos de señales

En el proceso de medición se emplean elementos sensibles que operan directamente con lasvariables medidas, estos transforman la variable a otro tipo de energía ó a otra variable de relaciónproporcional a la primera, en donde la señal de salida del elemento inicia la acción de control de otroinstrumento.

Al considerar las señales y los sistemas de medición, los factores que deben tomarse en cuentapara tener éxito en su selección son cuatro:

1. Los tipos y las características de los transductores para transformar a las variables en señales demedición.

2. Las características de transmisión de las señales de medición.


3. Que el tipo de dispositivo de salida tenga la sensibilidad y la potencia suficiente para producirindicaciones, registros ó el control de las variables.

4. Los diferentes transductores disponibles para transformar una señal a otra señal de medición.

Debido a la gran diversidad de sensores ó transductores que existen para la detección de unavariable, se pueden clasificar a éstos en base a sus respuestas ó tiros de señales de medición.

El uso de las señales de medición permite la medición de una gran mayoría de variablesmediante la combinación de transductores primarios especializados.

Las señales de medición se pueden clasificar en cuanto a la naturaleza de la respuesta de lossensores dividiéndose a su vez 4 grandes grupos, tal y como se indica a continuación:

Movimiento

En ésta se quedan agrupados los transductores que entregan alguna manifestación ó forma demovimiento como respuesta del valor de la variable medida.

Movimiento Mecánico.- El movimiento mecánico ya sea lineal ó angular es igualmente comúncomo efecto de entrada a otros sistemas de respuestas tales como: un indicador, una plumilla deregistro, etc.

Desplazamiento Líquido.- Respuesta útil en termómetros de vidrio, en sistemas termales, enmanómetro de líquidos y en otros más.

Movimiento de un Haz de Luz ó Electrones.- Manifestación que se emplea en osciloscopios,oscilógrafos, etc.

Fuerza

Manifestación ampliamente utilizada en la conversión y transmisión de las mediciones.

Fuerza Mecánica Total.- Se usa con frecuencia como entrada de control como elemento deconversión en los dispositivos de fuerza balanceada.

Presión.- Manifestación de fluidos ó de fuerzas que actúan sobre una área específica quefácilmente puede convertirse a señal de transmisión mediante la estandarización de sus valores.

Señales Eléctricas

Una gran mayoría de los transductores transforma las variables a señales de naturaleza eléctrica.

Señales de Voltajes ó Corrientes.- Transductores que al sentir la variable, proporcionan un voltajeentre terminales, p. ej. la fotocelda, el termopar, etc.

Señales de Relación Voltaje-Corriente.- Señal característica de elementos que cambian suimpedancia al cambio de la variable y en donde la relación de cambios define el valor medido.


Señales de Tiempo Modulado

Señales con Duración de Pulsos.- Transductores que entregan como señal de salida pulsos quevarían entre 1 y 15 segundos ó más, el tiempo y número de pulsos determinan el valor de lavariable.

Señales de Frecuencia.- Mucho de los sensores de velocidad y vibración convierten la relaciónde cambio de la variable en un cambio de la frecuencia.

Modulación de Pulsos Claves.- En este tipo de respuesta los circuitos de medición utilizan lacuenta de números de pulsos dentro de un cierto intervalo de tiempo. Estas señales pueden serbinarias codificadas ó decimal binaria simple, este tipo de señal se emplea en sistemascomputacionales ó digitales.


1.3 Definiciones y conceptos en controlLos instrumentos de control empleados en las industrias de proceso tales como química,

petroquímica, alimenticia, metalúrgica, energética, textil, papel, etc., cuentan con una propia terminología,estos términos definen las características propias de medida, control, estática y dinámica de los diversosinstrumentos de proceso como por ejemplo: indicadores, registradores, controladores, transmisores yválvulas de control.

