Manual De Instrumentacion Y Controles. 73175n

INSTRUMENTACIÓN Y CONTROLES DE PROCESO PARA LA INDUSTRIA SEGUNDA EDICIÓN ESCRITO POR: ALBERIC J. ROBICHAUD © COPYRIGHT 1996 – TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS SE PROHIBE COPIAR ESTE DOCUMENTO Versión – 4A

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TABLA DE CONTENIDO CAPÍTULO I.

FUNDAMENTOS DEL INSTRUMENTO Curva de C o n t r o l d e l F e e d b a c k Control del Proceso El Proceso Concepto de Control Curva de Reacción Selección de la Válvula y Acción del Controler Terminología del Instrumento Definiciones Diagrama del Proceso y el Instrumento Diagrama de la Hoja del Circuito C o n c e pt o d e P & I D y d e l a H o j a d e l C i r c u i t o SAMA – Símbolos de Encerramiento Simbología de ISA Símbolos Comunes de ISA y SAMA Terminología de los Dibujos Diagrama del Proceso y del Instrumento Plano de SAMA Plano de ISA H o j a d e C i r c u i t o – L I C-1 0 – D i b u j o 1 H o j a d e C i r c u i t o – F I C- 2 0 – D i b u j o 2 H o j a d e C i r c u i t o – F I C- 2 0 – D i b u j o 3 H o j a d e C i r c u i t o – F I C- 2 0 – D i b u j o 4 Diagrama del Cableado

CAPÍTULO 2

MEDICIÓN DE LA PRESIÓN Definiciones Presión – Definida Ley de Newton Presión Manométrica Presión Absoluta Presión Diferencial Manómetros Manómetro de Tubo en U Menisco Manómetro de Pozo Manómetro de Tubo Inclinado Tubo Bourdon Tubo Bourdon “C” Tubo Bourdon “Helix” Diafragma Cápsula Fuelles Sifón Sello Purga Amortiguador de Pulsación Principios de la Boquilla de Chapaleta

Principios de Operación de un Transmisor de balance de Fuerza ¿Cómo podemos relacionarnos con el término presión?

CAPÍTULO 3

MEDICIÓN DEL NIVEL Definiciones Tubo Indicador Flotador y Cable Flotador y Cable con Contador Mecánico D e s p l a z a m i e n t o , F l o t ac i ó n Presión de Carga Presión de Carga – Ejemplos Elementos Dp, Información General Supresión de Cero Elevación Términos de Calibración y Clave de Dimensión Supresión – Ejemplo – Tanque Abierto Supresión – Ejemplo – Brazo Exterior Seco Repetidor Elevación – Ejemplo – Brazo Exterior Húmedo Supresión Reversa Procedimiento de Calibración de la Supresión Reversa Tubería de Burbuja Regulador del Diferencial Prueba de Capacidad Puente Wheatstone AC Prueba de Conductancia Operación de una Prueba de Conductancia Prueba de Radiación Medidor de Deformación, Elemento de Carga Medición del Nivel Ultrasónico Medición del Nivel Térmico

CAPÍTULO 4

MEDICIÓN DEL FLUIDO Clasificaciones de la Medición del Fluido Desplazamiento Placa de Orificio Tubo Venturi Boquilla del Fl uido Teorema de Bernoulli Número de Reynolds Ley de Cuerpos en Descenso Cálculos del Fluido Tabla de I.D. de la Tubería Tabla del Factor de Tamaño Problemas de Tamaño de la Placa de Orificio Ecuación del Fluido de Vapor Problemas de Fluido de Gas T u b o P i t ot Annubar Medidor de Tarjeta de Señal Medidor de Codo

Rotámetro Medición del Fluido de Canal Abierto Vertedero Vertedero de Muesca en V Canalón de Parshall Fluidómetro Magnético Medidor de Turbina Vórtice del Medidor de Derrame Fluidómetro Ultrasónico Medi d o r d e l T i e m p o d e V u e l o Medidor Doppler Fluidómetro de Masa Fluido de Masa Inferencial Fluido de Masa Verdadero

CAPÍTULO 5

MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA Definiciones Transferencia de Calor Conducción Radiación Convección F ó r m u l a s d e C o n v e r s i ó n d e T e m p e r a t ura Termómetros Termómetros Bimetálicos Termómetros de Resorte de Presión Compensación Mecánica de Temperatura Termopar Tabla de Conversión de Termopar Tipo J Tabla de Conversión de Termopar Tipo K Tabla de Conversión de Termopar Tipo K – Cont. T a b l a d e C o nv e r s i ó n d e T e r m o p a r T i p o S Tabla de Conversión de Termopar Tipo S – Cont. RTD Redes de Circuito RTD Tabla de Conversión RTD

CAPÍTULO 6

ACTUADORES, VÁLVULAS, COLOCADORES & I/P’s Discusión sobre Válvulas La Válvula Automática Actuador Actuador, Principio de Operación Juego del Banco de Trabajo Ajuste del Resorte para un Actuador de Acción en Reversa Colocadores Fisher 3582 Fisher 3582, Alineación, Calibración Foxboro, Valvactor Vernier Estilo D Principios de Operación del Colocador C a l i b r a c i ó n d e l C o l o c a d o r General Válvulas Giratorias – Fisher 1051 con Colocador 3610J Válvulas Actuadas del Pistón

Calibración de 3610J y de 3610JP Otras Válvulas Actuadas de Pistón – Ganchos Portacables y Piñón Colocadores PMV La Válvula Seguridad Fallida I/P Válvula Operada del Motor Teorema de Bernoulli para Válvulas Características del Flujo Lineal Características de Porcentaje Igual Capacidad de la Válvula Cv Determinación de la Caída de Presión a través de una Válvula Operación Normal de la Válvula Chisporroteo Cavitación Fluctuabilidad de la Válvula Características de Válvulas Sugeridas y su Uso Factores de Selección de las Válvulas Correcciones de la Viscosidad Problemas de Tamaño de la Válvula

CAPÍTULO 7

RESPUESTAS DEL CONTROLER Control on/off Banda Proporcional Amort i g u a c i ó n d e A m p l i t u d ¼ Banda Proporcional vs. Ganancia Banda Proporcional Cambiante Banda Proporcional y su Relación con la Estabilidad Desplazamiento Un Controler Sólo Proporcional Mecánico con Desplazamiento Demostración de Circuito Abierto I n t e g r a l o Re s e t e a d o Derivada Ejemplos de Respuestas PID

CAPÍTULO 8

SINTONIZACIÓN DEL CONTROLER Discusión El Concepto de Sintonización Buen Control Modos de Control PID PID y Performance del Circuito de Control Ganancia Cambiante y Cómo Afecta la Sintonización Cont rolers Ganancia vs. Banda Proporcional Error Cálculo de la Salida Única de Ganancia Desplazamiento Agregando Respuesta Integral

Agregando Derivada o Rata El Controler Sintonización del Circuito Cerrado Determinar la Ganancia Última F ó r m u l a s d e S i n t o n i z a c i ó n de Zeigler/Nichols Método de Oscilación Amortiguada Método de Sintonización del Circuito Cerrado Métodos de Sintonización de la Curva Abierta Curva de Reacción del Proceso

CAPÍTULO 9

CALIBRACIÓN – PRESIÓN Definiciones Características del Instrumento Es t á t i c o Características del Instrumento Dinámico Estándares de Calibración Simulación del Proceso Tester del Peso Muerto Instrumento de Prueba Manómetros Calibradores Neumáticos Principios de Calibración Ajuste del Cero Ajuste del Tramo Ajuste de la No Lin e a l i d a d Procedimientos de Calibración Procedimientos Estándares de la Calibración

Prueba

de

CALIBRACIÓN – TEMPERATURA Discusión sobre la Calibración de la Temperatura Estándares de Calibración Simulación del Proceso El Termopar Tabla del Termopar Tipo J Tabla del Termopar Tipo K Tabla del Termopar Tipo S RTD Tabla de Conversión RTD de 100 ohm Termómetro de Vidrio y Tubo Termómetro de Temperatura Bimetálico Sistemas Llenados Método de Calibración

CAPÍTULO 10

PROCEDIMIENTOS DE INSTALACIÓN D i s p o s i t i v o s S e c undarios Instalaciones del Fluido Líquido Instalación del Vapor Instalación del Fluido Gaseoso Distribuidor de Tres Válvulas Red de Circuitos del Transmisor de Dos Alambres Red de Circuitos del Transmisor, Controler, I/P y de la Válvula

Red de Circuitos Mec ánica del Fluidómetro Magnético LENGÜETA 11

CONVERSIONES UNITARIAS, TABLAS DE VAPOR

LENGÜETA 12

ÍNDICE GLOSARIO DE TÉRMINOS 1 GLOSARIO DE TÉRMINOS 2 BIBLIOGRAFÍA PIRÁMIDE DE ADIESTRAMIENTO

Notas : C a l i b r a c i ón 1. P S I + 1 4 , 7 = P S I A 2. ( M a s a , L o n g i t u d y T i e m p o ) C u a l i d a d e s f u n d a m e n t a l e s d e l a m e d i c i ó n f í s i c a . 3. Galones por min. es una unidad de medición para el flujo. 4. D i v i d i r l a d e n s i d a d d e l f l u i d o d e l p r o c e s o e n t r e l a d e n s i d a d d e l a g u a y e l a c e i t e d a u n n ú m e r o s i n d i m e ns i ó n l l a m a d o g r a v e d a d e s p e c í f i c a . 5. A m e d i d a q u e a u m e n t a l a v e l o c i d a d d e u n f l u i d o a t r a v é s d e u n a r e s t r i c c i ó n , disminuye la presión del fluido. 6. L a d i f e r e n c i a e n t r e l a i n d i c a c i ó n d e l i n s t r u m e n t o y e l v a l o r r e a l d e l a v a r i a b l e m e d i d a e s u n e r r o r e n e l i n s t r u me n t o d e m e d i c i ó n . 7. E l c o n t a c t o s e c i e r r a c u a n d o l a t e m p e r a t u r a e x c e d e l o s 4 0 ° F = T > 4 0 . 8. E l c a b e z a l h i d r o s t á t i c o , e l p e s o , l a s p r o p i e d a d e s r a d i o a c t i v a s , l a d e n s i d a d y los detectores son un método deducido de medición del nivel. 9. El Trans. DP mide el nivel del c a b e z a l h i d r o s t á t i c o . 10. E l n i v e l d e l c a b e z a l h i d r o s t á t i c o n o p u e d e s e r m e d i d o c o n u n a s o n d a d e resistencia. 11. L o s e l e m e n t o s d e l n i v e l t é r m i c o i n f i e r e n e l n i v e l m i d i e n d o l a t e m p e r a t u r a . 12. R T D = D e t e c t o r d e T e m p e r a t u r a d e R e s i s t e n c i a . 13. R a n g o d e T e m p e r a t u r a 1 0 0-200F 3- 1 5 p s i g 150°F = 9psig 14. E l t r a n s d u c t o r q u e c o n v i e r t e l a c o r r i e n t e e n v o l t a j e e s u n I / E . 15. E l r a n g o d e v a l o r e s s o b r e l o s c u a l e s p u e d e s e r c a m b i a d a u n a s e ñ a l d e entrada sin que se observen cambios en la salida, es llamado Banda Muerta. 16. No es necesario un p e r í o d o d e c a l e n t a m i e n t o a l l l e v a r a c e r o o c a l i b r a r u n fluidómetro magnético. 17. E l r a n g o d e t e m p e r a t u r a d e u n T r a n s . e s 0 - 200F salida 3 -1 5 p s i g 150°F=12psig. 18. U n e r r o r d e l i n s t r u m e n t o d e m e d i c i ó n e s l a d i f e r e n c i a e n t r e e l v a l o r r e a l d e l a variable medida y l o i n d i c a d o p o r e l i n s t r u m e n t o . 19. P a r a a s e g u r a r l a e x a c t i t u d d e u n c o n t r o l e r n e u m á t i c o e n t o d o s l o s r a n g o s , s e debe ajustar con precisión la angulosidad. 20. S e u t i l i z a u n t e s t e r d e p e s o m u e r t o p a r a c a l i b r a r u n m a n ó m e t r o 0 -8 0 0 p s i .

FUNDAMENTOS DEL INSTRUMENTO Los circuitos sencillos de control del constan de cuatro componentes mayores: la medición, el elemento de control final, el controler y el proceso. No e x i s t e u n o r d e n d e p r i o r i d a d e n c u a n t o a c u á l p a r t e v i e n e p r i m e r o . S i f a lt a u n a d e las cuatro partes, el circuito es abierto y no es posible el control automático. U n a M e d i c i ó n o v a r i a b l e d e l p r o c e s o (P v ) e s l a c o n d i c i ó n q u e v a a s e r controlada. Existen muchos tipos de mediciones. Generalmente, las variables del proceso usadas por la industria, medidas más comúnmente, son el flujo, el nivel, la temperatura o la presión. Otras mediciones comunes incluyen: Ph, ORP (Potencial de Reducción de Oxidación), CD (Monóxido de Carbono), posición del C O 2 ( D i ó x i d o d e C a r b o n o ) , D O ( O x í g e n o Di s u e l t o ) , O 2 ( O x í g e n o ) , c o n d u c t i v i d a d , opacidad, etc. Los Elementos de Control Final varían o regulan el suministro de energía desde o hacia el proceso. El elemento de control final más usado es una válvula a c t u a d a d e l d i a f r a g m a . O t r o s e l e m e n t o s d e c o n t r ol f i n a l s o n l a p r o p u l s i ó n A C o DC que encienden un motor, que rotan una bomba. Puede usarse un actuador de pistón para estrangular amortiguadores de lucerna o de paleta. La velocidad de un motor hidráulico puede lograrse controlando el ángulo de una placa oscilante.

Los Controlers son el cerebro de un circuito sencillo de control del . Su trabajo es mantener la medición y reducir la variación. Los principios discutidos p a r a l o s c o n t r o l e r s p u e d e n s e r a p l i c a d o s a e q u i p o n e u m á t i c o, electrónico o digital. Todos los controlers utilizan las mismas respuestas a las variables de control. El Proceso, por último, producirá algún tipo de producto. El proceso existe en diferentes combinaciones de capacidad, resistencia y tiempo muerto. La Figura IF- 1 muestra un ejemplo de circuito de control del .

Control del Proceso El verdadero propósito del control es balancear el suministro de energía o material hacia el proceso, contra las demandas del proceso de la salida de ese sistema. Es esencial que todos los componentes relacionados que conforman un circuito de control del sean de la más alta calidad. Mientras mejor realice su trabajo un dispositivo, mayor será la capacidad del controler para reducir las variaciones en la variable del proceso. Un circuito de control del mide una entrada y la compara con el punto fijado del controler. Si hay un error entre la medición y el valor deseado, el controler cambia su salida para llevar la variable medida otra vez al punto fijado. El sistema físico que va a ser controlado debe ser eléctrico, térmico, neumático, hidráulico o mecánico. Todos estos sistemas operan con las mismas leyes de física y dinámica. El comportamiento del proceso caracterizado con respecto al tiempo describe las características dinámicas del proceso. El comportamiento del proceso que no involucra el tiempo define las características estáticas del p r o c e s o . L a F i g u r a I F- 2 m u e s t r a u n e j e m p l o d e c ó m o l a i n f o r m a c i ó n e s p a s a d a alrededor de un circuito cerrado de cont r o l d e l f e e d b a c k .

El Proceso Un controler automático aplica su salida a un elemento de control final para mantener el control de una variable del proceso. La habilidad para controlar cualquier proceso depende de la eficiencia de la señal de la medición para responder a los cambios en la salida del controler. A medida que la medición se acerca al punto fijado, la válvula se estrangula lentamente reduciendo el cambio e n l a m e d i c i ó n h a s t a a l c a n z a r e l p u n t o f i j a d o . C u a l q u i e r p r o c e s o pu e d e s e r caracterizado por medio de dos elementos de respuesta. El primero es el tiempo muerto o el tiempo antes de que la medición comience a responder. Un ejemplo

sería aplicar agua fría a un tubo y a un intercambiador de calor del tubo. Si el agua fría f u e r a d i s m i n u i d a e n 5 % c a d a v e z , t o m a r í a u n t i e m p o p a r a q u e l a temperatura fuera percibida por el transmisor de temperatura. Esto crearía un retardo o tiempo muerto en la medición observada. La segunda característica del proceso es la capacidad. La capacid ad representa la energía que debe entrar o salir de un proceso para cambiar la medición. La capacidad es la medición de la aptitud del proceso para almacenar volumen líquido, masa, calor, información o cualquier forma de energía o materia.

C o n c e p t o d e C on t r o l Para lograr el control, el circuito de control automático debe estar cerrado. La información es pasada continuamente alrededor del circuito desde el transmisor al controler, al elemento de control final, una y otra vez. La salida del controler mueve l a v á l v u l a . L a v á l v u l a d e b e s e r c a p a z d e a f e c t a r l a m e d i c i ó n y , a s u v e z , el transmisor debe reportar este cambio de medición al controler. Si se rompe la vía, el circuito es abierto. Cuando el controler es colocado en manual, el control automático es int e r r u m p i d o y e l c i r c u i t o e s a b i e r t o . L a r e s p u e s t a d e l c o n t r o l e r causado por la medición no afectará la posición de la válvula. Para controlar un proceso, el controler compara la medición con el punto fijado y hace un ajuste de la salida mientras regresa la variable del proceso otra vez al punto fijado. Dos condiciones limitan el control del controler sobre la medición. Son p r e c i s i ó n y r e s p u e s t a . S i l a m e d i c i ó n e s i n c o r r e c t a o s i e x i s t e u n r e t r a s o e n el proceso, se disminuye la habilidad del controler de man ipular la variable del proceso. Hay otros factores que limitan el trabajo del controler. Una señal de punto fijado imprecisa o la fricción debida al empaque del vástago de la válvula a u t o m á t i c a e v i t a r á n q u e e l c o n t r o l e r p r o d u z c a u n a p o s i c i ó n d e v á l v u l a e s pe c í f i c a . La fricción se evidencia como una diferencia entre la medición y el punto fijado. Esta diferencia entre la medición y el punto fijado causa que el controler fluctúe. Cuando el controler es forzado a fluctuar es imposible lograr un buen control. U na s o l u c i ó n a l p r o b l e m a d e f r i c c i ó n ( f l u c t u a c i ó n ) s e r í a u t i l i z a r u n c o l o c a d o r d e válvula para superar la histéresis. Si la válvula se mueve con demasiada lentitud, la habilidad para controlar será d e s p a c i o s a . L a s m e d i c i o n e s r u i d o s a s h a r á n q u e e l c i c l o d e la v á l v u l a o c a s i o n e desgaste y rotura excesivos. Cuando se encuentra un recalco, el cambio en la salida del controler debe ser en una dirección opuesta al cambio en la medición. En la Figura IF- 3 se observa un proceso simple que muestra una capacidad y una resistencia simples.

La norma es un proceso con más de una resistencia y capacidad. Su curva de reacción es diferente a la mostrada en la Figura IF - 3 . L a a d i c i ó n d e c o n s t a n t e s de tiempo RC extra agrega r etraso al proceso total. Los procesos también exhiben tiempo muerto. El tiempo muerto es el retraso entre dos acciones relacionadas. Si un sensor de temperatura está localizado a cinco pies de un i n t e r c a m b i a d o r d e c a l o r y e l l í q u i d o v i a j a a u n a v e l o c i d a d de u n p i e p o r s e g u n d o , el tiempo muerto es igual a cinco segundos. El tiempo muerto puede ser la variable más difícil de controlar. La Figura IF- 4 muestra un ejemplo de proceso con más de una resistencia y capacidad.

Curva s de Reacción L a F i g u r a I F- 5 i l u s t r a e l c o m p o r t a m i e n t o o c u r v a d e r e a c c i ó n d e c u a t r o p r o c e s o s diferentes (eléctrico, presión de carga o nivel, presión y temperatura). Para mostrar este comportamiento, se induce un cambio de paso o recalco en el p r o c e s o . El r e s u l t a d o e s u n a r e s p u e s t a d e a u m e n t o d e l t i e m p o e x p o n e n c i a l . E s t a curva es la misma para los cuatro sistemas. El tiempo que toma cargar a 63,2% de la energía aplicada es llamada constante de un tiempo. La constante de un tiempo es el producto de la resis t e n c i a y l a c a p a c i t a n c i a . D e s p u é s d e c i n c o constantes de tiempo completas se obtendrá una carga completa.

Selección de la Válvula y Acción del Control L a m a y o r í a d e l a s v á l v u l a s t i e n e n u n a p o s i c i ó n d e s e g u r i d a d d e f a l l a . Si u n a válvula estrangula el agua de enfriamiento, que a su vez manipula la variable del proceso, debe fallar en la posición abierta cuando se pierde el aire suministrado. Si se utiliza vapor para calentar un producto, esta válvula debe fallar en la posición cerrada para evitar que el proceso de sobrecaliente y cree un riesgo en la seguridad. El primer paso en la selección de la acción del controler es determinar la posición de seguridad de falla de la válvula. Es de hacer notar que si se utiliza un colocador de acción reversa, la seguridad de falla se convierte en un problema. La válvula se asegurará contra falla con la pérdida de presión de suministro; sin embargo, la válvula fallará en la dirección opuesta si se pierde el a i r e d e l i n s t r u m e n t o ( s e ñ a l d e c o n t r o l 3-1 5 p s i ) . Una vez determinada la seguridad de falla, debe considerarse el efecto que tendría un cambio sobre la medición y de qué manera debe colocarse la válvula a sí misma para oponerse a ese cambio. Si la válvula no se opone al cambio en la m e d i c ió n , o c u r r i r á u n e m b a l a m i e n t o d e l p r o c e s o .

Una vez seleccionada la acción apropiada, la posición correcta de la válvula automática determinará qué tan bien está siendo controlado el proceso. El objetivo del control es proporcionar equilibrio entre el suministro y la demanda. Si va a controlarse el nivel en un tanque, debe hacerse que el flujo que entra y que sale a través de un esquema de control sea igual. Si existe alguna diferencia e n t r e l a m e d i c i ó n y e l p u n t o f i j a d o , e l c o n t r o l e r c am b i a r á s u s a l i d a p a r a balancear el sistema a un estado estable y restaurar el control.

Existen tres condiciones que ocasionarán perturbación a la variable del proceso q u e r e q u i e r e d e u n c a m b i o d e p o s i c i ó n d e l a v á l v u l a p a r a r e g r e s a r la m e d i c i ó n otra vez al punto fijado. Si tiene lugar un cambio en la demanda, el punto fijado o e l s u m i n i s t r o, e l c o n t r o l e r d e b e s e r c a p a z d e m o v e r l a v á l v u l a y r e s t a u r a r e l balance.

Terminología del Instrume n t o En esta sección se cubre la terminología referente a los transmisores, controlers, válvulas y otros dispositivos. Se discuten los Diagramas del Proceso y del Instrumento, los Diagramas de la Hoja de Circuito, y los Símbolos I.S.A. y S.A.M.A. D e f i n i ci o n e s 1.

Controler – El elemento en un sistema de control que proporciona la acción correctiva.

2.

Proceso o Variable Medida – La cantidad o condición que va a ser medida y/o controlada. A veces se hace referencia a ella como Variable d e l P r o c e s o o P v.

3.

V a r i a bl e M a n i p u l a d a – L a v a r i a b l e q u e e s c o n t r o l a d a a f e c t a n d o e l p r o c e s o o variable medida. Ejemplo: En un circuito de control de temperatura, la temperatura sería la variable medida; el control del vapor para calentar sería la variable manipulada.

4.

Transmisor – El dispositivo que percibe la variable medida y proporciona una salida proporcionalmente medida al controler, al indicador, al registrador o al sistema de alarma.

5.

Punto Fijado – E l v a l o r d e s e a d o o p u n t o d e c o n t r o l . e l p u n t o f i j a d o p u e d e s e r g e n e r a d o l o c al m e n t e ( e n e l c o n t r o l e r ) o r e m o t a m e n t e ( e l p u n t o f i j a d o es generado en un punto remoto desde el controler).

6.

Auto/Manual – La mayoría de los controlers tienen una función auto/manual. Cuando está en automático, el controler mantiene su medición a un punto f i j a d o e s p e c í f i c o . E n m a n u a l , l a s a l i d a e s c a m b i a d a a mano, usualmente por un operador.

7.

Elemento de Control Final – El dispositivo que controla directamente el flujo de energía hacia y desde un proceso.

8.

T r a n s d u c t o r – U n d i s p o s i t i v o q u e c o n v i e r t e u n a f o r m a de energía en otra. Ejemplo: I/P, P/I, E/I o I/E.

9.

Control – Una variable controlada es medida y luego comparada con el punto fijado. Si existe un error entre la medición y el punto fijado, la salida d e l c o n t r o l e r c a m b i a l a p o s i c i ó n d e u n e l e m e n t o d e c o nt r o l f i n a l ( o v á l v u l a ) que a su vez lleva la medición de nuevo al punto fijado.

10.

– La medición es comparada con un valor deseado. La comparación de estas dos variables hace posible que el sistema balancee su suministro contra la demanda.

11.

Circuito – Un arreglo de componentes que completa un sistema y realiza una función de control específica.

12.

Acción Directa – Si la variable del proceso aumenta por encima del punto fijado y esto a su vez ocasiona que la salida aumente, es un ejemplo de acción direc t a .

13.

Acción Reversa – S i l a v a r i a b l e d e l p r o c e s o a u m e n t a p o r e n c i m a d e l punto fijado y esto a su vez ocasiona que la salida disminuya, es un ejemplo de acción reversa.

14.

Unidades de Ingeniería – Son los números exactos que representarán 4 miliamperios y 20 miliamperios en un indicador. Se asume que un transmisor mide la temperatura del flujo de aire de combustión. El rango d e l a m e d i c i ó n e s -5 0 g r a d o s F a h r e n h e i t h a s t a + 1 5 0 g r a d o s F a h r e n h e i t . C u a n d o e l t r a n s m i s o r p e r c i b e u n a t e m p e r a t u r a f í s i c a d e –5 0 g r a do s Fahrenheit, la salida del transmisor será de 4 miliamperios y el receptor indica el número – 50 grados Fahrenheit. Cuando el transmisor percibe una temperatura física de +150 grados Fahrenheit, la salida del transmisor será de 20 miliamperios y el receptor despliega el número +150 grados Fahrenheit.

15.

Especificaciones del Instrumento – Dispositivos como transmisores, controlers, registradores, indicadores, elementos de control final o sistemas de alarma pueden ser descrit os en términos de cómo la salida de un dispositivo responde a un cambio en la entrada. Las especificaciones del instrumento pueden ser descritas utilizando los siguientes términos: a.

Características Estáticas – Las características estáticas se r e f i e r e n a l as variables que no cambian. 1. E x a c t i t u d – l a h a b i l i d a d d e u n d i s p o s i t i v o p a r a l o g r a r y mantener una variable. Error Estático – la diferencia entre el valor real y la lectura del instrumento. 2. R e p r o d u c i b i l i d a d – l a h a b i l i d a d d e u n i n s t r u m e n t o p a r a indicar o registrar valores idénticos cuando las condiciones de medición sean las mismas. Desviación – un cambio gradual en la salida aunque la señal de entrada siga siendo la misma. 3. S e n s i b i l i d a d – e l c a m b i o m á s p e q u e ñ o a l c u a l r e s p o n d e un instrumento. Zona Muerta – r a n g o d o n d e u n i n s t r u m e n t o n o r e s p o n d e .

b.

Características Dinámicas – Las características dinámicas se refieren a las variables que cambian. 1. Respuesta – l a h a b i l i d a d d e u n i n s t r u m e n t o d e s e g u i r l o s cambios. Retraso – la inhabilidad de un instrumento de seguir los cambios. Tiempo Muerto – el período durante el cual un instrumento no responde. 2. F i d e l i d a d – r e p r o d u c c i ó n f i d e d i g n a d e l a v a r i a b l e m e d i d a . Error de Dinámica – la diferencia entre el valor +cambiante y la lectura del instrumento.

16.

C o n t r o l d e C i r c u i to A b i e r t o – E l c o n t r o l s i n f e e d b a c k e s p r o b a b l e m e n t e l a forma más simple de control. La salida del controler es fijada manualmente y la variable controlada actúa en ese ajuste. Un sistema de control de c i r c u i t o a b i e r t o n o t i e n e m e d i o s p a r a e n v i a r l a i n f o r ma c i ó n d e v u e l t a a l controler. Un ejemplo pudiera ser un autolavado. El tiempo en que el agua tibia es aplicada, es agregado el jabón o la cera depende de los parámetros introducidos en un temporizador programado. No hay real en lo que se refiere a si el carro está limpio o no. Otros ejemplos de control de circuito abierto pudieran incluir un lavaplatos automático o una lavadora. La salida del dispositivo actúa en función de los ajustes programados.

17.

Control de Circuito Cerrado – El control donde el es evidente. Un ejemplo simple sería un control on/off de un horno a petróleo en una casa. Cuando la temperatura del cuarto baja del punto de confort deseado (punto fijado) el horno se enciende. Cuando la temperatura está por encima de la esperad a , e l h o r n o s e a p a g a . S e i n s t a l a u n a b a n d a m u e r t a e n el controler (termostato) para evitar que el horno tenga ciclos demasiado frecuentes.

Diagrama del Instrumento y del Proceso Los diagramas del instrumento y del proceso muestran la disposición general de la tubería y la localización de los instrumentos alrededor de un proceso. Se han adoptado dos diferentes juegos de símbolos que muestran las disposiciones del instrumento. Un juego es proporcionado por la Scientific Apparatus Makers Association (S.A.M.A.) y el otro por la Instrument Society of America (I.S.A.). Las tablas siguientes describirán los símbolos y las letras de identificación utilizados con más frecuencia.

Diagrama de la Hoja del Circuito El Diagrama de la Hoja del Circuito debe contener información necesitada tanto por los técnicos del instrumento, ingeniería y construcción. Esta información incluye identificación, descripción, números de cable, números de caja de empalme, números de terminación, localización y cualesquiera fuentes de energía.

P.&I.D. y Concepto de la Hoja del Circuito Una analogía que describe el propósito de los diagramas del proceso y del instrumento y los diagramas de la hoja del circuito pudiera ser más clara si usted s e i m a g i n a v i a j a n d o d e s d e B a n g o r , M a i n e h a s t a Fl a t v i l l e , I l l i n o i s . L a p r i m e r a tarea es utilizar el mapa de los Estados Unidos (analogía – Diagrama del Proceso y del Instrumento) para localizar Illinois. El mapa de los Estados Unidos muestra cómo están conectados los estados unos a otros así como la loc a l i z a c i ó n d e l a s p r i n c i p a l e s v í a s t e r r e s t r e s . Ahora podemos viajar desde Bangor, Maine, conectándonos con las vías terrestres principales para llegar al estado de Illinois. Un diagrama P. & I.D. no d a i n f o r m a c i ó n e s p e c í f i c a a c e r c a d e u n p r o c e s o ; s i n e m b a rg o , m u e s t r a l a s conexiones relativas de la tubería y cómo están conectados los dispositivos para dar una visión general. Esta visión general es importante cuando se resuelven problemas en un proceso. El diagrama del proceso y del instrumento ayuda a ver la c a u s a y e l e f e c t o q u e t i e n e n l a s d i f e r e n t e s v a r i a b l e s u n a s s o b r e o t r a s d e s d e un punto de vista general del proceso. Cuando se viaja alrededor del país utilizando el mapa de los Estados Unidos, en algún momento se revisará el mapa para ver qué vía terrest re importante sería la más rápida para llegar a Illinois. Cuando esto ha sido decidido, tomar el mapa de Illinois. El mapa de Illinois se utilizará para trazar la vía más rápida para llegar a Flatville, Illinois. Si la ciudad es lo suficientemente grande, debería haber un inserto de la ciudad que incluya las calles principales. (Analogía – Diagrama de la Hoja del Circuito). Si se necesita mayor información acerca de un circuito de control específico d e b e m o s a c e r c a r n o s . E l D i a g r a m a d e l a H o j a d e l C o n t r o l d eb e i n c l u i r l a s i g u i e n t e información: identificación y descripción de los dispositivos, números del modelo, números de cable, punto de terminación, localización y cualesquiera fuente de e n e r g í a . T a m b i é n s e r í a b u e n o t e n e r l o s d a t o s d e c a l i b r a c i ó n ; s i n e m b a r go , e s t a información usualmente es colocada en un documento separado.

Las siguientes seis páginas muestran los símbolos I.S.A. y S.A.M.A.:

F I G U R A I F -6

F I G U R A I F- 7

F I G U R A I F- 8

LETRAS SUBSIGUIENTES (3)

PRIMERA LETRA (4) Variable de Inicio o del Proceso A

D

ANÁLISIS QUEMADOR/ COMBUSTIÓN ELECCIÓN DEL ELECCIÓN DEL USUSARIO

E

VOLTAJE

F

FLUJO

G

ELECCIÓN

H

MANUAL

I

CORRIENTE

J

ENERGÍA TIEMPO/ HORARIO

B C

K

NIVEL ELECCIÓN M ELECCIÓN N ELECCIÓN O

ALARMA ELECCIÓN DEL

DIFERENCIAL

VIDRIO O DISPOSITIVO DE VISIÓN ALTO INDICAR EXPLORAR ESTACIÓN DE CONTROL RATA O CAMBIO DE TIEMPO MOMENTANEO

DEL

ELECCIÓN DEL

ELECCIÓN DEL

BAJO MEDIO O INTERMEDIO ELECCIÓN DEL

DEL

CANTIDAD

R

RADIACIÓN

S

VELOCIDAD

T

TEMPERATURA

U

MULTIVARIABLE VIBRACIÓN ANÁLISIS MECÁNICO

ORIFACE PUNTO O CONEXIÓN DE PRUEBA INTEGRAR TOTALIZAR

NO CLASIFICADO EVENTO, ESTADO O PRESENCIA POSICIÓN, DIMENSIÓN

O REGISTRAR

SEGURIDAD

INTERRUPTOR TRANSMITIR MULTIFUNCIÓN M U L T I F U N C I Ó N VÁLVULA, A M O R T I G U A DOR O LUCERNA

W PESO

F I G U R A I F- 9

LUZ

DEL

Q

Z

ELECCIÓN DEL

CONTROL

DEL

PRESIÓN/VISIÓN

Y

ELECCIÓN DEL

Modificador

PROPORCIÓN (FRACCIÓN)

P

X

Función de Salida

SENSOR O ELEMENTO PRIMARIO

L

V

Lectura o Función Pasiva

Modificador

EJE DE LAS X EJE DE LAS Y

EJE DE LAS Z

BIEN NO CLASIFICADO

NO CLASIFICADO RELAI, CALCULAR O CONVERTIR PROPULSOR,ACTUADOR O ELEMENTODE CONTROL FINAL

MULTIFUNCIÓN

NO CLASIFICADO

F I G U R A I F- 10

Terminología del Dibujo L a F i g u r a I F -1 1 , m o s t r a d a e n l a p á g i n a s i g u i e n t e , e s u n d i b u j o q u e d e s c r i b e u n control de tambor de vapor de dos elementos para una cald era. El dibujo a la izquierda es la terminología I.S.A. y el de la derecha es S.A.M.A. Los neumónicos colocados es las diferentes figuras geométricas significan algo. Estos símbolos nos dicen para qué están diseñados los diferentes dispositivos. LT LC FT FY XY Σ LK f(x) -K K A T

T r a n s m isor de Nivel Controler del Nivel Transmisor de Flujo Cómputo del Flujo – raíz cuadrada Cómputo del Eje X Sumar Estación de Control del Nivel Función no Lineal Proporcional Reversa – Acción Reversa Banda Proporcional o Ganancia Generador de Señal Análoga Estación de Transferencia

F I G U R A I F- 11

L a F i g u r a I F -1 2 e s u n e j e m p l o d e D i a g r a m a d e l P r o c e s o y d e l I n s t r u m e n t o q u e muestra el , la cascada feedforward y control de la relación.

F I G U R A I F- 1 2

L a F i g u r a I F -1 3 e s e l e q u i v a l e n t e S . A . M . A . d e l a F i g u r a I F - 1 2

F I G U R A I F- 1 3

L a F i g u r a I F -14 es equivalente I.S.A. de la Figura I F- 1 2

F I G U R A I F- 1 4

F I G U R A I F - 15 E s e l d i a g r a m a d e l a h o j a d e l c i r c u i t o d e l c i r c u i t o d e l c o n t r o l d e l nivel usando control SPEC 200 Foxboro

FIGU R A I F - 16. E s e l d i a g r a m a d e l a h o j a d e l c i r c u i t o d e l c i r c u i t o d e c o n t r o l d e l f l u j o- 1 u s a n d o c o n t r o l E S P E C 2 0 0 F o x b o r o

F I G U R A I F - 17. E s e l d i a g r a m a d e l a h o j a d e l c i r c u i t o d e l c i r c u i t o d e c o n t r o l d e f l u j o- 2 us a n d o c o n t r o l E S P E C 2 0 0 F o x b o r o

F I G U R A I F - 18. E s e l d i a g r a m a d e l a h o j a d e l c i r c u i t o d e l c i r c u i t o d e c o n t r o l d e f l u j o- 3 u s a n d o c o n t r o l E S P E C 2 0 0 F o x b o r o

Figura IF - 1 9 e s e l d i a g r a m a d e l c a b l e a d o d e l a F i g u r a I F -1 2

Notas: Revisión del Circuito 1. 2.

3. 4. 5. 6. 7. 8.

9.

10. 11. 12. 13. 14.

Un Componente típico del circuito de control de un proceso tiene un sensor, un controler y un dispositivo de control final. Un rombo en un diagrama de instrumentación engloba la información acerca del punto fijado. Los puntos centrales de conexión para las líneas de señal son llamados cajas de empalme. En un diagrama de circuito neumático, los números de tubo y de haz son c o n e c t a d o s d i r e c t a m e n t e a l a l í n e a de s e ñ a l c o n u n a f l e c h a c u r v a d a . En un diagrama de circuito electrónico, las conexiones de la caja de empalme son cuadrados. En un diagrama de instrumentación, la ID del circuito es la misma para todos los instrumentos en un circuito. Las líneas de conexión del proceso están indicadas en un diagrama de instrumentación (líneas finas). Los alambres de extensión del termopar tienen las mismas propiedades termoeléctricas que el termopar con los que son usados (en todas las instalaciones. S e u t i l i z a u n t r a n s d u c t or m V / I p a r a c o n v e r t i r l a s a l i d a d e s d e u n t e r m o p a r hasta la señal estándar de un instrumento de 4 a 20 mA. Tiene que tener una compensación de empalme frío. Los termopares constantan de hierro son designados con la letra J. Un proceso es e x o t é r m i c o s si el c alor es producido por una reacción. Un proceso es e n d o t é r m i c o s i s e r e q u i e r e u n a e n t r a d a d e c a l o r p a r a p r o d u c i r una reacción. Una ventaja importante de un circuito sencillo/controler digital StandAlone es la flexibilidad de la configuración. U n c o n t r o l e r el e c t r ó n i c o a n á l o g o n o p u e d e s e r c o n f i g u r a d o d i r i g i e n d o l o s bloques de función instalados en fábrica a través de un teclado.

MEDICIÓN DE LA PRESIÓN DEFINICIONES 1.

Calibrador – Un instrumento diseñado para causada por un líquido, gas, sólido o vacío.

medir

2.

Presión – L a p r e s i ó n e s d e f i n i d a c o m o l a f u e r z a p o r á r e a d e u n i d a d . l a presión también puede ser definida como “presión de carga”.

3.

Presión Manométrica – La presión manométrica no toma en consideración la presión atmos f é r i c a a u n c u a n d o e x i s t i m o s b a j o u n a c a r g a d e p r e s i ó n d e aire a 14,696 PSIA. La presión manométrica es relacionada con la presión atmosférica, por lo tanto, 0 PSIG es igual a la presión atmosférica.

4.

P r e s i ó n A b s o l u t a – C u a n d o s e i n c l u y e e l e f e c t o d e l a p r es i ó n a t m o s f é r i c a en la medición, es llamada libras por pulgada cuadrada absoluta o PSIA. 14,696 PSIA = presión atmosférica. La referencia cero para la presión absoluta es un vacío perfecto.

5.

Presión Diferencial – La diferencia de presión entre dos puntos.

6.

Peso = m a s a x a c e l e r a c i ó n d e b i d a a l a g r a v e d a d .

7.

Fuerza = masa x aceleración (Ley de Newton)

8.

Masa = L a c a n t i d a d d e m a t e r i a q u e c o n t i e n e u n c u e r p o

9.

Newton = K g x m / s e g 2

10.

Pascal = N e w t o n / m e t r o 2 1 ( u n o ) p a ( P a s c a l ) = 0 , 0 0 1 4 5 p s i

11.

1 A t m ó s f e r a = 29,92” Hg. a 0 g r a d o s C , ó 3 3 , 5 2 p i e s d e H2 O a 6 8 g r a d o s F.

12.

1 B a r = 1 4 , 5 0 4 p s i ó 2 9 , 5 3 H g . a 0 g r a d o s C , ó 3 3 , 5 2 p i e s d e H2 O a 6 8 grados F.

13.

Aceleración debida a la Gravedad = 32,17 pies/seg ó 9,806 m/seg .

14.

M a n ó m e t r o – Un tipo de indicador utilizado para medir presi o n e s b a j a s .

15.

Menisco – La superficie curvada que aparece en la parte superior de una columna de líquido. El menisco es leído en su centro.

16.

Tubo Bourdon – Un elemento de presión en “C”, helicoidal o con forma de espiral utilizado para convertir la presión a movimiento mecánico.

17.

Pulgadas de Agua – Una medición que hace referencia a la presión como en relación con la altura del agua en una columna. Es denotada como W . C . o H2 O.

2

la

presión

física

2

18.

Pulgadas de Mercurio – Una medición que hace referencia a la presión c o m o e n r e l ac i ó n c o n l a a l t u r a d e l m e r c u r i o e n u n a c o l u m n a . E s d e n o t a d a como pulgadas Hg.

19.

La Gravedad Específica del Mercurio – Es 13,596 veces más pesado que el agua.

La presión es definida como una fuerza dividida entre el área sobre la cual es ejercida. La fuerz a es relacionada con el peso y es medida en libras o Newtons. El área puede ser expresada en pulgadas cuadradas, pies cuadrados o metros cuadrados. La presión puede ser la medición más confusa debido a que existen muchas maneras de expresarla. Las unidades utilizadas para expresar la presión son: pulgadas de agua, pies de agua, milímetros de agua, pulgadas de mercurio, milímetros de mercurio, libras por pulgada cuadrada, bar, milibar, gramos por centímetro cuadrado, kilogramos por centímetro cuadrado, Pascal, Kilopascal, Megapascal, torr o atmósferas.

Ley de Newton

Fuerza = Masa x aceleración

La aceleración debida a la gravedad tiene una varianza de 0,1% alrededor del mundo, debido en gran medida al hecho de que el ecuador está más alejado del centro de la tierra que los polos. Debido a que hay más masa desde el centro de la tierra hasta el ecuador, el efecto de la gravedad es mayor. Si la aceleración debida a la gravedad no es una constante, la respuesta derivada de la fórmula para el peso (peso = masa x aceleración debida a la gravedad) dará una respuesta ligeramente diferente debido a la localización en la tierra donde ha sido dejado caer el objeto. “System International” está tratando de estandarizar la medición de la presión en Unidades Pascal. Esto r educirá el número de unidades de presión que ahora se usan. Pueden expresarse dos fórmulas concernientes a la aceleración debida a la gravedad para incluir el sistema Inglés o el sistema Métrico. En el sistema Inglés un objeto caerá en un vacío a una rata de 32,17 pies más y más rápido cada segundo cerca de la superficie de la tierra. Al final del primer segundo un objeto habrá caído 32,17 pies. Al término del segundo número dos el objeto habrá caído 64,34 pies. Al final del tercer segundo el objeto habrá caído 96,51 pies, y así sucesivamente. Debido a que no vivimos en el vacío, la atmósfera tiene un efecto en los objetos que caen. Durante los primeros diez segundos, un objeto descendente acelera a 32,17 pie/seg/seg hasta que la atmósfera empieza a oponer r e s i s t e n c i a a e s e o b j e t o d e s c e n d e n t e . M i e n t r a s m á s r á p i d o c a e e l objeto mayor es la resistencia. Cuando el objeto viaja a aproximadamente 120 mph, se alcanza la velocidad terminal. La velocidad terminal es el punto en e l q u e l a f u e r z a d e l o b j e t o d e s c en d e n t e e s i g u a l a l a r e s i s t e n c i a a e s a c a í d a . Cuando se alcanza la velocidad terminal, el objeto no aumenta la velocidad. 2

En el sistema Inglés:

Aceleración debida a la gravedad = 32,17 pies/seg

En el sistema Métrico:

A c e l e r a c i ó n d e b i d a a l a g r a v e d a d = 9, 8 m e t r o s / s e g

2

2

Pascal = Newton/M Newton = fuerza de 1 Kg acelerando a un metro por segundo por segundo. O N = K g x M / s e g2

La presión atmosférica es causada por el peso de la atmósfera de la tierra y es i g u a l a 1 4 , 6 9 6 P S I A , a l n i v e l d e l m a r , a = g r a do s C ó 3 2 g r a d o s F . L a p r e s i ó n manométrica PSI es presión medida sin tomar en consideración la presión atmosférica. 0 psig es realmente la presión atmosférica o la presión ejercida por la atmósfera al nivel del mar a 32 grados F. Si el término PSI es usado por sí mismo, se asume que es presión manométrica. Otra manera de expresar la presión es utilizar la escala de presión absoluta. Esta escala utiliza un vacío perfecto como su punto cero o de referencia, de m a n e r a q u e 1 4 , 6 9 6 P S I A e s r e a l m e n t e l a p r e s i ó n at m o s f é r i c a , q u e e s t a m b i é n 0 PSIG. Un vacío es cualquier presión menor que la presión atmosférica. Cero PSIA es un vacío perfecto. PSID o Libra por Di f e r e n c i a l d e P ulgada C u a d r a d a e s s i m p l e m e n t e l a d i e f e r e n c i a de presión entre dos puntos. La unidad común utilizada para exoresar la presión diferencial es PSID. Un Pascal es 0,000145 psi, un Kpa (kilopascal) es 0,145 psi y un Mpa (megapascal) es 145 psi. El Pascal utiliza el Newton como medición estándar de fuerza. Debido a que el Newton es independiente de la fuerza de gravedad, se convierte en un estándar en cualquier parte del Universo. Cambiar la magnitud del Pascal se completa sólo agregando el sufijo kilo, mega a Pascal. La Figura P - 1 m u e s t r a l a r e l a c i ó n e n t r e l a p r e s i ó n a b s o l u t a y l a p r e s i ó n m a n o m é t r i c a.

Manómetros Existen muchos métodos y mecanismos utilizados para medir la presión. El dispositivo más simple y más antiguo utilizado para medir la presión es el m a n ó m e t r o . H a y t r e s d i s e ñ o s b á s i c o s d e m a n ó m e t r o ; e l M a n ó m e t r o d e Tu b o e n U, el manómetro de Pozo y el Manómetro de Tubo Inclinado. Todos son utilizados para medir presiones bajas. Estos dispositivos son populares y económicos, sensibles, precisos y requieren de muy poco mantenimiento. La F i g u r a P - 2 muestra un ejemplo de manómetro de tubo en U.

Descripción del Manómetro de Tubo en U 1.

El manómetro tiene forma de “U”.

2.

Como referencia, el brazo izquierdo será etiquetado A y el lado derecho será denominado como lado B.

3.

Si se aplica presión al brazo A, el brazo A baja; mientras que el B sube.

4.

La presión aplicada al manómetro se convierte elevación entre los meniscos de las dos columnas.

5.

El manómetro de tubo en U puede medir la presión en cualquiera de los brazos, así como medir e l vacío. La presión puede ser medida en pulgadas de agua o pulgadas de mercurio. La presión diferencial también puede medirse utilizando un manómetro.

en

la

diferencia

en

6.

Un menisco es la forma del líquido donde toca el recipiente tanto para agua como para mercurio. El menisco es medido en su centro. La Figura P- 3 m u e s t r a e l m e n i s c o t a n t o p a r a a g u a c o m o p a r a m e r c u r i o .

El Manómetro de Pozo La apariencia de este manómetro es muy similar al de tubo en U, con un brazo r e e m p l a z a d o p o r u n p o z o c o n u n ár e a d e s u p e r f i c i e m u c h o m á s g r a n d e q u e e l área dentro del tubo de vidrio. La forma del pozo no tiene incidencia en la operación; sin embargo, el pozo debe tener suficiente fluido para llenar totalmente el tubo si la presión es lo suficientemente alta para llenar el tubo. Si el pozo es veinticinco veces el área de la superficie interior del tubo y la presión fuerza el líquido del pozo hacia abajo una pulgada, el fluido en el tubo subirá 25 p u l g a d a s . L a F i g u r a P- 4 m u e s t r a u n m a n ó m e t r o d e p o z o .

Manómetro de Tubo Inclinado El manómetro de tubo inclinado tiene un tubo que está inclinado para crear más movimiento horizontal que movimiento vertical. Recuerde, la presión aplicada está relacionada con el cambio vertical entre meniscos. Cambios ligeros en la presión causarán una pequeña desviación vertical que a su vez causa una gran desviación horizontal. Un manómetro de tubo inclinado es utilizado para calibrar lecturas de presión baja con gran precisión. Un manómetro de tubo inclinado de a l t a calidad tiene un nivel de burbuja, un ajuste de nivel y espejo. Mientras se mira el menisco del fluido, alinear la imagen reflejada del menisco y ver la escala. La medición de la presión será precisa debido a la iluminación del ángulo d e p a r a l a j e . L a F i g ura P - 5 m u e s t r a u n m a n ó m e t r o d e t u b o i n c l i n a d o .

Tubo Bourdon Un tubo Bourdon es un pedazo de tubería redondo y aplanado. Se le anexa una conexión roscada en un extremo mientras que el otro extremo será sellado. C ua n d o s e a p l i c a p r e s i ó n a l t u b o , é s t e t r a t a d e e n d e r e z a r s e e n p r o p o r c i ó n a l a cantidad de presión aplicada. El movimiento real del extremo sellado es de sólo 7 ½ grados. El tubo Bourdon en forma de C moverá el puntero en la cara frontal del indicador aproximadamente 270 grados. El extremo sellado es anexado a una palanca con engranaje que mueve un husillo que a su vez rota un puntero. Los buenos manómetros pueden manejar una sobrepresión de 35% sin dañarse. Un indicador exhibirá una cierta cantidad de histéresis y desviación, y esta información será incluida con la declaración de precisión del fabricante. Los indicadores fuera del anaquel (portátiles) deben tener una precisión del 1%, mientras que los indicadores de prueba de buena calidad deben tener una precisión desde ¼% hasta ½%. El compás de precisión ayuda a reducir el efecto d e c u l a t e o e n e l m e c a n i s m o . L a F i g u r a P- 6 m u e s t r a l a c o n s t r u c c i ó n d e u n t u b o Bourdon en forma de C.

FIGURA P - 6

L e c t u r a s N o m i n a l e s d e l M a n ó m e tro Cuando se lee un indicador, la presión nominal del proceso se lee en la parte superior del tercio medio de la escala o aproximadamente dos tercios de la e s c a l a m e d i d a . L a F i g u r a P-7 m u e s t r a d ó n d e d e b e e s t a r e l p u n t e r o a l l e e r l a presión nominal.

Tubos Bourdon Helicoidal y Espiral

Tubo Bourdon Espiral Las tasaciones de presión para la tubería están directamente relacionadas con el calibre o grosor de los materiales utilizados. Debido a que el diámetro del tubo Bourdon espiral se agranda para cada vuelta sucesiva, son hechos de material de calibre más ligero. Es más fácil doblar en espiral tubería de pared delgada y es por esta razón que el manómetro espiral típico leerá presiones sólo hasta 2 0 0 p s i . L a F i gu r a P - 8 muestra un ejemplo de un tubo Bourdon espiral.

Tubo Bourdon Helicoidal L a hélice e s t á h e c h a d e m a t e r i a l e s d e c a l i b r e m á s p e s a d o s . E s m á s f á c i l d o b l a r tubería de calibre pesado hasta formar una hélice debido a que cada vuelta tiene el mismo calibre. Pueden leerse presiones tan altas como 80.000 psi. El espacio también puede determinar qué calibre va a utilizarse. Los espirales son utilizados en aplicaciones donde el caso es superficial y el área de superfi c i e e s grande, mientras que la hélice es utilizada con un caso profundo donde el área de superficie es pequeña. Sin importar la forma, el tubo debe regresar a su forma original después de que la presión es aplicada. Los materiales más comunes utilizados en la fabricación de tubos Bourdon son bronce fosforado o acero inoxidable. Tanto el tubo espiral como el helicoidal proporcionan un movimiento d e p a l a n c a d e a p r o x i m a d a m e n t e 4 5 g r a d o s e n e l e x t r e m o s e l l a d o . L a F i g u r a P-9 muestra un tubo Bourdon helicoidal.

Diafragmas, Cápsulas y Fuelles

El Diafragma Un diafragma es una lámina de metal o plástico enrollada en redondo, sellada en su circunferencia. Está colocada en una caja que tiene una entrada de presión y algún tipo de anexo mecánico conectado al centro del diafragma. Cuando se aplica la presión, se flexiona lejos de la fuente de presión y el movimiento es transferido al mecanismo. La Figura P- 10 muestra un diafragma.

Cápsula Una cápsula está construida utilizando dos o más diafragmas juntados en su circunferencia de manera que la presión aplicada cree una desviación total d i r e c t a m e n t e p r o p o r c i o n a l a l n ú m e r o d e d i a f r a g m a s e n l a c á p s u l a . L a F i g u r a P -1 1 muestra una cápsula de diafragma. La cápsula de diafragma es llenada usualmente con aceite de silicio.

Fuelles Un fuelle es un elemento expandible conformado con una serie de pliegues o repliegues. Cuando se aplica presió n interna al fuelle, se expande. A veces se utilizan fuelles en lugar de un tubo Bourdon. Los metales más comunes utilizados en la construcción de fuelles son el latón y el acero inoxidable. Un fuelle desarrolla muchas veces el poder de un tubo Bourdon, es piral o hélice, con forma de “C”. La combinación resorte fuelle crea una relación lineal entre la presión y el movimiento. Utilizar un fuelle con un resorte tiene numerosas ventajas. La tensión inicial del resorte se convierte en el ajuste de cero y el núm e r o d e v u e l t a s a c t i v a s s e c o n v i e r t e e n e l t r a m o . U n r e s o r t e d e c a l i d a d o f r e c e r á e s t a b i l i d a d a l a r g o p l a z o . L a F i g u r a P - 12 muestra un ensamble de fuelle.

Sifón Un sifón “rabo de cochino” es utilizado cuando un indicador o transmisor va a ser aislado de altas temperaturas. Esto se hace para evitar daño al tubo Bourdon o al sensor del transmisor. Por ejemplo, cuando se mide la presión del vapor, d e b e e v i t a r s e q u e e l v a p o r c a l i e n t e e n t r e e n e l t u b o B o u r d o n p a r a e v i t a r d a ñ o al elemento sensible. El sifón es un circuito sencillo, con válvula en un extremo y un indicador en el otro. El vapor entra inicialmente en el rabo de cochino, se condensa otra vez a líquido y, al hacer esto, aisla térmicamente del calor un i n d i c a d o r . E s e n c i a l m e n t e u n s i f ó n e s u n a t r a m p a . L a F i g u r a P- 1 3 m u e s t r a u n ejemplo de sifón o “rabo de cochino”.

Sellos y Purgas Si un instrumento mide fluidos viscosos, volátiles, corrosivos o extremadamente calientes o fríos, se hace necesario el uso de un sello o purga de presión.

Sello D e b e n u t i l i z a r s e sellos l í q u i d o s c o n f l u i d o s c o r r o s i v o s . U n s e l l o p r o p o r c i o n a u n a manera para evitar que los fluidos del proceso entren en el instrumento de medición. Un sello trabaja sobre el principio de acoplar presiones de proceso a través de una acción hidráulica. Los líquidos no son comprimibles. La presión es ejercida en el diafragma sensible creando una fuerza. Esta presión es acoplada a l d i s p o s i t i v o d e m e d i c i ó n , l o q u e a i s l a d e l p r oc e s o e s e d i s p o s i t i v o s e n s i b l e . L a Figura P- 14 muestra un ejemplo de un sello de presión.

Purga Las p u r g a s líquidas son utilizadas en líquidos viscosos, calientes, volátiles, c o r r o s i v o s o e n l í q u i d o s q u e c o n t i e n e n s ó l i do s e n s u s p e n s i ó n . L a s r a t a s d e l a g u a de purga deben ser lo suficientemente pequeñas de manera que no haya contaminación del producto. Una rata de purga típica es 1 g.p.h. o menos. La Figura P- 15 muestra un ejemplo de dos tipos de purgas. D e b e u t i l i z a r s e un r e g u l a d o r d i f e r e n c i a l c o n u n a p u r g a . E s i m p o r t a n t e q u e e l f l u j o de agua de purga no afecte la precisión de las mediciones. Un regulador diferencial mantendrá constante la rata de purga sin importar los cambios en la p r e s i ó n d e l p r o c e s o . E n l a F i g u r a L- 17 s e m u e s t r a u n d i b u j o m e c á n i c o d e u n regulador diferencial. El ejemplo en esta página es una aplicación de nivel, el regulador aun trabaja principalmente de la misma manera.

Amortiguador de Pulsación U n a m o r t i g u a d o r de p r e c i s i ó n e s u t i l i z a d o c o n l í q u i d o s o g a s e s b a j o p r e s i ó n que están sometidos a fluctuaciones excesivas, pulsaciones o rápidos cambios de presión. Este dispositivo proporciona una lectura filtrada o promedio al i n d i c a d o r r e s t r i n g i e n d o l a a m p l i t u d d e l a c am b i a n t e p r e s i ó n d e l p r o c e s o m i e n t r a s prolonga la vida del indicador o del dispositivo de medición. En la Figura P- 16 se muestran dos tipos diferentes de amortiguadores de pulsación.

T r a n s m i s o r N e u m á t i c o d e Ba l a n c e d e F u e r z a

Principios de Chapaleta/Boquilla Un transmisor de balance de fuerza percibe la presión y convierte esta presión a una señal proporcional de 3/15 psi o de 4 - 20 miliamperios. Esta señal transmisible es enviada sobre una distancia de gener almente no más de 600 pies para dispositivos neumáticos o de 1.500 pies para dispositivos electrónicos. Será importante estudiar los circuitos neumáticos ya que los dispositivos operados a aire no se están extendiendo. Los fundamentos básicos de detención neumática en colocadores, I/Ps, controlers neumáticos, o para la mayor parte, todos los dispositivos neumáticos que perciben y transmiten. El principio básico de operación de cualquier dispositivo neumático de medición de balance de fuerza es seguro par a comprender la boquilla/chapaleta, el ensamble del relai y el negativo. La operación del ensamble chapaleta/boquilla es de suprema importancia para comprender los circuitos neumáticos. La Figura P -1 7 muestra el esquema de un ensamble chapaleta/boquilla con un relai neumático. Estos componentes conforman los rudimentos básicos de los dispositivos neumáticos.

Explicación: chapaleta/boquilla, relai O b s e r v a r l a F i g u r a P-1 7 d u r a n t e e s t a d i s c u s i ó n . S e a p l i c a n v e i n t e l i b r a s ( v e i n t e #) de aire limpio, seco, libre de agua, libre de aceite (punto de condensación 65 grados) desde una fuente de aire de instrumento (compresor) a través de una restricción (reduce el volumen de aire) a la boquilla. La presión de suministro escogida es cinco libras (cinco #) mayor de lo necesario. La salida del transmisor e s d e 3-15 psi. El suministro es 15+5 o veinte psig. Parece haber opiniones diferentes acerca de los requerimientos de aire del instrumento. Podemos pasar mucho tiempo buscando problemas de aire que no sólo reducen nuestra eficiencia como trabajadores sino que también vuelve inoperables algunos instrumentos. Escasamente se gasta un veinte por ciento de un milésimo de dólar de inversión en equipo de automatización y dispositivos r e l a c i o n a d o s . S i u s t e d t i e n e pr o b l e m a s d e c a l i d a d d e l a i r e d e l i n s t r u m e n t o , arréglelos y tendrá una mejor performance del instrumento a largo plazo.

Si la boquilla fuera a ser de carga muerta (restringida positivamente) entonces la presión trasera subiría a 20#. Si la cha paleta fuera separada suavemente de la boquilla permitiendo que el aire circule libremente desde la boquilla, la presión trasera caería a algún valor bajo dependiendo de cuánto flujo de aire es obstruido por la restricción. El cambio en la presión trasera es aplicado a través

De la tubería a un diafragma en el relai neumático. El diafragma es anexado físicamente a una válvula de vástago que se abre permitiendo que algún porcentaje del aire de suministro llegue a la salida. Mientras más grande sea la presión trasera aplicada al diafragma del relai, más se abre la válvula piloto. Notar que mientras la válvula de vástago se abre, la válvula del respiradero se cierra. Cuando la fuerza ejercida por la presión de aire en el diafragma es balanceada por el resorte plano, se logra el equilibrio y el vástago deja de moverse. La presión de salida en este punto alcanza un estado estable. Para cada posición relativa de la chapaleta/boquilla habrá una presión trasera definitiva detrás de la boqui lla. Una posición definida en el diafragma del relai r e s u l t a r á e n l a c r e a c i ó n d e u n a s a l i d a d e f i n i d a e n t r e 3 - 15 psi relativa a la posición chapaleta/boquilla. No es poco razonable que un transmisor neumático tenga una precisión de ½% o mejor. D e l m í n i m o al m á x i m o , e l m o v i m i e n t o t o t a l e n t r e l a c h a p a l e t a y l a b o q u i l l a e s aproximadamente 0,0006 (6 diezmilésimas) de pulgada que produce un cambio en la presión trasera de ¾ de un psi detrás de la boquilla. Este cambio de ¾ psi es aplicado al relai neumático (amplificador neumático) convirtiéndolo en un c a m b i o d e 3 -1 5 p s i e n l a s a l i d a d e l t r a n s m i s o r .

Principio de Operación de un Transmisor Neumático de Balance de Fuerza Los dispositivos neumáticos de balance de fuerza trabajan sobre los principios de relai y de la boquilla de la chapaleta justo como se describió. Mientras se lee el principio de operación del transmisor del balance de fuerza, mirar la Figura P18 para localizar las partes. Debajo está la secuencia de eventos que explica el principio de operación de un transmisor de balance de fuerza: 1.

La presión es aplicada a la cápsula del diafragma del transmisor como calibre psi, psi absoluto o psi diferencial.

2.

Mientras haya una diferencia en la presión entre el lado bajo y el lado alto del transmisor, existe un desbalance de fuerza que mueve la cápsula en una dirección u otra.

3.

Se asume que se aplica presión positiva al lado alto del transmisor con respecto a su lado bajo.

4.

La presión en el lado alto ocasiona que la barra de balance de fuerza se m u e v a h a c i a la derecha.

5.

El diafragma actúa como un fulcro y como sello entre el proceso y los trabajos superiores del transmisor.

6.

La parte superior de la barra de balance de fuerza se mueve hacia la i z q u i e r d a , h a l a n d o l a c h a p a l e t a m á s c e r c a d e l a b o q u i l l a i n c r e m e n t a nd o así la presión trasera.

7.

Un aumento en la presión trasera en el diafragma del relai causa que la válvula de vástago se abra, permitiendo más presión de salida del relai, aumentando así la salida del transmisor. La misma presión es aplicada al fuelle del que ahora trata de alejar la chapaleta de la boquilla para balancear mecánicamente el dispositivo. El negativo es esencial para la operación de cualquier dispositivo neumático o electrónico. Si el cambio en la presión trasera ayuda a la entrada, la salida se saturaría o en este caso iría a una salida de 20# y el transmisor no trabajaría.

8.

En este punto la calibración inicial del resorte del tornillo de ajuste del cero balancea las fuerzas para producir una salida de 3# sin diferencia a t ra v é s d e l l a d o a l t o a l l a d o b a j o d e l t r a n s m i s o r . E l a j u s t e d e l t r a m o s e realiza cambiando la ventaja mecánica entre las fuerzas del y cuánto permite esto que cambie la relación de la boquilla de la chapaleta. S i n i m p o r t a r e l r a n g o d e c a l i b r a c i ó n d et e r m i n a d o , e l t r a m o d e s a l i d a s e r á ajustado a 15#, acomodando lo que será el rango de calibración superior.

Operación de el “Transmisor de Balance de Fuerza”

¿Cómo podemos relacionarnos con el término presión? La presión es igual a la fuerza dividida entre el área sobre la cual es ejercida. O: FUERZA Presión = ÁREA

1.

El agua pesa 62,43 libras x pie cúbico.

2.

Un pie cuadrado = 144 pulgadas cuadradas.

3.

Una columna de agua que tiene dimensiones de 12” de ancho, 12” de profundidad y 12” de alto pesaría 62,43 libras.

4.

Si las 62,43 libras de agua son ejercidas sobre las 144 pulgadas cuadradas entonces sobre cada pulgada cuadrada en la parte inferior de u n t a n q u e c u a d r a d o s e h a e j e r c i d o u n a p r e s i ón de: 62,43 libras 144 pulg. 2

= 0,4335 psi

5.

Una columna de agua de 1” de profundidad, 1” de ancho y 12” de alto ejerce una fuerza de 0,4335 psi.

6.

Una columna de agua de 1” de profundidad, 1” de ancho y 1” de alto e j e r c e r á u n a p r e s i ó n d e 0 , 4 3 3 5 p s i / 12 = 0,036125 psi.

7.

El mercurio es 13,596 veces más pesado que una carga de agua equivalente. Si 1 pie de agua ejerce 0,4335 psi, entonces 1 pie de mercurio ejercería una presión de: 0,4335 psi x 13,596 = 5,984 psi.

8.

S i 1 2 ” d e H2 O = 0 , 4 3 3 5 e n t o n c e s: 1 psi = 12”/o,4335 psi o 2 7 , 6 8 p u l g a d a s o 1 psi = 27,68”/13,596 (densidad del mercurio) = 2,036 pulgadas de mercurio

9.

Utilizar esta ecuación para calcular la presión hidrostática de cualquier columna de agua: P = 0 , 4 3 3 5 p s i x ( G ) x ( h )

P G h

= p r e s i ó n e n psi = gravedad específica, sin dimensión. = el desplazamiento vertical de una columna en pulgadas.

L a F i g u r a P -1 9 m u e s t r a l a r e l a c i ó n d e u n p i e c ú b i c o d e a g u a , s u p e s o y c u á l e s la presión ejercida por pulgada cuadrada.

Notas: Solución de Problemas 1.

Puede evitarse un circuito de tierra en cables encerrados conectando a tierra la pantalla en un extremo del circuito.

2.

Una lectura de baja resistencia de una señal de conductor no atierrada conectada a tierra i ndica un problema en un circuito abierto desde el conductor hasta el envoltorio.

3.

Los alambres de señal preferiblemente deberían ser cables encerrados.

4.

Un dispositivo utilizado para cambiar una señal análoga en señal digital es a m e n u d o l l a m a d o u n c o n v e r tidor.

5.

R a n g o d e e n t r a d a d e u n t r a n s . 4- 20 ma, 50-3 3 0 ° . S a l i d a 1 3 , 7 m a . S a l i d a 2 2 1 grados F.

6.

3-1 5 p s i t r a n s . e s 5 0 -350 grados. La señal de salida es psi 8,9 a 198°F.

7.

La banda muerta de un instrumento es el rango a través del cual puede cambiarse una señal d e e n t r a d a , e n d i r e c c i ó n r e v e r s a s i n c a m b i o s observables en la salida.

Medición por chorro continuo 1.

En un abierto aire en inferior

sistema de medición de nivel por chorro continuo, con el extremo de la tubería de purga en la parte inferior del tanque, la presión de la tubería es igual a la presión ejercida por el líquido en la parte del tanque.

2.

Cuando se usa un sistema de tubería de buzamiento (por chorro continuo) para la medición del nivel del tanque, la tubería de buzamiento es conectada al lado alt o d e l a c e l d a d P .

Medición del Nivel 1.

La temperatura del producto aumenta en un tanque de almacenamiento. La celda de carga dará una señal precisa que indicará el verdadero volumen de masa en el tanque.

2.

Una celda de carga hidráulica no requiere de fuent e de energía.

3.

Acción reversa, el aire para cerrar (presión de señal ascendente) ocasiona que el vástago del actuador se mueva hacia arriba, cerrando una válvula.

Medición del Nivel Definiciones 1.

Capacitancia – Un capacitador tiene una propiedad que lo posibilita almacenar cargas eléctricas como un voltaje y regresar esta energía al circuito cuando el voltaje cae.

2.

Conductancia – La facilidad con la cual un conductor lleva una corriente eléctrica.

3.

Desplazador – Un dispositivo de nivel que trabaja sobre el principio de que un cuerpo sumergido en un líquido será flotado por una fuerza igual al peso del líquido desplazado. (Principio de Arquímedes)

4.

Flotador – Un dispositivo indicador de nivel que opera por movimiento de flotación a medida que cambia el nivel. El movimiento de flotación conduce luego esta información a un puntero o indicador.

5.

Infrarrojo – Radiación encima de la luz visible L o s d e t e c t o r e s d e n i ve l temperatura donde otros

6.

Carga Estática – La presión creada por el peso de un líquido que presiona hacia abajo en la parte inferior de un recipiente en el cual está contenido el l í q u i d o . E s t e e s p r o b a b l e m e n t e e l m é t o d o m á s u s a d o p a r a m e d i r e l nivel.

7.

Ultrasónico – O n d a s d e s o n i d o d e a l t a f r e c u e n c i a q u e p u e d e n u t i l i z a r s e en aplicaciones de nivel.

8.

Elevación – Cuando el punto de referencia cero para un transmisor está por debajo de la referencia de cero de un tanque, debe elevarse el cero del transmisor.

9.

Supresión – Cuando el punto de referencia cero para un transmisor está por encima de la referencia de cero de un tanque, debe suprimirse el cero del transmisor.

10.

Supresión Reversa – Este método de calibración es una alternativa a la Elevación.

11.

Densidad – Masa por volumen unitario.

12.

Gravedad Específica – Una proporción sin unidad de la densidad de una sustancia a la densidad del agua a una temperatura estándar.

13.

T u b o I n d i c a d o r – U n m ét o d o d i r e c t o u t i l i z a d o p a r a m e d i r e l n i v e l e n u n tanque.

electromagnética que yace en el espectro por y por debajo de las frecuencias de microondas. infrarrojo son utilizados en aplicaciones de alta métodos no funcionarán.

Debajo se encuentran enlistados algunos de los métodos más comunes utilizados para medir el nivel. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

Tubo indicador Flotador y Cable Desplazamiento (flotabilidad) Carga (presión) Tubería de Burbuja Capacitancia Conductancia Radiación (nucleónica) Peso Ultrasónico Térmico

Los tanques proporcionan espacios para almacenar o procesar materiales utilizados en nuestras fábricas. El nivel es medido en tanques, recipientes, reservorios, cajones y tambores. Las mediciones exactas son importantes para un inventario de fábrica de los materiales procesados. Las mediciones de nivel de un tanque pueden ser tanto simple como complejas ya que los materiales pueden ser corrosivos, tener tendencia a solidificarse, a vaporizarse, a cambios en la gravedad específica o contener sólidos que pueden crear problemas especiales y métodos para resolverlos.

Tubo Indicador Un tubo indicador es un método directo de lectura de un nivel local. El término “local” se refiere a un d i s p o s i t i v o l o c a l a l p r o c e s o m i s m o . E s e n c i a l m e n t e u n t u b o indicador es un manómetro de tubo en U que tiene brazos de diferentes tamaños con la misma presión aplicada tanto al lado alto como al lado bajo al mismo t i e m p o . C u a n d o u n m a n ó m e t r o t i e n e l a m i s m a pr e s i ó n a p l i c a d a t a n t o a l l a d o a l t o como al lado bajo al mismo tiempo ambos brazos tienen la misma altura. El nivel e n e l t u b o i n d i c a d o r e s e l n i v e l e n e l t a n q u e . L a F i g u r a L-1 m u e s t r a u n e j e m p l o de un tubo indicador sencillo.

Flota d o r y C a b l e Un flotador se mueve sobre la superficie del líquido. El nivel es medido transmitiendo a un puntero el alza y caída del flotador en un tanque a medida que cambia el nivel. El puntero o mecanismo es conectado, por medio de un cable o de cinta p erforada, a un indicador o escala con graduaciones. Este método particular es utilizado en tanques abiertos o ventilados. Las ventajas incluyen la simplicidad de la medición y que es insensible a los cambios en la densidad. Una desventaja es que están limi t a d o s a l í q u i d o s l i m p i o s y l a turbulencia pudiera ocasionar movimiento errático del flotador. Si esto se convierte en un problema, pueden instalarse flotadores en un pozo quieto. Hay dos grandes tipos de indicadores de flotador y cable. Uno tiene una pesa y un flotador, con un sistema de cable y polea. Los flotadores son utilizados con tanques abiertos o ventilados. La escala es ubicada fuera del tanque con el nivel 100% indicado en la parte inferior y el nivel 0% en la parte superior de esa e s c a l a . L a F i g u r a L-2 m u e s t r a u n e j e m p l o d e e s t e m é t o d o .

El segundo utiliza un sistema de cinta perforada de acero inoxidable y polea. Este sistema proporciona un poco más de precisión y es fácil leer el nivel en la parte inferior del tanque. El mantenimiento puede ser un problema real si la cinta s e r o m p e . L a F i g u r a L-3 m u e s t r a u n e j e m p l o d e u n s i s t e m a d e f l o t a d o r y c a b l e utilizando una cinta perforada. En la parte inferior del tanque está colocado un indicador mecánico de manera que l as mediciones puedan ser leídas fácilmente.

Desplazamiento (flotabilidad) Un desplazador trabaja basado en los Principios de Arquímedes para la f l o t a b i l i d a d . E l P r i n c i p i o d e A r q u í m e d e s e s t a b l e c e q u e u n c u e r p o s u m e rg i d o e n un líquido flotará por una fuerza igual al peso del líquido desplazado. Puede utilizarse un transmisor de flotabilidad para mediciones de nivel, de interface de materiales o de densidad. El nivel es percibido por la fuerza boyante ejercida sobre un desplazador sumergido en un líquido. La fuerza boyante es convertida por un sensor de balance de fuerza o de medidor de deformación a una señal t r a n s m i s i b l e p r o p o r c i o n a l d e 3- 15 psi o de 4- 2 0 m i l i a m p e r i o s . No debe utilizarse un transmisor de desplazamiento en condiciones turbulentas a menos que se use con un pozo quieto. El balanceo errático puede ocasionar cambios impredecibles en la medición o incluso daño físico al tanque. Los transmisores de desplazamiento trabajan muy bien con recipientes revestidos de vidrio, en aplicaciones de densidad, presiones de proceso fluctuantes y son buenos en servicio a temperatura media. Los lineamientos para el desplazador son: tienen un diámetro constante, son más pesados que el líquido desplazado y deben ser más largos que el nivel que va a ser medido. Otros lineamientos específicos incluyen que la fuerza boyante mínima = 1 , 4 7 l i b r a- f u e r z a o 6 , 7 N . L a m a s a m á x i m a d e l d e s p l a z a d o r m á s s u c a b l e colgador no debe exceder 12 libras o 5,4 Kg o el tramo de fuerza boyante x 6, el q u e s e a m e n o r . L a F i g u r a L- 4 m u e s t r a e l p r i n c i p i o d e f u e r z a b o y a n t e .

La fórmula para determinar el tramo de fuerza boyante es: F = V x (Lw/L) x (B) x (S.G.) F

=

V

=

Lw L B

= = =

S.G.

=

t r a m o d e f u e r z a b o y a n t e ( l b f . o N ) l i b ra p i e e s u n a fuerza torsional volumen total del desplazador en pulgadas cúbicas o centímetros cúbicos longitud de trabajo del desplazador en pulgadas o milímetros longitud total del desplazador en pulgadas o milímetros una constante (pes o por volumen unitario de agua) o 3 0,036125 lbf/pulg. gravedad específica

Ejemplo: 2

2

V = (pi/4 x d ) x L o (pi x r ) x L L = 40” Lw = 30” S.G. = 1 D i á m e t r o d e l D e s p l a z a d o r = 3” POR LO TANTO: V = ( 3 , 1 4 / 4 x 32 ) x 40” V = (0,785 x 9) x 40” V = 2 82,6 pulg. cúb. F = 282,6 pulg. 3 x (30”/40”) x (0,036125 lbf/pulg. 3 ) x 1 F = 282,6 pulg.

3

x 0,75 x 0,036425 lbf/pulg. 3

F = 211,95 pulg. x 0,036125 lbf 3 pulg. F = 7,6302 lbf

3

Presión de Carga Hidrostática E l m é t o d o d e c a r g a h i dr o s t á t i c a u t i l i z a d o p a r a m e d i r e l n i v e l e s e l m e d i o m á s común para medir el nivel en un recipiente. Muchos tipos de dispositivos de medición del nivel utilizan la altura del líquido en un tanque para inferir el nivel del líquido en ese mismo tanque. El pri ncipio de la medición de carga hidrostática está basado en la fórmula: Presión = Fuerza/área sobre la cual se ejerce la presión Un pie cúbico de agua pesa 62,43 libras P = presión en libras por pulgada cuadrada F = 62,43# A = 1 pie cuad. o 144 pulg. cuad. P P 1 psi

2

= 62,43#/144 pulg. = 0,4335 psi ejercidas en la parte inferior de una columna de agua de 12” = 0,4335 psi/ 12 pulg. = 0,036125 lbs/cuad. ejercidas en la parte inferior de una columna de agua de 1” = 2,31 pies W.C. = 27,68 pulgadas W.C.

L a F i g u r a L- 5 muestra el porqué 12” de H2 O e j e r c e n 0 , 4 3 3 5 p s i g .

Ejemplos: ejemplo:

Se monta un manómetro en un tanque de agua 20 pies por debajo del nivel de la superficie. Encontrar la presión de carga ejercida, en p s i g, l u e g o c o n v e r t i r l a a p u l g a d a s d e a g u a .

solución:

P = 0,4335 psi x (1) x (20 pies) P = 8 , 6 6 p s i O ( 2 7 , 6 8 ” H2 O por psi) x (8,66 psi) = 240” W.C.

ejemplo:

Se monta un manómetro 20 pies por debajo del nivel en un tanque de aceite. La gravedad específic a de aceite es 0,92. Encontrar la presión de carga ejercida, en psig, luego convertirlas a pulgadas de agua. P = 0,4335 psi x (0,92) x (20 pies) P = 7 , 9 7 6 p s i O ( 2 7 , 6 8 ” H2 O por psi) x (7,976 psi) = 220,8” W.C.

solución:

***

ejemplo:

solución:

***

ejemplo:

solución:

Esta afirmación dice realmente que 240” de aceite a una gravedad específica de 0,92 ejerce la misma carga que 220,8” de agua.

Se monta un manómetro en un tanque de salmuera 20 pies por debajo del nivel del líquido. La gravedad específica de la solución de salmuera es 1,13. encontrar la carga hidrostática creada por la solución de salmuera, luego convertirla a pulgadas de agua. P = 0,4335 psi x (1,13) x (20 pies) P = 9 , 7 9 7 p s i O ( 2 7 , 6 8 ” H2 O por psi) x (9,797 psi) = 271,2” W.C. E s t a a f i r m a c i ó n dice realmente que 240” de salmuera a una gravedad específica de 1,13 ejerce la misma carga que 271,8” de agua.

La presión en un indicador en una aplicación de nivel es 15,5 psi y l a g r a v e d a d e s p e c í f i c a d e l f l u i d o e s 0 , 8 9 . E n c o n t rar el nivel del tanque, en pies. H = P/0,4335 psi x (S.G.) H = 15,5 psi/0,4335 psi x 0,89 H = 40,22

Medición del Nivel Utilizando Presión de Carga

Información General para las Celdas Dp 1. 2.

3.

4. 5. 6. 7.

8.

9. 10. 11. 12.

Se hac e referencia a las mediciones de presión tanto a vacío como a presión atmosférica. En aplicaciones de presión manométrica, la medición es aplicada al lado alto del transmisor mientras que se hace referencia al lado bajo como presión atmosférica. La salida es una señal lineal proporcional, a la que se hace referencia como atmósfera (psig). Cuando la atmósfera es aplicada a ambos lados de un transmisor de balance de fuerza al mismo tiempo, se establece un punto de referencia de medición del cero. Los efectos atmosféricos ocasionan fuerzas iguales y opuestas que no tienen efecto alguno sobre la salida del transmisor. Habrá una medición sólo cuando la fuerza aplicada al lado alto del transmisor sea elevada por encima de la presión atmosférica. A h o r a p u e d e a p l i c ar s e u n c a m b i o e n e l p e s o h i d r o s t á t i c o a l a m e d i c i ó n d e l nivel. Cuando el nivel del tanque está a la misma elevación que el instrumento de medición, se aplica presión atmosférica a ambos lados del transmisor y s u s a l i d a e s t á a l p u n t o d e r e f e r e n c i a d e l c e r o (3 psi ó 4 miliamperios). A medida que se eleva el nivel en el tanque, se aplica una fuerza creada por la presión de carga hidrostática del líquido al lado de medición (lado alto) del transmisor, resultando en un aumento en la salida del instrumento. L a r es p u e s t a d e l i n s t r u m e n t o c a u s a d a p o r l a p r e s i ó n d e c a r g a e s u t i l i z a d a para inferir el valor de un nivel. La relación entre la presión y el nivel es que 2,31 pies de agua o 27,68 pulgadas de agua ejercen 1 psi de presión. S i e l t r a n s m i s o r e s t á m i d i e n d o u n a pr e s i ó n d e 1 p s i e n t o n c e s e l n i v e l d e l tanque es 2,31 pies o 27,68 pulgadas de agua. Cuando la gravedad específica es diferente de 1, debe ser tomada en consideración.

Debajo se muestra la corrección para la gravedad específica. Presión

=

0,4335 psi x (G) x ( H )

donde:

P G H

= = =

presión en psi gravedad específica, que no tiene dimensión desplazamiento vertical de una columna de agua, en pies

¿Qué Ocurre Cuando el Transmisor es Montado por Debajo del Punto de Referencia del Cero del Tanque? E s c o m ún m o n t a r u n t r a n s m i s o r d e n i v e l e n e l p u n t o d e r e f e r e n c i a d e l c e r o e n u n tanque. Cuando se escoge otra colocación, debe descartarse la presión de carga ocasionada por el líquido por encima del punto de referencia del cero del transmisor. La presión de carga ocasionada por la presencia de fluido desde el punto cero del transmisor al punto cero del nivel del tanque causará una elevada indicación en el nivel. Para corregir esto, el cero debe ser suprimido. De allí es d e d o n d e o b t i e n e e l n o m b r e e s t a t é c n i c a . C o m o s e m u e s t r a e n l a F i g u r a L- 8 , e l transmisor es montado por debajo del punto de referencia del cero en el tanque.

Elevación Cuando se utiliza una celda d/p para la medición del nivel de un tanque cerrado, muy a menudo el v a p o r e n l a l í n e a q u e c o n e c t a e l l a d o b a j o d e l t r a n s m i s o r a l tanque se condensará en un líquido. Este líquido condensado es llamado brazo húmedo y produce presión de carga hidrostática en el lado bajo del instrumento, ocasionando que la salida de la celda d/p (transmisor) esté por debajo de la referencia cero. Este error debe ser tomado en consideración y se hace elevando e l c e r o , e s t e p r o c e d i m i e n t o e s l l a m a d o e l e v a c i ó n d e l c e r o. L a F i g u r a L-9 muestra un ejemplo de elevación del cero.

*** Recordar, cuando las calibraciones son realizadas en el taller del instrumento, todas las elevaciones y supresiones son realizadas con la presunción de que la medición, o la presión de nivel simulada, es aplicada al lado alto del t r a n s m i s o r m i e n t r a s q u e e l l a d o b a j o e s e l b r a z o d e referencia. El brazo del lado bajo está abierto a la atmósfera durante el procedimiento de calibración. Dimensión X = Dimensión Y = Dimensión Z =

GL GS

= =

Dimensión física en pulgadas entre el nivel mínimo a máximo d e t e r m i n a d o e n e l t a n que. Diferencia en la carga entre el punto de penetración del tanque y el nivel de tanque mínimo deseado. La altura llena entre la penetración del tanque y el lado alto del transmisor. Este fluido pudiera ser de una gravedad es p e c í f i c a d i f e r e n t e a l a d e l c o n t e n i d o d e l t a n q u e . U n e j e m p l o sería si el contenido del tanque tiene tendencia a solidificarse o a corroer las líneas de conexión. Para eliminar este problema, debe escogerse un líquido con gravedad e s p e c í f i c a m á s a l t a q u e la d e l c o n t e n i d o d e l t a n q u e p a r a mantener fuera el fluido corrosivo. Un enfoque más común sería si se hubiera escogido una purga líquida. Si se escoge cualquiera de los dos métodos, debe ser calculado en la calibración. L a g r a v e d a d e s p e c í f i c a d e l m a t erial dentro del tanque. La gravedad específica del fluido encontrado en la tubería que conecta el transmisor al tanque.

L a F i g u r a L- 1 0 m u e s t r a d ó n d e s o n m e d i d a s l a s d i m e n s i o n e s X , Y y Z .

Supresión (recipiente abierto)

Calcular la supresión para los siguientes ejemplos: Ejemplo: Suponer un tanque abierto con: X Y Z

= 50” = 2,67” y = 7,33”

La gravedad específica del líquido en el tanque es 1. El mismo fluido está en el brazo de conexión.

Encontrar: Tramo, Supresión y Rango Calibrado. Tramo

=

50” x (1) = 50” W.C.

Supresión

=

(2,67”)(1) + (7,33”)(1) = 10” W.C.

Rango Calibrado

=

10” W.C. a 60” W.C.

L a F i g u r a L- 1 1 m u e s t r a u n t a n q u e a b i e r t o c o n s u p r e s i ó n .

S u p r e s i ó n ( r e c i p i e n t e c e r r a d o c on b r a z o d e r e f e r e n c i a e x t e r i o r s e c o ) Ejemplo: Suponer un tanque cerrado con un brazo exterior seco. X = 50” Y = 10” y Z = 10” La densidad del líquido en el tanque es 1,0 y el fluido de llenado o de sellado tiene una densidad de 1,0. Encontrar: Tramo, S upresión y Rango Calibrado Tramo

=

50” x (1,0) = 50” W.C.

Supresión

=

(10”) x (1,0) + (10”)(1”) = 20” W.C.

Rango Calibrado

=

20” W.C. a 70” W.C.

L a F i g u r a L- 1 2 m u e s t r a u n t a n q u e c e r r a d o c o n s u p r e s i ó n .

Repetidor Si el brazo exterior seco es afectado por la contaminación, ocasionando problemas recurrentes en la medición del nivel, entonces debería haberse usado un repetidor. Un repetidor es un transmisor neumático de balance de fuerza con u n a p r e s i ó n d e s u m i n i s t r o q u e us u a l m e n t e e s t á a a i r e d e i n s t r u m e n t o t o t a l (100 psi). La calibración de un repetidor es realizada de manera que cuando se a p l i c a 0- 1 0 0 p s i a l d i a f r a g m a d e l l a d o a l t o d e l o s s e n s o r e s , e l m e c a n i s m o e s l l e v a d o a c e r o y e x t e n d i d o p a r a d a r u n a s e ñ a l d e s a l i d a d e 0 - 100 psi. Un repetidor, por lo tanto, repite el valor de su entrada. El repetidor produce una salida que sería aplicada a la referencia o lado bajo del transmisor de nivel. Este aire es limpio y seco. La complejidad de este sistema de medición del nivel se ve incrementada con la adición del repetidor. L a F i g u r a L- 1 3 m u e s t r a u n e j e m p l o d e r e p e t i d o r .

Elevación ( b r a z o d e r e f e r e n c i a e x t e r i o r h ú m e d o )

Ejemplo: Suponer un tanque cerrado con un brazo exterior húmedo. X Y d

= = =

50” 2,67” y 53,57”

La gravedad específica del líquido del tanque es 1,0 así como el brazo exterior húmedo. Encontrar: Tramo, Elevación y Rango. Tramo

=

50” x (1,0) = 50” W.C.

Elevación

=

5 3 , 5 7 ” ( 1 , 0 ) – 2,67” (1,0) = 50,9” W.C.

Rango de Calibración

=

- 5 0 , 9 ” W . C . a –0 , 9 ” W . C .

L a F i g u r a L- 1 4 m u e s t r a u n t a n q u e c e r r a d o c o n e l e v a c i ó n .

Supresión Reversa

Calibración del Tipo Reversa

Hasta este punto el método práctico era que la medición es aplicada al lad o alto del transmisor mientras que el lado bajo es de referencia o es evacuado a la atmósfera durante el proceso de calibración. La supresión reversa es la única e x c e p c i ó n a e s t a r e g l a . C o m o p u e d e v e r s e e n l a F i g u r a L-1 5 , l a m e d i c i ó n e s a p l i c a d a a l l a d o b aj o d e l t r a n s m i s o r m i e n t r a s q u e e l l a d o a l t o e s d e r e f e r e n c i a . La clave para que este método funcione es que el transmisor debe ser capaz de operar en acción reversa. S u p o n e r q u e e l r a n g o c a l i b r a d o e n l a F i g u r a L- 1 4 e s 0-3 0 ” W . C . S i e l n i v e l d e l tanque est á bajo, entonces la presión de carga es 30” W.C. más alta en el lado alto que en el lado bajo. Si el transmisor fuera de acción directa esto causaría una salida del transmisor de 20 miliamperios, lo que indica un tanque lleno; esto es falso. Recordar, 20 miliamperios representan una variable de proceso máxima. si el transmisor es ahora ajustado para acción reversa, el escenario antes mencionado produciría una salida de 4 miliamperios, indicando una v a r i a b l e d e p r o c e s o m í n i m a o q u e e l t a n q u e e s t á v a c í o , y e s to es verdad. Si el nivel del tanque es alto entonces se aplica una carga hidrostática de 30” W.C. tanto al lado alto como al lado bajo al mismo tiempo. Si el transmisor fuera de acción directa esto ocasionaría una salida del transmisor de 4 miliamperios, lo que indica un tanque vacío. Si el transmisor es ajustado para acción reversa el ejemplo antes mencionado produciría una salida de 20 miliamperios, indicando un tanque lleno, y este es el mensaje correcto.

Procedimiento de Calibración de Supresión Reversa Con el transmisor en el modo acción reversa, usted seguiría los siguientes pasos: 1.

Aplicar 30” W.C. al lado alto mientras que el lado bajo es evacuado a presión atmosférica. Ajustar el cero mientras se observa una lectura del medidor de 4 miliamperios o una lectura del manómetro de 3 psi.

2.

Evacuar tanto el lado alto como el lado bajo a presión atmosférica. Ajustar el tramo mientras se observa una lectura de medidor de 20 miliamperios o una indicación del manómetro de 15 psi.

3.

Si el transmisor que usted está utilizando es de la variedad inteligente, siga los siguientes pasos: a. b. c.

Programar las unidades de presión que serán utilizadas, a saber, pulgadas de agua, pies de agua. 4 ma – 3 0 ” W . C . – e n t e r 20 ma – 0” W.C. – enter

Método de Tubería de Burbuja para la Medición del Nivel Otros números para una tubería de burbuja incluyen: purga de aire o tubo de buzamiento. La ventaja de utilizar este método es su conveniencia cuando se m i d e n c o r r o s i v o s o s ól i d o s e n s u s p e n s i ó n . S i l a t u b e r í a s e d a ñ a e s e c o n ó m i c o reemplazarla. Enchufar las líneas de impulsa pudiera representar un problema diferente. El instrumento secundario que indica el nivel puede ser montado en cualquier lugar. El indicador mostrado en la Figura L-16 puede ser reemplazado p o r u n t r a n s m i s o r . L a F i g u r a L- 1 6 m u e s t r a u n a t u b e r í a d e b u r b u j a m o n t a d a e n u n tanque de almacenamiento. El principio de operación es simple. Primero se conecta un suministro de aire limpio y seco a través de una restricción a un rotámetro, luego a una tubería de burbuja sumergida a alguna distancia fijada por debajo del nivel del líquido en el tanque. La restricción reduce el volumen del flujo de aire a una cantidad mínima. C u a l q u i e r v o l u m e n a p r e c i a b l e d e f l u j o d e a i r e c au s a r á c a í d a s d e p r e s i ó n a l o largo de toda la tubería de burbuja y reducirá la precisión.

S i u s t e d f u e r a a d e s c o n e c t a r e l s u m i n i s t r o d e a i r e e n l a F i g u r a L- 16, el agua en el tanque desplazaría el aire en el tubo hasta que alcanzara el mismo nivel que está en el tanque. Si el suministro de aire regulado es reconectado ahora y la presión es aumentada lentamente, el agua en el tubo de burbuja se movería hacia abajo reemplazando el agua con aire en la tubería de burbuja. La presión aumenta lentamente en la tubería de burbuja, debido a la restricción, hasta que balancee la presión hidrostática del fluido en la parte inferior de la tubería de burbuja. Cualquier aumento posterior en la presión de aire emite burbujas de aire hacia el tanque. La presión requerida para forzar el aire fuera de la tubería de burbuja es la presión de carga hidrostática presente creada por el líquido en el tanque. Como consecuencia, esta presión representa el nivel en el tanque. El flujo de aire es verificado por la presencia de burbujas de aire en el tanque u

observando el flujo de aire a través de un rotámetro. La presión desde el regulador de aire debe ser lo suficientemente grande como para empujar todo el líquido fuera del tubo cuando el tanque está lleno. Esto correspondería al nivel máximo esperado en el tanque. Los cambios en el nivel causan cambios en la presión trasera en el extremo de la tubería de burbuja. En la medida en que el nivel se mueve arriba o abajo en el tanque, cambia la presión de aire requerida para empujar el agua fuera de la tubería de burbuja. A medida que cambia el nivel en el tanque, esto ocasiona que la cantidad real de aire también cambie. Si se permite que el flujo de aire cambie de volumen, el resultado es un error en la medición. Es por esta razón que debe usarse un regulador diferencial. Este a su vez asegura un flujo de aire constante a la tubería de burbuja y la precisión no se convierte en un problema. L a F i g u r a L- 1 7 m u e s t r a e l e s q u e m a d e u n r e g u l a d o r d i f e r e n c i a l .

A veces se utiliza una muesca en “V” en la parte inferior del tubo de manera que el aire entre en forma de una corriente uniforme de pequeñas burbujas en vez de emitir burbujas más grandes que tiendan a hacer que la medición rebote o p a r e z c a r u i d o s a. E l n i v e l d e l l í q u i d o e s e n t o n c e s d e t e r m i n a d o m i d i e n d o l a presión requerida para forzar el aire hacia el líquido a un punto por debajo de la superficie.

Sondas de Capacitancia L a p r o p i e d a d ú n i c a d e u n c a p a c i t a d o r e s s u h a b i l i d a d p a ra a l m a c e n a r c a r g a s eléctricas como voltaje. La fórmula para determinar la capacitancia es la siguiente: C

=

KA/D

C K A D

= = = =

Capacitancia en microfaradeos La constante dieléctrica El área de las placas Distancia entre las placas

Una manera típica de medir el nivel utilizando una sonsa de capacitancia es medir la capacitancia entre la sonda y la pared del tanque. Un cambio en la capacitancia ocurre con un cambio en el nivel del líquido. A medida que el nivel s u b e o b a j a , el á r e a e f e c t i v a d e l a s p l a c a s d e l c a p a c i t a d o r e n t r e e l t a n q u e y l a sonda de capacitancia cambia, mostrando así un cambio en el nivel indicado. La F i g u r a L- 1 8 m u e s t r a u n e j e m p l o d e s o n d a d e C a p a c i t a n c i a .

Las sondas de capacitancia deben ser utilizadas con líquidos no conductores. El dieléctrico de un capacitador está hecho de materiales aislantes. Un circuito de puente A.C. funciona comparativamente de la misma manera que un puente de Wheatstone de D.C. A medida que cambia la capacitancia entre la sonda y el tanque su reactancia capacitiva también lo hace. Xc es el neumónico dado para la reactancia capacitiva. Xc = 0,159 dividido entre F x C. Si disminuye el área entre las placas, la capacitancia disminuirá a su vez. La fórmula C = KA/D dice s i u n á r e a d i s m i n u y e l a c a p a c i t a n c i a t a m b i é n . S i l a c a p a c i t a n c i a disminuye Xc aumenta. La reactancia capacitiva es la oposición o resistencia al flujo de corriente A.C. Si la reactancia aumenta, el voltaje A.C. entre los puntos 3 a 4 aumenta de manera proporcional al cambio en el nivel del tanque. Como resultado, el voltaje desde el punto 3 al 1 aumenta, indicando un aumento de n i v e l e n e l r e c i p i e n t e . L a F i g u r a L-1 9 m u e s t r a u n a m a n e r a t í p i c a d e m e d i r e l n i v e l utilizando un circuito de puente A.C.

Sonda de Conductancia Las sondas de conductancia utilizadas para la medición del nivel emplean dos electrodos insertados en un tanque. Cuando el nivel se eleva lo suficiente para p r o p o r c i o n a r u n a v í a c o n d u c t o r a d e s d e e l t an q u e h a s t a e l e l e c t r o d o “ o n ” , u n r e l a i s e a c t i v a r á e n c e n d i e n d o e l m o t o r ( v e r l a F i g u r a L -2 0 ) . E s t a m e d i c i ó n e s denominada medición de o de punto porque el sistema puede activar una a l a r m a , e n c e n d e r / d e t e n e r u n m o t o r o s e r u t i l i z a d a c o m o p a r t e d e u n ci r c u i t o d e intercierre para detener algo en una emergencia o arrancar algo en secuencia. El líquido medido debe ser conductor (líquidos a base de agua tales como salmuera, ácido o cáustica). También es importante que el líquido no sea c o m b u s t i b l e y a q u e c ua n d o s e r e a l i z a l a c o n t i n u i d a d s e g e n e r a u n a c h i s p a y e s t o pudiera crear una situación explosiva.

Sonda de Conductancia 1. 2. 3. 4.

es suministrada por una fuente de voltaje bajo (65 voltios) a una sonda parcialmente aislada la otra sonda e s m o n t a d a a u n l a d o d e l t a n q u e la resistencia es casi infinita cuando el nivel está por debajo de la sonda cuando se establece la continuidad es como encender un interruptor.

Operación de una Sonda de Conductancia Suponer que la bomba está apagada y q u e h a y u n a e n t r a d a d e p r o d u c t o e n e l t a n q u e y q u e e l n i v e l s e e s t á e l e v a n d o . O b s e r v a r l a F i g u r a L-20. Esta situación es denominada “bomba fuera”. Si la bomba está apagada y hay una entrada de flujo de agua, el nivel aumentará. Cuando el nivel aumenta lo suficiente para hacer o con la sonda “on”, entonces habrá una continuidad entre el tanque y la sonda que energizará el relai y encenderá el motor. Cuando el motor arranca, la bomba empieza a girar y bombea agua fuera del tanque. Como resultado de es to, el nivel empieza a caer. La bomba continuará trabajando hasta que el nivel caiga por debajo de la sonda “off”. Después de que el relai se activa (cuando el nivel toca la sonda “on”) la sonda “off” actúa como un o de sostén hasta que el nivel cae por debajo de la sonda “off”. Cuando el nivel cae por debajo de la sonda “off”, esto tiene el mismo efecto que si se presionara el botón de parada de una estación arranque/parada. En este punto la bomba se detiene y el nivel empieza a elevarse nuevamente. La Figura L -2 0 m u e s t r a u n e j e m p l o d e s o n d a d e c o n d u c t a n c i a .

Sondas Nucleónicas o de Radiación Cuando nada más funciona, utilizar un transmisor de nivel de radiación. La medición de nivel nucleónica es producida utilizando una fuente y un detector radioactivos. Esta medición puede ser utilizada como una medición de nivel de o de punto (on/off) o continuo (análoga). A medida que la radiación pasa d e s d e l a f u e n t e h a s t a e l d e t e c t o r , s u i n t e n s i d a d v a r í a s e g ú n l a c a n t id a d d e material en el tanque. La cantidad de radiación recibida es proporcional al nivel en el tanque o recipiente. Una ventaja es que el instrumento no entra en o con el líquido o los sólidos en el tanque. Las desventajas incluyen los altos costos y la manipulación de materiales radioactivos. Este dispositivo puede hacer que las aplicaciones de n i v e l d i f í c i l e s s e a n s e n c i l l a s , a s a b e r , m a t e r i a l e s c o r r o s i v o s . L a F i g u r a L -2 1 muestra un ejemplo utilizando un dispositivo de medición de nivel nucleónico.

Peso Numerosos métodos, que incluyen una celda de carga, medidor de deformación, o hidráulica, utilizan el peso del contenido del tanque para medir el nivel. El taraje del tanque es llevado a cero, lo que deja una señal resultante proporcional al contenido del tanque. Una ventaja es que el instrumento no está en o con el contenido del tanque. La desventaja es que tienden a ser costosos y los c a m b i o s d e n i v e l a f e c t a n e l n i v e l m e d i d o e n e l t a n q u e . L a F i g u r a L-2 2 m u e s t r a u n ejemplo de * usando una celda de carga para medir el nivel.

* NOTA DEL TRADUCTOR: En el original falta la palabra correspondiente

Medición de Nivel Ultrasónica L o s d e t e c t o r e s d e n i v e l u l t r a s ón i c o s c o n s t a n d e u n g e n e r a d o r u l t r a s ó n i c o y d e u n receptor. El generador opera a una frecuencia de aproximadamente 20 KHz. El tiempo que le toma a los estallidos de onda sónica para dejar el generador, reflejarse en la superficie del líquido y luego ser recibidos, es medido cuidadosamente. El nivel es una función del tiempo que le toma ser transmitido y recibido. Si el nivel es bajo, toma más tiempo para que la energía sonora deje el transmisor y sea recibido. Por el contrario, si el nivel es alto entonces le toma menos tiempo. Este dispositivo muestra una excelente confiabilidad y precisión. Una ventaja es que el transmisor de nivel ultrasónico no está en o directo con el proceso; sin embargo, son más costosos que los métodos hidrostáticos. Los nive les desde 6 pulgadas hasta 100 pies pueden ser medidos utilizando un transmisor de nivel ultrasónico. La Figura L-23 muestra un ejemplo del uso de un transmisor de nivel ultrasónico.

Térmico La medición de nivel térmica funcion a sobre un principio que discierne la diferencia de temperatura entre la superficie del núcleo y el aire encima de él para medir el nivel. Aunque las mediciones de nivel térmicas son poco costosas, no son muy populares.

Notas: Arranque 1.

L a s f u n c i o n e s c ol e c t i v a s r e a l i z a d a s e n y c o n e q u i p o i n d u s t r i a l , e x c l u s i v a s d e equipos de monitoreo o de control computarizado análogo o digital representan la definición de procesos industriales.

Orificio 1.

2. 3.

Se 1. 2. 3.

Los injertos a presión en un juego estándar de bridas de orificio están localizados 1 pulgada corriente arriba desde el borde principal del orificio y 1 pulgada corriente abajo desde el borde de salida de la placa de orificio. El resultado de una placa de orificio instalada con el bisel en el lado i n c o r r e c t o s o n l e c t u r as bajas del medidor. La longitud de la tubería de destilación primaria necesaria para eliminar las perturbaciones en la línea de flujo está relacionada con el factor beta y con el diámetro de la tubería. recomienda el tubo Ventury cuando: Se desea un al t o g r a d o d e p r e c i s i ó n c u a n d o e l f l u j o e s a l t a m e n t e v i s c o s o . Se va a reducir a un mínimo la caída de presión permanente. Puede haber grandes cantidades de sólidos en suspensión.