La terminología empleada se ha unificado con el fin de que los fabricantes, los usuarios y losorganismos o entidades que intervienen directa o indirectamente en el campo de la instrumentaciónindustrial empleen el mismo lenguaje. Las definiciones de los términos empleados se relacionan con lassugerencias hechas por la SAMA (Scientific Apparatus Makers Association) en su norma PMC 20-2-1970.

Aun cuando este documento ha sido catalogado como obsoleto, así como muchos otros de laSAMA, este sigue siendo consultado como referencia dentro del mundo industrial. Actualmente la SAMAse ha “reorganizado” como la MCAA (Measurement Control & Automation Association), debido a laadquisición de esta ultima de los derechos de todos los documentos editados en el pasado por la SAMA.

En la figura 1.1 se pueden ver representadas las definiciones aplicadas a los instrumentos.

Fig. 1.1.- Definiciones de los instrumentos.


Campo de medida

Espectro o conjunto de valores de la variable medida que están comprendidos dentro de loslimites superior e inferior de la capacidad de medida o transmisión del instrumento; viene expresadoestableciendo los dos valores extremos.

Alcance (span)

Es la diferencia algebraica entre los valores superior e inferior del campo de medida delinstrumento.

Error

Es la diferencia algebraica entre el valor leído o transmitido por el instrumento y el valor real de lavariable medida. Si el proceso se encuentra en condiciones de régimen permanente existe el llamadoerror estático. En condiciones dinámicas el error varia considerablemente debido a característicascomunes que los instrumentos presentan ante sistemas físicos ya que para realizar su trabajo requierenabsorber energía del proceso, transferencia que requiere de cierto tiempo de transmisión, dando lugar aretardos en la lectura del aparato. Siempre que las condiciones del sistema sean dinámicas existirá enmayor o menor grado el llamado error dinámico (diferencia entre el valor instantáneo de la variable y elindicado por el instrumento).

El error medio del instrumento es la media aritmética de los errores en cada punto de la medida,determinados para todos los valores crecientes y decrecientes de la variable medida.

Cuando una medición se realiza con la participación de varios instrumentos, colocados unos acontinuación de otros, el valor final de la medición estará constituido por los errores inherentes a cadauno de los instrumentos.

Si el limite del error relativo de cada instrumento es: ±a, ±b, ±c, ±d, etc., el máximo error posibleen la medición será la suma de los valores anteriores, es decir

± ( a + b + c + d +….)

Ahora bien, como es improbable que todos los instrumentos tengan al mismo tiempo su errormáximo en todas las circunstancias de la medida es mejor tomarse como error total de una medición laraíz cuadrada de la suma algebraica de los cuadrados de los errores máximos de los instrumentos, esdecir, la expresión:

...2222 dcba

Por ejemplo, el error obtenido al medir un caudal con un diafragma, un transmisor electrónico de4-20 mA c.c., un receptor y un integrador electrónicos es de:

Error del diafragma 2.0%Error del transmisor electrónico de 4-20 mA c.c 0.5%Error del receptor electrónico 0.5%Error del integrador electrónico 0.5%

Error total de la medición = 2222 5.05.05.02 = 2.18%


Exactitud

Es la cualidad de un instrumento de medida por la que tiende a dar lecturas próximas alverdadero valor de la magnitud medida.

Precisión

La precisión es la tolerancia de medida o de transmisión del instrumento y define los límites delos errores cometidos cuando el instrumento se emplea en condiciones normales de servicio durante unperiodo de tiempo determinado (normalmente 1 año). Existen varias formas para expresar la precisión:

a) Tanto % del alcance.

Ejemplo: en el instrumento de la figura 1.1 se tiene que para una lectura de 150°C y una precisión de ±0.5% el valor real de la temperatura estará comprendido entre 149 y 151°C.

b) Directamente, en unidades de la variable medida.

c) Tanto % de la lectura efectuada.

d) Tanto % del valor máximo del campo de medida.

e) Tanto % de la longitud de la escala. Ejemplo: Si la longitud de la escala del instrumento de la figura 1.1es de 150 mm, la precisión de ±0,5 % representara ±0.75 mm en la escala.