MEDICIÓN DEL FLUIDO E x i s t e n m u c h a s m a n e r a s d i fe r e n t e s e n l a s c u a l e s s e p u e d e m e d i r e l f l u j o . E s esencial saber lo que es el flujo verdadero y controlar ese flujo para el resultado de un producto. Algunos métodos de medición del flujo son mejores que otros. La e l e c c i ó n e s u n j u e g o d e v e n t a j a s y d e s v e n ta j a s . L a m e d i c i ó n d e l f l u j o p u e d e s e r indicada, totalizada, registrada o utilizada para propósitos de control. generalmente hablando, el flujo pudiera ser la medición más común encontrada en la industria. Esto, por supuesto, depende del proceso. E l d i s p o si t i v o P r i m a r i o e s e l d i s p o s i t i v o q u e e s t á e n c o n t a c t o d i r e c t o c o n e l proceso. El dispositivo Secundario es el instrumento utilizado para percibir la medición creada por el dispositivo primario. Es decir, si se utilizan una placa de orificio y una celda Dp para medir el flujo, la placa de orificio es el dispositivo primario y la celda Dp es el dispositivo secundario. La diferencia en la presión está inferencialmente relacionada con la rata del flujo. El fluido es medido en una de cuatro formas: 1.

2.

3.

4.

D e s p l a z a m i e nto. A. M e d i d o r d e d e s p l a z a m i e n t o p o s i t i v o . B. B o m b a c o n t a d o r a . Constricción o Carga Diferencial A. T u b e r í a ( c a n a l c e r r a d o ) 1. p l a c a d e o r i f i c i o 2. tubo Venturi 3. b o q u i l l a d e f l u j o 4. t u b o p i l o t o 5. A n n u b a r 6. m e d i d o r d e c o d o 7. m e d i d o r d e b l a n c o 8. m e d i d o r d e l á r e a v a r i a b l e ( r o t á m e t r o ) B. C a n a l A b i e r t o 1. v e r t e d e r o 2. c a n a l ó n d e P a r s h a l l Fluidómetros de Velocidad A. Fluidómetro Magnético B. M e d i d o r d e T u r b i n a C. Contador del derrame del vórtice D. Fluidómetro ultrasónico Fluidómetos de Masa A. D e l t i p o p e s o B. D e l o s t i p o s c a r g a y m a g n é t i c o c o n t e m p e r a t ur a , compensación de densidad. C. Del tipo precisión del giroscopio. D. Del fuerza centrífuga o torque. E. F l u i d ó m e t r o d e C o r i o l i s – S u v e n t a j a e s l a p r e c i s i ó n

presión

y

Desplazamiento U n m e d i d o r d e d e s p l a z a m i e n t o p o s i t i v o e s c l a s i f i c a d o c o m o u n m e d i d o r d e p u ls o debido a que cada volumen discreto de líquido que pasa a través de él es representado por un pulso o unidad contable. Cuando se suman los pulsos, puede medirse una cantidad de flujo. El disco nutante es uno de los métodos más antiguos para medir el flu jo. Este medidor trabaja sobre el principio de un disco circular anexado a un centro esférico y con rotación restringida. El disco nutante, cuando está girando, parece la coronilla de un niño a medida que pierde energía y empieza a bambolearse. Debido a su construcción, el disco nuta o se bambolea de manera que el líquido que penetra por el puerto de entrada mueve el disco hasta que el líquido descarga desde el puerto de salida. Un contador mecánico indica el número de c i c l o s q u e e l d i s c o n u t a . C a d a c i c l o in d i c a u n c o n t e o q u e e s p r o p o r c i o n a l a l a c a n t i d a d e s p e c í f i c a d e f l u j o . L a F i g u r a F - 1 muestra el ejemplo de un disco nutante, fluidómetro de desplazamiento.

Placa de Orificio Una placa de orificio es uno de los elem e n t o s p r i m a r i o s m á s c o m ú n m e n t e utilizados en la industria. Las placas de orificio pueden ser utilizadas con todos los fluidos limpios. Los elementos primarios de este tipo no deben ser utilizados con fluidos que contengan sólidos (fluidos sucios) en suspensión, ya que ensucian o taponan las líneas de impulso. Una placa de orificio puede ser descrita como una placa delgada circular que contiene un orificio concéntrico, excéntrico o segmental cuidadosamente labrado en la placa. Una placa de orificio puede es t a r h e c h a d e d i f e r e n t e s m a t e r i a l e s , incluyendo acero inoxidable, monel, níquel, hastelloy, acero, vidrio o plástico. La abertura a través de la placa de orificio está biselada y debe estar orientada de manera que el borde afilado esté hacia el lado de corr iente arriba. Esto ayuda a evitar la interferencia con el fluido que corre. El borde afilado usualmente está nitrurado para endurecer el borde principal y ayudar a evitar la erosión de la placa. El diámetro interior puede ser mantenidos a una tolerancia de una diezmilésima de pulgada. Las placas excéntricas y segmentales pueden ser utilizadas con cantidades limitadas de líquidos suspendidos. Estas dos placas están horadadas fuera del centro. Una placa de orificio que mide los flujos con pequeñas cantidades de oxígeno disuelto puede tener un pequeño respiradero horadado en la parte superior para permitir el paso del aire. Cuando es utilizado con vapor, el agujero estará en la parte inferior de la placa de orificio. L a s p l a c a s d e o r i f i c i o f u n c i o n a n m e j o r c o n ratas de flujo altas debido a que los coeficientes de flujo cambian el Número de Reynolds de alto a bajo. Cuando esto ocurre, la distribución de la velocidad del flujo cambia de uniforme a parabólica. Más adelante se discute el Número de Reynolds. La Figu r a F-2 m u e s t r a u n e j e m p l o d e p l a c a d e o r i f i c i o c o n c é n t r i c a , e x c é n t r i c a y segmental.

Tubo Venturi El tubo Venturi ofrece ventajas sobre la placa de orificio en el hecho de que produce una presión diferencial bastante moderada con poca pérdida de carga permanente. También puede medir medios con algunos sólidos en suspensión, pero se debe ser cuidadoso. Los sólidos pueden taponar las líneas de medición. La desventaja más grande cuando se utiliza un tubo Venturi es su alto costo; sin em b a r g o , e s t e a l t o c o s t o p u e d e s e r c o m p e n s a d o c o n l a r e d u c c i ó n d e o t r o s s e r v i c i o s , c o m o l a e n e r g í a , y p u e d e a h o r r a r d i n e r o a l a r g o p l a z o . L a F i g u r a F-3 muestra un ejemplo de tubo Venturi.

Boquilla de Flujo Una boqui l l a d e f l u j o e s u n a m o d i f i c a c i ó n d e l t u b o V e n t u r i . E l c o n o d i f u s o r e s eliminado, lo que limita la habilidad de la boquilla de flujo para minimizar la pérdida permanente de carga. Sin embargo, este dispositivo tiende a ser mejor q u e u n a p l a c a d e o r i f i c i o , qu e e x h i b e u n a m a y o r p é r d i d a p e r m a n e n t e d e c a r g a . La boquilla de flujo también es mejor para sólidos suspendidos en líquidos debido a su forma. La Figura F- 4 muestra u7n ejemplo de una boquilla de flujo.

La comprensi ón del concepto de la utilización de la placa de orificio, de una boquilla de flujo y de un tubo Venturi para medir el flujo combina tres tópicos básicos. El primer tópico involucra la comprensión del Teorema de Bernoulli. En segundo lugar el Número de Rey n o l d s , y e n t e r c e r l u g a r l a l e y d e l o s c u e r p o s e n descenso. En las siguientes páginas se cubrirán estas tres ideas.

El Teorema de Bernoulli La medición de la constricción o del flujo de carga diferencial funciona sobre la n o c i ó n d e l a c o l o c a c i ó n d e u n a re s t r i c c i ó n e n u n a l í n e a d e t u b e r í a p a r a m e d i r l a rata de flujo. La colocación de una restricción en una línea de tubería ocasiona un aumento en la velocidad del fluido a través de la abertura de la placa de orificio, causando una disminución en la presión corriente abajo desde esa placa de orificio. De este aumento en la velocidad del fluido resulta un fenómeno l l a m a d o v e n a c o n t r a í d a . La vena contraída es el punto corriente abajo, desde la r e s t r i c c i ó n , d o n d e l a p r e s i ó n c a e a s u v a l o r m á s b a j o . L a p r e s i ó n c or r i e n t e a r r i b a esencialmente se mantiene, mientras que la presión corriente abajo disminuye significativamente. Esta presión aumentada a través de la placa de orificio es percibida como un aumento en la presión diferencial a través de la placa de orificio. U n d i s p o s i t i v o s e c u n d a r i o ( t r a n s m i s o r ) m i d e l a p r e s i ó n d i f e r e n c i a l a través de la restricción y a partir de esto infiere una rata de flujo. A medida que aumenta el flujo a través de una placa de orificio la presión diferencial aumenta también. La rata de flujo volumétrica verdadera es la raíz cuadrada de esa presión. Un sistema medidor de flujo consta de un dispositivo primario y de uno secundario. El principio de operación de un sistema de flujo del tipo carga está basado en el teorema de Daniel Bernoull i. Este establece: la energía total en un punto de una tubería es igual a la energía total en un segundo punto si se ignoran las pérdidas por fricción entre esos dos puntos. El balance de energía entre los Puntos 1 y 2 en una tubería pueden ser e x p r e s a d o s de la siguiente manera: Ecuación de Bernoulli 2

P1 + (Vm1) p 2G

+ Z1 =

P2 + (Vm2) p 2G

2

+ Z2

donde: P Vm Z p G

= = = = =

presión estática, absoluta velocidad de la corriente de fluido elevación desde la línea central de la tubería densidad del fluido aceleración debida a la gravedad

Explicación del Teorema de Bernoulli E l d i b u j o 1 d e l a F i g u r a F- 5 m u e s t r a u n a t u b e r í a s i n p l a c a d e o r i f i c i o . A m e d i d a que la rata de flujo aumenta o disminuye a t r a v é s d e l a t u b e r í a , n o h a y c a m b i o en la presión diferencial debido a que no hay restricción en esa línea. El lado izquierdo de la ecuación es igual al lado derecho de la misma ecuación y todas las variables son iguales (P1 = P2, etc.). El dibujo 2 de la F i g u r a F -5 m u e s t r a u n ejemplo de una placa de orificio colocada en una línea de tubería. Cualquier cosa que se haga en un lado de una ecuación algebraica debe hacerse en el otro. Cuando se coloca una restricción en la vía de flujo de los fluidos, aumenta la velocidad del fluido. Mirando al lado derecho de la ecuación de Bernoulli si la velocidad aumenta, p permanece igual, 2G es una constante, entonces P2 debe disminuir. Por lo tanto, si la rata de fluido aumenta, aumenta l a d i f e r e n c i a d e l a p r e s i ó n a t r a vé s d e l o r i f i c i o . L a r a t a d e f l u j o v o l u m é t r i c a e s igual a la raíz cuadrada de la presión diferencial caída a través de la restricción.

Número de Reynolds Un sistema de números utilizados para indicar la cantidad de turbulencia en una tubería. Número de = Reynolds

Velocidad promedio del fluido x diámetro del orificio x densidad Viscosidad Absoluta

En la mayoría de las aplicaciones, el cálculo del Número de Reynolds para el flujo será alto, generalmente entre 10.000 y 1.000.000. Los coeficientes de flujo permanecen fijos bajo estas condiciones y las mediciones de flujo siguen siendo relativamente precisas. A Números de Reynolds bajos, las características del flujo cambian de parabólicas (laminar) a uniformes (turbulentas) y las características del flujo son sometidas a cambios. Esta alteración no está definida con exactitud, y la precisión se hace impredecible e inexacta a ratas de flujo bajas. Como método p r á c t i c o g e n e r a l , u n N ú m e r o R e y n o l d s p o r d e b a j o de 2 . 0 0 0 r e p r e s e n t a u n f l u j o parabólico, mientras que por encima de 4.000 representa ratas de flujo uniforme, m i e n t r a s q u e e l á r e a e n t r e 2 . 0 0 0 -4 . 0 0 0 e s i m p r e d e c i b l e . M u c h o s t e x t o s u t i l i z a n u n N ú m e r o d e R e y n o l d s d e 1 0 . 0 0 0 c o m o e l n i v e l d e c o r t e e n t r e f l u j o tu r b u l e n t o y laminar. La Figura F- 6 muestra un perfil de velocidad que va desde características de flujo parabólicas hasta turbulentas.

La Ley de Cuerpos en Descenso A V G

= = =

H Q

= =

Área de la placa de orificio, en pies cuadrados Veloci d a d , e n p i e s p o r s e g u n d o Aceleración debida a la gravedad igual 32,17 pies/segundo/segundo Altura de la columna de agua, en pies Flujo volumétrico, en pies cúbicos por segundo

R e m i t i r s e a l a F i g u r a F- 7, el flujo ent ra en el recipiente devolviendo el flujo de salida a través de un orificio localizado cerca de la parte inferior de un tanque. Si el nivel del tanque es H, entonces la velocidad del flujo de salida será: 2

V = 2GH

o

V =

2GH

P a r a c o n v e r ti r e s t a f ó r m u l a d e v e l o c i d a d a r a t a d e f l u j o v o l u m é t r i c o , s u s t i t u i r 2 G H por V en la siguiente ecuación.

Q = AV por lo tanto: Q = A

2GH

Consideración de los Cálculos de Flujo para Placas de Orificio, Boquillas de Flujo y Tubos Venturi Pueden expresarse dos fórmulas concernientes a la aceleración debida a la gravedad para incluir el sistema Inglés o el sistema Métrico. En el sistema Inglés: G = 32,17 pies/segundo

2

2

E l s i s t e m a M é t r i c o: G = 9 , 8 m e t r o s / s e g u n d o

En las siguientes explicaciones se utilizará el sistema Inglés

Cálculo del Flujo – Flujo Líquido

Q

=

A

2GH

Q A G H

= = = =

Rata de flujo volumétrico (pies cúbicos por segundo) Área transversal del orificio (pies cúbico) 2 Aceleración debida a la gravedad (32,17 pies/segundo ) La altura es expresada en pie de líquido

La fórmula anterior puede ser ahora modificada para tomar en consideración la g r a v e d a d e s p e c í f i c a d e l f l u i d o a l a t e m p e r a t u r a d e f l u j o . L a p r e s i ó n d i f e r e nc i a l e s representada normalmente en pulgada de agua en vez de en pie y esto es agregado también a la fórmula. POR LO TANTO: Q A G h Gf

= = = = =

Rata de flujo volumétrico (pies cúbicos por segundo) Área transversal del orificio (pies cuadrados) 2 Aceleración debida a l a g r a v e d a d ( 3 2 , 1 7 p i e s / s e g u n d o ) Diferencial a través del dispositivo primario, en pulgadas de agua. Gravedad específica del fluido (sin dimensión)

Q

=

A

h 2G 12 x Gf

Para líquidos es más conveniente medir las ratas de flujo volumétricas en términos de galones/minutos en vez de en pie cúbico por segundo. También es más conveniente expresar la garganta de un orificio en pulgadas cuadradas que en pies cuadrados. POR LO TANTO: Q d h Gf

= = = =

Rata de flujo volumétrico, en galones por minuto Diámetro del orificio, en pulgadas Diferencial a través del dispositivo primario (pulgadas de agua) Gravedad específica del fluido (sin dimensión)

h

2

Q (gpm) = 5,667 x d x Gf

La ec u a c i ó n a n t e r i o r d e b e s e r m o d i f i c a d a p a r a t o m a r e n c u e n t a l a c o n t r a c c i ó n d e l chorro, las pérdidas de fricción, la viscosidad y la velocidad de acercamiento. La modificación se realiza aplicando un coeficiente de descarga (K) a la ecuación. K se define como la rata de flujo real dividida entre la rata de flujo teórica a través del elemento primario. Los textos básicos llevan factores K para la mayoría de los elementos primarios. K es también enlistada de acuerdo con varias localizaciones del injerto a presión y las relaciones d/D (Relación Beta). K es determinada en un laboratorio. POR LO TANTO: Q K h Gf

= = = =

Rata de flujo volumétrico, en galones por minuto Coeficiente del flujo de descarga Diferencial a través del dispositivo primario, en pulgadas de agua Gravedad específica del fluido (sin dimensión)

h 2

Q (gpm) = 5,667 Kd

Gf

Debido a que K y d son desconocidos, se define otro valor. La cantidad (S) es i g u a l a d a a K ( d / D )2 . D e b i d o a q u e K d2 e n t o n c e s i g u a l a a S D 2, l a s u s t i t uc i ó n produce: Q S D h Gf

= = = = =

Rata de flujo volumétrico, en galones por minuto Fijado (coeficiente de flujo) Diámetro interior de la tubería Diferencial a través del dispositivo primario, en pulgadas de agua Gravedad específica del fluido (sin dimens ión)

h 2

Q (gpm) = 5,667 SD

Gf

El último ajuste que es necesario hacer es para el efecto del cambio de temperatura. POR LO TANTO: Q S D Gf h G1

= = = = = =

Rata de flujo volumétrico, en galones por minuto Coeficiente de flujo Flujo interior de la t ubería Gravedad específica del fluido (sin dimensión) Diferencial a través del dispositivo primario, en pulgadas de agua Gravedad específica a la temperatura de referencia

L a c o r r e c c i ó n d e t e m p e r a t u r a e s r e a l i z a d a m u l t i p l i c a n d o l a e c u a c i ó n p or la relación de la gravedad específica del líquido a la temperatura de flujo (Gf) dividido entre la gravedad específica del líquido a la temperatura de referencia (G).

SD

Gf x h

Q (gpm) = 5,667 G1

2

P r o b l e m a d e M u e s t r a para rata de flujo de líquido (utilizar la Tabla 1 y la Tabla 2) 1.

Una tubería de 0,57” I.D. transporta agua. El flujo es medido utilizando u n a p l a c a de o r i f i c i o c o n c é n t r i c a d e b o r d e a f i l a d o , d = 0 , 2 2 5 ” c o n i n j e r t o s de radio. La presión diferencial es medida utilizando un transmisor dp electrónico. La rata de flujo para este ejemplo será de 1 G.P.M.

Encontrar la presión diferencial caída a través de la placa de orificio a flujo completo. Resolver para “h”. Paso 1 1. 2. 3. 4.

d D Gf Q

Observar lo que se da = = = =

ENCONTRAR h

0,225” 0,57” 1,0 (agua) 1,0 G.P.M. (h es la carga hidrostática caída a través de la placa de orificio a flujo, 1 G.P.M.)

Q ( g p m ) = 5 , 6 6 7 S D2

h Gf

Paso 2 Q S D h Gf

= = = = =

Introducir los valores dados en la ecuación anterior Rata de flujo volumétrico, en galones por minuto Fijado (coeficiente de flujo) Diámetro interior de la tubería Diferencial a través del dispositivo primario, en pulgadas de agua Gravedad específica del fluido (sin dimensión)

Q (1GPM) = 5,667 S x (0,57)

2

h 1

Notar que aun existen dos desconocidos en la ecuación de la página anterior (S y h ) . E s n ec e s a r i o r e s o l v e r S ( f a c t o r d e c l a s i f i c a c i ó n p o r t a m a ñ o ) e n e s t e momento. Resolver la ecuación anterior para “S”. 1.

La primera columna en la Tabla 2 es llamada Beta. Beta es la relación del d i á m e t r o d e l a p l a c a d e o r i f i c i o a l I . D . d e l a t u b e r í a , o d / D . D e s de l a segunda hasta la séptima columna de la Tabla 2 son varias columnas de factor de clasificación del tamaño en relación al tipo de elemento primario utilizado. Debido a que el elemento primario utilizado es una placa de orificio con injerto de radio, ent o n c e s l a s e g u n d a c o l u m n a e s u t i l i z a d a para seleccionar los valores del factor de clasificación del tamaño.

2.

Beta = 0,225”/0,57” = 0,39474

3.

Utilizando la Tabla 2 para encontrar Beta, se notará que un Beta de 0,39474 cae entre 0,3750 y 0,4000.

4.

Utilizando la Tabla 2 como rejilla, se encontrará que un Beta de 0,3750 tiene un factor de clasificación de tamaño de 0,08559.

5.

Usando la Tabla 2 como una rejilla, se encontrará que un Beta de 0,4000 tiene un factor de clasificación de tamaño de 0,09776.

6.

Debido a que e l v a l o r B e t a c a e e n t r e 0 , 3 7 5 0 y 0 , 4 0 0 0 , e n t o n c e s d e b e m o s interpolar un valor para el factor de clasificación de tamaño.

7.

Interpolación de un valor para el factor de tamaño.

VALORES BETA 0,37500 0,39474 0,40000

VALORES DEL FACTOR DE CLASIFICACIÓN DE TAMAÑO 0,08559 Resolver para el Factor de Clasificación de Tamaño 0,09776

En realidad estamos encontrando la relación entre dos juegos de números. 0,39474 cae en algún lugar entre 0,37500 y 0,40000. Existe una relación matemát ica entre estos tres números y en cómo se relacionan a los valores apropiados del factor de clasificación de tamaño. Debido a que estamos tratando de buscar el factor de clasificación de tamaño, existe una relación entre las c o l u m n a s B e t a y d e l f a c t o r d e cl a s i f i c a c i ó n d e l t a m a ñ o . 0 , 3 9 4 7 4 e s t á m á s c e r c a de 0,40000 que de 0,37500, por lo tanto el cálculo del factor de clasificación de tamaño estará más cerca de 0,09776 que de 0,08559. Utilizar esto como una r e v i s i ó n y b a l a n c e p a r a a s e g u r a r s e d e e n c o n t r a r l a re s p u e s t a c o r r e c t a .

8.

Debajo se muestra un ejemplo de cómo funciona la matemática. Si los valores Beta tienen una relación de 0 a 5 a 10, entonces ¿cuál es el Factor de Clasificación de Tamaño (F.C.T.)?. Usted debería darse cuenta d e q u e 5 e s t á a m i t a d de c a m i n o e n t r e 0 y 1 0 , e n t o n c e s e l F . C . T . d e b e s e r 7, ya que 7 está a mitad de camino entre 2 y 12. Siete está a 5 unidades por encima de 2 y 5 por debajo de 12, está en el medio. En este caso usted estaría en lo cierto. ¿Cuál es la matemática real involuc rada en este problema?

VALORES BETA

10

La diferencia entre 10 & 0 = 10 entre

5

La diferencia entre 5– 5 = 0

0

9.

VALORES DEL FACTOR DE CLASIFICACIÓN DE TAMAÑO

La diferencia entre 2 & 12 = 10

12 F.C.T. 2

La dif e r e n c i a FCT - 2 = FCT – 2

Ahora establecer una relación 5

F.C.T. – 2 =

10

10

10.

Multiplicar en cruz la ecuación anterior (el producto de los medios es igual al producto de los extremos)

11.

(5) x (10) = 10 (F.C.T. - 2) =

5 0 = 1 0 S . F . - 20 = ( C u a l q u i e r c o s a q u e s e r e a l i c e e n u n l a d o d e l a e c u a c i ó n d e b e +20 +20 h a c e r s e e n e l o t r o , s u m a r + 20 a ambos lados de la ecuación)

70 = 10 S.F. = 10

12.

(Cualquier cosa que se realice en un lado de la ecuación debe hacerse en el otro, dividir entre 10 ambos lados de la ecuación)

10

7 = S.F o S.F. = 7 Que es la respuesta

13.

Interpolación ejemplo).

(ahora

interpolar

los

VALORES BETA

0 , 3 7500

reales

utilizados

0,025

en

este

VALORES DEL FACTOR DE CLASIFICACIÓN DE TAMAÑO

0,94740,375=

0,097760,08559=

0,08559

0,01217

Buscar para F.C.T.

0,01974

0,- 0 , 3 7 5

0,39474

F.C.T. - 0,8559=

F . C . T . -0 , 0 5 5 9

0,40000

14.

valores

0,0977 6

Establecer una relación justamente como se hizo con los números más sencillos.

0,1974

F . C . T . –0 , 0 8 5 5 9 =

0,025

15.

0,01217

Buscar F.C.T. (Factor de Clasificación de Tamaño)

Multiplicar en cruz la ecuación anterior (el producto de los medios es igual al producto de los extremos).

(0,01974) x (0,01217) = 0,025 x (S.F. – 0,08559) 0,000240235 = 0,025 x S.F. – 0,00213975 + 0,00213975

+ 0,00213975

0,002379985 = 0,025 x S.F.

( C u a l q u i e r c o s a q u e s e r e a l i ce en un lado de la =

0,025

0,0951994 = S.F o S.F. = 0,0951994

0,025

(Cualquier cosa que se realice en un lado de la ec u a c i ó n d e b e r e a l i z a r s e e n e l o t r o , sumar 0,00213975 a ambos lados de la ecuación)

ecuación debe realizarse en el otro, dividir entre 0,025 ambos lados de la ecuación)

16.

Colocar el valor de F.C.T. en la fórmula y buscar “h”.

Q(1 GPM) = 5,667 x 0,0951994 x 0,57

2

h 1

Q(1 GPM)

= 0,175281925 x

h

0,175281925

0,175281925

1

(Cualquier cosa que se realice en un lado de la ecuación debe hacerse en el otro, dividir entre 0,175281925 ambos lados de la ecuación)

h Q(1 GPM)

=

0,175281925

1

h 5,705094807 = 1

17.

Elevar al cuadrado ambos lados de la ecuación para buscar “h”.

18.

“h” = 32,54810675 pulgadas en una columna de agua.

19.

Esto significa que una placa de orificio con un I.D. de 0,225 pulgadas, colocada en una línea con un I.D. de 0,57 pulgadas, producirá una presión d i f e r e n c i a l d e 3 2 , 5 5 p u l g a d a s e n u n a c ol u m n a d e a g u a a r a t a d e f l u j o completo. Este resulta ser el valor al cual será calibrado el transmisor. La salida del transmisor será de 15 psi de 20 miliamperios, indicando un G.P.M. en el receptor.

Se han desarrollado ecuaciones similares para el servicio de vapor, en unidades de peso tales como toneladas por hora. El flujo de gas es medido típicamente en unidades de volumen, tales como pies cúbicos estándar por hora (pcsh).

Servicio de Vapor (UTILIZAR las Tablas 1 y 2)

W (libras por hora) = 359 SD

W S D h yf

= = = = =

2

h x yf

Libras por hora Ajuste del coeficiente de fluido I.D. del tubo Presión diferencial, en pulgadas W.C. Peso específico del vapor en condiciones operativas, es medido en libras por pie cúbico.

Servicio de Gas (UTILIZAR las Tablas 1 y 2)

2

Tb

Q (pcsh) = 7,727 SD x pb

Q S D Tb pb h

= = = = = =

Tf pf G

= = =

h x pf x Tf x G

Pies cúbicos estándar por horas Ajuste del coeficiente de flujo I.D. del conducto Temperatura absoluta de referencia (Rankine) Presión de referencia (absoluta) Presión diferencial caída a través del elemento primario, en pulgadas de agua P r e s i ó n o p e r a t i v a d e l e l e m e n t o pr i m a r i o ( R a n k i n g ) Presión operativa (absoluta) Gravedad específica del gas (peso molecular del gas dividido entre el peso molecular del aire, o el peso de un volumen del gas a temperatura y presión dadas dividido entre el peso de un volumen de aire igual, a la misma presión y temperatura).

Problemas de Muestra para Vapor (UTILIZAR las Tablas 1 y 2)

El vapor saturado seco es medido con una placa de orificio. La línea es una t u b e r í a m o l l y d e c r o m o , c a t á l o g o 8 0 d e 6 ” . La presión estática en la línea es de 600 psi absolutas a 700 grados F. La rata de flujo es 50 toneladas estándar de v a p o r p o r h o r a y e l t r a n s m i s o r e s t á c a l i b r a d o d e s d e 0-1 Bar. yf = 1,0726 Encontrar el tamaño de la placa de orificio, en pulgadas.

W (libras por hora) = 359 SD

W S D h yf

= = = = =

2

h x yf

Libras por hora Ajuste del coeficiente de flujo I.D. de la tubería Presión diferencial, en pulgadas W.C. Peso específico del vapor en condiciones operativas, es medido en l i b r a s p o r p i e c ú bi c o .

Problema de Muestra para Servicio de Gas (UTILIZAR las Tablas 1 y 2) Un ducto (brecha) con un I.D. de 30” lleva el aire primario a una caldera. La p r e s i ó n d e l a l í n e a e s 3 p s i a 1 0 0 g r a d o s F . E l f l u j o e s m e d i d o c o n u n tu b o V e n t u r i , y l a r a t a m á x i m a d e f l u j o e s 1 5 . 0 0 0 cfm c u a n d o e l d i f e r e n c i a l m á x i m o e s de 12 mb W.C. Encontrar el tamaño de la restricción del Tubo Venturi

2

Tb

Q (pcsh) = 7,727 SD x pb

Q S D Tb pb h

= = = = = =

Tf pf G

= = =

h x pf x Tf x G

Pies cúbicos estándar por hora Ajuste del coeficiente de flujo I.D. del conducto Temperatura absoluta de referencia (Rankine) Presión de referencia (absoluta) Presión diferencial caída a través del elemento primario, en pulgadas de agua Temperatura operativa en el elemento primario (Ranking) Presión operativa (absoluta) Gravedad específica del gas (peso molecular del gas dividido entre el peso molecular del aire, o el peso de un volumen de gas a t e m p e r a t u r a y p r e s i ó n d a das dividido entre el peso de un volumen de aire igual a la misma temperatura y presión)

OTRAS MEDICIONES DE FLUJO P A R T E 2 Tubo Pitot El tubo pitot es un elemento primario construido simplemente doblando una pieza de tubería y a puntándola en dirección al flujo. Esto posibilita que el flujo colisione con la abertura del tubo, creando lo que se conoce presión de impacto. La medición se obtiene midiendo la presión diferencial entre el punto de presión de impacto y la presión estátic a en la pared de la tubería o en el conducto cerrado. El dispositivo secundario pudiera ser un manómetro o cualquier instrumento para medir la presión diferencial. La principal ventaja de los tubos pitot es su insignificante pérdida de carga p e r m a n e n t e . Un a d e s v e n t a j a p u d i e r a s e r s u i n h a b i l i d a d d e m a n e j a r f l u i d o s sucios, ya que tienden a taponar la abertura del tubo pitot. La precisión también es dudosa con un tubo pitot. Su precisión para medir la rata de flujo depende de un solo punto de medición de impacto. Este único punto de presión de impacto se mide en el centro de la tubería. Al moverse hacia la pared de la tubería, la velocidad del fluido disminuye poco a poco. La presión de impacto en el centro de la tubería no es una buena representación de la ve locidad promedio transversalmente a través de esa tubería. El resultado final es una rata de flujo imprecisa. El tubo pitot es sensible a la dirección del flujo. La Figura F- 8 muestra un ejemplo de un tubo pitot.

Annubar El annubar es muy similar al tubo pitot discutido previamente. La diferencia física es que el annubar tiene múltiples puntos de impacto. Los múltiples puntos de impacto presentan un promedio de presiones más precisos a través de todo el d u c t o . U t i l i z a n d o u n an n u b a r c o m o d i s p o s i t i v o p r i m a r i o s e m e j o r a l a p r e c i s i ó n y la confiabilidad en la precisión. Con muy poca pérdida de presión permanente se obtienen buenos resultados. El annubar puede ser utilizado para medir flujos tanto líquidos como de aire. La Figura F- 9 muestra un ejemplo de annubar.

Medidor de Blanco Un medidor de blanco contiene un disco circular sólido colocado en el camino del flujo. La presión ejercida sobre el blanco ocasiona la desviación de una barra de fuerza que es parte de un transmisor de balance de fuerza. La fuerza ejercida s o b r e e l b l a n c o e s c o n v e r t i d a a 3- 1 5 p s i ó 4- 2 0 m i l i a m p e r i o s p r o p o r c i o n a l . U n medidor de blanco puede ser utilizado para líquido, vapor o servicio de gas. El condensado pasa alrededor y por debajo del blanco, mientras que los vapores pasan fácilmente a lo largo de la parte superior. La Figura F- 10 muestra un ejemplo de un medidor de blanco.

Medidor de Codo La ventaja de utilizar un cod o c o m o d i s p o s i t i v o p r i m a r i o d e m e d i c i ó n e s q u e n o hay caída adicional de presión en una línea que ya incluye un codo. El costo extra es mínimo. La desventaja de utilizar un codo como dispositivo primario es la imprecisión y su tendencia a taponar la línea de impulso. Los punto de medición están localizados bien sea a 45 ó 22½ grados desde la entrada del c o d o . L a F i g u r a F-1 1 m u e s t r a u n e j e m p l o d e m e d i d o r d e c o d o y d e c ó m o e s t a r á conectado a un manómetro. Cualquier dispositivo de medición de presión diferencial funcionará con esta aplicación.

Rotámetro (Medidor de Área Variable) El rotámetro es un dispositivo cuya abertura entre el rotor y el tubo ahusado varía para mantener una presión constante a través de ese rotor. El fluid o pasa a través de un tubo ahusado vertical. La medición se obtiene observando el movimiento del motor a medida que se mueve hacia arriba debido al flujo de material contra él. El rotor está contenido dentro del tubo y está hecho de un metal más denso que e l l í q u i d o q u e s e m i d e . A m e d i d a q u e e l f l u i d o s e m u e v e hacia arriba del tubo ahusado, se eleva el flotador, el balance entre la gravedad que actúa sobre el flotador y la fuerza ascendente ocasionada por el fluido que corre es igual. El tubo ahusado usual mente está hecho de materiales transparentes de manera que la posición del flotador pueda ser observada contra una escala calibrada. Los rotámetros son utilizados para medir ratas de flujo bajas y son bastante precisos. Un error típico pudiera estar entre 1 - 10%. La F i g u r a F - 12 muestra un ejemplo de un rotámetro.

Canal Abierto Las mediciones de canal abierto son vistas generalmente en instalaciones de tratamiento de pulpa y papel, agua y papel de desecho. Esta medición particular utiliza técnicas de medición de carga. En la medición del flujo de canal abierto se utilizan dos dispositivos primarios; el vertedero y el canalón de Parshall. En el t i p o v e r t e d e r o s e v e r á n d o s d i f e r e n t e s t i p o s , e l v e r t e d e r o r e c t a n g u l a r , d e l c ua l hay tres variedades y el vertedero de muesca en V. Los tres diferentes tipos de vertedero vertical están diseñados primordialmente para grandes ratas de flujo. Su límite está dictado por el diseño del canal. El primer tipo de vertedero rectangular tiene extensiones que van hacia el canal para producir una abertura tipo caja. El segundo vertedero elimina las extensiones de tal manera que el vertedero se extiende realmente a todo lo ancho del canal. El tercer tipo, o vertedero Cippoletti, tiene extensiones en los extremos fijadas a un ángulo de 4:1. La Figura F- 13 muestra un ejemplo de vertedero rectangular.

Vertedero de Muesca en V El vertedero de muesca en V es esencialmente una placa plana usualmente realizado en metal cortado a un ángulo de 30, 60 ó 90 grados. El vertedero de muesca en V es utilizado a ratas de flujo más bajas que las medidas con un vertedero rectangular. Para una buena precisión en la medición de vertedero, será importante airear completamente la napa o perfil de agua a medida que se mueve sobre la muesca para mantener la precisión. Todos los vertederos producen alguna pérdida de carga ya que el líquido cae libremente. Si la pérdida de carga es un problema, un canalón de Parshall pudiera ser una mejor elección. L a F i g u r a F -1 4 m u e s t r a u n e j e m p l o d e l o s t r e s v e r t e d e r o s d e m u e s c a e n V .

Canalón de Parshall El canalón de Parshall es un desarrollo posterior del vertedero. El canalón ha sido diseñado para reducir la pérdida de carga permanente y también puede manejar sólidos suspendidos. Las pérdidas de carga son reducidas porque no es necesario producir una napa. Generalmente los canalones pequeños son vendidos e instalados, mientras que los más grandes son construidos en el sitio. La medición utilizando canalones de Parshall son tolerablemente precisas. La correlación entre el nivel y el flujo tiene u n e r r o r t í p i c o d e 3- 5 % . C u a n d o s e a ñ a d e e l e r r o r d e l a r e a l i z a c i ó n d e l a medición del nivel y relacionándolo con la rata de flujo el error total pudiera ser tan alto como +/- 5%. La pérdida puede ser medida con un flotador y cable, un flotador de bola, tubería de burbuja, ultrasónico o cualquier otro dispositivo para medir el nivel. A veces se utiliza un pozo amortiguador para cortar la turbulencia que puede causar m e d i c i o n e s r u i d o s a s . L a F i g u r a F- 1 5 m u e s t r a u n e j e m p l o d e u n c a n a l ó n d e Parshall.

Fluidómetro Magnético Un fluidómetro magnético es un medidor de velocidad. El principio del f l u i d ó m et r o m a g n é t i c o f u e d e s c u b i e r t o p o r F a r a d a y e n 1 8 3 2 . e n l a d é c a d a d e 1950, apareció en la industria un práctico medidor de flujo basado en su principio. Sus ventajas incluyen que no hay obstrucciones (no hay pérdida de carga permanente), puede medir con prec isión sólidos en suspensión y no hay conexiones de presión que puedan taponarse ocasionando que fallen las mediciones de flujo. El principio de operación está basado en la ley de Faraday de inducción e l e c t r o m a g n é t i c a : U n v o l t a j e ( E ) e s i n d u c i d o e n u n c o n du c t o r d e l o n g i t u d ( D ) q u e se mueve a través de un campo magnético (H) y es proporcional a la velocidad (V) del conductor. Se genera un milivoltaje en un plano que es mutuamente perpendicular tanto a la velocidad del fluido conductor como al campo magnético. L a F i g u r a F -16 muestra un ejemplo de un fluidómetro magnético. E = CHDV E C H D V

= = = = =

voltaje inducido constante dimensional fuerza del campo magnético longitud del conductor velocidad del conductor

Eléctricamente, el fluido conductor actúa de m anera similar al rotor en un generador. El líquido pasa a través de un campo magnético inducido por una serie de bobinas integradas alrededor de una sección de la tubería. Dos electrodos metálicos son montados en el tubo y están eléctricamente aislados de él. El aislamiento no tiene relación con el voltaje generado. Sin el aislador el voltaje sería sangrado o disipado a través de las paredes metálicas del fluidómetro magnético y de la tubería a la cual está conectado. El voltaje g e n e r a d o a t r a v é s d e e s t o s el e c t r o d o s e s p r o p o r c i o n a l a l a v e l o c i d a d p r o m e d i o del fluido que pasa a través del campo magnético. Debido a que las bobinas son energizadas bien sea por AC o por DC pulsante, el voltaje inducido hacia los electrodos es también alterno. El voltaje generado es muy pequeño ( a p r o x i m a d a m e n t e 1-3 0 m v a f l u j o t o t a l ) y e s t á p r o t e g i d o d e i n t e r f e r e n c i a , e s t á amplificado y es transformado, por medio de un convertidor, a una señal e s t á n d a r d e 4 -20 ma. Un fluidómetro magnético mide las ratas de volumen independientes de viscosidad, densidad, turbulencia o sólidos suspendidos. Aplicaciones comunes incluyen agua, ácidos, bases, lechadas, desperdicios industriales y líquidos con sólidos en suspensión. La única limitación que exhibe el fluidómetro magnético es que el fluid o q u e e s m e d i d o d e b e s e r c o n d u c t o r . L a F i g u r a F- 1 6 m u e s t r a u n ejemplo de un fluidómetro magnético.

Medidor de Turbina Una pequeña turbina es colocada en el camino de un fluido que corre. El fluido entra en el área entre las hojas del rotor desviando las hojas, ocasionando que el rotor gire. Luego la velocidad de rotación está entonces relacionada con el f l u j o , s o b r e u n r a n g o e s p e c í f i c o l i n e a l a l a r a t a d e f l ujo. Existen numerosas maneras de transmitir este movimiento a un indicador. A veces un dispositivo mecánico conduce el movimiento hasta un contador mecánico. Otras veces se monta un sensor de proximidad en el cuerpo del medidor. A medida que cada hoja pas a por la captadora magnética, se genera un pulso. El número total de pulsos indica el volumen de fluido que pasa a través del medidor. La rata de pulso se convierte en una medición de la rata de flujo. U n f l u i d ó m e t r o d e t u r b i n a t i e n e u n a e x c e l e n t e p r e c i s i ón , b u e n a f l u c t u a c i ó n y s o n costosos. Los fluidos sucios pueden estropear su pretendida precisión. La Figura F- 17 muestra un ejemplo de medidor de turbina.

Medidor de Derrame del Vórtice Los medidores de derrame del vórtic e pueden medir flujos de líquido, de vapor o de gas. Este transmisor puede producir una señal análoga electrónica o de rata de pulso linealmente proporcional a la rata de flujo volumétrico. Cuando se coloque una obstrucción no aerodinámica en el camino de un flujo, ocurre el fenómeno del derrame del vórtice. Cuando el líquido pasa alrededor de una obstrucción, la corriente del flujo no puede seguir el contorno de una obstrucción. Los contornos se separan del cuerpo creando vórtices. Los vórtices s o n z o n a s de flujo rotativo que se forman alternadamente a cada lado de esa obstrucción generando una frecuencia proporcional a la rata de flujo del fluido. Los cambios en la presión diferencial ocurren a medida que los vórtices se f o r m a n y s e d e r r a m a n . A m e d i d a q u e aumenta la rata de flujo, la frecuencia de los vórtices también lo hace. Las variaciones de presión activan un sensor sellado a la misma frecuencia que la frecuencia del vórtice. La frecuencia de los v ó r t i c e s e s p r o p o r c i o n a l a l a v e l o c i d a d d e l f l u i d o . L a F i g u r a F-1 8 m u e s t r a u n ejemplo de un medidor de derrame de vórtice.

Fluidómetro Ultrasónico

Medidor del Tiempo de Vuelo Hoy en día existen, en la industria, dos diferentes tipos de fluidómetros sónicos. I n c l u y e n e l f l u i d ó m et r o T i e m p o d e V u e l o ( T O F ) y e l f l u i d ó m e t r o U l t r a s ó n i c o Doppler. Se utiliza energía eléctrica para excitar un cristal piezoeléctrico a resonancia mecánica. El cristal piezoeléctrico es colocado bien sea en el fluido a ser medido o aferrado en la parte exterior del conductor o tubería. A medida que el cristal resuena, se utiliza una onda sonora, que viaja a la velocidad del sonido, para examinar el campo del flujo con el propósito de realizar la medición del flujo. E n 1 9 2 8 , u n a l e m á n l l a m a d o R u t t e n e x p e r i m e nt ó c o n u n a t r a n s m i s i ó n a c ú s t i c a c o n t r a p r o p a g a n t e ( c o r r i e n t e a r r i b a -c o r r i e n t e a b a j o ) c o n e l p r o p ó s i t o d e m e d i r e l flujo. Años después, en 1954, H.P. Kalmus midió la velocidad del flujo en una tubería utilizando un transductor montado externamente para gener ar y detectar ondas contrapropagantes. Tomó hasta finales de los años 70 para que el fluidómetro ultrasónico fuera introducido exitosamente en la industria. El fluidómetro Tiempo de Vuelo (TOF) funciona sobre el principio de ondas sonoras que viajan alternativamente contra el flujo en una dirección y con el flujo en la otra. La diferencia en el tiempo de transmisión de las ondas sonoras es proporcional a la rata de flujo del fluido, debido a que la onda sonora es desacelerada cuando viaja contra el flujo y acelerada cuando viaja con el flujo. Un buen ejemplo de ésto sería un bote que viaja la misma distancia río arriba y río abajo. La diferencia de tiempo remando río arriba comparada con el tiempo remando río abajo es proporcional tanto a la velocidad del r ío como a la velocidad del bote. Si la velocidad del bote pudiera ser mantenida constante y se supiera que es relativa a la velocidad a la que viaja el río, entonces pudiera calcularse la velocidad del río. Por lo tanto, si se conoce la velocidad de la onda sonora de un fluido, así como la diferencia del tiempo y la distancia recorrida, puede calcularse la rata de flujo del fluido. Otro enfoque es tomar una serie de pulsos sónicos a una frecuencia conocida viajando corriente arriba y restarla de una serie similar de pulsos sónicos viajando corriente abajo. La diferencia medida entre las frecuencias es una función directa de la velocidad del flujo y es independiente de la velocidad del sonido. Generalmente se considera que el transductor humedecido es más p re c i s o q u e e l a f e r r a d o . L a F i g u r a F- 1 9 m u e s t r a u n e j e m p l o d e u n f l u i d ó m e t r o ultrasónico de tiempo de vuelo.

Medidor Doppler El principio del Medidor Doppler fue descubierto en 1842. esta idea puede ser relacionada con un auto que viaja hacia una persona con la corneta sonando estrepitosamente. La frecuencia tonal que se escucha cuando el tren viene hacia una persona es diferente a la frecuencia tonal cuando se está alejando. Cuando u n r a y o u l t r a s ó n i c o e s p r o y e c t a d o h a c i a u n f l u i d o n o h om o g é n e o , a l g o d e l a energía acústica es dispersada de regreso hacia el transductor. Debido a que el fluido está en movimiento en relación al transductor fijo, el sonido dispersado que se mueve con el fluido es recibido por el transductor a una frecuencia di f e r e n t e a a q u e l l a c o n l a c u a l f u e e n v i a d o . L a d i f e r e n c i a e n l a f r e c u e n c i a e s conocida como desplazamiento Doppler. La diferencia entre las frecuencias transmitidas y recibidas es directamente proporcional a la rata de flujo del fluido. L o s m e d i d o r e s D o p pl e r y d e T i e m p o d e V u e l o s e c o m p l e m e n t a n u n o a l o t r o e n que el medidor Doppler requiere de sólidos o partículas suspendidas para ser operativo, mientras que el medidor TOF requiere de un fluido limpio de manera que los pulsos sonoros no sean desviados o re flejados de su camino pretendido. Dependiendo de la elección del medidor, puede esperarse una precisión de ½% a 1 % . L a F i g u r a F -20 muestra un ejemplo de un medidor Doppler.

Fluidómetro de Masa Hasta este punto se han discutido tres diferentes clasificaciones de fluidómetros. El Fluidómetro de Masa es una clase en sí mismo. El término de rata de flujo de masa se relaciona con el peso de la masa de un fluido que corre durante un período de tiempo específico. El flujo de masa puede ser expresado en términos de libras - masa por segundo. Esta unidad de medición es diferente de la rata de flujo volumétrico, la cual puede ser expresada en galones/minutos, o a la velocidad que puede ser expresada como pies por segundo. La rata de flujo, así como la densidad del fluido, determina la rata de flujo de masa. Por lo tanto, la rata de flujo de masa es expresada como: . m = pAV . m p A V

= = = =

masa d e n s i d a d , l i b r a s -m a s a p o r v o l u m e n u n i t a r i o área, longitud al cuadrado rat a d e f l u j o ( v e l o c i d a d ) , l o n g i t u d p o r u n i d a d d e t i e m p o

Existe una importante distinción entre la medición del flujo de masa inferencial y del flujo de masa verdadero.

Medición del Flujo de Masa Inferencial Debido a que existen dos variables medidas invo lucradas en la obtención de las ratas de flujo de masa inferencial, el método es denominado flujo de masa inferencial. Un buen ejemplo de este método es el flujo de gas. La densidad no s ó l o d e p e n d e d e l a s p r o p i e d a d e s d e l g a s , o d e l a s d i f e r e n t e s c o m b i n a c i on e s d e gases, también depende de la presión, temperatura y compresibilidad del gas que se mide. En concordancia, pueden combinarse muchas mediciones para formar una medición de densidad. Cuando se hace esto, la medición es más precisa.

Medi c i ó n d e l F l u j o d e M a s a V e r d a d e r o Simplemente, el flujo de masa verdadero es la medición directa de la masa independiente de las propiedades y del estado del fluido. Esta medición está b a s a d a e n l a s e g u n d a l e y d e N e w t o n: “ C u a n d o u n s i s t e m a d e f u e r z a desbal anceado actúa sobre un cuerpo, produce una aceleración en dirección de las fuerzas desbalanceadas que varía inversamente proporcional a la masa del cuerpo”. La idea es expresada en términos de fuerza y aceleración. Cualquier mecanismo que combine el uso de fuerza y aceleración para medir la masa p u e d e s e r c o n s i d e r a d o u n f l u i d ó m e t r o d e m a s a v e r d a d e r o . L a F i g u r a F -2 1 muestra un ejemplo de un flujo de masa verdadero.

Notas: 1.

La relación entre los termopares y las term opilas es que la termopila consta de dos o más termopares.

Los pirómetros ópticos puede medir la radiación infrarroja para determinar la temperatura de las superficies calientes. 1.

2.

Cuando se inserta un sensor en un thermowell, ¿cuál de los siguientes pudier a m e j o r a r , c o n s e g u r i d a d , l a r e s p u e s t a a u n c a m b i o d e t e m p e r a t u r a ? . (Anticongelante). La cantidad de USGPM de agua a 60°F que pasa a través de una válvula de control bajo condiciones establecidas de presión y porcentaje de abertura con una caída de presió n de 1 psi se conoce con el nombre de coeficiente de flujo de válvula.

Un pirómetro de radiación sería lo mejor para medir un vidrio notten.

MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA

Definiciones: 1.

Temperatura – El grado de calor o frío medido en una escala definida.

2.

Conducción – S e a p l i c a c a l o r a u n a p a r t e d e u n a s u s t a n c i a y e s transferido a todas las partes de esa misma sustancia. La conducción tiene lugar solamente en sólidos.

3.

R a d i a c i ó n – El calor es trasferido en forma de ray o s e m i t i d o s p o r l a s moléculas de una sustancia calentada al ser sometidas a cambios internos. La radiación tiene lugar en cualquier medio, incluyendo en el vacío. La dirección de flujo de calor va desde la fuente de calor más g r a n d e h a s t a l a f u e n t e d e c a l or m á s p e q u e ñ a .

4.

Convección – El calor es transferido durante el movimiento de partículas calentadas. La convección tiene lugar solamente en fluidos, líquido o gas.

5.

Escala Fahrenheit – Los puntos fijados de esta escala son congelamiento (32 grados Fahrenheit) y ebullición (212 grados Fahrenheit). La diferencia entre estos dos puntos fijados es de 180 grados Fahrenheit.

6.

Escala Centígrado – Los puntos fijados, congelamiento y ebullición son 0 grados Centígrados y 100 grados Centígrados, con 100 grados Centígrados entre los dos puntos fijados.

7.

Cero Absoluto – La temperatura a la cual las moléculas no tienen movimiento. Teóricamente esta es la temperatura más baja posible. Dos escalas tienen sus puntos cero a este punto de cero absoluto. Son las e s c a l a s R a n k i ne y K e l v i n . C e r o a b s o l u t o i g u a l –4 5 9 , 7 g r a d o s F a h r e n h e i t , - 273,2 grados Centígrados, 0 grados Rankine ó 0 grados Kelvin.

8.

Escala Rankine – E l p u n t o d e c o n g e l a m i e n t o d e l a g u a e n l a e s c a l a R a n k i n e e s d e 4 9 1 g r a d o s R a n k i n e . E l p u n t o d e e b u l l i c i ó n e s 6 7 1 g r a dos Rankine, con 180 grados Rankine entre los puntos fijados. Esta escala es llamada a veces escala Fahrenheit absoluta.

9.

Escala Kelvin – El punto de congelamiento del agua en la escala Kelvin e s d e 2 7 3 g r a d o s K e l v i n . E l p u n t o d e e b u l l i c i ó n e s d e 3 7 3 g r a d os K e l v i n , con 100 grados Kelvin entre los puntos fijados. Esta escala es llamada a veces la escala Centígrado absoluto.

10.

Efecto Termoeléctrico – El principio fue descubierto en 1821 y se c o n v i r t i ó e n l a b a s e t e ó r i c a p a r a l o s t e r m o p a r e s . S o s t i e n e q u e c u a n d o dos objetos diferentes (disímiles) de metal son conectados uno al otro, existe una diferencia en la temperatura entre las dos uniones, se generará un mili - v o l t a j e y f l u i r á u n a c o r r i e n t e .

Temperatura, General La temperatura es una variable importante que puede ser medida, indicada o controlada. El calor cambia las propiedades físicas o químicas de la mayoría de las sustancias cuando son calentadas o enfriadas. La temperatura es el grado de calor o frío medido por una escala definida. El calor (calor o frío) es el resultado de la actividad molecular. Mientras más rápido se muevan las moléculas más calor contiene un cuerpo. El calor es una forma de energía medida en BTU (British Thermal Units). Cuando dos sustancias q u e t i e n e n d i f e r e n t e s c a n t i d a d e s d e c al o r e n t r a n e n c o n t a c t o u n a c o n l a o t r a . H a y un flujo de calor desde la fuente de calor más grande hacia la sustancia que contiene menos calor.

Transferencia de Calor El calor es convección.

transferido

de

una

de

tres

maneras:

conducción,

radiación

y

Co n d u c c i ó n El calor aplicado a una parte de una sustancia es transferido a todas las partes de esa misma sustancia. La conducción tiene lugar solamente en sólidos. El calor es transferido en forma de rayos enviados por medio de las moléculas de una sustanc ia calentada cuando sufren cambios internos. La radiación tiene lugar en cualquier medio, incluyendo un vacío. El calor de una estufa de leña irradia su energía calórica. La Figura T- 1 muestra un ejemplo de conducción.

Radia ción El calor es transferido en forma de rayos emitidos por las moléculas de una sustancia calentada cuando sufre cambios internos. La radiación tiene lugar en cualquier medio, incluyendo un vacío. La dirección del flujo de calor va desde la fuente de cal o r m á s g r a n d e h a c i a l a f u e n t e d e c a l o r m á s p e q u e ñ a . L a F i g u r a T-2 muestra un ejemplo de radiación.

Escalas y Conversión de Temperatura

Escala

Punto de Congelamiento

Punto de Ebullición

Fahrenheit Centígrado Rankine Kelvin

32 F 0 C 491,7 R 273,2 K

212 F 100 C 671,7 R 373,2 K

Rango 180 100 180 100

F C R K

Será importante poder convertir de una escala de temperatura a otra. Las sig uientes fórmulas pudieran ayudar con ésto. Grados Centígrados

=

5/9 (grado F – 32)

Grados Fahrenheit

=

9/5 (C + 32)

Grados Centígrados

=

Grados K – 273,2

Grados Fahrenheit

=

Grados R – 4 5 9 , 7

Termómetros Las dimensiones de todas las sustancias cambian una cantidad definida por cada grado de cambio de temperatura. Esto es denominado el coeficiente térmico de e x p a n s i ó n. E l m e r c u r i o e n u n t e r m ó m e t r o d e v i d r i o f u n c i o n a s o b r e e l p r i n c i p i o d e q u e e l m e r c u r i o s e e x p a n d e m á s qu e e l b u l b o d e v i d r i o q u e l o c o n t i e n e c u a n d o s e aplica calor al bulbo. Por esta razón el mercurio se eleva en la pequeña columna interna del tubo. Se coloca una escala bien sea al lado del tubo de vidrio o grabada en el vidrio mismo. Debido a que el mercur io es una sustancia tóxica, se utiliza alcohol o toluol en los termómetros en vez de mercurio. Cuando se utiliza e l f l u i d o a p r o p i a d o , p u e d e n m e d i r s e t e m p e r a t u r a s d e s d e –3 0 0 g r a d o s F h a s t a 1 . 2 0 0 g r a d o s F . U n t e r m ó m e t r o e s c o n s i d e r a d o u n i n d i c a d o r d e t e m p e r at u r a l o c a l y e l t é r m i n o “l o c a l ” s i g n i f i c a q u e e l d i s p o s i t i v o e s t á c o l o c a d o e n e l c a m p o . E n una línea de vapor pudiera hallarse un indicador de temperatura local. La Figura T- 4 muestra un ejemplo de un termómetro de vidrio y tubo.

Termómetros Bimetálicos La operación de un termómetro bimetálico funciona sobre el principio de la expansión térmica. Se fusionan dos diferentes aleaciones de metal. Los dos m e t a l e s t i e n e n d i f e r e n t e s c o e f i c i e n t e s d e e x p a n s i ó n . C u a n d o e l el e m e n t o bimetálico es calentado, la diferencia en las ratas de expansión ocasiona que se desenrolle, moviendo un puntero. Usualmente están formados en una configuración plana, en espiral o helicoidal. Pueden medirse temperaturas desde – 300 grados F hasta 80 0 g r a d o s F . U n t e r m ó m e t r o b i m e t á l i c o t a m b i é n proporciona indicación de temperatura local, al igual un termómetro de vidrio. La F i g u r a T- 5 m u e s t r a u n m e t a l d e a l t a e x p a n s i ó n e n e l f o n d o f u s i o n a d o c o n u n metal de menor expansión en la parte alta. esta es la razón por la cual la tira b i m e t á l i c a s e f l e x i o n a h a c i a a r r i b a . L a F i g u r a T- 5 m u e s t r a u n e j e m p l o d e u n termómetro bimetálico.

Termómetros de Resorte de Presión U n t e r m ó m e t r o d e r e s o r t e d e p r e s i ó n p u e d e d e t e c t a r u n a te m p e r a t u r a e n u n punto y leerla en un sitio alejado. Las mediciones de temperatura pueden ser utilizadas para medición continua, pueden ser registradas, indicadas o utilizadas como una variable de proceso que necesita ser controlada. El componente principal es el resorte de presión. Puede utilizarse un tubo Bourdon en forma de C; sin embargo, el espiral y el hélice son más comunes. Una tubería capilar de diámetro interno pequeño es unida a un extremo del resorte de presión. Un bulbo sensor es unido al otro extremo. El bulbo sensor es el elemento que hace o con el proceso y es el elemento primario. Cuando los tres elementos (un resorte de presión, tubería capilar y un bulbo de temperatura) son llenados con el fluido adecuado, trabajarán juntos como un dispositivo medidor de temperatura. Los termómetros de resorte de presión son clasificados de acuerdo con el tipo de fluido de llenado. El mercurio, en un tiempo, fue el fluido de llenado usado más c o m ú n m e n t e y t e m p e r a t u r a s d e s d e –3 0 0 g r a d o s F h a s t a 1 . 0 0 0 g r a d o s F p o d í a n ser medidas con facilidad. El nitrógeno es el utilizado más frecuentemente en sistemas de llenado a gas. Pueden medirse temperaturas desde – 400 grados F hasta 1.000 grados F.

U n t e r m ó m e t r o d e r e s o r t e d e p r e s i ó n f u n c i o n a s o b r e e l p r i n c i pi o d e l a e x p a n s i ó n térmica. Cuando la temperatura aumenta, el líquido se expande. Debido a que no hay espacio para el fluido expandido, la presión aumenta en este sistema cerrado. En un sistema llenado utilizando líquido o gas, se aplica calor al bulbo. Mientras más calor se aplique al bulbo de temperatura mayor será la expansión de la sustancia de llenado y mayor será la presión interna. El resorte de presión se desenrolla, dando movimiento mecánico a un puntero o indicador.

También está disponible una c ombinación de vapor líquido. Este tipo de termómetro de resorte de presión difiere del llenado con líquido en que el vapor no se expande uniformemente, como un líquido. Los termómetros de presión de vapor no satisfacen una escala uniforme. Las divisiones se hacen más anchas a medida que la temperatura aumenta. Los termómetros llenados con vapor pueden medir temperatura desde – 300 grados Fahrenheit hasta 600 grados F. Otra característica de este dispositivo de medición de temperatura es el intercambio de vapor y líquido cuando la temperatura del bulbo sensor cambia de un valor menor al de la temperatura de resorte de presión a un valor mayor. Cuando la temperatura del bulbo es menor que la temperatura a lo largo del resto del sistema, se encontrará líquido en el bulbo y vapor en el resto del sistema.

L a F i g u r a T- 6 m u e s t r a u n t e r m ó m e t r o d e r e s o r t e d e p r e s i ó n .

L a F i g u r a T-7 m u e s t r a u n t e r m ó m e t r o d e r e s o r t e d e p r e s i ó n c o n c o m p e n s a c i ó n d e temperatura.

Sistemas Eléctricos de Medición de Temperatura Los termopares han sido populares por muchos años en las industrias de metal y de papel. La popularidad de los dispositivos eléctricos de medición de t e m p e r a t u r a h a a u m e n t a d o . L o s t e r m o p a r e s y l o s R T D s o n lo s d i s p o s i t i v o s d e medición de temperatura usados más ampliamente. Los RTD se están volviendo más duraderos; sin embargo, no medirán temperaturas tan altas como las que podrán medir los termopares.

Termopar L a t e r m o e l e c t r i c i d a d f u e d e s c u b i e r t a p o r S e e b eck en 1821. Él observó un voltaje generado en un circuito cerrado con dos metales disímiles cuando sus empalmes estaban a diferentes temperaturas. Este EMF, o voltaje, es producido por la aplicación directa de calor. Pueden medirse desde temperaturas de c o ngelamiento hasta temperaturas muy altas. La construcción física de un termopar incluye la conexión de dos metales disímiles. Por ejemplo, los termopares de hierro/constantan tipo J son unidos para producir un EMF cuando los empalmes calientes y fríos están a temperaturas diferentes. El empalme de medición es llamado empalme caliente, mientras que el empalme de referencia es llamado empalme frío. Para que las mediciones de temperatura sean c o r r e c t a s , e l e m p a l m e d e r e f e r e n c i a d e b e p e r m a n e c e r c o n s t a n t e m i e n t r as que el empalme de medición cambia con respecto a él. Si se permite que el empalme de referencia varíe, entonces debe proporcionarse compensación de temperatura. El empalme de referencia es referenciado a 32 grados F ó 0 grados C. Es de acá de d o n d e v i e n e e l t é r m i n o c o m p e n s a c i ó n d e t e m p e r a t u r a d e l e m p a l m e f r í o. E l voltaje aumenta a medida que aumenta la diferencia entre el empalme frío y el caliente. es necesario un instrumento sensible capaz de medir con precisión los milivoltios. La linealidad de la escala de milivoltio de temperatura puede ser no lineal. Esto pusiera tener que ser tomado en cuenta al elegir un termopar. Hoy en día muchos termopares son instalados con transductores que proporcionan compensación de temperatura de empalme frío automática. Esto se hace pasando corriente a través de un resistor sensible a la temperatura que mide la temperatura del empalme de referencia y la compensa electrónicamente. Una instalación industrial típica contendrá un thermowell, un termopar, un a l a m b r e d e e x t e ns i ó n , u n t r a n s d u c t o r y u n d i s p o s i t i v o d e r e c e p c i ó n p a r a i n d i c a r o controlar la temperatura. Un thermowell proporciona aislamiento al dispositivo de medición de manera que el mantenimiento pueda ser realizado on line sin apagar el sistema para sacar el term opar. Los alambres de extensión son alambres que conectan eléctricamente el termopar al transmisor de dos alambres. Estos alambres están usualmente hechos de los mismos metales que el termopar m i s m o . S i p o r e j e m p l o , s e e s t á u t i l i z a n d o u n t e r m o p a r t i p o J , lo s t i p o s d e alambre son Hierro y Constantan. El hierro es el plomo positivo y el constantan es el plomo negativo. Para la correcta operación, el alambre de hierro debe ir todo el camino desde el termopar hasta el transmisor a través de la caja de empalme. Si por alguna razón los alambres en la caja de empalme están invertidos, se obtendrá una medición errónea. La razón para esto es el hecho de que un termopar está hecho para conectar metales disímiles, y la inversión de l o s a l a m b r e s e n l a c a j a d e e m p a l m e c re a r á d o s t e r m o p a r e s a d i c i o n a l e s q u e inducirán un error en la medición. Al utilizar alambres de extensión, asegurarse de que los tipos de alambres son compatibles con el termopar usado. Si se usan

alambres de extensión equivocados, la medición de temperatura no será precisa. L a F i g u r a T- 8 m u e s t r a u n e j e m p l o d e u n t e r m o p a r .

L a F i g u r a T-9 m u e s t r a e l p r i n c i p i o d e l a u t i l i z a c i ó n d e u n t e r m o p a r p a r a m e d i r una fuente de calor mientras se proporciona compensación de temperatura de e m palme frío.

L a F i g u r a T-1 0 m u e s t r a c ó m o s e u s a u n t e r m o p a r c o n a l a m b r e d e e x t e n s i ó n y s u conexión a un transmisor de dos alambres con temperatura compensada. Es importante que el alambre de extensión sea compatible c on el alambre de termopar utilizado. Si no lo es, se formarán termopares donde los metales disímiles entren en o uno con el otro, induciendo a un error en la medición.

L a F i g u r a T- 1 1 m u e s t r a u n e j e m p l o d e v a r i o s t e r m o p a r e s y s u s m i l i v o l t i o s relativos a la relación de temperatura.

L a F i g u r a T-1 2 m u e s t r a u n e j e m p l o d e u n t e r m o p a r c o n p r e c i s i ó n y l o s t i p o s d e alambres de extensión.

La Temperatura de Referencia es 32 grados F Tipo de Termopar

Colores

En América el alam b r e r o j o a i s l a d o e s e l c o n d u c t o r negativo, en Europa es lo opuesto. Si se considera el uso de un termopar de Hierro/Constantan, del tipo “J”, para medir la temperatura, el primer material mencionado en la descripción es el conductor positivo, que en este caso es el conductor de Hierro.

Rango de Temperatura & Precisión

Tipos de Alambres de Extensión

E

+ (púrpura) Cromel - (rojo) Constantan

0 a 600 F 600 a 1502 grados F

+ (púrpura) Cromel - (rojo) Constantan

J

+ (blanco) Hierro - (rojo) Constantan

-100 a +530 F +/- 4 grados F 530 a 1400 F +/- ¾% de lectura

+ (blanco) Hierro - (rojo) Constantan

T

+ (azul) Cobre - (rojo) Constantan

-300 a -75 F +/- 2% de lectura -75 a +200 F +/- 1 ½ F 200 a 700 F +/- ¾% de lectura

+ (azul) Cobre - (rojo) Constantan

K

+ (amarillo) Cromel - (rojo) Alumel

0 a 530 F +/- 4 grados F 530 a 2300 grados F +/- ¾% de lectura

+ (amarillo) Cromel - (rojo) Alumel

S

+ (negro) 90% PT - 10% Rh - (rojo) Platino

0 a 1000 F +/- 3 grados F 1000 a 2700 F +/- 0,3% de lectura

+ (negro) Cobre - (rojo) Aleación de CuNi

R

+ (negro) 87% PT - 13 Rh - (rojo) Platino

0 a 1000 F +/- 3 grados F 1000 a 2700 F +/- 0,3% de lectura

+ (negro) Cobre - (rojo) Aleación de CuNi

B

+ (gris) 70% PT - 30% Rh - (rojo) 94% PT - 6% Rh

1502 a 3101 grados F +/- 0,5%

Promediar la Temperatura P a r a m e d i r u n a t e m p e r a t u r a p r o m e d i o e n t r e d o s p u n t o s , l o s t e r m op a r e s s o n conectados en paralelo. El voltaje que aparece cuando los termopares están en paralelo representa el voltaje promedio generado por el número de termopares utilizados. También es necesario utilizar resistores de inundación ya que la resistencia de l t e r m o p a r y d e l a l a m b r e d e e x t e n s i ó n v a r i a r á c o n l a t e m p e r a t u r a . Por esta razón, si el valor de resistor de inundación es mayor que el cambio o diferencia en la resistencia se minimizará el efecto de estas variaciones. 1.500 ohms es un valor típico. El termopar nunca se conecta a tierra para evitar c o r t o c i r c u i t o d e t i e r r a . L a F i g u r a T-1 3 m u e s t r a u n e j e m p l o d e u n p r o m e d i o d e temperatura.

Diferenciales de Temperatura L o s t e r m o p a r e s p u e d e n s e r u t i l i z a d o s p a ra m e d i r l a d i f e r e n c i a d e t e m p e r a t u r a entre dos puntos. Dos termopares son colocados eléctricamente en serie, opuestos uno al otro, y son conectados con un alambre de extensión compatible. Si la temperatura de ambos termopares es la misma, no hay diferencia en la potencia y la lectura de la temperatura diferencial entre los dos puntos escogidos s e r á d e c e r o . L a F i g u r a T- 1 4 m u e s t r a u n e j e m p l o d e c ó m o p u e d e n u s a r s e l o s termopares para tomar la diferencia de temperatura entre dos puntos.

Curvas de Calibración Un termopar genera valores de milivoltios extremadamente pequeños, usualmente entre – 11 a 75 mv, dependiendo del tipo de termopar y de su rango. Las siguientes páginas muestran las tablas de temperatura para los termopares d e t i p o J , K y S . L a s F i g u r a s T- 1 5 , 1 6 y 1 7 m u e s t r a n u n e j e m p l o d e t a b l a s d e conversión de termopar.

Tipo J – Milivoltio de termopar a tabla de temperatura

FIGURA T - 1 5

T i p o K – T E R M O P A R C R O M E L-A L U M E L

Grados Fahrenheit vs. Milivoltios. Las temperaturas están basadas en la Escala Internacional de Temperatura de 1948. emf es expresado en milivoltios absolutos.

T i p o K – T E R M O P A R C R O M E L- A L U M E L – c o n t i n u a c i ó n

G r a d o s Fa h r e n h e i t v s . M i l i v o l t i o s . L a s t e m p e r a t u r a s e s t á n b a s a d a s e n l a E s c a l a Internacional de Temperatura de 1948. emf es expresado en milivoltios absolutos.

Tipo S – M i l i v o l t i o d e T e r m o p a r a T a b l a d e T e m p e r a t u r a TIPO S - TERMO P A R D E P L A T I N O v s . PLATINO MÁS 10% DE RODIO

FIGURA T - 1 8

Tipo S – C o n t i n u a c i ó n TERMOPAR DE PLATINO vs. PLATINO MÁS 10% DE RODIO

FIGURA T - 1 9

D e t e c t o r ( D i s p o s i ti v o ) T é r m i c o ( T e m p e r a t u r a ) d e R e s i s t e n c i a o R T D

El RTD funciona sobre el principio de que la conductividad eléctrica cambia con la temperatura. Por esta razón una bobina de alambre puede actuar como un sensor de temperatura. Hay una relación directa entre la resistencia y la temperatura. Existen curvas de resistencia temperatura que son precisa a un 0,1%. Hoy en día, la industria utiliza RTDs de platino que son exactos y que son capaces de soportar temperaturas de hasta 1.650 grados F. El estándar para la industria es lo que se llama un resistor de 100 ohmios. Lo que esto significa es que, si el RTD es colocado en un baño de hielo, su resistencia será d 100 ohmios. Hoy también se ven bulbos de cobre de 10 ohmios o los RTD de 1000 ohmios. Estos dos últimos se están haciendo menos y menos comunes.

Los transmisores de dos alambres son utilizados frecuentemente para transmitir la medición de temperatura a distancia, sin pérdida de exactitud. El RTD es un brazo de un circuito de puente con la salida eventual de 4-20ma. desde el transmisor. Otro convertidor cambia la temperatura a un equivalente 3-15 de salida. La Figura T-20 muestra un ejemplo de un RTD. La Figura T-21 muestra tres redes de circuitos típicas para RTDs. La Figura T-22 muestra una temperatura de RTD versus la tabla de ohmios absolutos para escalas tanto de grados Fahrenheit como de grados Celsius.

F I G U R A T- 21 M u e s t r a 3 r e d e s d e c i r c u i t o t í p i c a s p a r a R T D s

Tabla de Conversión Temperatura a Resist encia, 100 Ohm Datos de Temperatura/Resistencia, de RTD de Platino basados en la Curva DIN 43760, 9-6 8 , (Foxboro PR 238) Grados Celsius vs. Ohmios Absolutos. Estas tablas muestran el valor de resistencia (Ohmios Absolutos) entre los terminales o conductores negro y blanco de los sensores de tipo RTD a diferentes temperaturas (en grados Celsius).

Tabla de Conversión del RTD de Platino – continuación

FIGURA T – 2 2 continuación

Nota s : 1.

2.

3. 4. 5.

6. 7.

8. 9. 10. 11. 12. 13.

14. 15.

1. 2. 3. 4. 5.

La válvula de control que produce un porcentaje de aumento o disminución igual inherente, sobre el flujo existente cuando el tapón es recolocado tiene un =% edad. Si una válvula de control pasa 25% de su capacidad total cuando está 25% abierta, 50% de su capacidad cuando está 50% abierta y 75% cuando está 7 5 % a b i e r t a , l a c a r a c t e r í s t i c a i n h e r e n t e e s l i n e a l. Si aumenta la caída de presión (delta P) a través de una válvula, aumentará el flujo de un fluido a través de la válvula. Puede utilizarse un actuado r d e p i s t ó n s i s e r e q u i e r e u n a c a r r e r a l a r g a o u n a presión de actuador alta. Una salida de controler neumático es una función del espaciado entre un deflector y una boquilla. Un cambio en la relación deflector- boquilla produce un aumento o una disminución en la presión trasera que es percibida por el relai. Esta relación deflector/boquilla está determinada por la señal de entrada. La abrasión puede dañar severamente el cuerpo y el revestimiento de una válvula de control. ra Flujo líquido de dos etapas. La 1 etapa es la formación de huecos o da cavidades dentro del sistema del líquido; la 2 etapa es el colapso o implosión de estas cavidades de regreso a un estado líquido y es llamada cavitación. Los actuadores neumáticos pueden ser fácilmente asegurados contra fallas. En una válvula de jaula se puede encontrar un cilindro metálico hueco, que guía el movimiento del vástago y sostiene el aro de asiento en su lugar. El término guarnición de válvula se refiere a: el vástago, el tapón y el aro de asiento. Una ventaja de un actuador electromecánico es que no limpia el aire seco del instrumento. Un actuador de diafragma responde a una señal neumática. No se obtiene un viaje completo del vástago en un actuador de resorte + d i a f r a g m a c u a n d o s e l e s u m i n i s t r a p r e s i ó n . L a p a rada del viaje del vástago está fuera de ajuste. En actuadores de motor eléctrico usualmente se encuentran levas de interruptor de límite. El actuador del tipo pistón ofrece gran empuje, como resultado de poder usar altas presiones.

Globo – v á l v u l a d e c o n t r o l b á s i c a . Bola – c i e r r e d e v á l v u l a g i r a t o r i a q u e t i e n e d i á m e t r o i n t e r n o , m u e s c a o contorno. M a r i p o s a – disco giratorio. Contracción – el tubo flexible es colapsado para control. Puerta deslizante – el flujo es controlado por ranuras impares.

1. 2. 3. 4.

5.

1. 2.

3. 4. 5.

6.

Cua n d o e l % d e f l u j o a t r a v é s d e u n a v á l v u l a e s i g u a l a l % d e l m o v i m i e n t o d e l tapón, una válvula tiene características de flujo lineal. El t a p ó n e n u n a v á l v u l a d e g l o b o t i e n e e l m i s m o p r o p ó s i t o q u e e l v i s t o e n u n a válvula de mariposa. El proceso de esmerilar el tapón y el asiento de una válvula es conocido como pulitura. Las válvulas de control que tienen un tapón colocado por medio de un vástago que se desliza a través de un portaempacadura a menudo son m e n c i o n a d a s c o m o v á l v u l a s d e c o n t r o l d e m o v i m i e n t o l i n eal del vástago. Las válvulas de mariposa son válvulas de control de movimiento giratorio.

Una válvula de control con un actuador de acción directa y con guarnición d i r e c t a a b r i r á a l f a l l a r. Si una señal ascendente de instrumento al colocador ocasiona que s e extienda el vástago de la válvula, disminuyendo el flujo, la válvula es de a c c i ó n r e v e r s a. Un actuador neumático de válvula que opera sobre el rango de señal del i n s t r u m e n t o d e 9- 1 5 p s i e s d e n o m i n a d o r a n g o d i v i d i d o . E l c u e r p o d e u n a v á l v u l a p u e d e c o n t en e r m a t e r i a l d e e m p a q u e q u e e v i t a fugas a lo largo del vástago de la válvula. Una respuesta desacelerada n o es una característica de los colocadores. Características de los colocadores : 1. M i n i m i z a n l o s e f e c t o s d e l a f r i c c i ó n . 2. P e r m i t e n l a o p e r a c i ó n d e u n a v á l v u l a d e r a n g o d i v i d i d o . 3. P e r m i t e n l a p o l a r i z a c i ó n d e l a v á l v u l a . La dispersión de una válvula asentada en metal puede ser reducida por medio de un proceso llamado pulitura.

ACTUADORES, VÁLVULAS, COLOCADORES E I/Ps

Discusión Una c a d e n a n o e s m á s f u e r t e q u e s u e s l a b ó n m á s d é b i l . L a p e r f o r m a n c e d e u n sistema cerrado depende de que cada componente cumpla con sus funciones. Hoy en día, los microprocesadores han hecho que sea más fácil lidiar con los transmisores y controlers, debido a que no hay instalación mecánica. El problema de hoy es “¿cuáles son los movimientos claves para calibrar esta cosa?”. Cada mecanismo asociado con una válvula automática necesita alineación mecánica, ajustes, clasificación de tamaño correcta, herramientas especiales y calibración para ponerlos a funcionar. El componente más impredecible en el circuito de control del es la combinación de la válvula, el actuador y el colocador. Si no se presta la debida atención a la válvula automática, la válvula no funcionará correctamente. Lo más importante es que las válvulas automáticas sean instaladas apropiadamente si van a ayudar a reducir la variación de la variable del proceso y a proporcionar una buena p e r f o r m a n c e c o n f i a b l e . E l e l e m e n t o d e c o n t r o l f i n a l p u ed e i n c l u i r u n amortiguador, un propulsor de velocidad variable, un relai de motor o una válvula automática. El operador final más popular es el actuador de diafragma neumático. Toda válvula requiere del uso de un actuador para convertir la salida del controler a movimiento del vástago de la válvula y con suficiente energía para hacerlo. La salida del controler puede ser neumática, electrónica o hidráulica. Una señal de aire es aplicada a un diafragma elástico grande respaldada por una placa de d i a f r a g m a s ól i d a . U n a p l a c a d e d i a f r a g m a m u e v e l a g u a r n i c i ó n d e l a v á l v u l a hasta la posición o abertura apropiada, estrangulando así la válvula hasta una posición fijada. Un resorte espiral, con una rata de resorte fijada, se opone a la fuerza creada por la presión de aire sobre el diafragma. La posición del vástago es un balance de fuerza que depende del área del diafragma, de la presión de aire, de la característica del resorte y de las fuerzas creadas por el fluido del p r o c e s o q u e c o r r e . E l c o n o c i m i e n t o d e c ó m o s e re l a c i o n a n e s t a s f u e r z a s p e r m i t e la clasificación apropiada de actuadores y resortes. La válvula pudiera estar colocada en una línea donde la presión estática va desde unas pocas libras hasta mil libras. La válvula debe ser capaz de mover el rango total sin importar la presión de la línea. La tensión del resorte es ajustada y el ajuste del resorte es denominado “fijado en el banco”.

La Válvula Automática La válvula automática consta de tres partes: el actuador, el bonete, válvula y cuerpo de vá l v u l a . T a m b i é n d e b e i n c l u i r s e e l c o l o c a d o r y e l I / P d e l a v á l v u l a como parte de este paquete total. El actuador proporciona fuerza para mover la válvula hasta la abertura o posición correcta. Un actuador usualmente consta de una caja de diafragma superior e inferior, una placa de diafragma, una culata de diafragma, resorte y ajustador del resorte. Un ensamble típico de bonete de válvula consta de un juego de empacadura, portaempacadura, tuercas de e m p a c a d u r a y p o s i b l e m e n t e u n r e s o r t e . E l r e s o r t e e s u t i l i z ad o p a r a p r o p o r c i o n a r fuerza en la empacadura para evitar los escapes entre la empacadura y el vástago de la válvula, ya que las empacaduras nuevas se rompen o se desgastan con el tiempo. La válvula y el cuerpo de válvula guardan la guarnición de la v á l v u l a. L a g u a r n i c i ó n d e l a v á l v u l a c o m p r e n d e u n t a p ó n y a s i e n t o . U n t a p ó n y asiento pueden estar hechos de muchos tipos de materiales, siempre que sean impermeables al material en la línea. La guarnición de la válvula puede estar caracterizada por diferentes tipos de características del flujo, esto será cubierto e n p r o f u n d i d a d m á s t a r d e e n e s t e c a p í t u l o . L a F i g u r a V -1 m u e s t r a u n e j e m p l o d e una válvula de vástago deslizante con sus partes etiquetadas.

Actuador Existen dos tipos de actuadores de diafragma de resorte utilizados con la mayoría de las válvulas automáticas. Son el actuador de acción directa o de a c c i ó n r e v e r s a . E l a c t u a d o r m o s t r a d o e n l a F i g u r a V -2 e s c o n o c i d o c o m o u n actuador de “acción directa”. La presión de aire aplicada al diafragma causa que el vástago se extienda. Si usted puede imaginarse mirando desde la parte superior de la caja del diafragma hacia la culata de la válvula entonces aplicar aire al diafragma causará que el vástago se extienda lejos de usted. En la Figura V - 3 se muestra una versión de “acción reversa”. La presión de aire aplicada al diafragma retrae el vástago de la válvula. De nuevo, si usted puede imaginarse mirando desde la parte superior de la caja del diafragma hacia la c u l a t a d e l a v á l v u l a , a p l i c ar a i r e c a u s a r á q u e e l v á s t a g o s e r e t r a i g a h a c i a u s t e d .

Principio de Operación del Actuador Observar la Figura V-4 mientras se lee lo siguiente. En esta explicación se utilizará un actuador de acción reversa. Se aplica ai r e e n t r e l a p a r t e m á s b a j a d e l a c a j a d e l d i a f r a g m a y e l d i a f r a g m a . S e usa el aro “O” para evitar escapes de aire entre el vástago del actuador y la parte superior del ensamble de la culata. Un actuador de acción directa no tiene u n a r o “ O ” . R e c o r d a r q u e LA P R E S I Ó N E S I G U A L A L A F U E R Z A D I V I D I D A ENTRE EL ÁREA SOBRE LA CUAL ES EJERCIDA. O si se busca la fuerza, Fuerza = presión x área. Se aplica presión al área efectiva de un diafragma, la cual ejerce una fuerza sobre el diafragma y sobre la placa del diafragma, empujando el diafragma hacia abajo. El resorte se opone al movimiento del diafragma y de la placa de diafragma. La compresión del resorte es fijada por el a j u s t a d o r d e l r e s o r t e a u n v a l o r d e t e r m i n a d o FIJADO EN EL BANCO . El valor fijado en el banco está escrito sobre la etiqueta de la válvula pegada a la culata de la válvula. El valor fijado en el banco es un ajuste muy importante.

Se asume que el valor fijado en el banco, estampado a un lado de la válvula, e s d e 7-1 5 p s i y q u e e l v i a j e d e l a v á l v u l a e s d e ¾ ” . Valor Fijado en el Banco – El valor fijado en el banco es el ajuste hecho al resorte con el vástago de la válvula desconectado del vástago del actuador . Estos vástagos pueden ser separados quitando el acoplo de vástago (ver I M P O R T A N T E d e b a j o ) . S i l o s v a l o r e s f i j a d o s e n e l b a n c o s o n d e 7-1 5 p s i , e l ajustador del resorte será ajustado de manera que el vástago del actuador comenzará a moverse a 7 psi (0% de viaje). Se habrá movido ¾” con los 15 psi a p l i c a d o s ( 1 0 0 % de v i a j e ) . D e s p u é s d e h a b e r f i j a d o l o s v a l o r e s e n e l b a n c o , n o volverá a cambiar el ajustador del resorte. IMPORTANTE*** En este punto el tapón de la válvula es forzado contra el asiento si el resorte está bajo compresión. antes de remover el acoplo, girar el ajustador del resorte hasta que toda la carga del resorte sea removido de éste. Si esto no se hace, las roscas del vástago de la válvula, del vástago del actuador y las roscas internas del acoplo del vástago serán destruidas a medida que la fuerza del resorte empuja estas roscas unas contra otras. Esta es una liberación de energía potencial a energía cinética que causa una práctica insegura y la destrucción de estas partes. L a F i g u r a V-5 muestra la curva del actuador con un valor fijado en el banco de 7 -15 psi. El eje de las X plasma el viaje en porcentaje contra el eje de las Y que es la presión del actuador en PSI. Debido a que no hay fricción impuesta por la empacadura, esencialmente el actuador viaja por la misma vía frotando arriba y abajo.

Ajuste Real del Ajustador del Resorte para un Actuador de Acción Reversa

El primer paso para ajustar el resorte no es ajustar el valor más bajo fijado en el banco sino ajustar realmente primero el valor más alto fijado en el banco. Si s e aplican 15 psi al puerto de entrada del actuador se quiere que este esté de acuerdo con la placa del diafragma que se eleva y entra en o con la caja superior del diafragma o9 que el viaje superior se detenga si la válvula tiene paradas. Si la carrera de la válvula es de ¾”, y se disminuye la presión de 15 psi a 7 psi, el vástago del actuador se moverá hacia abajo ¾” y la presión que logrará este será de 7 psi. Seguidamente presionar el vástago de la válvula hacia abajo hasta que descanse sobre el asiento de la válvula. Colocar ahora el acoplo divisor alrededor tanto de la válvula como del vástago del actuador y juntar las dos mitades con pernos. El vástago del actuador comenzará a moverse a 7 psi y se moverá ¾” con 15 psi, mientras que al mismo tiempo la placa del diafragma descansa contra las paradas del viaje o la caja superior del diafragma. También es importante entender que el viaje ha sido capturado entre la parada inferior (el tapón contra e l a s i e n t o ) y l a p a r a d a s u p e r i o r ( l a p l a c a d el d i a f r a g m a d e s c a n s a c o n t r a l a s paradas del viaje o la caja superior del diafragma) de acuerdo con el valor fijado e n e l b a n c o d e 7-15 psi. L a f i g u r a V- 6 m u e s t r a l a c u r v a d e l a c t u a d o r c o n u n v a l o r f i j a d o e n e l b a n c o d e 7 -1 5 p s i d e s p u é s d e q u e s o n c o n e c t a d o s e l v á s t a g o d e l a v á l v u l a y e l v á s t a g o d e l actuador. Cuando los dos vástagos son conectados la fricción tendrá un efecto sobre el viaje del vástago de la válvula. La fricción será impuesto por una e m p a c a d u r a d e T e f l ó n l o c a l i z a d a e n e l b o n e t e d e l a v á l vu l a . E n l a F i g u r a V - 6 s e muestra el resultado de esta fricción agregada. Hay que hacer notar que toma más presión la carrera en dirección ascendente hasta el 50% de lo que toma una c a r r e r a h a c i a a b a j o a 5 0 % d e l v i a j e . S i l a v á l v u l a e s d e j a d a a s í , s e r á d i f íc i l q u e la válvula reduzca la variación y en la variable del proceso ya que le será difícil hallar la posición exacta que el controler está solicitando la fricción está causando histéresis y el diagrama muestra cómo luce la histéresis.

Colocador E s t a s i t u a c i ó n p r e s e n t a u n d i l e m a i n t e r e s a n t e . U n c a m b i o e n 3- 15 psi debe c a m b i a r l a p o s i c i ó n d e l a v á l v u l a d e s d e 0-1 0 0 % , n o 7 - 1 5 p s i . L a f r i c c i ó n c a u s a d a p o r l a e m p a c a d u r a p r o d u c e h i s t é r e s i s , lo q u e p u e d e o c a s i o n a r q u e l a v á l v u l a fluctúe. El valor fijado en el banco es una función de las fuerzas requeridas para correr la válvula hasta su balance; todas las fuerzas son tomadas en consideración, incluyendo la presión de línea y la fricción. Este d i l e m a e s r e s u e l t o a g r e g a n d o u n c o l o c a d o r d e v á l v u l a . E l c o l o c a d o r d e válvula permitirá que la válvula acepte una señal de entrada del instrumento de 3 -1 5 p s i , l o q u e a s u v e z d a r á u n a s a l i d a d e l c o l o c a d o r d e 7 -1 5 p s i , e n c o n c o r d a n c i a c o n l o s v a l o r e s f i j a do s e n e l b a n c o p a r a l a s v á l v u l a s . C u a n d o l a entrada de el colocador es de 3 psi su salida será de 7 psi, y cuando la entrada de el colocador es de 15 psi su salida será de 15 psi. Cuando la entrada del colocador es de 9 psi y su salida es de 11 psi, se log rará un 50% de la posición de la válvula. Ahora la válvula correrá todo el rango con una entrada del i n s t r u m e n t o d e 3- 1 5 p s i y e l c o l o c a d o r a y u d a r á a s u p e r a r l a h i s t é r e s i s c a u s a d a por la fricción de la empacadura. L a F i g u r a V-7 m u e s t r a e l c o l o c a d o r d e v á l v u l a 3 5 8 2 m o n t a d o e n u n a v á l v u l a d e vástago deslizante Fisher 657.

Colocador Neumático Fisher 3582 Procedimientos de Alineación y Calibración

1.

Antes de que el colocador sea alineado y luego calibrado, el act uador debe ser “fijado en el banco”.

Definición: Fijado en el Banco – La placa de identificación tiene enlistados los valores iniciales de banco o fijados en el banco. El valor inicial del banco es la p r e s i ó n d e l a c a j a a l a c u a l s e c o m i e n z a n a m o v e r e l di a f r a g m a y l a v a r i l l a d e l diafragma alejándose de la parada de viaje superior con el actuador desconectado de la válvula. 2.

Instrucciones de Montaje. M a n u a l d e I n s t r u c c i ó n 3 5 8 2 , p á g i n a s 6- 8 1. L a p a l a n c a d e l f e e d b a c k e s t á h o r i z o n t a l a m e d i a c a r r e r a . 2. A s e g u r a r s e d e q u e l a c l a v i j a d e v i a j e e s t é e n l a p o s i c i ó n c o r r e c t a ( e n la palanca del feedbck).

3.

Ajustes de alineación del 3582: página 15 en el Manual de Instrucción 3582. 1. C o r t a r e l s u m i n i s t r o d e a i r e 2. A b r i r e l m a n u a l d e i n s t r u c c i ó n 3 5 8 2 p a r a e n c o n t r a r l a s p a r t e s d e l colocador descritas en este procedimiento. 3. A f l o j a r l a c o n t r a t u e r c a d e l a b o q u i l l a . 4. G i r a r l a b o q u i l l a e n e l s e n t i d o d e l a s a g u j a s d e l r e l o j h a s t a q u e l l e g u e al fondo. 5. G i r a r l u e g o l a b o q u i l l a e n c o n t r a d e l s e n t i d o d e l a s a g u j a s d e l r e l o j d o s vueltas compl etas, luego trabarla. 6. L a c h a p a l e t a d e b e a p r o x i m a r s e a l a b o q u i l l a d e f r e n t e e n e l v a l o r medio del rango de la señal de entrada para una operación apropiada. 7. N i v e l a r l a v i g a d e b a l a n c e u t i l i z a n d o l o s s i g u i e n t e s p a s o s . 8. Abrir el suministro de aire.

9. A j u s t a r l a entrada del instrumento hasta la mitad de su rango. A s a b e r , r a n g o 3- 1 5 # , 9 # e s l a m i t a d d e l r a n g o d e l i n s t r u m e n t o . A s a b e r , r a n g o 3- 9#, 6# es la mitad del rango del instrumento. A s a b e r , r a n g o 9- 1 5 # , 1 2 # e s l a m i t a d d e l r a n g o d e l i n s t r u m e n t o . 10. Colocar el e n s a m b l e d e l s e g u i d o r e n c e r o e n l a v i g a d e b a l a n c e ; ( n i e n acción directa ni en acción reversa). 11. A j u s t a r e l t o r n i l l o d e l e n s a m b l e d e l s e g u i d o r h a s t a q u e e l v á s t a g o d e l a válvula esté a media carrera. Trabar la contratuerca del tornillo del e n s a m b l e d e l s eg u i d o r . N o t a r q u e l a s e s c a l a s d e v i a j e d e l F i s h e r e s t á n en incrementos de veinte grados. A media carrera, la chapaleta debe estar en ángulo recto con la boquilla. 12. C o l o c a r e l e n s a m b l e d e l s e g u i d o r e n 1 0 e n e l c u a d r a n t e d e a c c i ó n directa. 13. A f l o j a r l a c o n t r a t u e r c a d e l f u e l l e y a j u s t a r l a c l a v i j a d e l p i v o t e d e l f u e l l e hasta que el vástago de la válvula esté a media carrera. Trabar la contratuerca del fuelle. 14. C o l o c a r e l e n s a m b l e d e l s e g u i d o r e n 1 0 e n e l c u a d r a n t e d e a c c i ó n reversa. 15. A f l o j a r l a c o n t r a t u e r c a d e l a cl a v i j a d e p i v o t e d e l a v i g a y a j u s t a r l a clavija de pivote de la viga hasta que la válvula esté a media carrera. Trabar la contratuerca del pivote de la viga. 16. L a v i g a e s t á a h o r a n i v e l a d a o s u p l a n o e s p e r p e n d i c u l a r a l a l í n e a r e c t a t r a z a d a a t r a v é s d e l a bo q u i l l a c o n e l 5 0 % d e l a s a l i d a a p l i c a d a . 4.

Ajustes de calibración del 3582. 1. M o v e r e l e n s a m b l e d e l a c h a p a l e t a h a s t a a p r o x i m a d a m e n t e 6 e n e l cuadrante operativo apropiado. 2. A p l i c a r u n a e n t r a d a i g u a l a l a s e ñ a l d e e n t r a d a b a j a . 3. A j u s t e d e l C e r o – A f l o j a r l a c on t r a t u e r c a y a j u s t a r l a a l t u r a d e l a boquilla hasta que la válvula se mueva hasta el extremo de su viaje. A saber, si la válvula es aireada para que abra, ajustar la boquilla hasta el punto en que la salida del colocador empieza a aumentar desde 0 ps i g h a s t a e l v a l o r f i j a d o e n e l b a n c o i n f e r i o r . A s u m a m o s u n a e n t r a d a d e c o l o c a d o r d e 3- 1 5 # , u n s u m i n i s t r o d e 2 0 # y u n v a l o r f i j a d o e n e l b a n c o d e 7- 1 5 # . S i l a e n t r a d a e s 3 # , e n t o n c e s l a s a l i d a e s 0 p s i g e n este momento. Si la entrada es aumentada ligerament e por encima de 3#, entonces la salida se incrementaría rápidamente hasta 7# o hasta el valor más bajo fijado en la banco. Es importante que el actuador sea descargado para lograr un cierre apretado de la válvula con la mínima señal de entrada aplicada. 4. Aj u s t e d e l T r a m o – A p l i c a r u n a s e ñ a l i g u a l a l v a l o r d e s e ñ a l a l t a . S i e l viaje del vástago es corto, aumentar entonces el viaje moviendo el ensamble de la chapaleta a un número alto en la vía de balance. Continuar haciendo esto hasta que la válvula se mueva toda la carrera con la señal alta aplicada a la entrada del colocador. Si la válvula es aireada para que abra, ajustar el ensamble de la chapaleta hasta el punto en que la salida del colocador comience a aumentar desde el valor más alto fijado en el banco hasta la saturación (presión de s u m i n i s t r o ) . S e a s u m e u n a e n t r a d a d e c o l o c a d o r d e 3- 1 5 # y u n v a l o r f i j a d o e n e l b a n c o d e 7- 1 5 # . S i l a e n t r a d a e s d e 1 5 # , e n t o n c e s l a s a l i d a es de 15 psig en este momento. Si la entrada es aumentada ligeramente por encima de 15# entonces la salida aumentaría rápidamente hasta 20# o presión de suministro. 5. R e p e t i r l o s p a s o s 3 y 4 h a s t a q u e s e l o g r e l o s r e s u l t a d o s d e s e a d o s .

Principio de Operación – Colocador de Válvula E l C o l o c a d o r d e V á l v u l a a p l i c a f u e r z a p a r a v e n c e r l a f r i c ci ó n d e l r e s o r t e y l a presión del proceso. Cuando exista un desbalance entre la posición exacta de la válvula y la señal del controler, el colocador recolocará la válvula. Una vez vencida la fricción, la válvula se mueve enviando información de a través del brazo del y balanceando mecánicamente el colocador. La Figura V-8 muestra un colocador y en una página posterior se dará la explicación de cómo trabaja.

FIGURA V - 8

P r i n c i p i o d e O p e r a ci ó n d e l C o l o c a d o r 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

S e a p l i c a u n a s e ñ a l d e 3- 15 psi al fuelle. El aire es aplicado solamente al fuelle en vez de a un motor de diafragma de gran capacidad. La respuesta del controler al colocador es muy rápida. El fuelle mueve la chapaleta para acercarla más a la boquilla. La presión trasera es aumentada detrás de la boquilla. Un aumento en la presión trasera causa que el relai proporcione más salida al actuador. Cuando se aumenta el aire lo suficiente para vencer la fricción del resorte y la empacadura, la válvula se mueve. Cuando la válvula se mueve cambia la posición de la palanca del . Cuando la palanca del cambia de posición proporciona negativo a la chapaleta. Cuando exista un balance de fuerzas, la válvula dejará de moverse y descansará.

Si el actuador del diafragma no puede aplicar suficiente energía para mover con delicadeza la válvula, entonces el actuador debe ser reducido de tamaño. otra opción sería utilizar un actuador de pistón con el colocador. Las presiones y fuerzas s u m i n i s t r a d a s s o n m u c h o m á s a l t a s c o n l o s a c t u a d o r e s d e p i s t ó n q u e l a s de un actuador de diafragma.

Calibración en el Mundo Real de un Colocador de Válvula Un colocador es calibrado cuidando primero cualquier calibración mecánica que solicite el fabric a n t e . D e s p u é s d e h a c e r e s t o , d e b e n c a l i b r a r s e e l c e r o y e l t r a m o en concordancia con los estándares trazados certificados. El cero será ajustado a un punto en el cual con una entrada de 3 psi, la salida del colocador es de cero psi. Si la salida del colocador es 0 psi, entonces el resorte proporcionará carga de asiento total, cerrando el tapón de la válvula contra su asiento. Siempre y cuando el arreglo de la válvula (tapón y asiento) no esté dañado, entonces la válvula debe estar completamente cerrada. La cantidad de cierre depende del tipo de escape de la válvula. Cualquier entrada por encima de 3 psi ocasionará que la salida del colocador se mueva hasta 7 psi, que es lo que se necesita para iniciar el movimiento del vástago de la válvula y del actuador. El tramo es ajustado de manera que cuando la entrada del colocador sea de 15 psi su salida suministrará presión. El suministro es determinado tomando la presión más alta necesaria para hacer el trabajo y agregándole 5 psi. El s u m i n i s t r o p a r a e s t e e j e m plo sería de 20 psi. Este procedimiento exacto de calibración descrito arriba tiene un defecto básico. El colocador es construido utilizando muchas partes diferentes que tienen diferentes ratas de expansión y de contracción. Esto causa desalineación al cero que a veces puede evitar que la válvula se apague totalmente. Debajo se describe el truco que sería implementado aquí. Con una entrada de 3,25 psi, hacer el ajuste del cero de manera que la salida vaya hasta el valor bajo fijado en el banco. Cualquier val o r i n f e r i o r a 3 , 2 5 p s i d e s c a r g a e l a c t u a d o r o l a s a l i d a del colocador cae a 0 psi. Debería haber un cierre hermético. El tramo es ajustado proporcionando una entrada de 14,75 psi mientras se hace el ajuste del

t r a m o d e m a n e r a q u e l a s a l i d a d e l c o l o c a d o r au m e n t e p a r a s u m i n i s t r a r s o l a m e n t e si la entrada del colocador va por encima de 14,75 psi. Este procedimiento pudiera ser discutible ya que en este momento no existe ningún estándar para la c a l i b r a c i ó n d e l c o l o c a d o r . L a F i g u r a V-9 muestra una curva de válvu l a c o n u n colocador de válvula. El eje de las X mostrará el porcentaje de abertura, contra e l e j e d e l a s Y q u e m u e s t r a u n a s e ñ a l d e i n s t r u m e n t o d e 3 -15 psi.

Válvulas Actuadas Giratorias La válvula giratoria ac tuada del diafragma está construida sobre los componentes básicos encontrados en la mayoría de las válvulas: actuador, válvula y colocador. El actuador es un diseño de diafragma y resorte, de acción d i r e c t a , u t i l i z a d o e n c u e r p o s d e v á l v u l a s d e e j e g i r a t o r i o. Las válvulas giratorias pueden ser utilizadas para control on/off o de estrangulamiento. Las paradas de viaje ajustables incorporadas limitan el grado de rotación en las posiciones cerrada y abierta. El eje giratorio es operado a palanca. Un eslabón es conectado entre la caja del diafragma y la palanca. La palanca está montada con lengüeta y aferrada al eje giratorio. La palanca está apoyada en cojinetes y la bola V está montada a muñón, proporcionando soporte en dos lugares para que la bola gire. La Figu r a V-1 0 m u e s t r a u n e j e m p l o d e u n a v á l v u l a g i r a t o r i a F i s h e r 1051 con un colocador 3610J.

La mayoría de los colocadores operan fundamentalmente de la misma manera. A medida que se aplica aire de instrumento al módulo de entrad a, el módulo se mueve hacia abajo. La chapaleta se mueve más cerca de la boquilla aumentando

la presión trasera detrás de la boquilla. Un aumento en la presión trasera ejerce más fuerza sobre un diafragma, forzando la viga del relai hacia arriba abriendo u na válvula piloto en el relai “V”. La presión de salida en el relai aumenta, lo que a su vez aumenta la presión aplicada al actuador de acción directa, moviendo el eje del actuador hacia la izquierda. El eje del actuador empuja la palanca conectada al eje giratorio, girándolo en el sentido de las agujas del reloj. La leva del colocador también gira en sentido de las agujas del reloj, haciendo que la rodilla de leva se mueva hacia arriba. La parte superior de la palanca del f e e d b a c k s e m u e v e h a c i a l a d e r e c h a, e j e r c i e n d o m á s t e n s i ó n e n e l r e s o r t e d e rango, moviendo la palanca de ajuste de tramo grueso hacia la derecha. esto ocasiona que la chapaleta se aleje de la boquilla hasta lograr el balance físico, y la válvula entra en descanso.

Válvulas Actuadas de Pistón La Figura V- 11 muestra un pistón neumático Fisher 1061, de doble acción, utilizado con una válvula giratoria de 90 grados. Estas válvulas pueden ser utilizadas para controles on/off o de estrangulamiento. El pistón en el actuador logra el balance cuando la presión es la misma en ambos lados de ese mismo pistón. Se hace un ajuste de cruce de conductores, de manera que los dos relais tengan una salida de 75 por ciento del suministro de aire. La válvula cambia de posición cuando se ventila aire desde un lado del pistón y se aumenta el aire en el otro lado. El pistón se moverá en la dirección que lo aleje de la mayor de las dos presiones. La válvula continuará girando hasta que las presiones sean iguales en ambos lados del pistón y la válvula entre en des canso.

F I G U R A V - 11

Colocadores 3610J & 3620J

1.

Una instalación.

2.

Calibración.

1.

A j u s t e d e l a G a n a n c i a M e n o r d e l C i r c u i t o. El ajuste de la ganancia menor del circuito es fi jado en la fábrica para un colocador enviado con un actuador. Este ajuste varía la ganancia dinámica del colocador para que concuerde con el tamaño y la característica específica del a c t u a d o r . P u d i e r a n e c e s i t a r s e u n a j u s t e a d i c i o n a l s i e l c o l o c a d o r e s t o m ad o d e un cuarto de almacenamiento e instalado en un actuador. En este caso puede requerir un ajuste para lograr la respuesta dinámica deseada. 2.

A j u s t e d e l C r u c e d e C o n d u c t o r e s. El procedimiento para los colocadores 3610J, 3610JP, 3620J y 3620JP está en la página 14 en el manual de instrucciones. 3.

A j u s t e d e l C e r o. Aplicar una señal de entrada igual al valor bajo de la señal. Girar el tornillo de ajuste del cero para permitir que el actuador vaya a su punto de inicio. El p u n t o d e i n i c i o e s l a po s i c i ó n d e l v á s t a g o d e l a c t u a d o r “ a r r i b a o a b a j o ” c o n l a señal cero aplicada. Esto depende de si el colocador es de acción directa o de acción reversa. Si la entrada es 3#, entonces la salida del colocador es de 0 psig en este momento. Si la entrada se aumenta ligeramente por encima de 3#, entonces la salida aumentaría empezando a girar la válvula.