La precisión varía en cada punta del campo de medida si bien, el fabricante la especifica en todoel margen del instrumento indicando a veces su valor en algunas zonas de la escala. Por ejemplo: unmanómetro puede tener una precisión de ±1 % en toda la escala y de ±0.5 % en la zona central. Cuandose desea obtener la máxima precisión del instrumento en un punto determinado de la escala, puedecalibrarse únicamente para este punto de trabajo, sin considerar los valores restantes del campo demedida.

Zona muerta

Es el campo de valores de la variable que no hace variar la indicación o la señal de salida delinstrumento, es decir, que no produce su respuesta. Viene dada en tanto % del alcance de la medida. Porejemplo: en el instrumento de la figura 1.1 es de ±0.1 %, es decir de ±0.2 °C.

Sensibilidad

Valor mínimo en que se ha de modificar la variable para apreciar un cambio medible en el índiceo en la pluma de registro del instrumento.

Viene dada en tanto % del alcance de la medida. Si la sensibilidad del instrumento detemperatura de la figura 1.1 es de ±0.05 %, su valor será de ±0.1°C.

Actualmente se ha convenido en especificar la sensibilidad como la razón entre el incremento dela lectura y el incremento de la variable que lo ocasiona, después de haberse alcanzado el estado dereposo.

Repetibilidad

La repetibilidad es la capacidad de reproducción de las posiciones de la pluma, del índice o de laseñal de salida del instrumento al medir repetidamente valores idénticos de la variable en las mismas


condiciones de servicio, y en el mismo sentido de variación, al recorrer todo el campo de medida. Seconsidera en general su valor máximo (repetibilidad máxima) y se expresa en tanto % del alcance; unvalor representativo es el de ±0.1 %.

Para determinarla el fabricante comprueba la diferencia entre el valor verdadero de la variable yla indicación o señal de salida del instrumento recorriendo todo el campo, y partiendo, para cadadeterminación, desde el valor mínimo del campo de medida.

Histéresis

Es la diferencia máxima que se observa en los valores indicados por el índice, o pluma delinstrumento, para el mismo valor, cualquiera del campo de medida, cuando la variable recorre toda laescala tanto en sentido ascendente como en descendente.

Se expresa en tanto % del alcance de la medida. Por ejemplo si en un termómetro de 0-100°C setiene que para el valor de la variable de 40°C el indicador marca 39.9°C al subir la temperatura desde 0°Ce indica 40.1°C al bajar la temperatura desde 100°C, el valor de la histéresis será de:

%2.0%1000100

9.391.40

CC

CC

Campo de medida con supresión de cero

Es aquel campo de medida en el que el valor cero de la variable o señal medida es menor que elvalor inferior del campo.

Supresión de cero

Es la cantidad con que el valor inferior del campo supera el valor cero de la variable. Puedeexpresarse en unidades de la variable medida o en % del alcance.

Campo de medida con elevación de cero

Es aquel campo de medida en el que el valor cero de la variable o señal medida es mayor que elvalor inferior del campo.

Elevación de cero

Es la cantidad con que el valor cero de la variable supera el valor inferior del campo. Puedeexpresarse en unidades de la variable medida o en % del alcance.

Ruido

Es cualquier perturbación eléctrica o señal accidental no deseadas que modifican la transmisión,indicación o registro de los datos deseados.

Fiabilidad

Medida de la probabilidad de que un instrumento continué comportándose dentro de límitesespecificados de error a lo largo de un tiempo determinado y bajo condiciones especificadas.


Resolución

Magnitud de los cambios en escalón de la señal de salida (expresados en tanto por ciento de lasalida de toda la escala) al ir variando continuamente la medida en todo el campo. En pocas palabrasexpresa la posibilidad del instrumento de discriminar entre valores debido a las graduaciones delinstrumento. La resolución se encuentra en directa relación con la escala del instrumento.