4.

A j u s t e d e T r a m o. Aplicar una señal igual al valor alto de la señal. En la Figura 13, en la página 15 en el manual de instrucciones, se muestra la tabla “Ajuste d e Tramo Grueso”. Escoger un número de agujero que concuerde con el tramo de e n t r a d a . 3- 1 5 # t i e n e u n t r a m o d e 1 2 # , p o r l o t a n t o e l n ú m e r o d e a g u j e r o seleccionado es 3. Si la rotación es corta, entonces aumentar el viaje girando el tornillo de tramo fino en s e n t i d o c o n t r a r i o a l a s a g u j a s d e l r e l o j . C o n t i n u a r haciendo esto hasta que la válvula se mueva la carrera completa, con la señal alta aplicada a la entrada del colocador. Si la válvula es aireada para abrir, ajustar el tornillo de tramo hasta el punto en que la salida del colocador l l e g u e a l a s a t u r a c i ó n ( p r e s i ó n d e s u m i n i s t r o ) . S u p o n e r u n r e s o r t e d e 0- 3 3 # . Si la entrada es de 15 psig, entonces la salida del colocador es de 33 psig en este momento. Si la entrada es aumentada ligeramente por encima de 15#, entonces la salida aumentaría rápidamente a 35 psig o presión de suministro.

NÚMERO COMPLETO 1 2 3 4 5

TRAMO EN PSIG 3,2 – 4,6 4,6 – 7,4 7,4 – 14,0 14,0 – 21,0 21,0 – 28,8

Acción Reversa Girar el interrupt o r d e a c c i ó n r e v e r s a / d i r e c t a h a s t a l a a c c i ó n r e v e r s a . E l contrarresorte debe ser dejado cuando se opera en el modo acción reversa. Aunque el cero y el tramo tengan que ser movidos a los extremos opuestos de su viaje, este procedimiento funcionará con todas las calibraciones. Parece que si el contrarresorte es removido, el cero calibrado cambia. Cuando el contrarresorte es dejado en su lugar, el cambio del cero no representa un problema.

Colocador de Acción Reversa 1. 2.

3.

4.

Dejar el contrarresorte en su lugar. Fij a r l a e n t r a d a d e l i n s t r u m e n t o a 4 m a o a 3 p s i y a j u s t a r e l c e r o d e 3 6 1 0 J ó 3620J hasta que la salida del colocador empieza apenas a saturarse (la salida del colocador va a suministro). Fijar la entrada del instrumento a 20 ma o a 15 psi y ajustar el tramo d e l 3610J ó 3620J hasta que la salida del colocador empieza a cortarse (la salida del colocador descarga el actuador). Repetir los pasos 2 y 3 hasta que tanto el cero como el tramo sean correctos.

3610J COLOCADOR

La Figura V – 12 muestra un actuador de pistón con regreso del resorte.

La Figura V – 13 muestra un actuador de pistón con un diseño de rejilla y piñón.

Colocadores PMV L a F i g u r a V-1 4 m u e s t r a u n e j e m p l o d e u n c o l o c a d o r P M V d e p i e z a d e c a r r e t e .

Un colocador PMV funciona de la siguiente manera. Se aplica un incremento en el aire del instrumento al diafragma o membrana, forzándolo hacia abajo. Debido a q u e l a v i g a de b a l a n c e e s t á e n g o z n a d o e n s u l a d o i z q u i e r d o , e l c a r r e t e e n e l bloque de carrete también se mueve hacia abajo. Se lanza aire desde el puerto de suministro al puerto de salida, aplicando aire al lado derecho del pistón. El p i s t ó n s e m u e v e a l a i z q u i e r d a , mo v i e n d o c o n s i g o l a v a r i l l a d e l p i s t ó n . L a l e v a gira en sentido de las agujas del reloj, haciendo que la rodilla de leva y el ensamble del brazo más bajo se muevan hacia arriba. El resorte del se c o m p r i m e m á s y , a s u v e z , m u e v e l a v i g a d e b a l a n c e ha c i a a r r i b a . A m e d i d a q u e la viga de balance se mueve hacia arriba, la pieza de carrete es empujada hacia su posición neutra. En este punto, el colocador está balanceado, la válvula deja de girar y entra en descanso.

La Válvula L o s a c t u a d o r e s d e d i a f ra g m a p u e d e n s e r u t i l i z a d o s c o n d i f e r e n t e s t i p o s d e válvulas y de cuerpos de válvula. Los tipos más comunes son válvulas de Bola, d e M a r i p o s a , d e G l o b o y S a u n d e r s . L a F i g u r a V -1 5 m u e s t r a e j e m p l o s d e l o s diferentes cuerpos de válvulas. Las válvulas de Globo y Saunders son válvulas de vástago deslizante, mientras que las válvulas de Mariposa y de Bola trabajan con actuadores giratorios.

Seguro contra Falla La primera decisión que se toma en lo concerniente a una válvu la es la determinación de su posición de seguro contra falla. Si ocurre una falla en el suministro de aire, la válvula retornará a la posición de viaje cero, sea abierta o cerrada. Es de hacer notar que si se utiliza un colocador de acción reversa, el seguro contra falla se convierte en un problema. La válvula aplicará su seguro contra falla sobre la pérdida de presión de suministro; sin embargo, la válvula fallará en la dirección opuesta si en vez la pérdida es de aire de instrumento. Esto pudiera ocasiona r u n p r o b l e m a d e s e g u r i d a d a l q u e d e b e r í a p r e s t á r s e l e atención. La válvula fallará en una posición que hace que sea segura primero para la gente y segundo para el equipo. Una válvula de vapor aplicaría el seguro c o n t r a f a l l a h a s t a l a p o s i c i ó n c e r r a d a , d e t eniendo el flujo de vapor. una válvula de agua de enfriamiento aplicaría el seguro contra falla más probablemente en la posición abierta. Debido a que no existe un balance de fuerzas entre el resorte y l a p r e s i ó n d e a i r e , s i h a y p é r d i d a d e a i r e e l r e s o r t e co l o c a r á e l v á s t a g o d e l a válvula en la dirección de la fuerza del resorte (bien sea arriba o abajo). Cuando se clasifica una válvula por tamaño: 1. 2.

Determinar primero e l s e g u r o c o n t r a f a l l a – s e d e t e r m i n a l a f u n c i ó n d e l a válvula o se toma la decisión acerc a de la posición del seguro contra falla. D e t e r m i n a r l u e g o A i r e p a r a A b r i r o A i r e p a r a C e r r a r.

L a F i g u r a V-1 6 m u e s t r a e j e m p l o s d e s e g u r o s c o n t r a f a l l a s .

I/P Puede aplicarse una señal electrónica, de diferentes maneras, desde un c o nt r o l e r a u n a c t u a d o r . S e n e c e s i t a u n t r a n s d u c t o r , y a q u e l a s e ñ a l d e s a l i d a d e 4 -2 0 m i l i a m p e r i o s d e l c o n t r o l e r d e b e s e r c o n v e r t i d a a u n a s e ñ a l d e i n s t r u m e n t o p r o p o r c i o n a l d e 3-1 5 p s i p a r a m o v e r l a v á l v u l a . U n t r a n s d u c t o r e s u n d i s p o s i t i v o que convierte una forma de energía en otra. Con un colocador neumático se utilizará un I/P. Puede utilizarse un colocador electronuemático cuando se c o n v i e r t e u n a s e ñ a l d e e n t r a d a d e l i n s t r u m e n t o d e 4- 2 0 m i l i a m p e r i o s e n 3- 1 5 p s i en el mismo colocador. Cuando el punto cero es multiplicado por cinco (5), esto da el valor de rango más alto y simplifica la conversión. Tres psi multiplicado por cinco es quince psi y cuatro miliamperios multiplicado por cinco son veinte m i l i a m p e r i o s . L a F i g u r a V-1 7 m u e s t r a u n e s q u e m a d e u n I / P .

Principio de Operación de una Corriente a un Transductor Neumático (I/P) Un I/P consiste en una bobina rectangular de alambre enrollado rodeando un imán permanente. La bobina es enrollada de manera que un aumento en la entrada cause que los campos magnét icos se opongan o repelan las dos partes entre sí. La bobina está suspendida y su movimiento está restringido por flexiones que permiten un movimiento axial. A medida que la corriente cambia de 4 -2 0 m i l i a m p e r i o s , a s u v e z s e p r o d u c e u n a r o t a c i ó n m á x i m a d e 7 g r a d o s . L a chapaleta es montada en la bobina giratoria. A medida que se permite que la

bobina gire, cambia la posición de la chapaleta/boquilla, acercándolas una a la o t r a , a u m e n t a n d o l a p r e s i ó n t r a s e r a d e t r á s d e l a b o qu i l l a . E l a u m e n t o d e l a presión en el diafragma del relai abre más la válvula piloto. La salida del I/P aumenta y esta salida es alimentada hacia el fuelle del , permitiendo el balance mecánico del I/P.

La MOV (Válvula Operada a Motor) Actuadore s de Motor Eléctrico Podría utilizarse una válvula operada a motor o comúnmente llamada MOV si no hay disponibilidad del aire. El control proporcional de una salida de actuador o de una posición de vástago se logra utilizando un alambre de desliz ante, junto con un servo amplificador y motor internos. Dependiendo de las relaciones de engranaje utilizados, la carrera completa pudiera tomar entre 15 segundos a un minuto. El costo de los actuadores eléctricos es muchas veces el costo de un actuador ne umático, operan a velocidades mucho más lentas y no son la elección usual. Debe hacerse notar que las válvulas operadas a motor están ganando popularidad lentamente y están siendo utilizadas en el campo con mayor frecuencia.

Una válvula regula el flujo de material que entra o sale de un proceso. Esto se hace controlando la abertura a través de la cual pasa el material. Teorema de Bernoulli para Flujo a través de un Orificio: Q = CA Q C A ?P

= = = =

?P Cantidad de flujo Constante para las condiciones de flujo Área de abertura de la válvula El cambio en la presión a través de la válvula

El flujo a través de una válvula es proporcional a su abertura y a la raíz cuadrada de l a c a í d a d e p r e s i ó n a t r a v é s d e l a v á l v u l a . T a n t o l a a b e r t u r a d e l a válvula como la caída de presión varían debido al hecho de que la posición de la válvula está cambiando constantemente. La caída de la presión depende del p r o c e s o y d e e l t r a z a d o d e l a t u bería. El viaje de la válvula, en porcentaje, es ploteado contra el flujo resultante. Se plotea una curva utilizando numerosas caídas de presión fijadas. A través de una válvula de control no se encuentra una caída de presión constante y por esta razón de b e n t o m a r s e e n c o n s i d e r a c i ó n l a s c a r a c t e r í s t i c a s d e l a v á l v u l a y e l proceso para proporcionar una performance total combinada. La selección de la característica de la válvula es una de las consideraciones más importantes en el diseño de un circuito. Un des e q u i l i b r i o g r a n d e e n t r e l a c a r a c t e r í s t i c a d e l p r o c e s o y la válvula ocasionará inestabilidad en el circuito y será difícil mantener el control de la variable del proceso.

Las características de flujo lineal son directamente proporcionales al cambio en la posición del vástago en la válvula, asumiendo una caída de presión constante. Con un 60% del viaje del vástago de la válvula, la válvula pasará 60% de su Cv rateado. L a s c a r a c t e r í s t i c a s d e f l u j o d e i g u a l p o r c e n t a j e son diferentes a las características lineales. Idealmente, para incrementos iguales del viaje del tapón de válvula, el cambio en la rata de flujo con respecto al viaje puede ser expresado como un porcentaje constante de la rata de flujo al momento del cambio. La rata de flujo es relativamente pequeña cerca de la posición cerrada y grande cuando la válvula está completamente abierta. La característica resultante es una relación entre el flujo y la carrera cuando la válvula es sometida a condiciones de presión variables en un proceso dinámico.

Capacidad de una Válvula de Control La capacidad de la válvula debe ser ajustada a espera un buen control. la unidad que describe Cv. Cv = es definida como el número de U.S. fluirán a través de una válvula completamente presión de 1 psi a través de la válvula.

las condiciones del proceso si se la capacidad del flujo es llamada galones de agua por minuto que abierta cuando hay una caída de

El tamaño de la válvula de control es importante por muchas razones. La e c o n o m í a puede tener un impa c t o . S i l a v á l v u l a e s d e m a s i a d o g r a n d e s e r á m á s costosa y no tendrá suficiente resistencia al flujo, excepto en una parte estrecha limitada de la carrera de la válvula. Si la válvula es demasiado pequeña no p a s a r á e l f l u j o n e c e s a r i o , a u n s i e s t á c o m p l e t a m ente abierta. E l c o n t r o l es muy importante para la producción de un producto. Las válvulas demasiado pequeñas no surtirán la rata de flujo diseñada y, por lo tanto, tendrán un rango de control limitado. La habilidad de las válvulas para controlar la variabl e del proceso se verá comprometida cuando la válvula sea demasiado grande y ocasionará que la válvula se estrangule cerca de la posición cerrada. Cuando la válvula opera cerca de su posición cerrada, se aumenta la velocidad del fluido del proceso y esto causará erosión y arrastrará las partes internas. Tamaño de Cv para líquidos, gases, vaho y vapores: Q o W

=

G Tf ?P P1

= = = =

P2

=

V

=

Rata de flujo en GPM (líquido), SCFH (gases), Lbs/h (vapores) Gravedad específica Temperatura que fluye, en grados Rankine (grados F + 460) Caída de presión, en psi (P1 – P 2 ) Presión corriente arriba en la entrada de la válvula, en psi absoluto Presión corriente abajo en la descarga de la válvula, en psi absoluto Volumen específico corriente abajo, en pies cúbicos por libra

¡¡IMPORTANTE!! Se coloca una limitación en un valor de ?P utilizado para la clasificación por tamaño del vapor y el gas. La presión delta nunca debe exceder a la mitad de la presión de entrada absoluta (P1) aunque la válvula absorberá hasta el mil por ciento de la presión de entrada. Debajo se muestran las fórmulas para calcular Cv para líquido, gas y vapor. G 1. L í q u i d o s : C v = Q ?P

Q

Tf x G

1360

?P(P2)

2. G a s e s : C v =

W

v

63,2

?P

3. V a h o y V a p o r e s : C v =

Determinación de la Presión de Caída a través de la Válvula Determinar la presión de caída de estrangulamiento no es una tarea fácil. La presión caída a través de la válvula es determinada por cualquier exceso de presión dejada en el sistema. Esto se muestra gráficamente utilizando el método de gradiente hidráulico. La Figura V- 18 muestra un diagrama de la apariencia de u n g r a d i e n t e d e p r e s i ó n . A r a t a de flujo máximo , p l o t e a r l a p r e s i ó n e s t á t i c a d e l fluido contra la localización física de las presiones a lo largo del sistema. Plotear la presión transmitida y la restante de izquierda a derecha, luego detenerse en la válvula de control. la diferencia entre estos dos puntos finales es la caída de p r e s i ó n q u e l a v á l v u l a d e c o n t r o l d e b e m a n t e n e r a f l u j o m á x i m o . A flujo mínimo la presión de salida de la bomba es mayor que a flujo bajo. A velocidad de fluido más baja, la presión que se pierde a través de la tubería y de los encajes será menor que a flujo máximo. Esto aumenta la presión transmiti da a la entrada de la válvula de control y disminuye la presión requerida en la salida de la válvula de control. la clasificación por tamaño de la válvula siempre se hace a rata de flujo máxima y a caída de presión mínima.

Cavi t a c i ó n y C e n t e l l e o Bajo condiciones normales, el fluido que pasa a través de una válvula producirá una caída de presión. El orificio o abertura a través de la válvula ocasiona un fenómeno corriente abajo desde la abertura de la variable llamado la vena co ntraída . L a v e n a c o n t r a í d a e s e l p u n t o e n e l c u a l l a v e l o c i d a d d e f l u i d o e s l a mayor y la presión cae a su valor más bajo dentro del cuerpo de la válvula. Más corriente abajo en la válvula, la presión del fluido se recuperará parcialmente y l a p r e s i ó n d e la l í n e a t a m b i é n s e r e c u p e r a . L a F i g u r a V- 1 9 i l u s t r a l a c a í d a y recuperación de la presión cuando el fluido entra en la válvula en forma de líquido y permanece líquido a medida que pasa a través de la válvula y sale de ella.

Centelleo El centelleo es una condición en la que el fluido del proceso entra en la válvula en forma de líquido; cuando la presión cae por debajo de la presión de vapor, el f l u i d o c e n t e l l e a . L a p r e s i ó n n o s e r e c u p e r a y e l v a p o r s a l e d e l a v á l v u l a . Es t a condición es llamada centelleo. El líquido entra en la válvula en forma de fluido, se convierte en vapor y deja el cuerpo de la válvula en forma de vapor. la Figura V- 20 muestra un ejemplo de centelleo.

C a v i ta c i ó n Existe una tercera c o n d i c i ó n l l a m a d a c a v i t a c i ó n . E s t a o c u r r e c u a n d o l a c a í d a d e presión a través del orificio resulta primero en que la presión sea más baja que la presión de vapor del líquido y luego recuperándose hasta un punto por encima d e l a p re s i ó n d e v a p o r . e l f l u i d o e n t r a e n l a v á l v u l a e n f o r m a d e l í q u i d o , s e convierte en vapor y luego regresa al líquido al salir de la válvula. La recuperación de la presión causa una implosión formada en la vena contraída, lo q u e o c a s i o n a d e s g a s t e d e l a s p a r t e s i n t e r n a s d e l a v á l v u l a . L a F i g u r a V -2 1 muestra un ejemplo de cavitación.

Cuando se clasifican por tamaño las válvulas deben tomarse en consideración el centelleo y la cavitación. Si no son consideradas, puede tener lugar un rápido deterioro de la válvula. La cavitación también puede ser fuente de ruidos muy altos no deseados.

Fluctuabilidad de la Válvula Definición: La controlable.

relación

del

flujo

máximo

controlable

con

el

flujo

mínimo

Cv Mínimo y Máximo se calcula cuando la válvula es clasificada por tamaño. si la relación de máximo a mínimo cae dentro de la fluctuabilidad de la válvula para la válvula seleccionada esta debe funcionar adecuadamente. Como se estableció previamente, la válvula debe manejársel as con presiones altas. La válvula de globo es la mejor, la de bola es la siguiente y la de mariposa y Saunders no hacen un buen trabajo. Si los requerimientos de fluctuabilidad excluyen el uso de una válvula particular, pudieran ser necesarias válvulas de control en secuencia. Las válvulas están físicamente conectadas en paralelo. La fluctuabilidad total será la relación de los Cvs mínimo controlable de la válvula más pequeña con los Cvs máximo combinado de ambas válvulas. El Cv máximo de la válvula más p equeña debe ser por lo menos igual al Cv mínimo controlable de la válvula más grande. La siguiente es una fórmula que muestra la relación entre la fluctuabilidad instalada y en anaquel. R1

=

Fluctuabilidad instalada

RS

=

Fluctuabilidad en anaquel

?P Mín. R1 = Rs ?P Máx.

Características de válvulas sugeridas y su uso Para la estabilidad sobre el rango de control total, los circuitos de control requiere que el flujo sea proporcionalmente uniforme a la salida del controler. Las tuberías y encajes están sometidos a pérdidas por fricción y la presión de la bomba disminuye a medida que aumenta el flujo. Esto crea una presión diferencial variante a través de la válvula y por esta razón se utiliza una c a r a c t e r í s t i c a d e i g u a l p o r c e n t a j e . C u a n d o ex i s t e u n a p r e s i ó n d i f e r e n c i a l constante, utilizar características lineales con todas las válvulas excepto con el control de temperatura. Una característica de válvula mal aplicada causa cambios en la sensibilidad de la válvula sobre el rango de control. cuando se utilizan las características erróneas con guarnición de igual porcentaje, el resultado es una sensibilidad aumentada a ratas de flujo altas y sobreamortiguación a ratas de flujo más bajas. La lineal mal aplicada muestra el efecto opuesto. Las recom endaciones son tan buenas como el análisis hidráulico de las condiciones de presión en el sistema.

Factores de Selección Factores ambientales: La válvula debe ser capaz de manipular materiales c o r r o s i v o s , a b r a s i ó n , t e m p e r a t u r a y p r e s i ó n . E l t a m a ñ o co r r e c t o d e l a v á l v u l a e s determinado utilizando la válvula más pequeña por la cual pasará el flujo máximo necesario. Una válvula seleccionada con este criterio proporcionará la mejor e s t a b i l i d a d y e c o n o m í a . L a s t a s a c i o n e s d e C v v a r í a n p a r a u n t a m a ñ o d e v á l vula dado. La válvula de mariposa tiene la tasación Cv más alta. la válvula de bola es la siguiente. Las válvulas de globo y Saunders tienen las tasaciones Cv mínimas para un tamaño dado.

Correcciones de la Viscosidad S i e l f l u i d o e s v i s c o s o , l a s i t u a c ió n s e r á m a n e j a d a d e l a s i g u i e n t e m a n e r a : S i s e calcula que el Número Reinolds es mayor de 2000, entonces es necesario realizar una corrección en el ? P calculado. El tamaño de la válvula aumentará con la viscosidad.

Calcular el Número Reinolds

(3, 1 6 0 ) ( G P M ) R= (D)(Centistokes) D = Dentro de la tubería

* * * L a F i g u r a V -2 2 n o d e b e s e r u t i l i z a d a p a r a c á l c u l o s r e a l e s C u a n d o s e u t i l i z a l a F i g u r a V -2 2 p a r a c a l c u l a r e l t a m a ñ o d e u n a v á l v u l a , p r i m e r o se calcula el Cv requerido a rata de flujo máxima. A rata de flujo máxima, el método práctico es que la válvula debe estar 65 por ciento abierta. Dibujar una línea desde el Cv calculado hacia arriba y hacia la izquierda hasta el 65 por ciento. La intercepción de dos líneas da el tamaño de la válvula en pulgadas.

Problemas de Clasificación por Tamaño de la Válvula P r o b l e m a 1: Una válvula de control está regulando líquido de un tanque. El nivel de agua va a s e r c o n t r o l a d o a un n i v e l d e 1 8 p i e s p o r m e d i o d e l c o n t r o l d e l f l u j o d e s a l i d a . E l f l u j o d e e n t r a d a m e d i d o v a r í a d e 0-5 0 G P M

Se asegura que el flujo de salida máximo sea el flujo de entrada máximo o 50 GPM. Un pie de agua = 0,4335 psi, con un nivel de t a n q u e c o n t r o l a d o a 18 pies. Calcular la caída de presión a través de la válvula.

P = 18 x 0,4335 = 7,803 psi G Cv = Q ?P Q ?P G

= = =

Rata de flujo en U.S. GPM Presión diferencial, en psi Gravedad específica

1 Cv = 50gpm

= 17,899 7,803

U t i l i z a r l a F i g u r a V- 2 1 p a r a d e t e r m i n a r l a v á l v u l a a u t o m á t i c a m á s p e q u e ñ a q u e hará el trabajo. Una válvula de igual porcentaje de 2” debería hacer el trabajo.

Problema 2 En vez de que la válvula descargue su producto a la atmósfera, suponer que lo descarga a un segundo tanque con una cabecera de 12 pies. Suponer la misma rata de flujo máxima de 50 GPM

Flujo de entrada máximo =

50 GPM

Flujo de salida máximo

50 GPM

=

?P = (18 pies – 1 2 p i e s ) ( 0 , 4 3 3 5 ) = 2 , 6 0 1 p s i

G Cv = Q

1 =

?P

50GPM

= 31,003 2,601

Utilizando la Figura V- 21, la válvula más pequeña aceptable sería:

Válvula de 2 ½” de igual porcentaje

P r o b l e m a 3: Calcular el tamaño de una válvula de control requerida para revelar el flujo de gas natural a través de una línea de tubería de 6 pulgadas cuando existen las siguientes condiciones P1

=

?P = P2 = ( P 1-? P )

Presión operativa corriente arriba 275 psi absoluto Presión máxima corriente arriba 300 psi absoluto Caída de presión operativa a través de la válvula 40 psi Presión corriente abajo 235 psi absoluto

Temperatura operativa del gas Temperatura máxima del gas Q=rata de flujo máxima Rata de fl u j o n o r m a l Rata de flujo mínima G

= = = = = =

Q

Tf x G

1360

?P(P2)

75 grados F 100 grados F 2.000.000 SCFH 1.300.000 SCFH 1.000.000 SCFH Gravedad específica a temperatura operativa (70 grados F = 0,7)

Cv =

Tf = 75 grados F + 460 = 535 grados R

2,000, 0 0 0

535 grados R x 0,7

Cv =

= 293,53 1,360

(40)(235)

Una válvula de igual porcentaje de 8” hará el trabajo.

Problema 4 Determinar el tamaño de la válvula de control para el intercambiador de calor. U t i l i z a r l o s si g u i e n t e s d a t o s .

Presión de vaho máxima Presión de vaho normal Presión del agua máxima Presión del agua normal Temp. del agua de entrada Temp. del agua de salida Rata de flujo de agua máxima Rata de flujo normal Tamaño de cabezal de Tubo del Vaho

120 psi = 135 PSIA 85 psi = 100 PSIA 70 psi 60 psi 50 grados F 150 grados F 50 GPM 40 GPM 4 pulgadas

BTU por minuto agregados al agua

= = = =

(? F ) ( G P M ) ( l i b r a s / g a l ) (100 grados F)(50 x 8,3) 41.500 BTU/min 2.490. 0 0 B T U / h o r a

El vapor rinde 1000 BTU/lb cuando está condensado

2,490,000 = 2,490 Lbs de 1,000

W

8,514

Cv =

2,490 =

63,3

100/2

Cv = 39,34 x 0,41265 = 16,234 Una válvula de 2 ” h a r á e l t r a b a j o

= 0,17028 63,3

Problema 5 Agua de alimentación de caldera, precalentada a 300 grados F, entra en el tambor de vapor a una rata de alimentación máxima de 100.000 libras por hora. La bomba de agua de alimentación p r o d u c e u n a p r e s i ó n d e 1 0 0 0 p s i y l a c a í d a de presión a través de la válvula a flujo total, es de 250 psi.

Encontrar primero la gravedad específica = 0,01745 pie/lbm Densidad = 1/0,01745 = 57,31 lb/pie

3

3

57,31 Gravedad Específica =

= 0,9188 62,37

La rata de agua de alimentación de 100.000 lbs/h de vaho es condensado a agua. Para convertir a galones/min. de agua a través de la válvula.

3

100,000 lb/hr 5 7 , 3 0 ft/lb

7,481 g/ft x

3

= 217,559 gpm 60 min/h

G Cv = Q

0,9188 = 217,559 =

AP

= 250

Cv = 13,19 Una válvula de globo de 1½” hará el truco.

Notas: Proporcional - ¿ Qué tan alejada está la variable del proceso del punto fijado? Integral - ¿Cuánto tiempo ha existido la diferencia entre el punto fijado y la medición del proceso? Derivada - ¿Qué tan rápido está cambiando la desviación? G a n a n c i a – La recíproca de la ac c i ó n p r o p o r c i o n a l R e s e t e o – La recíproca de la acción i n t e g r a l . Rata – La recíproca de la acción derivada. El control proporcional opera sobre la Cantidad de Error. El control integral opera sobre el Tiempo de Error. E l c o n t r o l d e r i v a d o o p e r a s o b r e l a R ata de Cambio del Error. El control on/off opera sobre la Presencia de Error. 4 -2 0 m a , 1- 5 v o l t i o s D C y e l t e r m o p a r n o p u e d e n s e r u t i l i z a d o s e n u n c o n t r o l e r d i g i t a l S t a n d-Alone. En un controler solamente proporcional la ganancia e v e n t u al m e n t e q u e e l p r o c e s o p a s e p o r u n c i c l o.

ascendente

causará

U n c o n t r o l e r b i e n s i n t o n i z a d o l o g r a r á l a g a n a n c i a d e e s t a d o e s t a b l e e n 4 ciclos.

RESPUESTAS DEL CONTROLER La respuesta más básica del controler es actuar en el modo de acción directa o en el modo de acción reversa. Si la variable del proceso aumenta por encima del punto fijado y esto causa que aumente la salida, entonces esto sería un ejemplo de acción directa. Una disminución en la medición con respecto al punto fijado, en este caso causará que la salida disminuya. Si la medición aumenta por encima del punto fijado y esto a su vez disminuye la salida, la respuesta del controler se convierte entonces en acción reversa. En cualquier dirección que se mueva la salida, la válvula debe moverse en una dirección que se oponga al cambio en la medición. Si esto no ocurre, habrá un escape en el proceso. Una vez que se ha seleccionado la acción directa o reversa, las cuatro respuestas del controler son: on/off, banda proporcional o ganancia, acción integral (reseteo) y acción derivada (rata). El control on/off tiene dos posiciones. La salida del controler es mínima o máxima, lo que coloca el elemento de control final en la posición cerrada o en la posición abierta. Por ejemplo, si el nivel cae por de bajo del punto fijado, la válvula se abre. Cuando la medición va por encima del punto fijado, la válvula se cierra. En este caso la acción del controler es reversa. Este tipo de control causa la oscilación constante de la variable del proceso y el controler no puede balancear uniformemente el suministro y la demanda. Los ciclos rápidos pueden causar que el proceso se trastorne y que ocurra excesivo desgaste y desgarramiento en el equipo. Si el tiempo de ciclo es largo y el control on/off no e s u n p r o b l e m a es t e m é t o d o d e c o n t r o l p r o p o r c i o n a r á l a a c c i ó n c o r r e c t i v a apropiada. Los sistemas de calefacción para el hogar son un buen ejemplo de un c o n t r o l o n / o f f . L a F i g u r a C- 1 m u e s t r a u n e j e m p l o d e l o q u e e s u n c o n t r o l o n / o f f .

La banda proporcional o ganancia proporciona una manera de cambiar el factor de multiplicación de un controler. Todo proceso tiene ganancia de circuito. Cuando se aplica ganancia de controler en el proceso de sintonización, se agrega ganancia hasta que cada ciclo logra la misma amplitud. Esta condición es llamada sensibilidad última, banda proporcional última o ganancia última. E n este punto, la ganancia es reducida por un factor de dos y esto amortiguará la o s c i l a c i ó n p a r a l o g r a r e l b a l a n c e . L l e v a n d o e l p r o d u c t o d e la g a n a n c i a d e l controler y la ganancia del proceso (Kp x Kc = 0,5) a una ganancia total de aproximadamente 0,5 se producirá la amortiguación de un cuarto de la amplitud. Esto se observa cuando cada ciclo repetido es ¼ de la amplitud del anterior. La F i g u r a C- 2 m u e s t r a u n e j e m p l o d e a m o r t i g u a c i ó n d e u n c u a r t o d e l a a m p l i t u d o disminución.

Banda Proporcional versus Ganancia Otra manera de describir la banda proporcional es cuánta entrada debe aplicarse para causar qu e la salida cambie en 100%. Si un cambio de 100% en la entrada causa un cambio de 100% en la salida, se dice que la banda proporcional es de 100%. Si un cambio de 50% en la entrada causa un 100% de cambio en la salida, se dice que la banda proporcional es de 50%. Si la entrada pudiera cambiar teóricamente en un 200% y a su vez cambiara la salida en un 100%, se diría entonces que la banda proporcional es de 200%. Si el factor de multiplicación del controler es definido en términos de ganancia, debajo se mues tra la relación entre la banda proporcional y la ganancia.

100% Ganancia =

O % de Banda Proporcional

% de Banda Proporcional x Ganancia = 100%

Por lo tanto: Una Ganancia de 0,5 = Una Banda Proporcional de 200% Una Ganancia de 1 = Una Banda Proporcional de 100% Una Ganancia de 2 = Una Banda Proporcional de 50% La banda proporcional es la recíproca de la ganancia multiplicada por 100%. La ganancia y la B.P. parecen estar moviéndose en direcciones opuestas en lo concerniente a los números. La relación entre la ganancia y la B.P. es inversa, a medida que aumenta el número de ganancia, el número de la banda proporcional disminuye. Aumentar la banda pr oporcional disminuye la ganancia. Existen dos características básicas que distinguen entre el controler solamente proporcional o de ganancia. Una, para cada valor proporcional la salida del controler será del 5 0 p o r c i e n t o s i l a m e d i c i ó n e s i g u a l a l p u n t o fijado. Dicho de otra manera, cuando el error entre el punto fijado y la medición es de cero, entonces la salida será de 50 por ciento sin importar la ganancia del controler. Y dos, cada valor de l a b a n d a p r o p o r c i o n a l d e f i n e u n a r e l a c i ó n ú n i c a e n t r e l a m e di c i ó n y l a s a l i d a . L a F i g u r a C-3 m u e s t r a l a r e l a c i ó n e n t r e l a s a l i d a v e r s u s l a e n t r a d a d e l c o n t r o l e r cuando se cambia la banda proporcional o ganancia.

Cambio de la Banda Proporcional

B a n d a P r op o r c i o n a l y s u R e l a c i ó n c o n l a E s t a b i l i d a d Para cualquier circuito de control automático, existe un valor de banda proporcional que funciona mejor a una rata particular. Cuando se reduce el número de la banda proporcional, la respuesta del controler a la medición se hace mayor o el controler se hace más sensible. En algún punto, la respuesta del controler será lo suficientemente grande para ocasionar un ciclo de medición constante. Cuando la amplitud de cada es la igual, esta condición es denominada l a “se n s i b i l i d a d ú l t i m a ” . S i l a g a n a n c i a d e u n c o n t r o l e r p a r a l l e g a r a u n c i c l o d e amplitud igual es de 2 (B.P. = 50 por ciento), entonces dividir esa ganancia entre 2 deja una ganancia de 1, entonces esto proporcionará una amortiguación de un cuarto de la amplitud. Amortiguación de un cuarto de la Amplitud es el modelo que Zeigler – Nichols creó en 1942. El decaimiento del cuarto de la amplitud es una indicación visual de qué tan bien está trabajando el proceso y esto logrará el control tan rápidamente como lo p ermita el proceso. Determinar la banda proporcional o ganancia es parte del proceso de sintonización. El ajuste apropiado puede observarse por medio de la respuesta de la medición después d e u n t r a s t o r n o . L a F i g u r a C- 4 m u e s t r a u n e j e m p l o d e a m o r t i g u a c i ó n de u n c u a r t o de la amplitud.

Desplazamiento Una consecuencia de la ganancia o del control solamente proporcional es el d e s p l a z a m i e n t o. E s t o s i g n i f i c a q u e e l c o n t r o l e r s o s t e n d r á l a m e d i c i ó n a u n v a l o r d i f e r e n t e a l p u n t o f i j a d o cu a n d o e l s i s t e m a e s b a l a n c e a d o . L a F i g u r a C- 5 m u e s t r a un ejemplo para un controler solamente proporcional.

La aceptabilidad del control solamente proporcional es si el operador puede vivir o no con el desplazamiento entre la med i c i ó n y e l p u n t o f i j a d o . E l d e s p l a z a m i e n t o es necesario para producir la salida apropiada para balancear suministro y demanda. Si es importante que no haya diferencia entre la medición y el punto fijado bajo todas las condiciones de carga, entonces debe agregarse la acción integral (reseteo) de manera que la válvula pueda lograr posiciones intermedias. Esto significa que cuando la medición es igual al punto fijado, la salida del controler puede ser cualquier valor. Recordar, para un controler solamente p r o po r c i o n a l , c u a n d o l a m e d i c i ó n e s i g u a l a l p u n t o f i j a d o , l a s a l i d a e s 5 0 p o r ciento y la acción integral permite que la salida se logre en posiciones intermedias. Los modos integral y derivado no funcionan por sí mismos. Funcionan en combinación con la banda proporcional o ganancia. El control de banda proporcional o de ganancia es la base para el controler de dos o tres m o d o s . L a F i g u r a C- 6 m u e s t r a u n e j e m p l o d e u n c o n t r o l s o l a m e n t e p r o p o r c i o n a l .

F i g u r a C-6

Demostración de Circuito Abierto El modelo utilizado para definir tanto la respuesta integral como la derivada será una demostración de circuito abierto. Esto significa que la medición será llevada p o r e n c i m a d e l p u n t o f i j a d o y m a n t e n i d a m i e n t r a s s e ob s e r v a l a s a l i d a . P a r a q u e un circuito de control sea cerrado, debe contener un controler, un transmisor, un elemento de control final y un proceso. Esta demostración utiliza una fuente de m i l i a m p e r i o s c o m o s u e n t r a d a , u n a m p e r í m e t r o p a r a m e d i r l a s a l i d a de l c o n t r o l e r y no hay proceso. Esencialmente el circuito es abierto sin . La Figura C -7 m u e s t r a c ó m o s e v e l a p r u e b a a r r e g l a d a p a r a u n a r e s p u e s t a d e c i r c u i t o abierto.

Acción Integral o de Reseteo E n l a Fi g u r a C -8 s e m u e s t r a l a r e s p u e s t a d e c i r c u i t o a b i e r t o d e a c c i ó n i n t e g r a l . A medida que el operador induce un cambio de paso, la acción proporcional es la p r i m e r a r e s p u e s t a s e g u i d a p o r u n a a c c i ó n i n t e g r a l . L a F i g u r a C-8 m u e s t r a u n e j e m p l o d e e s t a r e s p u e s t a. S i e m p r e y c u a n d o l a m e d i c i ó n p e r m a n e z c a e n e l punto fijado, no habrá cambio en la salida como consecuencia de la acción integral. La acción integral causará que la salida cambie cuando exista un error y c o n t i n ú a c a m b i a n d o m i e n t r a s e x i s t a e l e r r o r . E s t e mo d o c a u s a r á q u e l a s a l i d a cambie hasta que la posición apropiada de la válvula mantenga la medición en el punto fijado bajo cargas variantes. Como se estableció previamente, la banda proporcional o ganancia es la base para el controler de dos o tres modos . La acción integral es integrada a la banda proporcional y en la Figura C - 8 se muestra la curva de respuesta para un controler Proporcional más Integral. Un cambio de paso en la medición causa primero una respuesta proporcional y luego la acción integral comienza a tener efecto en la salida del controler. Los ajustes integrales determinan qué tan rápido cambia la salida como función de tiempo.

La cantidad de acción integral es medida en minutos/repetición o r e p e t i c i o n e s / m i n u t o . U n a r e pe t i c i ó n e s l a c a n t i d a d d e t i e m p o q u e l e t o m a a l controler repetir la acción proporcional. Si la respuesta integral del controler es definida en términos de minutos/repetición, el ajuste determina cuántas repeticiones de la acción proporcional son generadas por el modo integral en un minuto. Para este tipo de controler, mientras más pequeño sea el número integral más rápida será la respuesta integral o más rápido será el cambio en la salida con respecto al tiempo. La cantidad apropiada de acción integral depende de cuán rápido pueda responder la medición al viaje de válvula adicional que causa. Un controler no debe propulsar la válvula más rápido de lo que el tiempo muerto del proceso le permite a la medición para responder, o la válvula alcanzará sus límites a n t e s d e q u e l a m e d i c i ó n p u e d a s e r d e v u e l t a a l p u n t o f i n a l . L a v á l v u l a permanecerá en esta posición extrema hasta que la medición cruce el punto fijado donde el controler propulsará la válvula hasta su posición extrema opuesta. Esta condición es llamada c iclo límite. A veces la respuesta integral o de reseteo es llamada comando de retardo. Debe existir un error antes de que la válvula se mueva en respuesta al error. La acción de la válvula retarda en la cambio en la medición.

Acción Derivada o de Rata L a tercera respuesta encontrada en un controler es la acción derivada. Donde la respuesta proporcional responde al tamaño del error y el modo integral responde al tamaño y al tiempo de duración del error, la derivada responde a cuán r á p i d a m e n t e c a m b i a l a m e di c i ó n c o n r e s p e c t o a l p u n t o f i j a d o . M i e n t r a s m á s rápido cambie la variable del proceso más acción derivada es impuesta en la recolocación de la válvula. L a F i g u r a C-9 m u e s t r a u n a r e s p u e s t a d e r i v a d a y s u r e l a c i ó n c o n u n c a m b i o d e paso en la medición lejos del punto fijado. La medición cambia a una rata infinitamente rápida y el modo derivado del controler causa una espiga significativa en la salida que muere a tiempo después del paso.

E l s e g u n d o d i a g r a m a , l a F i g u r a C-1 0 , m u e s t r a l a r e s p u e s t a d e l m o d o d e r i v a d o a una medición que está cambiando a una rata uniforme. La salida derivada es proporcional al cambio de rata de este error. Mientras más grande sea la rata de cambio mayor será el cambio en la salida debido a la acción derivad a. La derivada mantiene su salida mientras la medición sea constante. La respuesta derivada es comúnmente medida en minutos. El tiempo derivado en minutos es el tiempo que el circuito abierto, respuesta proporcional más derivada, está por delante de la res puesta causada por la acción proporcional sola. La acción derivada es usualmente aplicada a la señal de medición solamente debido a que un simple cambio en el punto fijado causaría espigas en la salida cada vez que el operador hiciera un cambio en el punto fijado. La respuesta derivada a veces es llamada comando líder o de anticipación.

Las siguientes seis páginas muestran cómo una salida de controler responde a un cambio de paso en la entrada. Se muestran ejemplos de respuest a p r o p o r c i o n a l , i n t e g r a l y d e r i v a d a .

Notas: 1.

L a v a r i a b l e c o n t r o l a d a es una variable del proceso que va a ser mantenida a a l g ú n v a l o r d e s e a d o d e t e m p e r a t u r a , p r e s i ó n , n i v e l o f l u j o p o r m e d i o de l a manipulación de otra variable del proceso. 2. L a e n t r a d a a u n c o n t r o l e r q u e p u e d e s e r f i j a d a m a n u a l m e n t e , a u t o f i j a d a o programada para determinar el valor deseado en la variable controlada es l l a m a d a e l p u n t o f i j a d o. 3. L a v a r i a b l e m a n i p u l a d a e s l a p a r t e d e u n p r o c e s o q u e e s a j u s t a d a p a r a acortar la brecha entre el punto fijado y el valor de la variable controlada. 4. U n c a m b i o n o d e s e a d o e n u n a v a r i a b l e q u e t i e n d e a a f e c t a r a d v e r s a m e n t e e l v a l o r d e u n a v a r i a b l e c o n t r o l a d a n o r m a l m e n t e e s l l a m a d a u n a p e r t u r b a c i ón . 5. U n c i r c u i t o t í p i c o d e c o n t r o l d e f l u j o d e l f e e d b a c k t i e n e u n e l e m e n t o p r i m a r i o , un transmisor, un controler y un elemento de control final. El fluido que corre es la variable manipulada, medida y controlada. 6. C i r c u i t o e s u n a c o m b i n a c i ó n d e d o s o m á s i n s t r u m e n t o s i n t e r c o n e c t a d o s . 7. E l e m e n t o p r i m a r i o – d e t e c t o r e s o s e n s o r e s . 8. L a m a y o r í a d e l o s c o n t r o l e r s n e u m á t i c o s t i e n e n a l g ú n t i p o d e b o q u i l l a deflectora. 9. E s m u c h o m á s f á c i l c o o r d i n a r , c o n t r o l a r e i m p l e m e n t a r r e q u e r i m i e n t o s d e control interactivo con sistemas control digitales. 10. E l c o n t r o l d e r e l a c i ó n e s u t i l i z a d o a m e n u d o c u a n d o s e r e q u i e r e u n a m e z c l a específica de dos o más materiales diferentes. 11. U n d i s p o s i t i v o q u e c a m b i a l a m e d i c i ó n d e v a r i a b l e d e l p r o c e s o a u n a s e ñ a l que puede ser utilizada por un instrument o receptor a menudo es llamado transmisor.

SINTONIZACIÓN DEL CONTROLER Discusión El primer controler de conocido fue un regulador de volante utilizado en l a m á q u i n a d e v a p o r d e J a m e s W a t t s e n 1 7 7 5 . L a F i g u r a T U N- 1 m u e s t r a u n diagrama de bloque funcional de un circuito de control de . Un circuito de control de sintonizado inapropiadamente es de poco beneficio. Tratar con el comportamiento del tiempo de los circuitos de control puede ser muy frustrante e intimidante. Este capítulo explora un enfoque práctico de la sintonización. Puede experimentarse mucho acerca de la sintonización sin aprender primero el método de respuesta de frecuencia. Es más fácil entender o v i s u a l i z a r e l d o m i n i o d e t i e m p o c u a n d o es t á r e l a c i o n a d o c o n l a s i n t o n i z a c i ó n . L a precisión matemática se ha perdido, pero la idea de control está aun allí. Las reglas dadas son aproximadas y lo llevarán al centro del problema. Se favorece l a s i m p l i c i d a d a m p l i a s o b r e l a p r e c i s i ó n t é c n i c a . L a s r e gl a s c l á s i c a s p a r a l a sintonización del controler son relativamente sencillas. El enfoque práctico es entender cómo la sintonización afecta la performance del circuito. Tener expectativas sobre cómo luce un buen control ayuda al sintonizador a hacer mejores juicios. La ganancia óptima proporciona el intercambio adecuado entre la velocidad de respuesta y el balance.

Los circuitos están definidos en parámetros de tiempo y cantidad. La idea de sintonización es tratar de emparejar o enc ajar los parámetros de tiempo y cantidad del controler con los parámetros de tiempo y cantidad del proceso. Esta operación es un poco como ajustar un traje a una persona (tamaño y longitud). La solución es lograr el mejor ajuste total, el ajuste exacto no es esencial.

La sintonización es una fase importante en la optimización de los sistemas de control automáticos. Las estrategias de control desiguales tendrán una pobre realización si son mal sintonizadas. La sintonización es una operación a p r o x i m a d a , n o pr e c i s a , “ S i n t o n i z a c i ó n g r u e s a , n o f i n a ” .

El Concepto de Sintonización Los parámetros de tiempo y cantidad óptimos del controler están relacionados con los parámetros de tiempo y cantidad del proceso. Las reglas de sintonización asumen que la meta es el c o n t r o l a j u s t a d o . L a v a r i a c i ó n d e l a m e d i c i ó n d e s d e e l punto fijado debe mantenerse tan pequeña en amplitud y tan corta en tiempo como sea posible. Si el flujo que entra varía rápidamente, el control de nivel ajustado puede pasar variaciones hacia el flujo que sale que pudieran ser indeseables. El plan del juego es absorber muchas de las variaciones del flujo que entra en la capacidad de un recipiente. Este concepto es llamado promediar el control del nivel. No hay explicación matemática para el ¼ de decai miento de la amplitud o amortiguación. Representa un compromiso entre la respuesta inicial rápida y el tiempo de alineación rápida. En un controler de modo dos o tres hay un sinnúmero de ajustes que producen una amortiguación de amplitud de ¼ cada con un p eríodo diferente. Sólo la correcta combinación de PID llevará la medición de regreso al punto fijado en la menor cantidad de tiempo. Ensayo y error (sintonización de oscilación y picadura) es el método de sintonización p r a c t i c a d o m á s c o m ú n m e n t e , q u e a s u ve z l o g r a l o s r e s u l t a d o s m á s i m p r e d e c i b l e s . L a F i g u r a T U N -2 m u e s t r a u n e j e m p l o d e d e c a i m i e n t o d e u n c u a r t o de la amplitud.

El criterio para un buen control puede variar. Se pudiera desear una respuesta s i n r e b a s a r l a l í n e a , n i a m o r t i g u ac i ó n c r í t i c a . P u d i e r a s e r d e s e a b l e l o g r a r u n a respuesta lenta y suave, o a la inversa, pudiera desearse una respuesta rápida donde la oscilación no representa un problema. En cada caso, primero debe d e t e r m i n a r s e l a c o n c e p c i ó n d e l p r o d u c t o c o n t r o l a d o e s p e r a do.

Concepto de Sintonización Un controler es una pieza de hardware localizada en un circuito de control de . Por conveniencia, todos los otros componentes son agrupados en términos de sus tiempos muertos y ganancias colectivos y son denominados “ t o d o l o d e m á s ” . L a F i g u r a T U N -3 m u e s t r a e l c o n c e p t o “ t o d o l o d e m á s ” . L o s totales de ganancia de un circuito determinarán el ajuste final de ganancia del controler. Las constantes de tiempo y los tiempos muertos caracterizan la dinámica de retardo de “todo lo demás” y dictan cuál será el valor ajustado de la integral y la derivada de tiempo. Antes de hacer los cálculos para encontrar los mejores valores para PID, deben encontrarse datos cuantitativos acerca de la ganancia total y de los retardos del proceso que están presentes, para balancear o sintonizar el circuito de control de . Los controlers no pueden ser prefijados en la fábrica, pero son sintonizados individualmente durante la comisión.

La Figura TUN - 4 m u e s t r a u n a m a n e r a m á s d e t a l l a d a d e o b s e r v a r u n c o n t r o l d e u n circuito de control de completo.

La comprensión de la performance del circuito incluye la comprensión del término “Período natural”. El período natural es el tiempo entre picos de ciclos consecutivos de una variable de proceso en minutos. Es importante que un controler sea capaz de lograr el PB último. La banda proporcional última es un valor exacto que inicia el ciclo u oscilación igual de la amplitud. A partir de este valor puede calcularse la banda proporcional o ganancia para producir el decaimiento de un cuarto de la amplitud o amortiguación. Es irrelevante el resultado del valor de ganancia; el resultado del período natural es muy significativo.

Si la perturbación tiene características crónicas pudiera no ser capaz de ayudar a estabilizar la variable del proceso, o complicar la estabilización.

¿Qué es un Buen Control? Un objetivo primordial de la sintonización es encontrar una ganancia óptima (Kc) o ( P B ) , t i e m p o d e r e s e t e o (Ti) en M/R o R/M y tiempo derivado (Td) para estabilizar la variable del proceso. Estos ajustes son uno de los procedimientos practicados con menos éxito y menos comprendidos utilizados en el trabajo diario. L o g r a r u n b u e n c o n t r o l d e u n p r o c e s o a o t r o p u ed e t e n e r p a r á m e t r o s d e t i e m p o y cantidad muy diferentes (ganancia, integral o derivada).

Modos de Control PID Cada modo introduce en el conroler de un parámetro de ajuste o de sintonización. Un controler puede utilizar uno, dos o tres modos. U n controler de modo sencillo utiliza solamente Kc, ganancia o banda proporcional. Para controlers de dos modos, hay dos ajustes: Kc (ganancia) y Ti (tiempo integral o reseteo). En un controler de tres modos hay tres ajustes: Kc (ganancia), Ti (tiempo integ ral) y Td (tiempo derivado).

Performance del Circuito de Control y del PID Los controlers tienen tres modos que definen su algoritmo de control. La Banda Proporcional cambia la salida en una cantidad proporcional a los cambios en el error. La banda prop orcional es el cambio porcentual en el error requerido para cambiar la salida en un 100 por ciento. PB es la inversa de la ganancia del controler multiplicado por 100. Si la ganancia del controler aumenta, el d e s p l a z a m i e n t o d i s m i n u y e , m i e n t r a s q u e l a o s c i la c i ó n a u m e n t a . S i l a g a n a n c i a e s acrecentada de manera que las oscilaciones sean de igual amplitud, puede determinarse el período natural del circuito. El período natural del circuito depende de la dinámica del proceso y de los componentes de instrumentos que conforman el circuito de control. si las oscilaciones crecen en amplitud, el período de medición será más corto que el período natural. Si el ciclo decae en amplitud, el período de medición es más largo que el período último. Modo integral (reseteo) – La salida es cambiada por medio de una cantidad proporcional a la integral del error. La acción integral retarda el modo proporcional por medio de una cantidad igual al tiempo integral. La ventaja de u t i l i z a r e l r e s e t e o c o n l a g a n a n c i a e s l a e l i m i n a c i ó n de l d e s l i z a m i e n t o . S i s e aumenta la acción integral, el deslizamiento se elimina más rápido, pero el proceso se vuelve oscilante. Si se disminuye la acción integral, las oscilaciones se desarrollan en un ciclo de reseteo en un período mucho más largo que el período natural. Modo derivado (rata) – La derivada o rata usualmente es utilizada con pocos circuitos. El ajuste mínimo es generalmente demasiado grande para la mayoría de los circuitos. La derivada amplifica el ruido. La derivada cambia la salida por

medio de una cantidad proporcional a la derivada del error. La rata a veces es llamada comando anticipador. Generalmente es utilizada para procesos de acción lenta. Por definición, el tiempo derivado es el tiempo requerido para que la contribución del modo proporcional iguale la contribución del modo derivado para un error de rampa. La derivada es un comando conductor. Si el tiempo derivado se aumenta demasiado, las oscilaciones se desarrollan en un ciclo de r a t a c u y o p e r í o d o e s m á s c o r t o q u e e l p e r í o d o ú l t i mo.

Cambio de la Ganancia y Cómo Afecta ésto la Sintonización Si el tipo de controler escogido está solamente en unidades de ganancia o banda proporcional, entonces cambiar la ganancia o banda proporcional del controler tendrá un efecto sobre la cantidad de deslizamiento y la estabilidad de la v a r i a b l e d e l p r o c e s o . L a F i g u r a T U N -5 m u e s t r a c ó m o s e v e r á e s t o c u a n d o s e observa un registrador. El primer paso es perturbar el proceso mientras se observa la salida registrada. Aumentar ahora la ganancia del cont roler desde un valor bajo a un valor más alto. Lo que muestra la curva de respuesta es que a medida que aumenta la ganancia, es deslizamiento se hace menor; sin embargo, la medición no alcanza el punto fijado. El circuito de control se hace menos estable y el proceso eventualmente oscilará o entrará en un ciclo.

La Relación entre ganancia y Banda Proporcional 100% PB = Kc (ganancia)

1.

La ganancia proporciona una respuesta instantánea a los cambios en la medición.

2.

En l a n e u m ó n i c a s i g u i e n t e ( K c ) ( e ) “ K c ” r e p r e s e n t a l a g a n a n c i a d e l controler en unidades de ganancia y “e” es el error entre la medición y el punto fijado.

3.

Mientras mayor es la ganancia del controler mayor será el cambio en la salida causado por el error.

4.

“P B ” n o p u e d e e l i m i n a r p o r s í m i s m o e l d e s l i z a m i e n t o c a u s a d o p o r l a perturbación o cambio en el punto fijado. El deslizamiento es el error inherente.

5.

Para calcular la salida del controler: m mo Kc e

= = = =

m = m o + Kce

Salida del controler B i a s d e l c o n t r o l e r ( us u a l m e n t e 5 0 % ) Ganancia del controler Error

6.

Aumentar la ganancia disminuye el deslizamiento, causando también oscilación si se aumenta demasiado. Esto es ocasionado por los retrasos en el tiempo en las señales a medida que viaja alrededor del ci rcuito y sobre la corrección por el controler a medida que se aumenta la ganancia. Cuando el es enviado de vuelta al controler en fase, esto crea inestabilidad.

7.

El deslizamiento es eliminado agregando “integral” o “reseteo”.

A g re g a r R e s p u e s t a I n t e g r a l Cuando se agrega integral, se elimina deslizamiento de estado estable. Si se aumenta la acción integral o reseteo el proceso también oscilará y el período de oscilación se hace más corto. La integral elimina deslizamiento mediante la acumulación de error sobre tiempo. El reseteo es una integración del error de entrada. El valor de la variable manipulada m es cambiado a una rata proporcional al error e. Si se dobla la desviación sobre un valor previo, un elemento de control final se moverá dos veces más rápido. Cuando el error es cero, se detiene el movimiento del elemento de control final. Si existe una diferencia entre el flujo de entrada y el flujo de salida, estará representada por el término error o e. Si el flujo de entrada es mayor que el flujo de salida el nivel se eleva a una rata proporcional al error. En este caso el error es positivo. Si el flujo de salida es mayor que el flujo de entrada, el nivel cae a u n a r a t a p r o p o r c i o n a l a l e r r o r . E l e r r o r s e h a c e n e g a t i v o . L a ú n i c a ma n e r a d e q u e el nivel permanezca estable es que el flujo de entrada sea igual al flujo de salida en un punto donde el error sea igual a cero. Esto a su vez fuerza el error hasta cero en estado estable. Mientras más rápida sea la acción integral más rápido cambiará la salida del controler para un error dado. El término dado a una acción integral o reseteo de un controler es establecido en las unidades M/R, minutos por repetición, o R/M, repeticiones por minutos. El modo integral elimina el deslizamiento más lentamente que el modo proporcional debido a que debe actuar sobre un período de tiempo.

Agregar Derivada o Rata La derivada responde a la rata de cambio de error con respecto al tiempo. de Fórmula = Kc x TD dt TD = deri v a d a o r a t a d e t i e m p o La derivada funciona cuando la medición está cambiando con respecto al tiempo.

El Controler El controler calcula el error o diferencia entre la medición y el punto fijado. Los c o n t r o l e r s c a l c u l a n u n a s e ñ a l d e s a l i d a q u e e s t r a n s m it i d a a l e l e m e n t o d e c o n t r o l final basándose en la cantidad de errores. La banda proporcional o ganancia determina la cantidad que cambiará la válvula por cambio de unidad en la señal de error. Cuando la válvula cambia de posición esto cambia la variable manipulada. El control solamente proporcional proporciona buena estabilidad, respuesta muy rápida y es dinámicamente estable. En condiciones de estado estable, “el deslizamiento” es la única desventaja indeseable del controler solamente proporcional.

MÉTODOS DE SINTONIZACIÓN

Sintonización del Circuito Cerrado (el control está colocado en automático) El método de sintonización que será discutido es denominado el enfoque de “sensibilidad última” propuesto por Zeigler y Nichols en 1942. El término “último” describe la ganancia requerida que causa que un circuito se haga inestable y que cada ciclo sea de la misma amplitud. En este punto puede determinarse el período natural (Pn) de un circuito de control. cuando se ha logrado la oscilación, el período natural se convierte en el tiempo, en minutos, entre picos de ciclos consecutivos. Este término suena contrario, pero no lo es. A medida que aumenta la ganancia de un controler, la oscilación también lo hace (el controler está en automático). A medida que la ganancia aumenta continuamente, se alcanza un punto en el que las oscilaciones son de igual amplitud. Esta es la ganancia máxima permitida antes de que el circuito se vuelva inestable y crezca la amplitud de las oscilaciones. El período de tiempo entre ciclos s o s t e n i d o s d e o s c i l a c i o n e s e s d e n o m i n a d o “ p e r í o d o ú l t i m o ” . U n aumento en la ganancia a partir de este punto causa que la amplitud de la oscilación continúe aumentando.

Para Determinar la Ganancia Última y el Período Último 1.

Girar la integral y la deriva da hasta OFF.

2.

Colocar la ganancia del controler en un valor bajo y luego inducir una perturbación mientras se observa la respuesta (cambiar el punto fijado durante unos cuantos segundos y luego regresar al punto fijado original inducirá una perturbación).

3.

Colocar el controler en automático (el circuito está cerrado).

4.

Si la respuesta se amortigua, la ganancia del controler es demasiado baja (aumentar la ganancia).

5.

Cuando se ha logrado la ganancia apropiada, o las oscilaciones son de igual amplitud, esto indica que se ha logrado “la banda proporcional última” y “el período último”. Se utilizarán los neumónicos Su (sensibilidad última) y Pu (período último) para calcular los parámetros de control.

6.

E l p e r í o d o y g a n a n c i a ú l t i m o s s o n u t i l i z a d o s a h o r a p a r a d e te r m i n a r l o s ajustes del controler.

7.

Zeigler – N i c h o l s c o n c l u y e r o n , e n e l c a s o d e c o n t r o l e r s p r o p o r c i o n a l e s , que un ajuste del controler de ½ la ganancia última daría ¼ de la amortiguación de amplitud.

Fórmulas de Sintonización de Zieglar – Nichols para s i n t o n i z a c i ó n d e u n c i r c u i t o c e r r a d o

A j u s t e s d e l c o n t r o l e r d e m é t o d o p r á c t i c o p a r a c o n t r o l e r s P , P I , P D y P I D. Kc Ti Td Su

= = = =

Pu

=

Ganancia del controler (unidades de ganancia) Tiempo integral (minutos/repetición) Tiempo derivado (minutos) Sensibilidad última (ganancia requerida para lograr ciclos de igual amplitud) Período último (tiempo entre ciclos, en minutos)

Controler P Kc

=

0,5 Su

Controlers PI Kc Ti

= =

0,45 Su Pu/1,2

Controlers PD Kc Td

= =

0,6 Su Pu/8

Controlers PID Kc Ti Td

= = =

0, 6 S u 0,5 Pu Pu/8

Otras Reglas de Sintonización para la Sintonización de un Circuito Cerrado

1.

Girar Integral (reseteo) hasta OFF M/R (minutos por repetición) ajuste más alto R/M (repeticiones por minuto) ajuste más bajo

2.

Girar D e r i v a d a ( r a t a ) h a s t a O F F o h a s t a c e r o o a l a j u s t e m á s b a j o .

3.

Aumentar la ganancia hasta que el proceso inicie un ciclo o mantenga un pequeño ciclo sostenido. (PB último)

4.

La diferencia en minutos entre picos determina el período natural (Pn).

Kc Ti Td

= = =

Kcu/2 Pn Pn/8

Kcu Ti Pn Td

= = = =

Ganancia última o PB último Tiempo integral en minutos por repetición Período natural Tiempo derivado en minutos

Para aminorar problemas posteriores, reducir Kcu por 3 en vez de 2.

Modi f i c a c i ó n d e H a r r i o t t d e l M é t o d o d e B a n d a P r o p o r c i o n a l Ú l t i m a o d e l Método de Oscilación Amortiguada Otro Enfoque a la Sintonización de Circuito Cerrada

1.

Las oscilaciones sostenidas pudieran representar un problema para el proceso y el método último no pue de ser utilizado.

2.

Sólo la ganancia es ajustada hasta que se logre la amortiguación de ¼ de la amplitud utilizando los pasos relativos al método íntimo.

3.

Una vez que se obtiene la amortiguación de ¼, el período P de la respuesta Ti y Dt son calculados a partir de la información que se muestra debajo. Ti = P/1,5 Td = P/6

4.

Después de haber introducido Ti y Td, el ajuste de la ganancia es reducido para dar una amortiguación de ¼ de la amplitud.

Los métodos último y de oscilación amortiguada son una combinación de métodos científicos y de ensayo y error. Deben probarse muchos valores de ganancia antes de poder determinar la “ganancia última”. Esto puede ser perturbador para cualquier proceso. Mientras se somete a prueba el circuito, es posible perturbar un sist e m a c o m p l e t o . E s m u y i m p o r t a n t e s e r c o n s e r v a d o r cuando se trabaja con sintonización. Las operaciones no serán existosas si el proceso es inestable.

FIGURA TUN - 6 muestra paso a paso cómo analizar un circuito de control utilizando el método de sintonización de circuito cerrado.

Métodos de Sintonización de Circuito Abierto Todos los métodos de sintonización requieren de que se hagan algunos cambios inestables en un circuito de control para obtener la información necesaria para sintonizar el circuito. Otras técnicas requieren solamente de una prueba y no de varias como en los métodos de circuito cerrado.

La Curva de Reacción del Proceso El pre - r e q u i s i t o p a r a q u e s e h a g a l a s i n t o n i z a c i ó n d e un c i r c u i t o a b i e r t o e s q u e se imponga una perturbación sencilla en el proceso. Los datos más decisivos acerca de la dinámica de un sistema pueden ser determinados utilizando los métodos de circuito abierto. Una curva de reacción es la reacción de la variable del proceso a un cambio de paso de la salida del controler. La curva de reacción del proceso es el comportamiento de “todo lo demás” o todos los componentes e n e l c i r c u i t o d e c o n t r o l d e l s i s t e m a . L a F i g u r a T U N -7 m u e s t r a u n e j e m p l o d e u n a c u r v a d e r e a c c i ó n.

¿Cómo Producir una Curva de Reacción del Proceso? 1.

La necesidad es incitar solamente una perturbación.

2.

Colocar el controler en manual. El controler no está en el circuito o el c i r c u i t o e s t á a b i e r t o c u a n d o e l p r o c e s o e s s o m e t i d o a prueba.

3.

Ajustar manualmente la posición de la válvula hasta la última salida cuando el controler estaba operando en automático.

4.

Estos métodos primero individualizan el proceso y luego se determinan los ajustes del controler a partir de los parámetros utilizados para caracterizar el proceso.

5.

Dejar que el sistema se estabilice.

6.

Es poco práctico caracterizar completamente un proceso, de manera que se emplean técnicas aproximadas.

7.

Una curva de respuesta es la réplica del proceso a un cambio de paso en la va r i a b l e m a n i p u l a d a o c a s i o n a d o p o r u n c a m b i o e n l a s a l i d a d e l controler.

8.

Iniciar un cambio de paso en la válvula. (3%, 5% cualquiera de los cambios que permita obtener información sin hacer que el circuito sea totalmente inestable). La experiencia es el profesor de este concepto.

9.

Registrar la curva de respuesta de la variable medida con un registrador de la velocidad de la variable para medir el tiempo con precisión.

10.

Regresar la válvula a su salida previa cuando se comenzó la prueba, luego r e g r e s a r e l c o nt r o l e r a a u t o m á t i c o . A h o r a s e u t i l i z a u n a c u r v a d e r e a c c i ó n registrada para determinar la información acerca de la dinámica del proceso. La información acumulada es utilizada para calcular los parámetros de sintonización de un controler de .

E s má s f á c i l o b t e n e r utilizando los métodos un retraso de tiempo aproximado por medio orden. Es fácil adquirir

hechos utilizando el método de curva de reacción que últimos. El método de circuito abierto más común es el de puro más un retraso de primer orden. Un sistema es de un retras o de tiempo puro más un retraso de primer esta información.

En procesos de acción lenta se utiliza un enfoque de circuito abierto para la sintonización. Para procesos de acción más rápida, tales como flujo y presión, un enfoque de circuito cerrado es más rápido. Esta rutina determina el retraso de tiempo puro más una aproximación de retraso de primer orden. La única diferencia entre estos dos métodos es el método utilizado para distinguir cómo se obtienen las constantes de tiempo de primer orden. El retraso de tiempo puro para “ajustes” es el mismo descrito previamente y es dado por:

FIT 2: to = Lr = tiempo muerto Los retrasos de la constante de tiempo de primer orden son dados por: F I T 2 : Tf 2 = T o 0,632 – To = 1 T C = i e s e l ti e m p o n e c e s a r i o p a r a a l c a n z a r e l 63,2% del valor final.

Las siguientes páginas muestran en profundidad cómo utilizar el método de sintonización de circuito abierto

Notas: 1.

En una prueba de la precisión de un comparador neumático con un medidor d e p r e s i ó n , l a s l e c t u r a s d e p r e s ió n d e l m e d i d o r d e p r u e b a s o n c o m p a r a d a s con las del medidor que es sometido a prueba en un número de puntos de prueba. Las lecturas de los puntos de prueba son realizadas a medida que se aumenta la presión y a medida que se disminuye la presión.

2.

El cierre de las válvulas de bloque de injerto de presión alta y baja, la ventilación del lado bajo hacia la atmósfera y la conexión y la aplicación al lado alto de una presión de calibración conocida son operaciones realizadas p a r a c h e q u e a r e l c e r o y e l t r a m o d e u na celda dP.

3.

Cuando se revisa la calibración de un instrumento, la primera información que se debe registrar son los datos de calibración antes del ajuste.

Aislamiento de un transmisor del proceso. ro 1 – Determinar que el ecualizador esté cerrado. do 2 – Abrir el ecualizador. ro 3 – Cerrar la válvula de presión baja. to 4 – Cerrar la válvula de presión alta. to 5 – Cerrar el ecualizador.

PROCEDIMIENTOS DE CALIBRACIÓN (para dispositivos que utilizan presión p a r a s i m u l a r l a m e d i ci ó n )

E l p r o p ó s i t o d e l c a p í t u l o , P R O C E D I M I E N T O S D E C A L I B R A C I Ó N, e s d e s c r i b i r l o s principios involucrados en la calibración de instrumentos que requieren del uso de presión de aire para simular la presión, el flujo o el nivel del proceso. Al culminar este capítulo, el lector tendrá una buena comprensión de los elementos básicos requeridos para calibrar los instrumentos de presión. Existen algunas definiciones atinentes a la calibración. Definiciones: Repetitividad – La habilidad de un instrumento para pr oducir el mismo valor de salida para una entrada repetida dada en la misma dirección. Esto está relacionado con la precisión del instrumento que es calibrado. Precisión – L a c a n t i d a d d e c u i d a d o y m a n o d e o b r a u t i l i z a d o s e n e l d i s e ñ o y c o n s t r u c c i ó n d e u n dispositivo. Histéresis – Del mismo valor de entrada, dando diferentes salidas, resulta un valor de salida diferente. Esto depende de si la medición es enfocada desde un valor alto o un valor bajo. Reproducibilidad – La cercanía o acuerdo entre las medici ones repetidas de la salida para el mismo valor de entrada en un período de tiempo, enfocado desde ambas direcciones. La reproducibilidad es medida normalmente como n o- r e p r o d u c i b i l i d a d e i n c l u y e l o s t é r m i n o s h i s t é r e s i s , b a n d a m u e r t a , d e s v i a c i ó n y repetitividad.

Características Estáticas – Variables que no cambian 1.

Precisión – La habilidad de un dispositivo para lograr y mantener una variable. Error estático – La diferencia entre valor real y la lectura del instrumento.

2.

Reproducibilidad – La habilidad de un instrumento para indicar o registrar valores idénticos cada vez que las condiciones sean las mismas. Desviación – Un cambio gradual en la salida aunque la señal de entrada permanezca siendo la misma.

3.

Sensibilidad – El cambio más pequeño al cual responde un instrumento. Zona Muerta – Rango en el cual un instrumento no responde.

Características Dinámicas – Variables que cambian 1.

Respuesta – La habilidad de un instrumento para seguir cambios. R e t a r d o – I n h a b i l i d a d d e u n in s t r u m e n t o p a r a s e g u i r c a m b i o s . T i e m p o Muerto – Período durante el cual un instrumento no responde.

2.

Fidelidad – Reproducción fiel de la variable medida. Error dinámico – La diferencia entre el valor cambiante y la lectura del instrumento.

Se discutirán los estándares primarios, los estándares secundarios, los estándares del taller y el uso de un simulador de proceso. Se utilizarán estándares susceptibles a ser detectados para calibrar con precisión los d i s p o s i t i v o s . E s t o e s e s e n c i a l s i s e q u i e r e q u e l a va r i a b l e d e l p r o c e s o s e a precisa. Esto a su vez ayudará a que haya una mejor calidad en el producto. Se cubrirán en profundidad los procedimientos utilizados para calibrar un instrumento de presión. La precisión de los dispositivos de medición del proceso y otros equipos deben ser validados para tener confianza de que el valor medido es el correcto. Para hacer esto, la calibración del equipo es realizada con estándares susceptibles a ser detectados. La calibración es el proceso de aplicación de entradas precisas conocidas a un dispositivo y la comparación de su salida con la entrada asociada, para determinar la precisión del instrumento sometido a prueba. La precisión del instrumento de calibración debe ser mayor que la del dispositivo que es calibrado.

Estándares de Calibración Los Instrumentos de Prueba son utilizados como un estándar de calibración. Un Estándar Primario es un instrumento de prueba en el cual se compara la precisión de todos los dispositivos calibrados. Este estándar es manten ido por la Oficina Nacional de Estándares en Washington DC. Un Estándar Secundario es un instrumento de prueba cuya precisión es rastreable directamente hacia el estándar primario. La mayoría de los laboratorios de calibración son laboratorios de estándares secundarios. Son utilizados para calibrar los estándares de taller utilizados por la industria alrededor del mundo. Un certificado que establece la precisión usualmente es bueno durante un año a partir del momento de la calibración. L o s E s t á n d a r e s d e Ta l l e r s o n r a s t r e a b l e s h a s t a e l e s t á n d a r s e c u n d a r i o . U n estándar de taller puede ser tan preciso como un estándar secundario o primario. El tipo de estándar utilizado no está completamente relacionado con la precisión del instrumento. Un calibrador puede ser de alta calidad y precisión de acuerdo con su especificación, pero al menos que el calibrador haya sido certificado como preciso, no se considera que sea un estándar secundario. Para que la c a l i b r a c i ó n s e a r e a l , l a m e d i c i ó n d e b e s e r r a s t r e a b l e h a s t a e l es t á n d a r p r i m a r i o . Situaciones particulares de calibración determinan el estándar a utilizar. Utilizar el calibrador apropiado para el rango requerido.

Simulación del Proceso Las calibraciones pueden hacerse de una de dos maneras. El instrumento puede s e r calibrado bien sea en el taller del instrumento o en el campo. Una revisión del cero puede ser realizada en el campo, pero una calibración completa requerirá de una ajuste del tramo. Esto se hace más fácilmente en el taller del i n s t r u m e n t o . L a s c a l i b r a c io n e s r e a l i z a d a s e n e l c a m p o p u e d e n s e r e f e c t i v a s s i s e utiliza un equipo de calibración portátil que sea preciso. Cada situación de calibración puede ser única en sí misma. La calibración requiere del uso de un dispositivo de medición de entrada y salida conocido y rastreable. Un ejemplo pudiera ser un calibrador neumático y un multímetro digital. La entrada de un instrumento es comparada con su salida. Los cambios precisos en la presión de aire utilizada en la calibración son suministrados por un regulado r de presión variable y un manómetro. Es muy importante utilizar el dispositivo de calibración apropiado para que de esta manera la calibración sea exacta.

Equipo de Calibración

Probador de Peso Muerto E l p r o b a d o r d e p e s o m u e r t o e s s i m i l a r a una prensa hidráulica en el sentido que puede proporcionar presiones que van desde unas cuantas libras por pulgadas cuadradas hasta muchos miles de libras por pulgadas cuadradas. Un probador de peso muerto es llenado con fluido hidráulico de peso ligero. Se conecta un desplazador a un tornillo o bomba y es utilizado para reducir el volumen interno cuando el pistón es girado hacia la cámara. La reducción en el volumen causa un incremento en la presión de la cámara. Reducciones ligeras en el volumen resultan en cambios relativamente altos en la presión, ya que el líquido en la cámara es esencialmente incomprimible. Cuando la presión actúa sobre el pistón anexado al eje que está acoplado a la mesa que sostiene las pesas, crea una fuerza lo suficientemente gra nde para vencer las pesas, el pistón levanta las pesas. La presión requerida para hacer que la pesa flote puede ser encontrada leyendo las instrucciones en la caja que contiene las pesas, o está escrita en cada pesa. Un probador de peso muerto hace las vec e s d e u n muy buen estándar de taller para calibrar tanto los transmisores como los medidores mecánicos. Por motivos de seguridad, la calibración de la presión alta debe realizarse con líquidos con un bajo volumen más que con aire comprimido. La liberación del aire comprimido puede hacerse peligrosa si se libera un gran volumen en un corto período de tiempo. La ruptura de un recipiente con aire comprimido en él puede ocasionar lesiones o la muerte. Para obtener resultados apropiados, es importante que todas las conexiones estén bien apretadas para evitar la pérdida de fluido, la cual resulta en pérdida de presión en el cilindro. El instrumento que es calibrado debe estar libre de fluidos del proceso, ya que pudieran contaminar el fluido hidráulico. Las pres i o n e s d e l p i s t ó n y d e l a c á m a r a n o d e b e n e x c e d e r l o s l í m i t e s e s p e c i f i c a d o s por el fabricante ya que el émbolo macizo pudiera volar fuera de la cámara creando un riesgo de seguridad para cualquier persona que esté en las c e r c a n í a s . L a F i g u r a P C- 1 m u e s t r a u n ejemplo de un probador de peso muerto.

Medidores de Prueba Los manómetros del tipo producción no son lo suficientemente precisos como para ser utilizadas como estándares de calibración debido a que su precisión puede ser no mejor que 3% a 5%. Los medidores de prueba especialmente fabricados están diseñados para dar precisiones entre ¼% a ½%. Los medidores de prueba diseñados para buscar exactitud son más precisos que los medidores de producción. La resolución de escala debe ser precisa hasta ¼% del rango. Este estándar de taller puede ser utilizado para calibraciones tanto en el taller como en el campo.

Manómetros Los manómetros son precisos y sencillos y pueden ser utilizados para c a l i b r a c i o n e s t a n t o e n e l t a l l e r c o m o e n e l c a m p o . No t i e n e n p a r t e s m ó v i l e s y n o requieren de calibración de sí mismos. El uso más común de un manómetro es para un estándar de taller; sin embargo, existen los manómetros de campo portátiles. Existen tres manómetros disponibles para calibración. Ellos son el manómetro de tubo en U, el manómetro de pozo y el manómetro de tubo inclinado. Algunas aplicaciones requieren de calibración precisa de la presión baja. A saber, aspiración de horno o una celda Dp utilizada para mediciones del flujo de a i r e . P a r a e s t a m e di c i ó n d e b e u t i l i z a r s e u n m a n ó m e t r o d e t u b o i n c l i n a d o . U n manómetro de tubo inclinado proporciona una escala expandida, de manera que la presión simulada dará resultados más precisos. Pueden verse con precisión s u b- d i v i s i o n e s d e 0 , 1 p u l g a d a s . La presión m anométrica, el vacío y la presión diferencial son mediciones comunes. Un manómetro puede ser utilizado para medir los tres tipos. Asegurarse de utilizar el manómetro correcto para el trabajo correcto, m a n t e n i e n d o l a p r e c i s i ó n e n m e n t e . L o s m a n ó m e t r o s s o n ut i l i z a d o s g e n e r a l m e n t e para medir pulgadas de agua o pulgadas de mercurio. La gravedad específica del mercurio es 13,596 veces más pesada que el agua, de manera que la desviación c u a n d o s e u s a a g u a e s 1 3 , 5 9 6 v e c e s l a d e l m e r c u r i o . L a F i g u r a P C -2 m u e s t r a u n m a n ó m e t r o d e t u b o e n U , l a F i g u r a P C - 3 u n m a n ó m e t r o d e p o z o y P C- 4 u n manómetro de tubo inclinado.

En un manómetro se usan diferentes tipos de fluidos.

Descripción

Gr a v e d a d E s p e c í f i c a N o r m a l

Mercurio del Instrumento Concentrado Verde 1000 Aceite Rojo 827 Aceite de Unidad 100 Fluido Rojo 295 Fluido Azul 175

13,596 1,00 0,827 1,00 2,95 1,75

Calibradores Neumáticos Los calibradores neumáticos son muy populares y, en la mayoría de los casos, reemplazan al manómetro de mercurio debido a la posibilidad de contaminación mercurial. Otra razón para su popularidad es su uso como fuente de presión y como receptor al mismo tiempo. U n c a l i b r a d o r n e u m át i c o t i e n e d o s r e g u l a d o r e s d e p r e s i ó n c u y a s s a l i d a s p u e d e n ser cambiadas a un manómetro de precisión. La unidad está guardada en un maletín para hacer que este dispositivo sea portátil. Este calibrador puede ser utilizado para calibraciones tanto en el tal ler como en el campo. El medidor de prueba tiene una precisión de 0,1% escala completa. El rango t í p i c o p a r a e s t e d i s p o s i t i v o e s d e s d e –1 0 0 h a s t a 8 5 0 p u l g a d a s e n u n a c o l u m n a d e a g u a o –3 , 6 a 3 0 , 6 p s i . E l n ú m e r o d e g r a d u a c i o n e s e s 6 8 4 e n l a e s c a l a p s i y 9 50 e n l a e s c a l a d e p u l g a d a s d e a g u a , q u e e s 0 , 0 5 p s i ó 1 p u l g a d a d e a g u a . P C5 muestra un ejemplo de un calibrador neumático.

Enlistados debajo se encuentran las opciones de calibración utilizadas para el calibrador neumático: 1.

2.

M e di c i ó n d e l a p r e s i ó n m a n o m é t r i c a – P1 o P2 con el interruptor de selección en la posición P1 o P2 correspondiente. La parte exterior del elemento de presión es ventilado a la atmósfera a través del puerto S. M e d i c i ó n d e l a p r e s i ó n d i f e r e n c i a l – L a p r e s i ó n al t a e s c o n e c t a d a a l p u e r t o P mientras que la conexión de presión baja es conectada al puerto S.

3. 4.

Presión absoluta – La presión de prueba es aplicada al puerto P y a la caja y se hala un vacío a través del puerto S. V a c í o – E l e l e m e n t o d e p r e s i ó n e s v e n t i l a d o a la atmósfera a través de un puerto denominado P y la caja es conectada a un vacío de prueba a través del puerto S.

Principios de Calibración

Los procedimientos de calibración pueden variar de un fabricante al otro; sin e m b a r g o , l a c a l i b r a c i ó n d e c ua l q u i e r i n s t r u m e n t o c o n s i s t e e n s i m u l a r y m e d i r l a variable medida y observar la salida del instrumento. La salida puede ser e l e c t r ó n i c a ( 4 - 2 0 m a ) , n e u m á t i c a ( 3 -15 psi) o digital (x -x ) . L a s a l i d a o b s e r v a d a es llamada el valor medido del instrumento. Es com parada con el valor verdadero y se realizan loa ajustes de calibración apropiados para hacer que el valor medido sea igual al valor verdadero.

Ajustes de Calibración Se proporcionan ajustes de calibración en el instrumento que va a ser calibrado. L a p r ec i s i ó n d e u n i n s t r u m e n t o d e f i n i r á l a e x a c t i t u d d e l a r e s p u e s t a d e u n instrumento a la señal de entrada. El cambio de fase entre la entrada y la salida puede ser significativo en algunos equipos. Lo deseable es una respuesta i n m e d i a t a a l c a m b i o d e l a v a r i a c ión del proceso.

Ajuste del Cero El cero es el primer ajuste que se realiza en una secuencia de calibración. Este ajuste mueve el rango del instrumento hacia arriba y hacia abajo por medio de una cantidad igual en todos los puntos de la escala de medici ón. El error causado por un cambio en el cero es constante en cada punto de la escala. La Figura PC-6 muestra un ejemplo de cambio del cero.

Ajuste del Tramo – Puede hacerse referencia al tramo como factor de m u l t i p l i c a c i ó n o g a n a n c ia . E l a j u s t e d e l t r a m o d e t e r m i n a l a r e l a c i ó n e n t r e l a entrada y la salida. El error ocasionado por el tramo, aumenta en magnitud a medida que aumenta la entrada. Cuando se hace un ajuste del tramo, debe cambiarse la entrada del instrumento para observar el efecto de un ajuste del tramo. Si el tramo o ganancia es alto, el valor medido alcanzará el 100% antes del valor verdadero. Lo opuesto también se cumple. En un transmisor de balance de fuerza, el tramo es cambiado al cambiar su ventaja mecánica. Cuando s e hace un ajuste del tramo, esto usualmente afectará el punto cero; por lo tanto, debe chequearse la precisión del cero si se ha realizado un cambio de tramo. Esto es especialmente cierto para los dispositivos m e c á n i c o s . L a F i g u r a P C-7 m u e s t r a u n e j e m p l o d e un error de tramo.

A j u s t e d e l a N o -L i n e a l i d a d – E s t e a j u s t e s e r e a l i z a s i e l c e r o y e l t r a m o s o n correctos pero el punto medio de la medición es alto o bajo. El ejemplo mostrado debajo muestra el transmisor calibrado apropiadamente a cero y 100%; sin embargo, un punto si y un punto no en la escala es incorrecto. Este error, que también puede ser llamado un error de angulosidad, es ocasionado por los ángulos inapropiados entre las palancas de propulsión y propulsada en un mecanismo de cuatro barras. Los problemas de angulosidad son más p e r s i s t e n t e s e n i n s t r u m e n t o s m e c á n i c o s . L a F i g u r a P C- 8 muestra un error de no linealidad.

Procedimientos de Calibración – Cero y Tramo E l d i a g r a m a m o s t r a d o d e b a j o e s u n a r r e g l o t íp i c o d e c a l i b r a c i ó n p a r a l a calibración de un transmisor de presión, un transmisor de nivel y una celda de presión diferencial. La entrada es proporcionada por un regulador de presión de medición y medida por medio de un medidor de prueba. Los calibradores de presión miden presiones desde unas pocas pulgadas de agua hasta varios miles de psi. La señal de salida es un manómetro de precisión o de un medidor de c o r r i e n t e p a r a m e d i r 4- 2 0 m a . L a F i g u r a P C- 9 m u e s t r a u n s i s t e m a d e c a l i b r a c i ó n p a r a c a l i b r a r l a m a y or í a d e l o s i n s t r u m e n t o s .

Para calibrar un transmisor de presión, un transmisor de nivel o una celda de presión diferencial, los instrumentos de prueba son conectados como el diagrama d e b l o q u e m o s t r a d o e n l a F i g u r a P C- 9. 1.

Aplicar 0 % d e l a m e d i c i ó n a l a e n t r a d a d e l i n s t r u m e n t o .

2.

Se hace que la salida sea cero (3 psi ó 4 ma) ajustando el cero en el transmisor.

3.

Aplicar ahora un valor del 100% a la entrada del instrumento.

4.

O b s e r v a r l a s a l i d a y a j u s t a r e l t r a m o p a r a l e e r 1 0 0 % ( 1 5 p s i ó 20 ma)

5.

El procedimiento anterior es repetido una y otra vez hasta que tanto el cero como el tramo sean correctos, consecutivamente.

6.

Una vez que el cero y el tramo son correctos, es necesario chequear la precisión total.

7.

R e a l i z a r u n a c a l i b r a c i ó n d e c in c o p u n t o s c h e q u e a n d o 0 % , 2 5 % , 5 0 % , 7 5 % y 100% de la escala. (salida, en porcentaje) 0% 25% 50% 75% 100%

8.

electrónico

neumático

4 ma 8 ma 12 ma 16 ma 20 ma

3 psi 6 psi 9 psi 12 psi 15 psi

Cuando se encuentra un error de linealidad realizar el ajuste apropiado y revisar de nuevo la calibración. La mayoría de los transmisores no tienen un ajuste de linealidad.

PROCEDIMIENTOS DE CALIBRAC I Ó N p a r a DISPOSITIVOS DE MEDICIÓN DE TEMPERATURA

El propósito de este capítulo es describir los principios involucrados en la calibración de los instrumentos de medición de la temperatura. E s t a s e c c i ó n d e s c r i b e e l u s o d e s i m u l a d o r e s q u e s o n u t i l i z a d o s pa r a c a l i b r a r l o s instrumentos de medición de temperatura. La mayoría de los términos utilizados en la calibración de dispositivos simulados de presión aplican también para los dispositivos de temperatura. Al completar este capítulo, el estudiante será capa z de: 1. 2. 3.

Enlistar el hardware requerido para calibrar los instrumentos de medición de temperatura. Entender el principio de operación de los termopares, los dispositivos resistivos de temperatura y los sistemas llenados. Establecer el procedimiento utilizado para calibrar un instrumento de medición de temperatura.

Al igual que antes, el proceso de calibrar un dispositivo de medición de temperatura debe ser validado para asegurar que el valor medido es correcto. P a r a c o m p l e t a r e s t o , l a c a l i b r a c i ó n d e u n d i s po s i t i v o d e m e d i c i ó n d e t e m p e r a t u r a del proceso es realizada con un estándar conocido. La calibración es el proceso de aplicar una entrada precisa conocida a un dispositivo y comparar la salida con la entrada asociada con el propósito de determinar la precisión del instrumento sometido a prueba. La precisión del dispositivo calibrado depende no sólo de la confiabilidad y precisión del calibrador, sino también de la técnica del calibrador. La frase “ésto es lo suficientemente bueno” no aplica si la meta es una calibración precisa. La calibración de los dispositivos de medición de temperatura a veces requiere de calor y tiempo físicos para lograr buenas calibraciones precisas. Los calibradores también deben estar basados en microprocesadores y requiere de que se les programe para obtener la salida apropiada en milivoltios (termopar) u ohmios (RTD).

Estándares de Calibración Instrumento de Prueba – Un instrumento utilizado como estándar de calibración D i s p o s i t i v o P r i m a r i o – U n i n s t r u m e n t o d e p ru e b a e n e l c u a l s e c o m p a r a l a precisión de todos los otros dispositivos de calibración. Este estándar es mantenido por la Oficina Nacional de Estándares en Washington DC. Estándar Secundario – Instrumentos de prueba cuya precisión es rastreable directamente hasta el estándar primario. La mayoría de los laboratorios de calibración utilizan estándares secundarios para ajustar los instrumentos. Estos instrumentos son costosos y el laboratorio debe ser mantenido ambientalmente, y a q u e l o s c a m b i o s e n l a t e m p e r at u r a d e l c u a r t o p u e d e n a f e c t a r l a p r e c i s i ó n d e l a calibración. Debido a que los laboratorios de instrumentos secundarios son difíciles de mantener, la mayoría de las calibraciones de laboratorio industrial y vendedor son realizadas con estándares de taller . Estándares de Taller – Un estándar cuya precisión es rastreable hasta un estándar secundario. Un estándar de taller puede ser tan preciso como un estándar secundario o primario. La mayoría de los instrumentos son de alta calidad y precisión. A menos que los instrumentos de calibración hayan sido certificados como precisos, teniendo su precisión restreable hasta un estándar primario, no son considerados como un estándar secundario. La situación específica de calibración determinará el estándar a utilizar. Utilizar un estándar que dará la mayor precisión. Para la mayoría de las aplicaciones un estándar de taller es lo suficientemente exactos para la mayoría de las calibraciones.

Simulación del Proceso La calibración es realizada bien sea en un taller de instrumentos o en el campo. Hoy en día pueden adquirirse instrumentos de calibración portátiles y son muy precisos en ambas situaciones. Toda situación de calibración es única en sí misma. Las mismas reglas aplican para la calibración de temperatura como para la de presión. La calibración requiere de una entrada medida rastreable y conocida y la respuesta del instrumento es comparada con su entrada. Es importante utilizar el estándar de calibración apropiado de manera que el producto sea tan preciso c o m o s ea posible.

El Termopar El termopar es el dispositivo eléctrico de medición de temperatura más sencillo. Su construcción básica consta de dos metales disímiles que están unidos a un extremo (empalme de medición), mientras que el otro extremo (empalme frío) está conectado a un medidor apropiado. Cuando el extremo unido es calentado, se genera un milivoltaje medible a través del otro extremo, que es proporcional a la temperatura. Las combinaciones más comunes de termopar son tipo J (hierroc o n s t a n t a n ) , t i p o K ( c r o m e l - a l u m e l ) , t i p o S ( p l a t i n o / r o d i o-p l a t i n o ) y t i p o T ( c o b r e constantan). La notación a la izquierda del guión indica el conductor positivo, mientras que a la derecha está el conductor negativo. Cuando se utilizan los termopares con un medidor o transductor (convertidor, m i l i v o l t a j e a 4- 2 0 m a ) , d e b e u t i l i z a r s e e l a l a m b r e d e e x t e n s i ó n d e t e r m o p a r apropiado. También es imperativo observar las polaridades correctas. Si van a realizarse mediciones de temperatura precisas, la temperatura del empalme de referencia debe permanecer constante. Si varía, debe proporcionarse la compensación adecuada para estas variaciones. Los transductores de termopar de última generación tienen compensación de t e m p e r a t u r a a u t o m á t i c o y l a m e d i c i ó n p r e c i s a d e l a t em p e r a t u r a n o r e p r e s e n t a u n problema para la mayoría, sin importar cualquier cambio en la temperatura ambiente. La compensación automática del empalme de referencia se logra pasando una corriente a través de un resistor que responda a la temperatura que mide l a s v a r i a c i o n e s e n l a t e m p e r a t u r a d e r e f e r e n c i a y p r o p o r c i o n a automáticamente el emf (voltaje) compensatorio necesario por medio de la caída de voltaje que se produce a través de él.

L o s t e r m o p a r e s n o p u e d e n s e r c a l i b r a d o s . L o s t ra n s m i s o r e s a s o c i a d o s a l o s termopares son calibrados. La calibración puede realizarse utilizando calor físico aplicado al termopar mismo o utilizando un calibrador que deja entrar el m i l i v o l t a j e e x a c t o , q u e e s e q u i v a l e n t e a l a t e m p e r a t u r a q u e e s t á s i e n d o ap l i c a d a al transmisor. Leer los manuales para asegurarse de que los manuales son utilizados de la manera correcta. La Figura TC - 1 muestra un ejemplo de un termopar.

Tipo J – Tabla de Termopar Milivoltio a Temperatura

TIPO K – Tabla de Termopar TIPO K – T E R M O P A R D E C R O M E L -A L U M E L Grados Fahrenheit vs Milivotios. Las temperaturas están basadas en la Escala Internacional de Temperatura de 1948. emf es expresado en milivoltios absolutos

T I P O K – TERMOPAR DE CROMEL - A L U M E L , c o n t i n u a c i ó n Grados Fahrenheit vs Milivoltios. Las temperaturas están basadas en la Escala Internacional de Temperatura de 1948. emf está expresado en milivoltios absolutos

TIPO S – Tabla de termopar milivoltio a temperatura TIPO S – TERMOPAR DE PLATINO VS PLATINO MÁS 10% DE RODIO

TIPO S – T E R M O P A R D E P L A T I N O V S P L A T I N O M Á S 1 0 % D E R O D I O , continuación

Dispositivos Resistivos de Temperatura (RTD) Los dispositivos resistivos de temperatura funcionan sobre el principio de conductividad eléctrica cambiando con temperatura. Una bobina de alambre p u e d e a c t u a r c o m o u n s e n s o r d e t e m p er a t u r a . E n u n a l a m b r e d e p l a t i n o h a y u n a relación directa entre la resistencia y la temperatura. Existen a disposición curvas de estándar con precisiones certificables dentro de 0,1 grados F. El metal m á s c o m ú n m e n t e u t i l i z a d o p a r a l o s R T D s e s e l p l a t i n o . Lo s R T D s n o p u e d e n s e r calibrados. Los transmisores asociados con los RTDs son calibrados. La calibración puede realizarse utilizando calor físico aplicado al RTD mismo o utilizando un calibrador que introduzca el ohmiaje que es equivalente a la temperatura que está siendo aplicada al transmisor. Leer los manuales para asegurarse de que los calibradores son utilizados de la manera correcta. La Figura TC - 9 m u e s t r a u n e j e m p l o d e u n R T D .

F I G U R A T C- 1 0

R e d d e C i r c u i tos del RTD

Tabla de Conversión de Temperatura a Resistencia, 100 ohm Datos de Temperatura/Resistencia del RTD de Platino Basados en la Curva DIN 4 3 7 6 0 , 9- 6 8 , ( F o x b o r o P R 2 3 8 ) G r a d o s C e l s i u s v s O h m i o s A bs o l u t o s . E s t a s t a b l a s muestran el valor de resistencia (en Ohmios Absolutos) entre los terminales o conductores negro y blanco de los sensores tipo RTD a diferentes temperaturas (en grados Celsius)

Tabla de C o n v e r s i ó n d e l R T D d e P l a t i n o , c o n t i n u a c i ó n

Termómetro de Tubo y Vidrio Principio de operación: Las dimensiones de todas las sustancias cambian una cantidad definida por cada g r a d o d e c a m b i o d e l a t e m p e r a t u r a. Este es el principio de la expansión térmica. O b s e r v a n d o e l t e r m ó m e t r o d e m e r c u r i o - en- v i d r i o , e l m e r c u r i o s e e x p a n d e m á s que el bulbo de vidrio que lo contiene cuando se aplica calor al bulbo. Debido a q u e e x i s t e u n a d i f e r e n c i a e n l a s r a t a s d e e x p a n s i ó n térmica de los dos materiales, el mercurio es forzado a elevarse dentro de la pequeña columna interna, con un incremento en la temperatura. Una escala fija es grabada en el tubo de vidrio o se anexa una escala adyacente a él. El mercurio no es el único m a t e r i a l u t i l i z a d o . T a m b i é n s e u t i l i z a n a l c o h o l o t o l u o l . Con el fluido apropiado, pueden medirse temperaturas desde - 300 grados F hasta +1200 grados F. Los termómetros de vidrio flotantes están disponibles tanto con el termómetro de vidrio como con una esc ala encerrada en una cubierta de vidrio. Se adosa una pesa a la parte inferior de la envoltura de manera que flote en posición vertical. No es fácil calibrar un termómetro de vidrio y tubo, a menos que haya una escala deslizante anexada a un lado del termómetro. Si va a someterse a prueba la precisión, debe aplicarse calor físico y se requerirá tiempo para permitir que el b u l b o d e t e m p e r a t u r a s e c a l i e n t e y s e e s t a b i l i c e . L a F i g u r a T C -1 2 m u e s t r a u n ejemplo de un termómetro de vidrio y tubo.

Dispositivos Bimetálicos de Medición de Temperatura Principio de operación: La operación de los termómetros bimetálicos está basada en el principio de la diferencia en los coeficientes de expansión térmica de metales diferentes. Se fus i o n a n d o s a l e a c i o n e s m e t á l i c a s c o n c o e f i c i e n t e s d e t e m p e r a t u r a s d i f e r e n t e s y se forma una espiral o hélice. Cuando los bimetales son calentados, la diferencia en la expansión térmicas de las aleaciones causa que se desenrollen y, a su vez, m u e v a u n p u n t e r o. Con los termómetros bimetálicos pueden medirse temperaturas desde - 300 grados F hasta +800 grados F. Por encima de 1000 grados F los metales tienden a r o m p e r s e . L a F i g u r a T C -1 3 m u e s t r a u n e j e m p l o d e u n d i s p o s i t i v o d e temperatura bimetálico.

Sistemas Llenados Un sistema llenado consta de un sensor (bulbo), tubería capilar y un elemento sensible de presión (tubo Bourdon). Los sistemas de expansión líquida se caracterizan por tramos angostos, sensores pequeños, escalas uniformes, alta precisión y una capacidad de mediciones diferenciales de temperatura. Este dispositivo también tiene el potencial para compensación de temperatura. Los sistemas de presión de vapor son confiables, inherentemente precisos y no requieren com pensación para los efectos de la temperatura ambiente. Los instrumentos siguen las curvas de presión de vapor del fluido llenado y las tablas y cuadrantes asociados no son uniformes en la presentación de incrementos más espaciados a altas temperaturas. L os s i s t e m a s d e p r e s i ó n d e g a s o f r e c e n e l r a n g o m á s a m p l i o d e t o d o s l o s sistemas llenados. Estos sistemas son difíciles de compensar por los errores de la temperatura ambiente; sin embargo, si se utiliza un sensor grande se r e d u c i r á n l o s e f e c t o s h a s t a l í m i t es a c e p t a b l e s . Los sistemas de expansión de mercurio están clasificados separadamente, debido a que el mercurio es tóxico. Es por esta razón que estos dispositivos están siendo dejados a un lado a favor de los otros tres métodos. En algún momento habrá una orden para eliminar este tipo de dispositivo de medición de temperatura. Los sistemas llenados son calibrados con calor físico en una cama de arena fluidificada con un elemento de calentamiento y un controler de temperatura. Se u t i l i z a u n b l o q u e c a l e n t a do d e a c e r o s ó l i d o , c o n u n a g u j e r o t a l a d r a d o e n l a p a r t e central superior del mismo bloque, para albergar la inserción de un bulbo de temperatura. La Figura TC- 14 muestra un ejemplo de un sistema de temperatura llenado.

Calibra ción EN CUALQUIER MOMENTO EN QUE SE REALICE LA CALIBRACIÓN CON CUALQUIER INSTRUMENTO, ES DE SUMA IMPORTANCIA LEER EL MANUAL.

La calibración de todos los dispositivos anteriores puede ser realizada proporcionando físicamente una temperatura al elemento sensor. Esto puede realizarse utilizando un calibrador de temperatura controlado o un baño fluidificado de controler de temperatura. Otros métodos involucran el uso de un simulador de temperatura, como un Transmation o RIS SuperCal, que simula el milivoltaj e p a r a l o s t e r m o p a r e s o r e s i s t e n c i a p a r a l o s t r a n s d u c t o r e s R T D . E l transductor tiene un ajuste de cero y de tramo que puede realizarse para ajustar el dispositivo sobre un amplio rango de temperatura. Si se aplica calor físico, recordar que lleva tiempo para que la masa del dispositivo calibrador se caliente. pudiera haber considerable tiempo muerto en el procedimiento de calibración, por lo tanto se necesita paciencia. Debajo están enlistados los métodos u t i l i z a d o s p a r a d i f e r e n t e s t i p o s d e e l e m e n t o s p r i m a ri o s .

Termómetro

Calor Físico X

Estándar de Calibración

Bimetálico

X

Termopar

X

X

RTD

X

X

Sistema Llenado

X

PROCEDIMIENTOS DE INSTALACIÓN

Dispositivos Secundarios El dispositivo secundario mide la fuerza física generada por el dispositivo p r i m a r i o y t r a n s m i t e u n a s e ñ a l e s t á n d a r d e 3- 15 psi o 4 - 2 0 m i l i a m p e r i o a u n indicador, registrador o controler. La mayoría de las mediciones de flujo son t r a n s m i t i d a s u t i l i z a n d o m e d i d o r e s d e d i a f r a g m a . E x is t e u n a g r a n v a r i e d a d d e medidores de diafragma, incluyendo balance de fuerza de tipo neumático o electrónico, medidor de deformación y capacitancia diferencial.

La Instalación de los Dispositivos Secundarios Si va a mantenerse la precisión, la instalac ión del dispositivo secundario es extremadamente importante. En la siguiente discusión, cuando se menciona el término un punto alto y un punto bajo, se refiere a que el gas o el aire no pueden quedar atrapados en una línea de impulso que conecta el transmi sor al proceso. Las carreras horizontales deben ser inclinadas para asegurarse de que el aire atrapado pueda escapar. Un declive de 12/12 es bueno (elevación para la carrera). Asegurarse de que la inclinación concuerde con las especificaciones de f á b r i c a ac e p t a d a s . Para incrementar la precisión del dispositivo secundario, las líneas de conexión deben ser tan rectas como sea posible corriente arriba desde el dispositivo primario. Corriente abajo desde el dispositivo primario, las carreras rectas son menos i mportantes. Cuando haya dudas, revisar las recomendaciones del fabricante. Otra consideración que es muy importante es la localización de las tomas de medición. Las boquillas de flujo, los tubos Venturi, los tubos de Dall, l o s t u b o s P i t o t y l o s m e d i d o r e s de c o d o t i e n e n p u n t o s d e m e d i c i ó n e s t a b l e c i d o s . La placa de orificio tiene numerosos sitios para tomas de presión. Algunos ejemplos son tomas de radio, de borde cuadrado, de pletina, de esquina o de tubería de flujo total.

Instalación de Flujo Líquido El transmisor es montado por debajo de los puntos de medición con un punto alto y uno bajo. La carrera de la tubería corriente arriba debe ser tan corta y recta como sea posible para mantener la precisión. La Figura IN- 1 muestra un ejemplo d e una instalación si el fluido medido es un líquido.

Instalación de Vapor (vaho) Cualquier gas, cuando está condensado, proporcionará líquido en las líneas de impulso y por esta razón debe ser montado por debajo de los puntos de medic ión. Cuando se utiliza vaho, este líquido se transforma en una barrera térmica que protege al transmisor del vaho caliente. la carrera de la tubería corriente arriba debe ser tan corta y recta como sea posible para mantener la precisión. La Figura IN- 2 muestra un ejemplo de un sensor que medirá el flujo de vapor.

Instalación del Flujo de Gas El transmisor es montado por encima de los puntos de medición. Hay un punto alto y un punto bajo que tienen que ver con las líneas de impulso. El punto alto está en el transmisor, mientras que el punto bajo está conectado a las pletinas de la placa de orificio. La carrera de la tubería corriente arriba debe ser tan corta y r e c t a c o m o s e a p o s i b l e p a r a m a n t e n e r l a p r e c i s i ó n . L a F i g u r a I N -3 m u e s t r a u n ejemplo de una instalación si el medio es gas.