Linealidad

La aproximación de una curva de calibración a una línea recta especificada.

Estabilidad

Capacidad de un instrumento para mantener su comportamiento durante su vida útil y dealmacenamiento especificadas.

Temperatura de servicio

Campo de temperaturas en el cual se espera que trabaje el instrumento dentro de límites de errorespecificados.

Vida útil de servicio

Tiempo mínimo especificado durante el cual se aplican las características de servicio continuo eintermitente del instrumento sin que se presenten cambios en su comportamiento más allá de toleranciasespecificadas.


1.4 Clases de instrumentosLos instrumentos de medición y de control son relativamente complejos y su función puede

comprenderse bien si están incluidos dentro de una clasificación adecuada. Como es lógico, puedenexistir varias formas para clasificar los instrumentos, cada una de ellas con sus propias ventajas ylimitaciones.

Una de las mas sencillas es la de clasificarlos de acuerdo con la función del instrumento.

Instrumentos ciegos

Son aquellos que no tienen indicación visible de la variable, figura 1.2. Hay que hacer notar queson ciegos los instrumentos de alarma tales como presostatos y termostatos (interruptores de presión ytemperatura respectivamente) que poseen una escala exterior con un índice de selección de la variable,ya que sólo ajustan el punto de disparo del interruptor o conmutador al cruzar la variable el valorseleccionado. Son también instrumentos ciegos, los transmisores de caudal, presión, nivel y temperaturasin indicación.

Termostato Presostato de ajuste variable.Fig. 1.2.- Instrumentos ciegos.

Instrumentos indicadores

Disponen de un índice y de una escala graduada en la que puede leerse el valor de la variable,figura 1.3. Según la amplitud de la escala se dividen en indicadores concéntricos y excéntricos. Existentambién indicadores digitales que muestran la variable en forma numérica con dígitos.

Fig. 1.3.- Instrumentos indicadores.


Instrumentos registradores

Estos registran con trazo continuo o a puntos la variable, pueden ser circulares o de gráficorectangular o alargado según sea la forma del gráfico, figura 1.4.

Los registradores de gráfico circular suelen tener el gráfico de 1 revolución en 24 horas mientrasque en los de gráfico rectangular la velocidad normal del gráfico es de unos 20 mm/hora.

Circular RectangularFig. 1.4.- Instrumentos registradores.

Elementos primarios de medición

Son los que están en contacto con la variable y utilizan o absorben energía del medio controladopara dar al sistema de medición una indicación en respuesta a la variación de la variable controlada,figura 1.5. El efecto producido por el elemento primario puede ser un cambio de presión, fuerza, posición,medida eléctrica, etc. Por ejemplo: en los elementos primarios de temperatura de bulbo y capilar, elefecto es la variación de presión del fluido que los llena y en los de termopar se presenta una variación defuerza electromotriz.

Tubo de Bourdon. Termopar.Fig. 1.5.- E.P.M.


Transmisores

Son los que captan la variable de proceso a través del elemento primario de medición y latransmiten a distancia en forma de señal neumática de margen 3 a 15 psi (libras por pulgada cuadrada) oelectrónica de 4 a 20 mA de corriente continua o una señal digital, figura 1.6.

El elemento primario puede formar o no parte integral del transmisor; el primer caso lo constituyeun transmisor de temperatura de bulbo y capilar y el segundo un transmisor de caudal con la placa orificiocomo elemento primario.

Fig. 1.6.- Transmisores.

Transductores

Reciben una señal de entrada función de una o más cantidades físicas y la convierten modificadao no a una señal de salida. Son transductores, un relé, un elemento primario, un transmisor, etc.

Convertidores

Son aparatos que reciben una señal de entrada neumática (3-15 psi) o electrónica (4-20 mA c.c.)procedente de un instrumento y después de modificarla envían la resultante en forma de señal de salidaestándar, figura 1.7. Ejemplo: un convertidor P/I (señal de entrada neumática a señal de salidaelectrónica), un convertidor I/P (señal de entrada eléctrica a señal de salida neumática).