L a s f i g u r a s I N -4, IN-5 e IN -6 m u e s t r a n e l p r o c e d i m i e n t o u t i l i z a n d o u n distribuidor de tres válvulas

F I G U R A I N- 5 – S a c a r d e s e r v i c i o u n t r a n s m i s o r

F I G U R A I N- 6 – V o l v e r a p o n e r e n s e r v i c i o u n t r a n s m i s o r

IN . 8

IN - 9

I N- 10

Notas: Controler e instrumentos basados en microprocesador 1.

En un sistema computarizado, el propósito de la unidad de control es secuencial la operación del sistema completo.

2.

El acumulador es el registro más utilizado en un microprocesador estándar.

3.

La memoria está normalmente organizada en palabras bit llamadas bytes.

4.

Las técnicas de cronometraje y temporización son utilizadas t r a n s m i s i ó n y no a p l i c a n a u n a t r a n s m i s i ó n s e r i a l a s i n c r ó n i c a .

5.

El registro es la forma más temporal de almacenamiento de información.

6.

Cuando los bombillos Alto y Bajo de una sonda lógica encienden alternativamente a una rata que puede ser observada, la entrada es una f o r m a d e o n d a d e f r e c u e n c ia muy baja.

7.

El acoplo óptico puede proporcionar aislamiento de entrada/salida.

8.

El estatus dado al bit de paridad para un modo de paridad seleccionado está basado en el número de unos en el bit de la palabra.

9.

La señal de salida desde un sistema de contr ol digital no puede ser en respuesta a menos de una entrada.

para

la

10. E s f á c i l c a m b i a r e l p u n t o d e o r i g e n p a r a l o s d a t o s d e e n t r a d a y e l d e s t i n o d e la señal de salida con un Sistema de Control Digital, ya que los cambios pueden ser implementados por medio de la reasignación de las entradas/salidas cambiando la configuración del circuito.

Conversiones Unitarias ATMÓSFERAS (Estándar a presión a nivel del mar) x 101,325 = Kilopascals (kPa) absolutos x 14,696 = Libras - f u e r z a p o r p u l g a d a c u a d r a d a a b s o l u t a ( p s i a ) x 76,00 = Centímetros de mercurio (cmHg) a 0°C x 29,92 = Pulgadas de mercurio (pulg.) a 0°C x 33,96 = P i e s d e a g u a ( p i e s / H2 O) a 68°F x 1,01325 = Bars (bar) absolutos x 1,0332 = K i l o gramos - f u e r z a p o r c e n t í m e t r o c u a d r a d o 2 (Kg/cm ) a b s o l u t o s 2 x 1,0581 = Toneladas- fuerza por pie cuadrado (tonf/pie ) absolutos x 760 = Torr (torr) (=mmHg a 0°C)

BARRILES, LÍQUIDO – U.S. bbl 3 x 0,11924 = Metros cúbicos (m ) x 31,5 = U.S. galones (U.S. gal) líquido

B A R R I L E S , P E T R Ó L E O – bbl x 0,15899 = Metros cúbicos (m3) x 42 = U.S. galones (U.S. gal) petróleo

BARS – bar x 100 x 14,504 x 33,52 x 29,53 x 1,0197 x x x

0,98692 1,0443 750,06

= = = = = = = =

Kilopascals (kPa) Libras - f u e r z a p o r p u l g a d a c u a d r a d a ( p s i ) P i e s d e a g u a ( p i e H2 O ) a 6 8 ° F Pulgadas de mercurio (pulgHg) a 0°C Kilogramos - f u e r z a p o r c e n t í m e t r o c u a d r a d o 2 (Kg/cm ) Atmósferas (atm) estándar a nivel del mar 2 Toneladas- fuerza por pie cuadrado (tonf/pie ) Torr (torr) (= mmHg a 0°C)

UNIDADES TÉRMICAS x 1055 = x 778 = x 0,252 = x 107,6 = -4 x 2,93 x 10 = -1 x 3,93 x 10 =

BRITÁNICAS – Btu (ver la nota) Joules (J) P i e- libras - f u e r z a ( p i e- l b f ) K i l o c al o r í a s ( K c a l ) K i l o g r a m o- f u e r z a-m e t r o s ( K g f- m ) K i l o w a t t - h o r a s ( k W - h) C a b a l l o d e f u e r z a -h o r a s ( h p- h )

UNIDADES TÉRMICAS x 17,58 = x 12,97 = x 0,02358 =

BRITÁNICAS POR MINUTO – Btu/min (ver la nota) Watts (W) P i e- libras - f u e r z a p o r S e g u n d o ( p i e -l b f / s ) Caballo de fuerza (hp)

CENTARES x 1

Metros cuadrados (m2 )

=

CENTÍMETROS – cm X 0,3937 =

CENTÍMETROS DE x 1 , 3 332 x 0,013332 x 0,4468 x 5,362 x 0,013595 x x x x

27,85 0,19337 0,013158 10

Pulgadas (pulg)

MERCURIO – cmHg a 0°C = Kilopascals (kPa) = Bars (bar) = P i e s d e a g u a ( p i e H2 O ) a 6 8 ° F = P u l g a d a s d e a g u a ( p u l g H 2 =) a 68°F = Kilogramos - f u e r z a p o r c e n t í m e t r o c u a d r a d o 2 (Kg/cm ) 2 = L i b r as - f u e r z a p o r p i e c u a d r a d o ( l b f / p i e ) = Libras - f u e r z a p o r p u l g a d a c u a d r a d a ( p s i ) = Atmósferas (atm) estándar = Torr (torr) (= mmHg a 0°C)

CENTÍMETROS POR SEGUNDO – cm/s x 1,9685 = P i e s p o r m i n u t o ( pi e s / m i n ) x 0,03281 = Pies por segundo (pies/s) x 0,03600 = Kilómetros por hora (Km/h) x 0,6000 = Metros por minuto (m/min) x 0,02237 = Millas por hora (mph) 3

CENTÍMETROS CÚBICOS – cm -5 3 x 3,5315 x 10 = P i e s c ú b i c o s ( p i es ) -2 3 x 6,1024 x 10 = Pulgadas cúbicas (pulg ) -6 3 x 1,308 x 10 = Yardas cúbicas (yd ) -4 x 2,642 x 10 = U.S. galones (U.S. gal) -4 x 2,200 x 10 = Galones imperials (imp gal) -3 x 1,000 x 10 = Litros (l)

PIES x x x x x x x

3

C Ú B I C O S – pies 3 0,02832 = Metros cúbicos (m ) 4 3 2,832 x 10 = Centímetros cúbicos (cm ) 3 1728 = Pulgadas cúbicas (pulg ) 3 0,03704 = Yardas cúbicas (yd ) 7,481 = U.S. galones (U.S. gal) 6,229 = G a l o n e s i m p e r i a l e s ( i m p gal) 28,32 = Litros (l)

PIES CÚBICOS POR MINUTO – cfm x 472,0 = C e n t í m e t r o s c ú b i c o s p o r s e g u n d o ( c m3 / s ) 3 x 1,699 = Metros cúbicos por hora (m / h ) x 0,4720 = Litros por segundo (l/s) x 0,1247 = U.S. galones por segu ndo (U.S. gps) x 62,30 = L i b r a s d e a g u a p o r m i n u t o ( l b H 2O / m i n ) a 6 8 ° F

PIES CÚBICOS POR SEGUNDO - cfs x 0,02832 = M e t r o s c ú b i c o s p o r s e g u n d o ( m 3/ s ) 3 x 1,699 = Metros cúbicos por minuto (cm / m i n ) x 448,8 = U . S . g a l o n e s p o r m i n ut o ( U . S . g p m ) x 0,6463 = Millón de U.S. galones por día (U.S. gpd)

PULGADAS CÚBICAS -5 x 1,6387 x 10 = x 16,387 = x 0,016387 = -4 x 5,787 x 10 = -5 x 2,143 x 10 = -3 x 4,329 x 10 = -3 x 3,605 x 10 =

3

– pulg 3 Metros cúbicos (m ) 3 Centímetros cúbicos (cm ) Litros (l) 3 Pies cúbicos (pies ) 3 Yardas cúbicas (yd ) U.S. galones (U.S. gal) Galones imperials (imp gal) 3

METROS CÚBICOS x 1000 x 35,315 x 61, 0 2 4 x 1 0 3 x 1,3080 x 264,2 x 220,0

– m = Litros (l) 3 = Pies cúbicos (pies ) = P u l g a d a s c ú b i c a s ( p u l g3 ) 3 = Yardas cúbicas (yd ) = U.S. galones (U.S. gal) = Galones imperiales (imp gal)

METROS CÚBICOS x 0,2778 x 2, 7 7 8 x 1 0- 4 x 4,403

P O R H O R A – m 3 /h = Litros por segundo (l/s) = M e t r o s c ú b i c o s p o r s e g u n d o ( m 3/ s ) = U.S. galones por minuto (U.S. gpm) 3

M E T R O S C Ú B I C O S P O R S E G U N D O – m /s 3 x 3600 = Metros cúbicos por hora (m / h ) 3 x 15,85 x 10 = U.S. galones por minuto (U.S. gpm)

YARDAS CÚB I C A S x 0,7646 x 764,6 5 x 7,646 x 10 x 27 x 46,656 x 201,97 x 168,17

3

– yd 3 = Metros cúbicos (m ) = Litros (l) 3 = Centímetros cúbicos (cm ) 3 = Pies cúbicos (pies ) 3 = Pulgadas cúbicas (pulg ) = U.S. galones (U.S. gal) = Galones imperiales (imp gal)

GRADOS, ANGULAR (°) x 0,017453 = Radianes (rad) x 60 = Minutos (‘) x 3600 = Segundos (“) x 1,111 = Grado (gon)

GRADOS POR SEGUNDO, ANGULAR (/s) x 0,017453 = Radianes por segundo (rad/s) x 0,16667 = Revoluciones por minuto (rev/min) x 2,7778 x 10-3 = Revoluciones por segundo (rev/s)

DRACMAS (dr) x 1,7718 x 27,344 x 0,0625

= = =

Gramos (g) Granos (gr) Onzas (oz)

BRAZAS x 1,8288 x 6

= =

Metros (m) Pies (pies)

PIES x x x x

– pies (ft) 0,3049 30,480 12 0,3333

= = = =

Metros (m) Centímetros (cm) Pulgadas (pulg) Yardas (yd)

PIES x x x x

DE AGUA – p i e s H2 O a 6 8 ° F 2,984 = K i l o p a s c a l s ( k P a) 0,02984 = Bars (bar) 0,8811 = Pulgadas de mercurio (pulg.) a 0°C 0,03042 = Kilogramos - f u e r z a p o r c e n t í m e t r o c u a d r a d o 2 (Kg/cm ) 2 62,32 = Libras - f u e r z a p o r p i e c u a d r a d o ( l b f / p i e ) 2 0,4328 = Libras - f u e r z a p o r p u l g a d a c u a d r a d a ( l b f / p u l g ) 0,02945 = Atmósferas estándar

x x x

PIES POR MINUTO x 0,5080 x 0,01829 x 0,3048 x 0,016667 x 0,01136

– pies/min = Centímetros por segundo (cm/s) = Kilómetros por hora (Km/h) = Metros por minuto (m/min) = Pies por segundo (pies/s) = Millas por hora (mph)

P I E S P O R S E G U N D O P O R S E G U N D O – p i e s / s2 2 x 0,3048 = Metros por segundo por segundo (m/s ) x 30,48 = Centímetros por segundo por segundo (cm/s2)

PIE- LIBRAS -F U E R ZA – p i e s - l b f x 1,356 = Joules (J) -3 x 1,285 x 10 = Unidades Térmicas Británicas (BTU) (ver la nota) x 3 , 2 3 9 x 1 0- 4 = Kilocalorías (kcal) x 0,13825 = K i l o g r a m o- f u e r z a-m e t r o s ( k g f - m) -7 x 5,050 x 10 = C a b a l l o s d e f u e r z a- h o ra s ( h p - h ) -7 x 3,766 x 10 = K i l o w a t t - h o r a s ( k W - h)

G A L O N E S , U . S . – U.S. gal 3 x 3785,4 = Centímetros cúbicos (cm ) x 3,7854 = Litros (l) -3 3 x 3,7854 x 10 = Metros cúbicos (m ) 3 x 231 = Pulgadas cúbicas (pulg ) 3 x 0,1336 8 = Pies cúbicos (pies ) -3 3 x 4,951 x 10 = Yardas cúbicas (yd ) x 8 = Pintas (pt), líquido x 4 = Cuartos (gt) líquido x 0,8327 = Galones imperiales (imp gal) x 8,328 = Libras de agua a 60°F en aire x 8,337 = Libras de agua a 60°F en el vacío

GALONES, IMPERIALES – imp gal x 4546 = Centímetros cúbicos (cm 3) x 4,546 = Litros (l) x 4 , 5 4 6 x 1 0- 3 = Metros cúbicos (m3) 3 x 0,16054 = Pies cúbicos (pies ) -3 x 5,946 x 10 = Y a r d a s c ú b i c a s ( y d3 ) x 1,20094 = U.S. galones (U.S. gal) x 10,000 = Libras de agua a 62°F en aire

GALONES, POR MINUTO, U.S. – U.S.gpm 3 x 0,22715 = Metros cúbicos por hora (m / h ) x 0,06309 = Litros por segundo (l/s) x 8,021 = Pies cúbicos por hora (cfh) -3 x 2,228 x 10 = Pies cúbicos por segundo (cfs)

G R A N O S – gr av. o troy x 0,0648 = Gramos (g)

G R A N O S P O R U . S . G A L Ó N – gr/U.S.gal a 60°F x 17,12 = Gramos por metro cúbico (g/m 3) x 17,15 = P a r t e s por millón por peso en agua x 142,9 = Libras por millón de galones

G R A N O S P O R G A L Ó N I M P E R I A L – gr/imp gal a 62°F x 14,25 = Gramos por metro cúbico (g/m 3) x 14,29 = Partes por millón por peso en agua

GRAMOS – g x 15,432 x 0,035274 x 0,032151 -3 x 2,2046 x 10

= = = =

Granos (gr) Onzas (oz) Onzas (oz) troy Libras (lb)

GRAMOS - FUERZA – g f -1 x 9,807 x 10 = Newtons (N)

GRAMOS - FUERZA POR CENTÍMETRO – gf/cm x 98,07 = Newtons por metro (N/m) -1 x 5,600 x 10 = Libras - f u e r z a p o r p u l g a d a ( l b f / p u l g ) 3

GRAMOS POR CENTÍMETRO CÚBICO – g/cm 3 x 62,43 = Libras por pie cúbico (lb/pie ) x 0,03613 = L i b r a s p o r p u l g a d a c ú b i c a ( l b / p u l g3 )

G R A M O S P O R L I T R O – g/l x 58,42 = G r a n o s p or U . S . g a l ó n ( g r / U . S . g a l ) x 8,345 = Libras por 1000 U.S. galones x 0,06243 = L i b r a s p o r p i e c ú b i c o ( l b / p i e3 ) x 1002 = Partes por millón por masa (peso) en agua a 60°F

HECTÁREAS – h a -4 x 1,000 x 10 5 x 1,0764 x 10

= =

2

Metros cuadrados (m ) 2 Pies cuadrados (pies )

CABALLOS DE FUERZA – h p x 745,7 = Watts (W) x 0,7457 = Kilowatts (kW) x 33,000 = P i e- libras - f u e r z a p o r m i n u t o ( p i e-l b f / m i n ) x 550 = P i e- libras - f u e r z a p o r s e g u n d o ( p i e- l b f / s ) x 42,43 = Unidades térmicas británicas por minuto (Btu/min) (ver la nota) x 10,69 = Kilocalorías por minuto (kcal/min) x 1,0139 = Caballos de fuerza (métricos)

CABALLOS DE FUERZA – hp caldera x 33,480 = U n i d a d e s t é r m i c as británicas por hora (Btu) (ver la nota) x 9,809 = Kilowatts (kW)

C A B A L L O S D E F U E R Z A -H O R A S – h p- h x 0,7457 = K i l o w a t t s -h o r a s ( k W - h) 6 x 1,976 x 10 = P i e- libras - f u e r z a ( p i e- l b f ) x 2545 = U n i d a d e s t é r m i c a s b r i t á n i c as ( B t u ) ( v e r l a n o t a ) x 641,5 = Kilocalorías (kcal) 5 x 2,732 x 10 = Kilogramos - f u e r z a-m e t r o s ( k g f - m)

P U L G A D A S – pulg (in) x 2,540 = Centímetros (cm)

PULGADAS DE MERCURIO – pulg. a 0°C x 3,3864 = Kilopascals (kPa) x 0,03386 = Bars (bar) x 1,135 = P i e s d e a g u a ( p i e s H 2 O) a 68°F x 13,62 = Pulgadas de agua (pulgH 2O) a 68°F x 0,03453 = Kilogramos - f u e r z a p o r c e n t í m e t r o c u a d r a d o (kgf/cm 2 ) 2 x 70,73 = Libras - f u e r z a p o r p i e c u a d r a d o (l b f / p i e s ) x 0,4912 = Libras - f u e r z a p o r p u l g a d a c u a d r a d a ( p s i ) x 0,03342 = Atmósferas estándar

PULGADAS DE AGUA x 0,2487 = x 2 , 4 8 7 x 1 0- 3 = x 0,07342 = x 2 , 5 3 5 x 1 0- 3 = x x x x

0,5770 5,193 0,03606 -3 2,454 x 10

JOULES – J -3 x 0,9484 x 10 x 0,2390 x 0,7376 -4 x 2,778 x 10

= = = =

– p u l g H 2 O a 68°F Kilopascals (kPa) Bars (bar) Pulgadas de mercuri o (pulgHg) a 0°C Kilogramos - f u e r z a p o r c e n t í m e t r o c u a d r a d o 2 (kgf/cm ) 2 Onzas - f u e r z a p o r p u l g a d a c u a d r a d a ( o z f / p u l g ) 2 Libras - f u e r z a p o r p i e c u a d r a d o ( l b f / p i e ) 2 Libras - f u e r z a p o r p u l g a d a c u a d r a d a ( l b f / p u l g ) Atmósferas estándar

= = = =

Unidades térmicas británicas (Btu) (ver la nota) Calorías (cal) termoquímicas P i e- libras - fuerza (pies -l b f ) W a t t s - horas (W- h )

KILOGRAMOS – k g x 2,2046 = x 1 , 1 0 2 x 1 0- 3 =

Libras (lb) Toneladas (ton) corto

K I L O G R A M O S -F U E R Z A – k g f x 9,807 = Newton (N) x 2,205 = Libras - f u e r z a ( l b f )

K I L O G R A M O S -F U E R Z A P O R M E T R O – k g f / m x 9,807 = Newton por metro (N/m) x 0,6721 = Libras - f u e r z a p o r p i e ( l b f / p i e ) 2

K I L O G R A M O S -F U E R Z A P O R C E N T Í M E T R O C U A D R A D O – k g f / c m x 98,07 = Kilopascals (kPa) x 0,9807 = Bars (bar) x 32,87 = P i e s d e ag u a ( p i e s H 2 O) a 68°F x 28,96 = Pulgadas de mercurio (pulgHg) a 0°C 2 x 2048 = Libras - f u e r z a p o r p i e c u a d r a d o ( l b f / p i e ) 2 x 14,223 = Libras - f u e r z a p o r p u l g a d a c u a d r a d a ( l b f / p u l g ) x 0,9678 = Atmósferas estándar 2

K I L O G R A M O S -F U E R Z A P O R M I L Í M E T R O C U A D R A D O – k g f / m m x 9,807 = Megapascals (Mpa) 6 2 x 1,000 x 10 = Kilogramod - fuerza por metro cuadrado (kgf/m )

KILÓMETROS POR x 27,78 x 0,9113 x 54,68 x 16,667 x 0,53996 x 0,6214

HORA – k m / h = Centímetros por segundo (cm/s) = P i e s p o r s e g u n d o (p i e s / s ) = Pies por minuto (pies/min) = Metros por minuto (m/min) = Nudos internacionales (kn) = Millas por hora (mph)

KILÓMETROS POR x 0,2778 x 27,78 x 0,9113

H O R A P O R S E G U N D O – k m -h - 1 - S - 1 2 = M e t r os p o r s e g u n d o p o r s e g u n d o ( m / s ) 2 = Centímetros por segundo por segundo (cm/s ) 2 = Pies por segundo por segundo (pies/s )

KILÓMETROS POR SEGUNDO – km/s x 37,28 = Millas por minuto (mi/min)

KILOPASCALS – kPa 3 x 10 = x 0,1450 = x 0,010197 = x 0,2953 = x 0,3351 = x 4,021 =

KILOWATTS – k W 4 x 4,425 x 10 x 737,6 x 5 6 , 90 x x

14,33 1,3410

= = = = =

2

Pascals (Pa) o Newtons por metro cuadrado (N/m ) 2 Libras - f u e r z a p o r p u l g a d a c u a d r a d a ( l b f / p u l g ) 2 K i l o g r a m o- f u e r z a p o r c e n t í m e t r o c u a d r a d o ( k g / c m ) Pulgadas de mercurio (pulg.) a 32°C P i e s d e a g u a ( p i e s H 2 O) a 68°F Pulgadas de agua (pulgH 2O) a 68°F

P i e- libras - f u e r z a p o r m i n u t o ( p i e-l b f / m i n ) P i e- libras - f u e r z a p o r s e g u n d o ( p i e- l b f / s ) Unidades Térmicas británicas por minuto (Btu/min) (ver la nota) Kilocalorías por minuto (kcal/min) Caballos de fuerza (hp)

K I L O W A T T- H O R A S x 3,6 x 10 6 6 x 2,655 x 10 x 3413 x 860 5 x 3,671 x 10 x 1,3410

– k W- h = Joules (J) = P i e- libras - f u e r z a ( p i e- l b f ) = Unidades térmicas británicas (Btu) (ver la nota) = Kilocalorías (kcal) = K i l o g r a m o- f u e r z a m e t r o s ( k g f- m ) = C a b a l l o s d e f u e r z a- h o r a s ( h p - h )

N U D O S – k n ( I n t e r n a c i on a l ) x 0,5144 = Metros por segundo (m/s) x 1,151 = Millas por hora (mph)

LITROS – l x 1000 x 0,035315 x 61,024 x 1 , 3 0 8 x 1 0- 3 x 0,2642 x 0,2200

= = = = = =

LITROS POR MINUTO x 0,01667 = -4 x 5,885 x 10 = x 4 , 4 0 3 x 1 0- 3 = -3 x 3,666 x 10 =

3

Centímetros cúbicos (cm ) 3 Pies cúbicos (pies ) 3 Pulgadas cúbicas (pulg ) 3 Ya r d a s c ú b i c a s ( y d ) U.S. galones (U.S. gal) Galones imperiales (imp gal)

– l/min Litros por segu7ndo (l/s) Pies cúbicos por segundo (cfs) U.S. galones por segundo (U.S. gal/s) Galones imperiales por segundo (imp gal/s)

L I T R O S P O R S E G U N D O – l/s -3 3 x 10 = Metros cúbicos por segundo (m / s ) 3 x 3,600 = Metros cúbicos por hora (m / h ) x 60 = Li t r o s p o r m i n u t o ( l / m i n ) x 15,85 = U.S. galones por minuto (U.S. gpm) x 13,20 = Galones imperiales por minuto (imp gpm)

M E G A P A S C A L S – MPA 6 2 x 10 = Pascals (Pa) o Newton por metro cuadrado (N/m ) 3 x 10 = Kilopascals (kPa) x 145,0 = Libras - f u e r z a p o r p u l g a d a c u a d r a d a ( p s i ) x 0,1020 = Kilogramos - f u e r z a p o r m i l í m e t r o c u a d r a d o (kgf/mm2 )

METROS – m x 3,281 x 39,37 x 1,0936

= = =

Pies (pies) Pulgadas (pulg) Yardas (yd)

METROS POR MINUTO – m/min x 1,6667 = Centímetros por segundo (cm/s) x 0,0600 = Kilómetros por hora (km/h) x 3,281 = Pies por minuto (pies/min) x 0,05468 = Pies por segundo (pies/s) x 0,03728 = Millas por hora (mph)

METROS POR SEGUNDO – m/s x 3,600 = Kilómetros por hora (km/h) x 0,0600 = Kilómetros por minuto (km/min) x 196,8 = Pies por minuto (pies/min) x 3,281 = Pies por segundo (pies/s) x 2,237 = Millas por hora (mph) x 0,03728 = Millas por minuto (mi/min)

MICRÓMETROS – µm, antes micr ó n x 10 - 6 = Metros (m)

MILLAS – m i x 1,6093 x 10-3 x 1,6093 x 5280 x 1760

= = = =

Metros (m) Kilómetros (km) Pies (pies) Yardas (yd)

MILLAS POR HORA – x 44,70 = x 1,6093 = x 26,82 = x 88 = x 1,4667 = x 0,8690 =

mph Centímetros por segundo (cm/s) Kilómetros por hora (km/h) Metros por minuto (m/min) Pies por minuto (pies/min) Pies por segundo (pies/s) Nudos internacionales (kn)

M I L L A S P O R MI N U T O x 1,6093 = x 2682 = x 88 = x 60 =

– mi/min Kilómetros por minuto (k/min) Centímetros por segundo (cm/s) Pies por segundo (pies/s) Millas por hora (mph)

MINUTOS, ANGULAR – (‘) x 2 , 9 0 9 x 1 0- 4 = Radianes (rad)

NEWTONS – N x 0,10197 x 0,2248 x 7,233 5 x 10

= = = =

Kilogramos - f u e r z a ( k g f ) Libras - f u e r z a ( l b f ) Poundals Dinas

O N Z A S – oz av. x 28,35 -5 x 2,835 x 10 x 16 x 437.5 x 0,06250 x 0,9115 -5 x 2,790 x 10

= = = = = = =

Gramos (g) Toneladas (t) toneladas métricas Dracmas (dr) av. Granos (gr) Libras (lb) av. Onzas (oz) troy Toneladas (ton) largo

O N Z A S – oz troy x 31,103 x 480 x 20 x 0,08333 x 0,06857 x 1,0971

= = = = = =

Gramos (g) Granos (gr) Pennyweights (dwt) troy Libras (lb) troy Libras (lb) av. Onzas (oz) av.

O N Z A S – oz U.S. fluido x 0,02957 = Litros (l) 3 x 1,8046 = Pulgadas cúbicas (pulg )

ONZAS- FUERZA POR x 43,1 = x 0,06250 = x 4,395 =

PARTES POR MILLÓN x 0,9991 = x 0,0583 = x 0,0700 = x 8,328 =

PASCALS – P a x 1 = -4 x 1,450 x 10 = -5 x 1,0197 x 10 = x

10

-3

=

P U L G A D A C U A D R A D A – o z f / p u l g2 Pascals (Pa) Libras - f u e r z a p o r p u l g a d a c u a d r a d a ( p s i ) 2 Gramos - fuerza por centímetro cuadrado (gf/cm )

P O R M A S A – masa (peso) en agua 3 G r a m o s p o r m e t r o c ú b i c o ( g / m ) a 15°C Granos por U.S. galón (gr/U.S. gal) a 60°F Granos por galón imperial (gr/imp gal) a 62°F Libras por millón U.S. galones a 60°F

2

Newton por met r o c u a d r a d o ( N / m ) Libras - f u e r z a p o r p u l g a d a c u a d r a d a ( p s i ) Kilogramos - f u e r z a p o r c e n t í m e t r o c u a d r a d o 2 (kgf/cm ) Kilopascals (kPa)

PENNYWEIGHTS – dwt troy x 1,5552 = Gramos (g) x 24 = Granos (gr)

POISES – P x 0,1000 = x 100 = x 2,0886 x 10-3 = x

0,06721

=

N e w t o n -s e g u n d o s p o r m e t r o c u a d r a d o ( N-s / m 2 ) Centipoises () Libras - f u e r z a -s e g u n d o s p o r p i e c u a d r a d o 2 ( l b f -s / p i e ) L i b r a s p o r p i e s e g u n d o ( l b / p i e -s )

LIBRAS - F U E R Z A – lbf av. x 4,448 = Newtons (N) x 0,4536 = Kilogramos - f u e r z a ( k g f )

LIBRAS – lb av. x 453,6 x 16 x 256 x 7000 x 5 x 10 - 4 x 1,2153

= = = = = =

Gramos /g) Onzas (oz) av. Dracmas (dr) av. G r a n os (gr) Toneladas (ton) corto Libras (lb) troy

LIBRAS - lb x 373,2 x 12 x 240 x 5760 x 0,8229 x 13,166 x 3,6735 x 4,1143 x 3,7324

= = = = = = = = =

Gramos (g) Onzas (oz) troy Pennyweights (dwt) troy Granos (gr) Libras (lb) av. Onzas (oz) av. Toneladas (ton) largo Toneladas (ton) corto Tonnes (t) toneladas métricas

troy

-4

x 10 -4 x 10 -4 x 10

LIBRAS - M A S A D E x 453,98 x 0,45398 x 0,01603 x 27,70 x 0,1199

AGUA A 60°F 3 = Centím etros cúbicos (cm ) = Litros (l) 3 = Pies cúbicos (pies ) 3 = Pulgadas cúbicas (pulg ) = U.S. galones (U.S. gal)

LIBRAS DE AGUA POR MINUTO A 60°F x 7,576 = C e n t í m e t r o s c ú b i c o s p o r s e g u n d o ( c m3 / s ) -4 x 2,675 x 10 = Pies cúcbicos por segundo (cfs) LIBRAS POR PIE CÚBICO – l b / p i e 3 3 x 16,018 = Kilogramos por metro cúbico (kg/m ) x 0,016018 = G r a m o s p o r c e n t í m e t r o c ú b i c o ( g / c m3 ) -4 3 x 5,787 x 10 = Libras por pulgada cúbica (lb/pulg )

3

LIBRAS POR PULGADA CÚBICA – lb/pulg x 2 , 7 6 8 x 1 04 = Kilogramo por metro cúbico (kg/m 3 ) 3 x 27,68 = Gramos por centímetro cúbico (g/cm ) 3 x 1728 = Libras por pie cúbico (lb/pie )

LIBRAS - F U E R Z A P O R x 14,59 = x 1,488 = x 14,88 =

PIE – lbf/pie Newtons por metro (N/m) Kilogramos - f u e r z a p o r m e t r o ( k g f / m ) Gramos - fuerza por centímetro (gf/cm)

LIBRAS - F U E R Z A P O R x 47,88 = x 0,01605 = -4 x 4,882 x 10 =

PIE CUADRADO – lbf/pie ) Pascals (Pa) P i e s d e a g u a ( p i e s H 2 O) a 68°F Kilogramos - f u e r z a p o r c e n t í m e t r o c u a d r a d o 2 (kg/cm ) Libras - f u e r z a p o r p u l g a d a c u a d r a d a ( p s i )

x

-3

6,944 x 10

=

LIBRAS - F U E R Z A P O R x 6,895 = x 0 , 0 68 0 5 = x 2,311 = x 27,73 = x 2,036 = x 0,07031 =

CUARTOS – q t s e c o x 1101 = x 67,20 =

2

P U L G A D A C U A D R A D A – psi Kilopascals (kPa) Atmósferas estándar P i e s d e a g u a ( p i e s H 2 O) a 68°F Pulgadas de agua (pilgH2 O) a 68°F Pulgadas de mercurio (pulgHg) a 0°C Kilogramos - f u e r z a p o r c e n t í m e t r o c u a d r a d o 2 (kgf/cm )

3

Centímetros cúbicos (cm ) 3 Pulgadas cúbicas (pulg )

CUARTOS – qt líquido 3 x 946,4 = Centímetros cúbicos (cm ) 3 x 57,75 = Pulgadas cúbicas (pulg )

QUINTALES – término x 100 = x 220,46 = x 101,28 = x 129,54 = x 101,41 = x 101,47 = x 101,43 =

m é t r i c o d e m a s a, y a o b s o l e t o Kilogramos (Kg) Libras (lb) U.S. av. Libras (lb) Argentina Libras (lb) Brasil Libras (lb) Chile Libras (lb) México Libras (lb) Perú

RADIANES – rad x 57,30

Grados (°) angular

=

RADIANES POR SEGUNDO – rad/s x 57,30 = Grados por segundo (°/s) angular

PIES CÚBICOS ESTÁNDAR POR MINUTO – scfm (a 14,696 psia y 60°F) x 0,4474 = Litros por segun do (l/s) a condiciones estándar (760 mmHg y 0°C) 3 x 1,608 = Metros cúbicos por hora (m /h) a condiciones estándar (760 mmHg y 0°C)

STOKES – st -4 x 10 -3 x 1,076 x 10

= =

T O N E L A D A S -M A S A – x 1016 = x 2240 = x 1,1200 =

2

Metros cuadrados por Segundo (m /s) 2 P i e s c u a d r a d o s por segundo (pies /s)

tonm largo Kilogramos (kg) Libras (lb) av. Toneladas (ton) corto

TONNES – t tonelada métrica, millier x 1000 = Kilogramos (kg) x 2204,6 = Libras (lb)

T O N N E S- F U E R Z A – t f t o n e l a d a m é t r i c a- f u e r z a x 980,7 = Newtons (N)

TONELADAS – t o n x 907,2 x 0,9072 x 2000 x 32000 x 2430,6 x 0,8929

corto = Kilogramos (kg) = Tonnes (t) = Libras (lb) av. = Onzas (oz) av. = Li b r a s ( l b ) t r o y = Toneladas (ton) largo

TONELADAS DE AGUA POR 24 HORAS A 60°F 3 x 0,03789 = Metros cúbicos por hora (m / h ) x 83,33 = L i b r a s d e a g u a p o r h o r a ( l b / h H2 O) a 60°F x 0,1668 = U . S . g a l o n e s p o r m i n u t o ( U . S . gp m ) x 1,338 = Pies cúbicos por hora (cfh)

WATTS – W x 0,05690 x x x x

44,25 0,7376 1 , 3 4 1 x 1 0-3 0,01433

= = = = =

Unidades térmicas británicas por minuto (Btu/min) (ver la nota) P i e- libras - f u e r z a p o r m i n u t o ( p i e-l b f / m i n ) P i e- libras - f u e r z a p o r s e g u n d o ( p i e- lbf -/ s ) Caballos de fuerza (hp) Kilocalorías por minuto (kcal/min)

W A T T- H O R A S – W -h x 3600 = x 3,413 = x 2655 = -3 x 1,341 x 10 = x 0,860 = x 367,1 =

Joules (J) Unidades térmicas británicas (Btu) (ver la nota) P i e- libras - f u e r z a ( p i e- l b f ) C a b a l l o s d e f u e r z a- h o r a s ( h p - h ) Kilocalorías (kcal) K i l o g r a m o- f u e r z a-m e t r o s ( k g f - m)

NOTA: DÍGITOS SIGNIFICATIVOS. La Precisión a la cual se conoce un factor de conve rsión dado determina el número de dígitos significativos que deben ser utilizados. Mientras que muchos manuales y estándares dan los factores contenidos en esta tabla hasta con seis o más dígitos significativos, el hecho de que diferentes fuentes difieran, en muchos casos, en el quinto o sexto dígito, indica que cuatro o cinto dígitos representan bastante bien la precisión de estos factores. En el presente, la precisión de la instrumentación del proceso, análogo o d i g i t a l , e s t á e n l a r e g i ó n d e l a d e c e n a p o rc e n t u a l , n e c e s i t a n d o , a s í , s ó l o t r e s dígitos significativos. En consecuencia, esta tabla está confinada a cuatro o cinco dígitos significativos. La aparición de la calculadora de bolsillo (y el uso de computadores digitales en la instrumentación del proces o) tiende a llevar al uso de tantos dígitos como la calculadora puede manejar. Sin embargo, cuando ésto excede la precisión de los datos o la exactitud de la aplicación, esta práctica es engañosa y hace perder tiempo. NOTA: UNIDAD TÉRMICA BRITÁNICA. Cuando se realizan cálculos que involucran las Btu, debe recordarse que existen muchas definiciones de Btu. Los tres primeros dígitos significativos de los factores de conversión dados en esta tabla son comunes a la mayoría de las definiciones de Btu. Sin embar go, si se necesitan cuatro o más dígitos significativos para el cálculo, deben consultarse los manuales y estándares apropiados para asegurarse de que están utilizando la definición y el factor adecuados.

TABLAS DE AGUA Y VAHO

TABLAS DE AGUA Y VAHO Vaho Saturado seco: Tabla de Temperatura

Vaho Saturado Seco: Tabla de Temperatura, continuación TABLAS DE AGUA Y VAHO V A H O S A T U R A DO SECO: TABLA DE TEMPERATURA*, continuación

PROPIEDADES DEL VAHO SUPERCALENTADO* TABLAS DE AGUA Y VAHO

PROPIEDADES DEL VAHO SUPERCALENTADO*, continuación TABLAS DE AGUA Y VAHO

PROPIEDADES DEL VAHO SUPERCALENTADO*, continuación TABLAS DE AGUA Y VAHO

PROPIEDADES DEL VAHO SUPERCALENTADO*, continuación TABLAS DE AGUA Y VAHO

PROPIEDADES DEL VAHO SUPERCALENTADO*, continuación TABLAS DE AGUA Y VAHO PROPIEDADES DEL AGUA A TEMPERATURAS VARIAS DESDE 40 HASTA 540°F (4,4 HASTA 282,2°C)

ÍNDICE

Descripción acción correctiva acción directa acción directa acción reversa acción reversa aceleración – gravedad aceleración – gravedad actuador actuador – ajuste del r e s o r t e actuador – directo actuador – principios de operación actuador – reversa actuador giratorio – cremallera y piñón alambres de extensión algoritmo amortiguación/amortiguación de la amplitud del cuarto amortiguación/descomposición de la amplitud del c u a r t o amortiguación/descomposición de la amplitud del cuarto amortiguador de pulsación Annubar atmósfera balance banda ganancia/proporcional banda muerta banda proporcional b a n d a p r o p o r c i o n a l – cambio del PB banda proporcional – estabilidad b a n d a p r o p o r c io n a l ú l t i m a banda proporcional vs. ganancia barra bibliografía bimetálico bomba contadora – flujo boquilla boquilla del flujo BTU cabezal diferencial – flujo cable flexible de conexión (rabo de cochino) cableado – red de circuitos típica de cuatro cables c ableado – red de circuitos típica de curva cableado – suministro externo de energía cableado – suministro interno de energía cálculos de flujo calibración calibración calibración – ajuste de cero calibración – ajuste sin lineamiento c a l i b r a c i ó n – c i n c o p un t o s calibración – temperatura calibración – termopar calibración – t r a m o calibrador – neumático

cambiador de cero canalón de Parshall capacidad capacidad capacitancia – prueba capacitancia – puente cápsula características – dinámica características – dinám i c a características – estática características – estática características de la válvula lineal cavitación centígrado cero cero absoluto chapaleta chisporroteo ciclo coeficiente térmico de expansión compensación – temperatura c o m p e n s a c i ó n d e t e m p e r a t u r a d el e m p a l m e f r í o compensación de temperatura del empalme frío conducción conductancia constante de tiempo constantes de tiempo contrapresión control control control control – buen control control – on/off control automático control de la curva abierta c o n t r ol m a n u a l controler controler controler controler - ¿en qué dirección debe moverse la válvula? controler – demostración de la curva abierta controler – PID controler proporcional – desplazamiento controler sólo proporcional controlers convección convección conversión – temperatura conversiones de unidad curva curva cerrada curva de control del curva de control del curva de control del

curva de control del curva de la bomba curva de racción C v – gases Cv – líquidos C v – v á lv u l a s Cv – vapor demanda densidad despacioso desplazamiento desplazamiento desplazamiento d e s p l a z a m i e n t o – flujo desviación desviación desviación diafragma diagrama de la hoja de la curva diagrama del instrumento y del proceso diagramas – hoja de la curva – fic 20 – foxboro diagramas – hoja de la curva – fic 21 – foxboro diagramas – hoja de la curva – fic 22 – foxboro diagramas – hoja de la curva – nivel – foxboro diagramas – proceso o cableado y diagramas de instrumento diagramas de la hoja de la curva d i a gramas del instrumento y del proceso diagramas I.S.A. diagramas S.A.M.A. dibujos – cableado dibujos – terminología diferenciales de temperatura dispositivo primario dispositivo primario dispositivo secundario dispositivos secundarios distribuidor – sacado de servicio distribuidor – tres válvulas distribuidor – vuelto a poner en servicio dominio del tiempo efecto Seebeck efecto Seebeck elemento de control final elemento de control final elemento de control final elevación elevación elevación – ejemplo, tanque cerrado elevación exponencial del tiempo empalme caliente empalme de medición empalme de referencia empalme frío ensayo y error – sintonización

error error de dinámica error estático error estático escala escalas de prueba especificaciones – instrumento estándar – primario estándar – secundario estándar – taller estándar conocido estándar del taller estándar secundario e s t á n d a r e s – primarios estándares – secundarios estándares rastreables Fahrenheit fidelidad fidelidad flotador flotador – contado r mecánico flotador y cable fluctuación del controler fluidómetro de desplazamiento fluidómetro de desplazamiento positivo fluidómetro de disco mitante fluidómetro de masa fluidómetro de masa - verdadero fluidómetro de masa – inferencial fluidómetro magnét i c o fluidómetro magnético – instalación fluidómetro oscilante fluidómetro ultrasónico flujo – p a r a b ó l i c o flujo – p r o b l e m a s d e m u e s t r a flujo – u n i f o r m e fórmula – tramo de la fuerza boyante fórmulas de sintonización – Ziegler/Nichols fuelles fuerza ganancia – controler ganancia – ganancia cambiante ganancia última ganancia última glosario I glosario II gravedad específica gravedad específica – mercurio histéresis I.S.A. I/P – p r i n c i p i o d e o p e r a c i ó n índice infrarrojo

i n s t a l a c i ó n – gas instalación – líquido ins t a l a c i ó n – v a p o r instalación de dispositivos secundarios instrumento de prueba integral – comando de retardo juego de banco juego de banco Kelvin lectura de la escala – puntero nominal Ley de cuerpos en descensos ley de Newton local manómetro manómetro - tubo en declive manómetro – de pozo manómetro – de pozo manómetro – fluidor de llenado manómetro – tubo en declive manómetro – tubo en U manómetro – tubo en U manual masa medición medición/lectura de los símbolos S.A.M.A. medidor de codo medidor de tarjet a de señal medidor de tubería medidor del área de la variable medidor del vórtice del tinglado menisco menisco – agua y mercurio método de la curva cerrada método de sintonización de la curva abierta método de sintonización de la curva cerrada método de sintonización de oscilación amortiguada minutos/repetir Newton nitruración nivel – d i m e n s i ó n X nivel – d i m e n s i ó n Y nivel – d i m e n s i ó n Z nivel – GL nivel – Gs nivel – i n f o r m a c i ó n g e n e r a l d e l t r a n s m i s o r d e n i v e l Número Reynolds Número Reynolds ordenar de o s c i l ac i ó n Pascal Pascal pérdida de carga permanente período natural período último

peso peso pirámide de adiestramiento placa de orificio placa de orificio – c o n c é n t r i c a placa de orificio – excéntrica placa de orificio – segmental posición posicionador p o s i c i o na d o r – f i s h e r 3 5 8 2 p o s i c i o n a d o r – PMV posicionador – procedimiento general de calibración posicionador – valvactor foxboro precisión precisión precisión precisión precisión precisión presión presión – absoluta presión – definición presión – diferencial p re s i ó n – e s c a l a presión – relación presión atmosférica presión de cabezal presión del cabezal – ejemplos presión estática del cabezal Principio de Arquímedes – flotabilidad principios de calibración procedimientos de calibración procesamiento de señales de los símbolos S.A.M.A. proceso proceso o variable medida promedio de temperatura prueba de conductancia prueba de conductancia – operación prueba de radiación prueba nucleónica PSI PSIA PSID pulgadas de agua pulgadas de mercurio punto de ajuste punto de ajus t e punto de ajuste purga Pv radiación radiación Rankine rastreable

reali regulador referencial relai neumático repeticiones/repetir repetidor repetir repetitividad reproducibilidad reproducibilidad reproducibilidad resistencia resistores de limpieza respu esta del integral respuesta derivada respuesta derivada/rata respuesta integral/reset respuestas del controler retardo retardo retardo rotámetro RTD RTD RTD – r e d d e c i r c u i t o s RTD – r e d d e c i r c u i t o s S.A.M.A. seguro contra falla seguro contra falla sello sensibilidad sensibilidad sensibilidad sensibilidad sensibilidad última sifón símbolos comunes I.S.A. & S.A.M.A. s í m b o l o s I . S . A . – funciones símbolos I.S.A. – localización símbolos I.S.A. – símbolos de línea símbolos I.S.A. – sufijo símbolos S.A.M.A. – anexo sintonización sintonización – concepto sintonización – conceptos sintonización – curva abierta sistema internacional sistemas llenos suministro supresión supresión supresión – ejemplo, tanque abierto supresión – ejemplo, tanque cerrado supresión – reversa supresión – reversa

tabla – clasificación de la tubería por tamaño tabla – tabla del factor de clasificación por tamaño tabla de contenido tabla de temperatura – tipo J tabla de temperatura – tipo J t a b l a s d e t e m p e r a t u r a – RTD t a b l a s d e t e m p e r a t u r a – RTD tablas de temperatura – tipo K tablas de temperatura – tipo K tablas de temperatura – tipo S tablas de vapor temperatura temperatura – tabla de códigos de color temperatura – tabla de precisión temperatura – tabla mv/deg Teorema de Bernoulli – definición Teorema de Bernoulli – ecuación T e o r e m a d e B e r n o u l l i – válvulas térmico – nivel termómetro – vidrio y tubo termómetros – Bimetálicos termómetros – compensación mecánica de temperatura termómetros – resorte de presión termómetros – vidrio y tubo termopar tes t e r d e t i e m p o m u e r t o tiempo del integral tiempo derivado tiempo muerto tiempo muerto tiempo muerto tiempo muerto tiempo muerto tiempo muerto tramo transductor transductor transferencia – c a l o r transmisor transmisor neumático de balance de fuerza transmisor neumático de balance de fuerza tubería de burbuja tubo bourdon tubo bourdon – C t u b o b o u r d o n – espiral tubo bourdon – hélice tubo indicador tubo indicador tubo piloto tubo venturi ultrasónico ultrasónico – fluidómetro del tiempo de vuelo u l t r a s ó n i c o – fl u i d ó m e t r o D o p p l e r u l t r a s ó n i c o – nivel

unidades de ingeniería validado valor medido valor verdadero válvula – aire para abrir válvula – aire para cerrar válvula – bola válvula – caída de presión válvula – capacidad válvula – características válvula – casquete válvula – condiciones de flujo normal válvula – correcciones de la viscosidad válvula – cuerpo válvula – discusión válvula – esférica válvula – factores de selección válvula – fluctuabilidad válvula – giratoria válvula – hidráulica válvula – mariposa vá l v u l a – p a r t e s válvula – problemas de tamaño válvula – saunders/diafragma válvula – tabla de tamaños válvula / actuador 1051 con posicionador 2610J válvula / pistón actuado con posicionador 3610JP válvula de igual porcentaje – características válvula operada a motor variable manipulada variable medida variaciones velocidad terminal velocímetros – flujo vena contraída – válvula vertedero – Cippoletti vertedero – muesca en V vertedero – muesca en V vertedero – rectangular Zeigler/Nichols Zeigler/Nichols zona muerta

Glosario 1 A c c i ó n d e C o n t r o l I n t e g r a l: A c c i ó n e n l a c u a l l a s a l i d a d e l c o n t r o l e r e s proporcional a la integral del tiempo de la entrada de error. Cuando es utilizada en combinación con la acción proporcional, anteriormente era llamada acción de reseteo. Acción de Rata : A q u e l l a p o r c i ó n d e l a s a l i d a d e l c o n t r o l e r q u e e s p r o p o r c i o n a l a la rata de cambio de la entrada. Ver Acción Derivada A c c i ó n d e R e s e t e o: V e r A c c i ó n d e C o n t r o l I n t e g r a l Acción Derivada: Acción de control en la cual la rata de cambio de la señal de error determina la amplitud de la acción correctiva aplicada. Es calibrada en unidades de tiempo. Cuando es sometida a un cambio de rampa, la salida derivada precede a la acción proporcional recta por medio de este tiempo. Al m a c e n a m i e n t o d e V o l u m e n: U n d i s p o s i t i v o a u x i l i a r d e m e m o r i a c o n c a p a c i d a d de almacenamiento muchos órdenes de magnitud mayor que la memoria de trabajo; por ejemplo, drives de archivo de disco, de tambor, de cinta magnética. Amortiguación : Reducción progresiva en la amplitud de ciclo de un sistema. Críticamente amortiguado describe un sistema que es amortiguado sólo lo suficiente para evitar que se exceda después de un estímulo abrupto. A m p l i f i c a c i ó n : L a p r o p o r c i ó n d e s a l i d a / e n t r a d a , s i n d i m e n s i ó n , d i s e ñ a da para tener una proporción mayor que la unidad. Amplificador: Un dispositivo cuya salida es, por diseño, una reproducción ampliada de la señal de entrada y que es energizada desde una fuente distinta a la señal. Ver Ganancia. A n á l i s i s d e F r e c u e n c i a - R e spuesta : U n s i s t e m a d e a n á l i s i s d i n á m i c o q u e consiste en aplicar cambios sinusoidales a la entrada y registrando tanto la entrada como la salida sobre la misma base de tiempo, utilizando un oscilógrafo. Aplicando estos datos al diagrama de pronóstico, pueden determinarse gráficamente las características dinámicas. A t e n u a c i ó n: U n a d i s m i n u c i ó n e n l a m a g n i t u d d e l a s e ñ a l - l a r e c í p r o c a d e l a ganancia. Automatización: El acto o método de hacer que un sistema de proceso o de fabricación funcione sin necesidad de la intervención o supervisión de un operador. La palabra común que designa el estado de ser automático. A u t o - r e g u l a c i ó n: L a h a b i l i d a d d e u n p r o c e s o d e c i r c u i t o a b i e r t o u o t r o dispositivo para asentar (estabilizar) en alguna planta operativa nueva después de que ha tenido lugar un cambio de cargo. Banda Muerta : El cambio a través del cual la entrada a un instrumento puede ser variada sin iniciar la respuesta del instrumento.

Banda Proporcional: La recíproca de ganancia expresada como un porcentaje. Se refie r e a l p o r c e n t a j e d e l t r a m o d e m e d i c i ó n d e l c o n t r o l e r s o b r e e l c u a l o c u r r e el viaje total de la válvula de control. Barra Colectora: Uno o más conductores utilizados para transferir señales o energía. Bloque : U n c o n j u n t o d e c o s a s , t a l e s c o m o p a l a b r a s , c ar a c t e r e s , d í g i t o s o parámetros, manejados como una unidad. C a m b i o d e C e r o: C a m b i o q u e r e s u l t a d e u n e r r o r q u e e s e l m i s m o a l o l a r g o d e toda la escala. C a m b i o d e P a s o: U n c a m b i o d e u n n i v e l a o t r o p r e s u n t a m e n t e e n t i e m p o c e r o . Capacidad: Medición de la capacidad para almacenar volumen líquido, masa, calor, información o cualquier forma de energía o materia. C a p a c i t a n c i a: L a p r o p i e d a d q u e p u e d e s e r e x p r e s a d a c o m o l a i n t e g r a l d e t i e m p o de la rata de flujo (calor, corriente eléctrica, y así por el estilo) hacia o desde un almacenamiento, dividida entre el cambio potencial asociado. Carga : Nivel de material, fuerza, torque, energía u otra variable aplicada a o retirada de un proceso u otro componente en el sistema. C h i p: U n c i r c u i t o i n t e g r a d o . Ciclo : U n c a m b i o p e r i ó d i c o e n e l f a c t o r b a j o c o n t r o l , q u e r e s u l t a g e n e r a l m e n t e e n excursiones iguales por encima y por debajo del punto de control de la oscilación sinusoidal en forma de onda. Cierre de Reseteo: Ver Cierre Integral Cierre Integral: La sobrecarga, e n presencia de un error continuo, del capacitador integral (fuelles, en un controler neumático) que debe ser descargada a través de una ruta de descarga constante a largo plazo y que evita un regreso rápido al punto de control deseado. C i r c u i t o A b i e r t o: Co n t r o l s i n f e e d b a c k ; p o r e j e m p l o , u n a l a v a d o r a a u t o m á t i c a . Circuito Cerrado (circuito de ): Numerosas unidades de control automático y el proceso conectados de manera de proporcionar una ruta de señal q u e i n c l u y e u n a r u t a h a c i a d e l a n t e , u n a r u t a de f e e d b a c k y u n p u n t o d e sumatoria. La variable controlada es medida consistentemente, y si se desvía de la que ha sido prescrita, se aplica la acción correctiva al elemento final en la d i r e c c i ó n a p r o p i a d a p a r a r e g r e s a r l a v a r i a b l e c o n t r o l a d a a l v a l o r d e s e ado. C i r c u i t o d e C o n t r o l: C o m i e n z a e n e l p r o c e s o e n f o r m a d e u n a m e d i c i ó n o variable, es monitoreada y regresa al proceso en forma en forma de una variable manipulada o “posición de válvula” que es controlada por algún medio. C i r c u i t o: U n a r u t a d e s e ñ a l .