Conviene señalar que a veces se confunde convertidor con transductor. Este último término esgeneral y no debe aplicarse a un aparato que convierta una señal de instrumentos.

Fig. 1.7.- Convertidores.


Receptores

Reciben las señales procedentes de los transmisores y las indican o registran. Los receptorescontroladores envían otra señal de salida normalizada a los valores ya indicados 3-15 psi en señalneumática, o 4-20 mA en señal electrónica, que actúan sobre el elemento final de control.

Controladores

Comparan la variable controlada (presión, nivel, temperatura) con un valor deseado y ejercen unaacción correctiva de acuerdo con la desviación, figura 1.8.

La variable controlada la pueden recibir directamente, como controladores locales o bienindirectamente en forma de señal neumática, electrónica o digital procedente de un transmisor.

Fig. 1.8.- Controladores.

Elemento final de control

Recibe la señal del controlador y modifica el caudal del fluido o agente de control. En el controlneumático, el elemento suele ser una válvula neumática o un servomotor neumático que efectúan sucarrera completa de 3 a 15 psi. En el control electrónico la válvula o el servomotor anteriores sonaccionados a través de un convertidor de intensidad a presión (I/P) o señal digital a presión que conviertela señal electrónica de 4 a 20 mA C.c. o digital a neumática 3-15 psi. En el control eléctrico el elementosuele ser una válvula motorizada que efectúa su carrera completa accionada por un servomotor eléctrico,figura 1.9.

Fig. 1.9.- E.F.C.


Fig. 1.10.- Clases de instrumentos.


1.5 Simbología ISA y SAMAPara designar y representar los instrumentos de medición y control se emplean normas muy

variadas que en ocasiones resultan muy diferentes de industria a industria. Esta gran variedad de normasy sistemas utilizados en las organizaciones industriales indican la necesidad universal de unanormalización de ese campo. Varias sociedades han dirigido sus esfuerzos en ese sentido, siendo laSociedad de Instrumentos de Estados Unidos (ISA, por sus siglas en inglés) y la AsociaciónEstadounidense de Fabricantes de Aparatos Científicos (SAMA, por sus siglas en inglés) de las masimportantes. Las normas de la ISA tienen por objeto establecer sistemas de designación (código ysímbolo) de aplicación a toda la industria en general.

A continuación presentaremos un resumen de la norma ISA-S5.1-84 de ANSI (American NationalStandards Institute)/ISA año 1984 con rectificación del año 1992, sobre instrumentación de medición ycontrol.

Cabe aclarar que esta norma no es de carácter obligatorio sino que solo constituye unarecomendación a seguir en la identificación de los instrumentos en la industria.

Resumen Norma ISA-S5.1-84

Generalidades

1. Cada instrumento debe identificarse con sistemas de letras que lo clasifique funcionalmente. Unaidentificación representativa es la siguiente:

T RC 2 APrimera

LetraLetras

SucesivasNúmerodel bucle

Sufijo ( no se usa normalmente)

Identificación funcional Identificacióndel bucle

2. El número de letras funcionales para un instrumento debe ser mínimo, no excediendo de cuatro.Para ello conviene:

a) Disponer las letras en subgrupos. Por ejemplo, un transmisor registrador de relación decaudales con un interruptor de alarma de relación de caudales puede identificarse con dos círculos,uno con FFRT-3 y el otro FFS-3.

b) En un instrumento que indica y registra la misma variable medida puede omitirse la letra I(indicación).

c) Los bucles de instrumentos de un proyecto o secciones de un proyecto debenidentificarse con una secuencia única de números. Esta puede empezar con el número 1 ocualquier otro número conveniente, tal como 301 o 1201 que puede incorporar informacióncodificada tal como el área de planta.

d) Si un bucle dado tiene más de un instrumento con la misma identificación funcional, espreferible añadir un sufijo por ejemplo FV-2A, FV-2B. Estos sufijos pueden añadirse obedeciendo alas siguientes reglas:

Deben emplearse letras mayúsculas A,B,C, etc.

En un instrumento tal como un registrador de temperatura multipunto que imprimenúmeros para la identificación de los puntos, los elementos primarios pueden numerarseTE-25-1, TE-25-2, TE-25-3, etc.

Las subdivisiones interiores de un bucle pueden designarse por sufijos formados porletras y números.


e) Un instrumento que realiza dos ó más funciones puede designarse por todas sus ellas. Porejemplo, un registrador de caudal FR-2 con pluma de presión PR-4 se designa preferentementeFR-2/PR-4 o bien PR-7; un registrador de presión de dos plumas como PR-7/8 y una ventanillade alarma para temperatura alta y baja como TAH/L-9.

f) Los accesorios para instrumentos tales como rotámetros de purga, filtros manoreductores,etc. que no están representados explícitamente en un diagrama de flujo, pero que necesitan unaidentificación para otros usos deben tenerla de acuerdo con su función empleando el mismonúmero de bucle que el del instrumento asociado. Alternativamente, los accesorios puedenemplear el mismo número de identificación que el de los instrumentos asociados, pero conpalabras aclaratorias si ello es necesario.

Nomenclatura ISA

PRIMER CARÁCTER CARACTERES SUSCESIVOS

VARIABLEMEDIDA

LETRA DEMODIFICACIÓN

FUNCION DELECTURA PASIVA

FUNCIONDE SALIDA

LETRA DEMODIFICACION

A Análisis -------- Alarma -------- --------B Llama -------- Disponible Disponible DisponibleC Conductividad -------- -------- Control --------D Densidad Diferencial -------- -------- --------E Tensión (EMF) -------- E.P.M. -------- --------F Caudal Relación -------- -------- --------G Calibre ó Dimensión -------- Vidrio -------- --------H Manual -------- -------- -------- Valor AltoI Corriente Eléctrica -------- Indicador -------- --------J Potencia Exploración -------- -------- --------K Tiempo -------- -------- Estación de control --------L Nivel -------- Lampara ó Luz

Piloto-------- Valor Bajo

M Humedad -------- -------- -------- V. IntermedioN Disponible -------- Disponible Disponible DisponibleO Disponible -------- Orificio -------- --------P Presión ó Vacío -------- Punto de prueba -------- --------Q Cantidad Totalización -------- -------- --------R Radioactividad -------- Registro -------- --------S Velocidad ó Frec. Seguridad -------- Interruptor --------T Temperatura -------- -------- Transmisor MultifunciónU Multivariable -------- Multifunción Multifunción MultifunciónV Viscosidad -------- -------- Válvula S/CW Peso ó Fuerza -------- Vaina S/C --------X S/C -------- S/C S/C S/CY Disponible -------- -------- Relé/Convertidor --------Z Posición -------- -------- E.F.C. S/Clasificar --------

Notas: E.P.M. Elemento Primario de Medición.

E.F.C. Elemento Final de Control.


S/C Sin Clasificar, pueden emplearse en las designaciones no indicadas que se utilizan solouna vez o un numero limitado de veces.

Disponible Se utilizan para cubrir las designaciones no normalizadas que pueden emplearserepetidamente en un proyecto.

Figuran a continuación los símbolos a emplear en los planos y dibujos de representación deinstrumentos en los procesos industriales.

Conexión a proceso, enlace mecánico o alimentación de instrumentos. *

Señal neumática.

Señal eléctrica.

Tubo capilar.

Señal hidráulica.

Señal electromagnética.

* Se sugieren las siguientes abreviaturas para representar el tipo de alimentación.

AS Alimentación de aire.

ES Alimentación eléctrica.

GS Alimentación de gas.

HS Alimentación hidráulica

NS Alimentación de nitrógeno.

SS Alimentación de vapor.

WS Alimentación de agua.

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