Compilador: Un programa que traduce un lenguaje de nivel más alto como “BASIC” o “FORTRAN” a lenguaje de ensamblaje o lenguaje de máquina, el cual puede ejecutar el U. Comportamiento Dinámico : Comportamiento como una función de tiempo. C o m p o r t a m i e n t o E s t á t i c o: C o m p o r t a m i e n t o q u e n o e s u n a f u n c i ó n d e t i e m p o o que tiene lugar sobre una longitud de tiempo suficiente que hace que los cambios dinámicos tengan poca importancia. Computador Análogo : Un computador que opera sobre variables continuas. Comparar con el Computador Digital. Computador Digital: Un computador que opera sobre datos en forma de dígitos – cantidades discretas de variables más que continuas. C o m p u t a d o r: U n d i s p o s i t i v o q u e r e a l i z a c á l c u l o s m a t e m á t i c o s . P u e d e i r d e s d e u n d i s p o s i t i v o s e n c il l o ( c o m o u n a r e g l a d e c á l c u l o ) h a s t a u n o m u y c o m p l i c a d o (como un computador digital). En el control del proceso, el computador es tanto un mecanismo análogo ajustado para realizar un cálculo continuo en una o más señales de entrada y para proporcionar una salida como una función de tiempo sin depender de asistencia externa (movimiento humano), como un dispositivo digital utilizado en el control digital directo (CDD). Constante de Tiempo : El producto de resistencia x capacitancia (T = RC), que se convierte en el tiempo requerido para que un sistema de primer orden alcance el 63,2 por ciento de un cambio total cuando es forzado por un paso. En los llamados sistemas de alto orden, existe una constante de tiempo para cada uno de los componentes de primer orden. Control Proporcional : Acción de control atenuación fija entre la salida y la entrada.

en

la

cual

hay

una

ganancia

o

Controler Automático : Un dispositivo, o combinación de dispositivos, que mide el valor de una variable, cantidad o condición y que opera para corregir o limitar la desviación de este valor medido a partir de una referencia seleccionada (punto fijado). C P U: U n i d a d c e n t r a l d e p r o c e s a m i e n t o – l a p a r t e d e u n a c o m p u t a d o r a q u e decodifica las instrucciones, realiza los cálculos reales y mantiene el orden en la ejecución de los programas. Curva de Reacción: En el control de proceso, una curva de reacción es obtenida aplicando un cambio de paso (bien sea en la carga o en el punto fijado) y trazando la respuesta de la variable controlada con respec to al tiempo. Datos: Un término general para denotar cualquier información que pueda ser procesada. Desplazamiento: La diferencia entre lo que obtenemos y lo que queremos – la diferencia entre el punto en el cual se estabiliza el proceso y la instrucción introducida al controler por medio del punto fijado.

D e s v i a c i ó n: L a p a r t i d a d e s d e u n v a l o r d e s e a d o . L a d e s v i a c i ó n d e l s i s t e m a q u e existe después de que han expirado las oscilaciones momentáneas es sinónimo de desplazamiento (offset). D i a g r a m a N i c h o l s ( t a b l a N i c h o l s ): U n t r a z a d o d e l o s c o n t o r n o s d e l a m a g n i t u d y l a f a s e d e l a f u n c i ó n d e r e t o r n o -t r a n s f e r e n c i a r e f e r i d a a l a s o r d e n a d a s d e l a ganancia logarítmica del circuito y las accisas del ángulo de fase del circuito. D i a g r a m a p a r a P r o n ó s t i c o : U n d i a g r a m a d e l o s v a l o r e s d e r e g i s t r o -g a n a n c i a y d e b a s e-á n g u l o e n u n a b a s e d e r e g i s t r o - f r e c u e n c i a , p a r a u n e l e m e n t o , u n c i r c u i t o o una función de transferencia de salida. También comprende diagramas funcionales similares de la variable compleja. Diferencia de Fase : E l t i e m p o , u s u a l m e n t e e x p r e s a d o e n g r a d o s e l é c t r i c o s , mediante el cual una lleva o retarda a otra. Elemento de Medición: Un elemento que convierte cualquier condición o actividad del sistema en una forma o lenguaje que el controler puede entender. E l e me n t o s d e C o n t r o l F i n a l : Componente de un sistema de control (tal como una válvula) que regula directamente el flujo de energía o de material al proceso. Entrada: Señal que entra a un instrumento de medición, a unidades de control o a un sistema. E q u i l i b ri o : L a c o n d i c i ó n d e u n s i s t e m a c u a n d o t o d a s l a s e n t r a d a s y s a l i d a s (suministro y demanda) se han estabilizado y están en balance. Error : L a d i f e r e n c i a e n t r e e l v a l o r r e a l y e l v e r d a d e r o , a m e n u d o e x p r e s a d o c o m o un porcentaje de valor de tramo o de rango s uperior. E s q u i n a d e F r e c u e n c i a: A q u e l l a f r e c u e n c i a e n e l d i a g r a m a d e p r o n ó s t i c o indicada por un punto de quiebre – la intersección de una línea recta dibujada a s i n t ó t i c a m e n t e a l a c u r v a d e r e g i s t r o- g a n a n c i a v e r s u s r e g i s t r o- f r e c u e n c i a y l a u n i d a d d e l a a c ci s a r e g i s t r o -g a n a n c i a . E s t a b i l i d a d: A q u e l l a c o n d i c i ó n d e s e a b l e e n l a c u a l l a e n t r a d a y l a s a l i d a e s t á n en balace y permanecerán así a menos que sean sometidas a un estímulo externo. E s t a d o E s t a b l e : U n e s t a d o e n e l c u a l p r e v a l e c e n l a s c o n d i c i o n e s e s t á t i c as y e n el que todos los cambios dinámicos pueden ser asumidos como completos. Exceso: El esfuerzo persistente del sistema de control por alcanzar el nivel deseado, que resulta frecuentemente en ir más allá (exceder) de la marca. Fase : L a c o n d i c i ó n d e u n a f u n c i ó n p e r i ó d i c a c o n r e s p e c t o a u n t i e m p o d e referencia. : Información acerca del estado de la variable controlada que puede s e r comparado con la información que se desea por el interés de hacerlas coincidir.

F l u c t u a c i ó n: O s c i l a c i ó n o c i c l o q u e p u e d e s e r d e a p r e c i a b l e a m p l i t u d ocasionada por el esfuerzo persistente del sistema por lograr un nivel de control prescrito. Frecuencia: Ocurrencia de una función periódica (con el tiempo como la variable i n d e p e n d i e n t e ) , g e n e r a l m e n t e e s p e c i fi c a d a c o m o u n c i e r t o n ú m e r o d e c i c l o s p o r unidad de tiempo. Función de Transferencia: Una descripción matemática de la salida dividida entre la relación de entrada que exhibe un componente o un sistema completo. A menudo es mencionada como transformación Laplace de salida sobre la transformación Laplace de entrada con condiciones iniciales de cero. Ganancia (relación de magnitud): La relación de cambio en la salida dividida entre el cambio en la entrada que la causó. Tanto la entrada como la salida deben ser expresadas en las mismas unidades, haciendo de la ganancia un número puro (sin dimensión). G a n a n c i a d e F r e c u e n c i a C e r o: G a n a n c i a e s t á t i c a o c a m b i o e n l a s a l i d a d i v i d i d a entre el cambio en la entrada que lo causó, después de que ha transcurrido suficiente tiempo para eliminar los componentes de comportamiento dinámico. Ganancia de Registro: Ganancia expresada en una escala logarítmica. Ganancia, circuito: Las relaciones de magnitud de salida/entrada combinadas de todos los componentes individuales del circuito multiplicados para obtener la ganancia total. G a n a n c i a , e s t á t i c a ( g a n a n c i a c e r o-f r e c u e n c i a ): L a r e l a c i ó n d e a m p l i t u d salida/entrada de un componente o sistema a medida que la frecuencia se acerca a cero. G a n a n c i a , m a r g e n : L a f r e c u e n c i a s i n u s o i da l a l a c u a l l a r e l a c i ó n d e m a g n i t u d d e salida/entrada iguala la unidad y el logra un ángulo de fase de – 180 grados. Hardware : E q u i p o f í s i c o ; p o r e j e m p l o , d i s p o s i t i v o s m e c á n i c o s , eléctricos o electrónicos. Algo que se puede tocar con los dedos.

magnéticos,

H i s t é r e s i s: D i f e r e n c i a e n t r e l o s r e s u l t a d o s e s c a l a a r r i b a y e s c a l a a b a j o e n l a respuesta del instrumento cuando es sometida a la misma entrada aproximándose desde direcciones opuestas. I/O. Entrada/Salida : La interfase entre el equipo periférico y el sistema digital. I n s t r u m e n t a c i ó n: L a a p l i c a c i ó n d e i n s t r u m e n t o s a u n p r o c e s o i n d u s t r i a l c o n e l propósito de medir o controlar su actividad. El término es aplicado también a los instrumentos mismos. I n s t r u m e n t o: E n c o n t r o l d e m e d i c i ó n y d e p r o c e s o ; e s t e t é r m i n o e s u t i l i z a d o ampliamente para describir cualquier dispositivo que realiza una función de medición o de control.

Integrador: Utilizado a menudo con un fluidómetro para totalizar el área bajo el registro de flujo; por ejemplo, galones por minuto x minutos = galones totales. Produce una lectura digital del flujo total. L í m i t e s: F r o n t e r a i m p u e s t a e n e l r a n g o m á s a l t o o m á s b a j o d e u n a v a r i a b l e ( p o r ejemplo, la presión en una caldera de vapor limitada por una válvula de seguridad). L i n e a l i d a d: La c e r c a n í a c o n l a c u a l e l t r a z o d e u n a s e ñ a l u o t r a v a r i a b l e , t r a z a d a contra una escala lineal prescrita, se aproxima a una línea recta. Medios de Control: Los elementos, en un sistema de control, que contribuyen a la acción correctiva requerida. M e m o r i a: p e r t e n e c i e n t e a e s e d i s p o s i t i v o d e a l m a c e n a m i e n t o e n e l c u a l s o n almacenados los programas y datos y que son fácilmente obtenidos por el U para su ejecución. O f f -l i n e : ( 1 ) C o n c e r n i e n t e a l e q u i p o o p r o g r a m a s q u e n o e s t á n b a j o e l c o n t r o l d e l computador. (2) Concerniente a un computador que no está monitoreando o controlando activamente un proceso. On -l i n e : ( 1 ) C o n c e r n i e n t e a l e q u i p o o p r o g r a m a s q u e e s t á n b a j o e l c o n t r o l d e l computador. (2) Concerniente a un computador que está monitoreando o controlando activamente un proceso u operación. Ó p t i m o: E l m á s a l t o p r o v e c h o d e c o n t r o l o b t e n i b l e ; p o r e j e m p l o e l s u m i n i s t r o iguala la demanda y el desplazamiento ha sido reducido al mínimo (cero preferiblemente). P e r í o d o Ú l t i m o: E l p e r í o d o d e t i e m p o d e u n c i c l o a l a f r e c u e n c i a n a t u r a l d e l sistema donde se le permite oscilar sin amortiguación. Precisión del Control : El grado de correspondencia entre la variable controlada y el valor deseado después de haber logrado la estabilidad. Precisión : Conformidad con un val o r i n d i c a d o , e s t á n d a r o v e r d a d e r o , e x p r e s a d o generalmente como una desviación porcentual (de tramo, lectura o del valor del rango superior) del valor indicado, estándar o verdadero. P r o c e s o: E l e q u i p o p o r e l c u a l e l s u m i n i s t r o y l a d e m a n d a d e b e n s e r balan c e a d o s – e l s i s t e m a b a j o c o n t r o l , e x c l u y e n d o e l e q u i p o q u e r e a l i z a e l control. Programa : Una serie de instrucciones que resuelven lógicamente problemas dados y manipulan los datos. P u n t o d e C o n t r o l : E l v a l o r a l c u a l e l s i s t e m a c o n t r o l a d o o p r o c e s o s e as i e n t a o estabiliza. Puede o no estar de acuerdo con el punto fijado (instrucción) aplicado al controler. Punto de Quiebre : E l e m p a l m e d e d o s s e g m e n t o s d e l í n e a r e c t a c o n f l u e n t e s d e una curva trazada.

P u n t o d e S u m a: Un numerosas señales.

punto

en

el

cual

pueden

sumarse

alge b r a i c a m e n t e

Punto Fijado : La instrucción dada al controler automático para determinar el punto en el cual se espera que la variable controlada se estabilice. Rampa : U n a u m e n t o o d i s m i n u c i ó n d e l a v a r i a b l e a u n a r a t a c o n s t a n t e d e c a m b i o. R e g i s t r a d o r O s c i l ó g r a f o: U n d i s p o s i t i v o q u e h a c e u n r e g i s t r o a a l t a v e l o c i d a d de las variaciones eléctricas con respecto al tiempo; por ejemplo, un registrador ordinario pudiera tener una velocidad de tres cuartos de pulgadas por hora mientras que un os c i l ó g r a f o p u d i e r a t e n e r u n a v e l o c i d a d d e t r e s c u a r t o s d e pulgadas por segundo o aun más rápida. Relación de Amplitud: La relación de la magnitud de una salida sinusoidal de estado estable en relación con la entrada. Reloj de Tiempo Real : U n d i s p o s i t i vo q u e m a n t i e n e a u t o m á t i c a m e n t e e l t i e m p o en unidades de tiempo convencionales para ser utilizado en la ejecución de un programa y en el inicio de un evento. R e p r o d u c i b i l i d a d: L a e x a c t i t u d c o n l a c u a l u n a m e d i c i ó n u o t r a c o n d i c i ó n p u e d e duplicarse en el ti empo. Resistencia: Una oposición al flujo explica la disipación de energía y limita el flujo. El flujo desde un injerto de agua, por ejemplo, es limitado a lo que la presión disponible puede empujar a través de la abertura del injerto. resistencia eléct rica (ohms) =

potencial (voltios) flujo (amperios)

Respuesta : R e a c c i ó n a u n a f u n c i ó n f o r z a d o r a a p l i c a d a a l a e n t r a d a ; l a v a r i a c i ó n de las variables medidas que ocurre como resultado de una entrada sinusoidal de paso, de rampa u otro tipo de entrada. R e t a r d o: U n r e t r a s o e n e l c a m b i o e n l a s a l i d a d e s p u é s d e u n c a m b i o e n l a entrada. Retraso de Transportación: Un retardo causado por el tiempo requerido para que un material viaje de un punto a otro; por ejemplo, el agua que corre en una t u b e r í a a 1 0 p ie s p o r s e g u n d o r e q u i e r e 1 0 , 0 s e g u n d o s p a r a v i a j a r 1 0 0 p i e s , y s i estos 100 pies existen entre la manipulación y la medición, esto constituiría un retraso de 10 segundos. Ruido : C o m p o n e n t e s d e s e ñ a l n o d e s e a d o s g e n u i n a d e l a s eñ a l q u e e s t á s i e n d o o b s e r v a d a .

que

Rutina : Un pequeño programa realizar una tarea específica.

muchos

utilizado

por

oscurecen

otros

la

información

programas

para

Salida : La señal proporcionada por un instrumento; por ejemplo, la señal que el controler envía al operador de la válvula es la salida del controler.

Señal: Información en forma de presión neumática, corriente eléctrica o posición mecánica, que lleva información desde un componente del circuito de control hasta otro. S e r v o m e c a n i s m o: U n s i s t e m a d e c o n t r o l a u t o m á t i c o q u e t o m a l a a c c i ó n correctiva necesaria como resultado del . La salida puede ser una posición mecánica o algo relacionado con ella como función de tiempo. S e r v o t é c n i c a s: L o s m é t o d o s m a t e m á t i c o s y g r á f i c o s p l a n e a d o s p a r a a n a l i z a r y o p t i m i z a r e l c o m p o r t a m i e nt o d e l o s s i s t e m a s d e c o n t r o l . S i m u l a d o r A n á l o g o: U n d i s p o s i t i v o e l e c t r ó n i c o , n e u m á t i c o o m e c á n i c o q u e resuelve problemas por medio de la simulación del sistema físico en estudio, utilizando variables eléctricas o físicas para representar las variables del proceso. S i s t e m a C o n t r o l a d o : A q u e l l a p a r t e d e l s i s t e m a b a j o c o n t r o l – el proceso. S i s t e m a d e C o n t r o l A u t o m á t i c o: U n a r r e g l o o p e r a b l e d e u n o o m á s c o n t r o l e r s automáticos, junto con sus equipos asociados, conectados en circuitos cerrados con uno o más procesos. Sistema de Control en Cascada : Un sistema de control en el cual la salida de un controler es el punto fijado de otro. S i s t e m a d e C o n t r o l: U n s i s t e m a e n e l c u a l s e u t i l i z a g u í a o m a n i p u l a c i ó n d e l i b e r a d a p a r a l o g r a r u n v a l o r p r e s c r i t o d e u n a v a r i a b le. S i s t e m a: G e n e r a l m e n t e s e r e f i e r e a t o d o s l o s c o m p o n e n t e s d e c o n t r o l , incluyendo proceso, medición, controler, operador y válvulas, junto con cualquier otro equipo adicional que pueda contribuir en su operación. S o b r e a m o r t i g u a d o : A m o r t i g u a d o d e m a n e r a que no ocurra un exceso. Software: La colección de programas y rutinas asociados con un computador. Terminal : U n d i s p o s i t i v o p a r a l a i n t e r f a s e o p e r a d o r -m á q u i n a ; p o r e j e m p l o , C R T s , máquinas de escribir, teletipos con entrada por teclado o modems telefónicos. Termopar: Un dispositivo construido de dos metales disímiles que genera un pequeño voltaje como una función de diferencia de temperatura entre una medición y el empalme de referencia. Este voltaje puede ser medido y su m a g n i t u d u t i l i z a d a c o m o u n a m e di d a d e l a t e m p e r a t u r a e n c u e s t i ó n . T i e m p o d e R e s e t e o: V e r T i e m p o I n t e g r a l Tiempo Integral: El tiempo calibrado en el cuadrante de la integral (reseteo) del controler, que representa el tiempo que transcurrirá mientras el controler de circuito abierto rep i t e l a a c c i ó n p r o p o r c i o n a l . Tiempo Muerto, instrumento: El tiempo que transcurre mientras que la entrada a un instrumento varía lo suficientemente para pasar a través de la zona de banda muerta y causar que el instrumento responda.

T r a n s d u c t o r : U n d i s p o s it i v o q u e c o n v i e r t e i n f o r m a c i ó n d e u n a f o r m a f í s i c a a o t r o tipo físico en su salida (por ejemplo, un termopar convierte la temperatura en milivoltaje) Transformación Laplace: Una función de transferencia que es el equivalente operativo de una función matem ática compleja que permite la solución por medio de técnicas aritméticas sencillas. Tratante: Un pequeño programa que maneja el flujo de datos desde y hacia piezas específicas de hardware para ser utilizado por otro software. Valor : E l n i v e l d e l a s e ñ a l q u e e s m e d i d a o c o n t r o l a d a . Variable Manipulada: Aquella que es alterada por el equipo de control automático para que cambie la variable bajo control y la haga estar en conformidad con el valor deseado. V a r i a b l e: U n n i v e l , c a n t i d a d u o t r a c o n d i c i ó n q u e es s o m e t i d a a c a m b i o . E s t a puede ser regulada (la variable controlada) o simplemente medida (un barómetro midiendo la presión atmosférica).

GLOSARIO II

Glosario de Términos del Control de Proceso Análogo y Digital D e s d e el n a c i m i e n t o d e l c o n t r o l d e p r o c e s o u n han sido asociados con la jerga del control de incluye términos y terminología asociados en p r o c e s o a n á l o g o . P a r a l a t e r m i n o l o gí a d i g i t a l Computador” en esta sección.

incontable número de términos proceso. El siguiente glosario su mayoría con el control de remitirse a “Terminología del

: La habilidad de colocar información en o de extraer información desde un dispositivo de almacenamiento. Acción Anticipadora: Lo mismo que acción de rata. A c c i ó n C o n t i n u a : A c c ió n d e c o n t r o l r e a l i z a d a c o n t i n u a m e n t e ( c o n t r o l a n á l o g o ) . Acción Correctiva : La variación de la variable manipulada producida por el controler. Acción de Cálculo: El acoplo de las variables primarias del las unas a l a s o t r a s y / u o t r a s v a r i a b l e s pa r a f o r m a r u n a f u n c i ó n c a l c u l a b l e a p a r t i r d e l a c u a l se toma una acción de control. Acción de Control Adaptiva : Acción de control en la cual el algoritmo de control o los parámetros de control son cambiados automáticamente de manera tal que m e j o r a n l a p er f o r m a n c e d e l s i s t e m a d e c o n t r o l . Acción de Control de Límite Alto: Una acción de control en la cual la salida nunca excede un límite alto predeterminado. A c c i ó n d e C o n t r o l d e L í m i t e B a j o: A c c i ó n d e c o n t r o l e n l a c u a l l a s a l i d a n u n c a es menor que un límite bajo predeterminado. A c c i ó n d e C o n t r o l d e L í m i t e d e V e l o c i d a d: U n a a c c i ó n d e c o n t r o l e n l a c u a l l a rata de cambio de una variable especificada no excederá un límite predeterminado. A c c i ó n d e C o n t r o l d e O p t i m i z a c i ó n: A c c i ó n d e c o n t r o l q u e b u s c a a u t o m á ti c a m e n t e e l v a l o r ó p t i m o d e u n a v a r i a b l e o p a r á m e t r o e s p e c í f i c o m á s q u e mantenerlo en algún valor fijado. A c c i ó n d e C o n t r o l d e S u p e r v i s i ó n: A c c i ó n d e c o n t r o l e n l a c u a l l o s c i r c u i t o s d e control directo que operan independientemente someten los puntos fijados de los controlers individuales a actualizaciones periódicas. A c c i ó n d e C o n t r o l d e l F e e d b a c k: U n a a c c i ó n d e c o n t r o l e n l a c u a l u n a v a r i a b l e medida es comparada con el valor de referencia para producir una señal de error a c t u a n t e p a r a i n t e n t a r r e d u c i r el error. Acción de Control: La respuesta de un dispositivo de control a una señal actuante con el propósito de disminuir el error de control.

A c c i ó n d e M u e s t r e o: V a r i a b l e d e l p r o c e s o m u e s t r e a d a y a c c i ó n d e c o n t r o l tomada a intervalos. Acción de Rata : El modo de controler en el cual hay una relación lineal entre la salida del controler y la derivada de la señal de error. Acción Derivada: Un modo de controler en el cual hay una relación lineal c o n t i n u a e n t r e l a s a l i d a d e l c o n t r o l e r y l a d e r i v a d a d e l a s e ñ al de error. Acción Diferencial: Lo mismo que la Acción Derivada. Acción Directa : Operación de un proporcional a la salida del control.

elemento

de

control

final

directamente

Acción en Cascada Paralela: La regulación de los puntos fijados de dos o más c o ntrolers automáticos utilizando otros controlers continuos. A c c i ó n I n t e g r a l: U n m o d o d e c o n t r o l e r e n e l c u a l h a y u n a r e l a c i ó n l i n e a l continua entre la integral de la señal de error y la señal de salida del controler. Acción Multi -V e l o c i d a d: A c c i ó n d e c o ntrol en la cual la velocidad de la variable actuante toma una de numerosas velocidades predeterminadas, cada una correspondiendo a un rango definido de la señal actuante. A c c i ó n P r o p o r c i o n a l: U n a a c c i ó n d e c o n t r o l e n l a c u a l l a s a l i d a d e l c o n t r o l e r e s pro porcional al error. A c c i ó n S e n c i l l a -V e l o c i d a d: A c c i ó n d e c o n t r o l e n l a c u a l l a v a r i a b l e a c t u a n t e cambia a velocidad constante cuando la señal actuante está dentro de una región particular. Acción Superpuesta : Dos o más acciones de control superpuestas. A c t u a l i z a r: M o d i f i c a r u n s i s t e m a , p r o g r a m a , e s t r a t e g i a , e t c . , e n c o n c o r d a n c i a con la información actual. A d i a b á t i c o: O c u r r e s i n t r a n s f e r e n c i a d e c a l o r h a c i a o d e s d e e l c u e r p o o s i s t e m a . Agrupamiento: En la derivación de un modelo, una premisa de que los efectos de dos o más aspectos del sistema pueden ser considerados como una cantidad sencilla. Alarma Absoluta:Una alarma causada por la detección de una variable que ha excedido su condición límite alto o bajo. Á l g e b r a B o o l e a n: C o n c e r n i e n t e a l a s o p e r a c i o n e s d e l a l ó g i c a f o r m a l . Algoritmo de Control : La representación matemática de la acción de control a ser realizada. A l t e r a c i ó n: U n a s e ñ a l d e e n t r a d a d i f e r e n t e a l a d e l p u n t o f i j a d o q u e a f e c t a directamente la salida del proceso.

Amortiguación Crítica : El menor grado de amortiguación bajo el cual un sistema puede operar sin exceder el valor deseado después de un cambio de paso en la entrada. A m o r t i g u a c i ó n R e l a t i v a : P a r a u n s i s t e m a s u b- a m o r t i g u a d o , u n n ú m e r o q u e e s e l f a c t o r d e a m o r t i g u a c i ó n r e a l d i v i d i do entre el factor de amortiguación crítico. Amortiguación : Aquella propiedad de un sistema que causa disipación de la energía y, por lo tanto, causa decaimiento en la amplitud de las oscilaciones. Amortiguador : Un dispositivo de amortiguación usualmente consta de un cilindro y de un pistón, en el cual el movimiento relativo de cualquiera de ellos desplaza un fluido, tal como aire o aceite, dando como resultado una fricción. Amplificación: La proporción de la amplitud de la salida de señal a la amplitud de la entrada de señal. Amplificador: Un dispositivo cuya salida en una reproducción aumentada en las características esenciales de una entrada y que aborbe energía desde una fuente externa. A m p l i t u d P i c o -a- P i c o: L a d i f e r e n c i a e n t r e l o s e x t r e m o s d e u n a c antidad. Amplitud : L a d i f e r e n c i a e n t r e e l v a l o r p r o m e d i o d e u n a v a r i a c i ó n s i n u s o i d a l y e l valor máximo (o mínimo). A n á l i s i s d e l S i s t e m a: L a d e f i n i c i ó n d e u n p r o b l e m a d e c o n t r o l y e l d e s a r r o l l o d e la solución. A n á l o g o: U n s i s t e m a c u y o c o m p o r t a m i e n t o e s ma t e m á t i c a m e n t e a n á l o g o a l d e algún otro sistema y, por lo tanto, tiene las mismas ecuaciones dinámicas. Ancho de Banda: E l r a n g o d e f r e c u e n c i a s d e n t r o d e l c u a l l a p e r f o r m a n c e d e u n componente es precisa, usualmente se extiende desde la frecuencia cero hasta alguna frecuencia de corte. A N D: U n o p e r a d o r l ó g i c o q u e t i e n e l a p r o p i e d a d d e , s i P , Q , y R s o n r e l a c i o n e s lógicas, entonces el AND de P, Q y R es verdadero si P, Q y R son todos verdaderos, y es falso si cualquiera de las tres relaciones es falsa. Án g u l o d e F a s e : P a r a d o s f u n c i o n e s q u e v a r í a n s i n u s o i d a l m e n t e c o n l a m i s m a frecuencia, aquella parte del ciclo que ha logrado una señal cuando la otra está en la fase cero. A p r o x i m a c i ó n S u c e s i v a : U n a t é c n i c a d e c o n v e r s i ó n a n á l o g o- a - d i g i t a l e n l a c u a l los vo l t a j e s c o n o c i d o s c r e c i e n t e m e n t e m á s g r a n d e o m á s p e q u e ñ o s s o n comparados con los voltajes desconocidos. La decisión lógica en cada comparación genera la representación binaria del voltaje. Armónica : U n a c a n t i d a d s i n u s o i d a l q u e t i e n e u n a f r e c u e n c i a q u e e s u n a i n t e g r a l múltiple de alguna frecuencia fundamental con la cual está relacionada.

ASCII: Código Estándar Americano para el intercambio de información, un código de octavo nivel ideado para proporcionar compatibilidad de códigos de información entre dis positivos digitales de fabricantes de E.E.U.U. A t e n u a c i ó n: U n a d i s m i n u c i ó n e n l a f u e r z a d e u n a s e ñ a l e n t r e d o s p u n t o s o e n t r e dos frecuencias. A u t o - R e g u l a c i ó n: L a c a r a c t e r í s t i c a i n h e r e n t e d e u n p r o c e s o q u e l o g r a u n v a l o r de estado estable sin la ayuda de un esquema de control automático. A u t o - S i n t o n i z a c i ó n: L a t é c n i c a d e a c t u a l i z a r a u t o m á t i c a m e n t e l o s p a r á m e t r o s de sintonización del controler basándose en las condiciones cambiantes del proceso. B a n d a d e E s t r a n g u l a m i e n t o: L o m i s m o q u e B a n d a P r o p o r c i o n a l . Banda Muerta : El rango de valores a través del cual la variable medida puede ser cambiada sin iniciar una respuesta. B a n d a P r o p o r c i o n a l: L a c o n s t a n t e d e p r o p o r c i o n a l i d a d e n l a e c u a c i ó n q u e relaciona la salida del controler con el error. Físicamente, es el error en porcentaje del tramo del instrumento requerido para causar un cambio en la unidad en la salida del controler. Es la recíproca de la ganancia proporcional. Cambio de Fase : El retraso o avance que ocurre cuando una señal sinusoidal pasa a través d e u n e l e m e n t o o d e l s i s t e m a d e c o n t r o l . C a m b i o d e P a s o: U n c a m b i o i n s t a n t á n e o d e u n v a l o r a o t r o , s e m e j a n d o u n p a s o . Cambio Sinusoidal: Una señal que tiene características sinusoidales o cíclicas. Capacidad: Una medición de la cantidad máxima de energ ía o material que puede ser almacenada dentro de una pieza dada de equipo o de sistema. C a p a c i t a n c i a: L a c a n t i d a d d e e n e r g í a o m a t e r i a l q u e d e b e s e r a g r e g a d o a u n sistema cerrado para ocasionar que la unidad cambie de potencia; en consecuencia, la derivada parcial del contenido con respecto al potencial. Carga o Variable de Carga : Una influencia externa sobre un sistema de control automático diferente al punto fijado cuyo efecto en el sistema puede ser compensado por medio del sistema de control. Carga : Presión resultante de las fuerzas gravitacionales en líquidos; medida en términos de la profundidad por debajo de la superficie del líquido. Cascada: Una serie de etapas en las cuales la salida de una etapa es la entrada de la siguiente. C e r o : U n v a l o r re a l o c o m p l e j o d e u n a v a r i a b l e i n d e p e n d i e n t e q u e h a c e q u e l a función de esa variable sea igual a cero. Cibernética : La teoría de control y comunicación tanto en máquinas como en animales.

Ciclo Límite: Una respuesta oscilatoria sostenida de un sistema de feedbakc en el cual la amplitud de la oscilación está limitada. La causa es generalmente la presencia de alguna no linealidad tal como saturación o histéresis. Ciclo : U n c a m b i o p e r i ó d i c o ( o s c i l a c i ó n ) e n l a v a r i a b l e c o n t r o l a d a . C i r c u i t o A b i e r t o: S e r e f i er e a u n s i s t e m a d e c o n t r o l d e f e e d b a c k q u e o p e r a c o n el circuito de desconectado. C i r c u i t o C e r r a d o: U n a r u t a d e s e ñ a l q u e c o n s t a d e u n a r u t a h a c i a a d e l a n t e , u n a ruta de y un punto de suma conectados de manera tal que formen un circuito cerrado. C i r c u i t o: U n a s e r i e d e e t a p a s q u e f o r m a n u n a r u t a c e r r a d a . Coeficiente de Amortiguación: En la función característica de un sistema, el parámetro que caracteriza la naturaleza de la amortiguación de la respuesta transitoria. Llamado también f a c t or de amortiguación y relación de amortiguación. C o m b i n a c i ó n C o n t r o l - E l e m e n t o s A c o p l a d o s: U n a e n l a c u a l d o s o m á s s a l i d a s de controler son combinadas para operar una variable manipulada. C o m p a r a d o r: L a p o r c i ó n d e l o s e l e m e n t o s d e c o n t r o l q u e d e t e r m i n a e l e r r o r d e (diferencia entre la entrada de referencia y la variable de ) sobre la cual actúa el controler. Compensador : Un componente o circuito agregado a un sistema para mejorar las c a r a c t e r í s t i c a s d e s u r e s p u e s t a ; e n m u c h o s c a s o s e l c o ntroler. C o n d i c i o n e s O p e r a t i v a s: C o n d i c i o n e s t a l e s c o m o t e m p e r a t u r a a m b i e n t e y presión a las cuales es sometido un dispositivo o sistema además de la variable medida. Constante de Posición: Lo mismo que Ganancia de Estado Estable. C o n s t a n t e d e T i e m p o: E l T i e m p o r e q u e r i d o p a r a q u e l a s a l i d a d e u n s i s t e m a d e primer orden alcance 63,2 por ciento de una respuesta completa a una entrada de paso. C o n s t a n t e d e V e l o c i d a d: L a c o n s t a n t e d e p r o p o r c i o n a l i d a d e n l a f u n c i ó n d e transferencia de un sistema que contiene una integración; la ganancia de un s e r v o t i p o - uno. Contragolpe: Una no linealidad típicamente asociada con la flojedad en el tren de engranajes. Control Bang - B a n g: L o m i s m o q u e e l c o n t r o l d e d o s p o s i c i o n e s . C o n t r o l d e C a s c a d a : C o n t r o l a u t o m á t i c o q u e i n vo l u c r a l a c o n e x i ó n e n c a s c a d a de controlers de manera que un controler manipula la entrada de punto fijado del otro controler en vez de manipular directamente una variable de proceso.

C o n t r o l d e C o m b i n a c i ó n: C i r c u i t o s c e r r a d o s c o n e c t a d o s e n c o m b i n a c i ó n c o n los circuitos que están siendo acoplados a través del primario o a través de cualesquiera otros elementos del controler. C o n t r o l d e D o s P o s i c i o n e s: U n s i s t e m a d e r e g u l a c i ó n e n e l c u a l l a v a r i a b l e manipulada tiene solamente dos valores de salida discretos. Control de Feedforward: Un sistema de control en el cual la acción correctiva está basada en la medición de las entradas de perturbación al proceso. Control de Flotación Proporcional - Velocidad: Lo mismo que Control Integral. C o n t r o l d e F l o t a c i ó n: U n m o d o d e c o n t r o l e n e l c u a l l a v a r i a b l e m a n i p u l a d a e s cambiada proporcional a la integral del error. Ocurre un cambio continuamente mientras exista un error. Control de Interactuación: Acción de control producida por un algoritmo cuyos varios términos no son independientes. C o n t r o l d e R a t a d e E r r o r: L o m i s m o q u e C o n t r o l P r o p o r c i o n a l -más - d e r i v a d a . Control del Programa : Un sistema de control en el cual el punto fijado varía con el tiempo de acuerdo con un programa predeterminado. Control del deseado.

Valor

Constante :

Control

automático

de

un

valor

constante

Control Integral: Ver Acción Integral. C o n t r o l N o -A u t o- O p e r a t i v o: C o n t r o l e n e l c u a l l a e n e r g í a r e q u e r i d a p a r a o p e r a r la unidad actuante es suministrada por una fuente externa. C o n t r o l O n / O f f: U n t i p o e s p e c i a l d e c o n t r o l d e d o s p o s i c i o n e s e n e l c u a l l a variable manipulada tiene solamente uno de dos valores posibles: on u off. C o n t r o l P r e d i c t i v o: U n e s q u e m a d e c o n t r o l q u e i n v o l u c r a l a m e d i c i ó n d e l o s c a m b i o s e n l a v a r i a b l e d e c a r g a y l a t o m a de l a a c c i ó n c o r r e c t i v a a n t e s d e q u e e l sistema sea alterado. Lo mismo que Control de Feedforward. C o n t r o l P r o p o r c i o n a l - m á s- Derivada : Una acción de control que combinación lineal de la acción proporcional y la acción derivada (rata).

es

una

C o n t r o l P r o p o r c i o n a l - m á s-I n t e g r a l : Una acción de control combinación lineal de control proporcional e integral (reseteo).

es

una

que

C o n t r o l P r o p o r c i o n a l -m á s- I n t e g r a l - m á s- Derivada : U n a a c c i ó n d e c o n t r o l q u e es una combinación lineal de control proporcional, integral y derivado. C o n t r o l R e g u l a d o r: C o n t r o l c o n e l o b j e t i v o p r i m o r d i a l d e m a n t e n e r c o n s t a n t e l a variable controlada a pesar de las alteraciones externas. C o n t r o l R e m o t o: distancia.

Un

sistema

para

el

control

de

dispositivos

localizados

a

C o n t r o l e r A n á l o g o: U n a p e q u e ñ a c o m p u t a d o r a a n á l o g a , p a r a u n p r o p ó s i t o específico, utilizada para operar en señales de procesos continuas tales como voltajes, presiones o corrientes para determinar la acción de control necesaria. Estos controlers son diferentes de los controlers digitales que operan sobre señales con valores numéricos discretos a intervalos de tiempo discretos. Controler Automático : Un dispositivo que mide el valor de una variable, cantidad o condición y opera para corregir o limitar la desviación de este valor medido a partir de una referencia seleccionada. C o n t r o l e r A u t o -O p e r a d o: U n c o n t r o l e r e n e l c u a l l a e n e r g í a n e c e s a r i a p a r a operar el elemento de control final se deriva del medio del proceso controlado. Controler de Acción Reversa : Un controler en el cual el valor absoluto de la salida del controler disminuye a medida que aumenta el valor absoluto del error de control. Controler de Programa de Tiempo: Un controler en el cual el punto fijado varía automáticamente de acuerdo con algún programa de tiempo pr edeterminado. C o n t r o l e r d e P r o p o r c i ó n: U n c o n t r o l e r q u e m a n t i e n e u n a p r o p o r c i ó n f i j a e n t r e dos o más variables. Controler de Tres Modos: Un controler que contiene tres modos de control, típicamente, proporcional, integral y derivada. C o n t r o l e r d e T r e s P o s i c i o n e s: U n c o n t r o l e r m u l t i -p o s i c i ó n q u e t i e n e t r e s v a l o r e s de salida distintos. C o n t r o l e r I n t e g r a l ( R e s e t e o ): U n c o n t r o l e r q u e p r o d u c e s o l a m e n t e a c c i ó n d e control integral. C o n t r o l e r N e u m á t i c o: U n c o n t r o l e r d e p r o c e s o c o n v e n c i o n a l c u y a s e n t r a d a s , cálculos y salida son todos neumáticos. Controler que Proporciona Tiempo: Un controler cuya salida consta de pulsos periódicos cuya duración varía de acuerdo con la señal de error. Controler: Un dispositivo que opera automáticamente para regular una variable controlada. C o r r e c c i ó n: U n v a l o r q u e s e a g r e g a a u n v a l o r m e d i d o p a r a c o m p e n s a r u n e r r o r . D é c a d a : Rango de frecuencias de las cuales la más alta es diez veces la más baja. Decibel: En la terminología de respuesta de frecuencia, una comparación cuantitativa de las magnitudes de las ondas del seno de la entrada y la salida; el n ú m e r o d e d e c i b e l e s e s 2 0 v e c e s e l l o g1 0 de la relación de amplitud. Decodificador: Un circuito que responde a señales codificadas específicas y rechaza otras.

D e s a l i n e a r: C a m b i o i n d e s e a d o e n l a i n d i c a c i ó n d e l i n s t r u m e n t o c o n r e s p e c t o a l tiempo a partir de un valor inicial correspondiente a un estado en el que la variable medida y las condiciones ambiente son constantes. D e s e n l a c e d e l R e s e t e o: L a p e r f o r m a n c e i n d e s e a d a presencia de saturación del elemento actuante.

del

modo

integral

en

Desplazamiento: La desviación de estado estable de las variables controladas desde el punto fijado, usualmente ocasionado por una perturbación o por un c a m b i o d e c a r g a e n u n s i s t e m a q u e e m p l e a u n c on t r o l e r p r o p o r c i o n a l . D e s v i a c i ó n: L a d i f e r e n c i a e n t r e e l v a l o r r e a l d e l a v a r i a b l e c o n t r o l a d a y e l v a l o r de la variable controlada correspondiente al punto fijado. Diferenciador : Un dispositivo, usualmente de tipo análogo, cuya salida es p r o p o r c i o n a l a la d e r i v a d a d e l a s e ñ a l d e e n t r a d a . Digital: Concerniente a los datos en forma de dígitos; datos discretos cuando son contrastados con los datos análogos continuos. D í g i t o: U n o d e u n j u e g o d e c a r a c t e r e s d e f i n i d o s q u e s o n u t i l i z a d o s c o m o coeficientes de energía de la base en la notación posicional de los números. D i s p o s i t i v o S u b a s t a d o r: U n d i s p o s i t i v o q u e s e l e c c i o n a a u t o m á t i c a m e n t e b i e n sea la señal de entrada más alta o más baja de entre numerosas señales de entrada. D i s t o r s i ó n : U n c a m b i o i n d e s e a b l e e n l a forma de la onda. D i s t r i b u c i ó n d e l T i e m p o: C o n c e r n i e n t e a l u s o i n t e r c a l a d o d e l t i e m p o d e u n dispositivo. Elemento de Control Final: Aquella porción del circuito de control que cambia directamente el valor de la variable manipulada. Elemento de Entrada : L a p o r c i ó n d e l s i s t e m a d e c o n t r o l q u e p r o p o r c i o n a l a entrada de referencia al comparador en respuesta al punto fijado. E l e m e n t o P r i m a r i o: A q u e l l a p o r c i ó n d e l d i s p o s i t i v o d e m e d i c i ó n q u e p e r c i b e primero un cambio en la variable controlada. E l e m e n t o s d e Control hacia Adelante : A q u e l l o s e l e m e n t o s e n e l s i s t e m a d e control que cambia una variable en respuesta a la señal de error actuante. Elementos de Control : L a p o r c i ó n d e l s i s t e m a d e c o n t r o l q u e r e l a c i o n a l a s e ñ a l de error con la variable manipulada; la p orción del sistema de control que implementa el algoritmo. E l e m e n t o s d e F e e d b a c k: A q u e l l a p o r c i ó n d e l c o n t r o l e r q u e e s t a b l e c e l a r e l a c i ó n entre el primario y la variable controlada real. Elevación : U n inclinación.

desplazamiento,

particularmente

hacia

a r r i b a; l o o p u e s t o d e

Encaje de Curva: La representación de una curva por medio de una expresión matemática. Usualmente involucra la determinación de la “mejor” expresión óptima por medio de alguna técnica de regresión. E n t r a d a d e C o n t r o l : L o m i s m o que Punto Fijado. Entrada de Referencia: La señal variable con la cual es comparada la variable de en el cálculo de un error. Está realcionada con el punto fijado usualmente por medio de una constante. Entrada: Una variable exteriores del sistema.

que

es

dependiente solamente

de

las

condiciones

Error Cuadrado: La técnica de utilizar el cuadrado del error para calcular el control de manera de producir una corrección no lineal. Error de Carga : L o m i s m o q u e D e s l i z a m i e n t o . Error de Estado Desplazamiento.

Estable :

En

un

sistema

de

control,

lo

mismo

que

Error de Posición: Lo mismo que Deslizamiento. Error Dinámico: Un error de medición causado por variaciones en el tiempo de la cantidad que es medida, que se agrega al error estático. E r r o r E s t á ti c o : U n e r r o r d e m e d i c i ó n e f e c t i v o c u a n d o l a m e d i c i ó n s e r e a l i z a e n condición de estado estable. E r r o r I n i c i a l: E l e r r o r t r a n s i t o r i o q u e a p a r e c e i n m e d i a t a m e n t e d e s p u é s d e q u e s e ha iniciado una entrada de función de paso. E s t a b i l i d a d: U n a p r o p i e d a d d e u n s i s t e m a f í s i c o e n l a c u a l l a r e s p u e s t a n a t u r a l es amortiguada positivamente de manera que con el tiempo la respuesta alcanza algún valor finito de estado estable, o al menos alcanza un ciclo límite que es la meta. Estado Estable: La condición de un sistema cuando la respuesta transitoria se ha extinguido. Está implícito que todas las propiedades son constantes con el tiempo; sin embargo, las condiciones de estado estable pueden ocurrir aun c u a n d o l a s a l i d a e s t é c a m b i a n d o , t a l e s c o m o u n a f u n c i ó n d e s e n o o de rampa. E s t a d o I n e s t a b l e: L a c o n d i c i ó n d e u n s i s t e m a q u e e s s o m e t i d o a u n e s t a d o d e cambio transitorio. Etapa Exponencial: Un sistema cuya respuesta transitoria a una entrada de paso es un decaimiento exponencial; un sistema lineal de primer orden. E ta p a o E t a p a d e T r a n s f e r e n c i a : A l g u n a p a r t e d e u n s i s t e m a m á s g r a n d e q u e e s lo suficientemente independiente de la otra parte de manera que puede escribirse una función de tranferencia separada para ella.

E x c e s o : L a c a n t i d a d m á x i m a p o r l a c u a l u n a s a l i d a de p r o c e s o e x c e d e s u v a l o r deseado (o valor de estado estable) después de un cambio de paso en la entrada. Fase : L a c o n d i c i ó n d e u n a f u n c i ó n q u e v a r í a s i n u s o i d a l m e n t e e n c u a l q u i e r m o m e n t o p a r t i c u l a r e n e l t i e m p o . P u e d e s e r e x p r e s a d a e n f o r m a a n g u l a r , co n e l ángulo de referencia tomado como cero en el momento en que la función está en su valor promedio y aumentando. F e e d b a c k P r i m a r i o: L a s e ñ a l i n t r o d u c i d a d e r e g r e s o a l c o n t r o l e r q u e e s t á directamente relacionada con la variable controlada. F e e d b a c k : La s e ñ a l a l c o n t r o l e r q u e r e p r e s e n t a l a c o n d i c i ó n d e l a v a r i a b l e controlada. Filtro Bajo -P a s o: Un filtro de onda que tiene una banda de transmisión que se extiende desde la frecuencia cero hasta alguna frecuencia de corte. Filtro : U n t r a n s d u c t o r c u y a s c a r ac t e r í s t i c a s d e f r e c u e n c i a -r e s p u e s t a s o n t a l e s que las señales de entrada dentro de un cierto rango son transmitidas mientras que otras señales no lo son. F l i p - f l o p: U n c i r c u i t o q u e c o n t i e n e e l e m e n t o s a c t i v o s c u a l q u i e r a d e d o s p o s i c i o n e s estables en un tiempo dado.

capaces

de

asumir

F l u c t u a b i l i d a d: L a p r o p o r c i ó n d e l f l u j o m á x i m o a l f l u j o c o n t r o l a b l e m í n i m o e n u n elemento de control final. F l u c t u a c i ó n: E l m o v i m i e n t o i n d e s e a d o d e u n s i s t e m a d e c o n t r o l a u t o m á t i c o e n e l c u a l l a v a r i a b l e c o n t r o l a d a f l u c t ú a u os c i l a a l r e d e d o r d e l v a l o r d e s e a d o s i n parecer acercarse a él. Frecuencia de Corte: La frecuencia del forzamiento sinusoidal más allá de la cual la relación de amplitud de la respuesta está por debajo de algún límite inferior especificado. F r e c u e n c i a d e Es q u i n a : Lo mismo que Punto de Quiebre. F r e c u e n c i a N a t u r a l F u n d a m e n t a l: L a m á s b a j a d e u n a s e r i e d e f r e c u e n c i a s naturales. Frecuencia Natural: La frecuencia de oscilación que tendría un sistema si la amortiguación fuera reducida a cero. Fuerza de Rampa: Lo mismo que Fuerza Lineal. Fuerza Lineal: Una función de fuerza que es lineal en tiempo, tal como f(t) = A + Bt, donde A y B son constantes y t es tiempo. Fuerza: Un cambio en una entrada a un sistema de una manera específica que comienza con el sistema inicialmente en estado estable. Función Característica : Un polinomio que caracteriza la respuesta transitoria de un sistema y que es el denominador de la función transferencia total del sistema.

F u n c i ó n d e T r a n s f e r e n c i a d e l C i r c u i t o A b i e r t o: La p r o p o r c i ó n d e l a transformación de la salida a la transformación de la entrada si el fue desconectado. F u n c i ó n d e T r a n s f e r e n c i a: U n a r e p r e s e n t a c i ó n m a t e m á t i c a d e l a d i n á m i c a d e u n sistema utilizando la notación de transformación Laplace. La func ión de transferencia es una proporción de la transformación de la salida de un sistema a la transformación de la entrada de un sistema. Ganancia Crítica: Un valor de ganancia del sistema más allá del cual el sistema es inestable. Ganancia de Circuito (Ci r c u i t o A b i e r t o ) : L a g a n a n c i a d e l s i s t e m a d e c o n t r o l que relaciona un cambio en la variable controlada con un cambio en el punto fijado, con el elemento de eliminado. G a n a n c i a d e C i r c u i t o A b i e r t o: L a p r o p o r c i ó n d e l c a m b i o e n l a v a r i a b l e d e l f e e d b ac k a l c a m b i o e n e l p u n t o f i j a d o , c o n e l e l e m e n t o d e f e e d b a c k desconectado. Ganancia de Estado Estable: Una constante de proporcionalidad en una función de transferencia que no contiene integración. G a n a n c i a d e l C i r c u i t o ( C i r c u i t o C e r r a d o ): L a g a n a n c i a d el s i s t e m a d e c o n t r o l que relaciona un cambio en la variable controlada con un cambio en el punto fijado, con el elemento de incluido. Ganancia Dinámica : La relación de amplitud de las señales de estado estable de s a l i d a y e n t r a d a de u n e l e m e n t o o s i s t e m a c u a n d o l a e n t r a d a e s s i n u s o i d a l . Típicamente la ganancia dinámica cambia con la frecuencia de la señal sinusoidal. Un registro en las variaciones de la ganancia dinámica versus la frecuencia es llamado la respuesta de frecuencia del sistema. Ganancia Estática : La proporción de un cambio de entrada a un cambio de salida en condiciones de estado estable. Ganancia Proporcional o Sensibilidad Proporcional: La proporción del cambio e n l a s a l i d a , d e b i d o a l a a c c i ó n d e c o n t r o l p r o p o r c i o n al , a l c a m b i o e n l a e n t r a d a de error. H i s t é r e s i s: U n a n o l i n e a l i d a d u s u a l m e n t e a t r i b u i d a a l a f l e x i b i l i d a d y e n c a j e s flojos en el enlace y a el contragolpe en los trenes de engranajes. Impulso: Una señal teórica que es una señal de pulso de magnitud infin ita y duración infinitesimal. En aplicaciones prácticas, un aumento o disminución agudo en una variable seguido inmediatamente por un regreso al valor original. Inclinación: Un deslizamiento, particularmente hacia abajo (hacia arriba se llama elevación). I n t e r a c t u a c i ó n: D o s o m á s e t a p a s d e t r a n s f e r e n c i a c o n s e c u t i v a s c u y a f u n c i ó n d e transferencia efectiva no es el producto de las etapas individuales.

I n t e r v a l o D i f e r e n c i a l: E n u n s i s t e m a d e c o n t r o l d e d o s p o s i c i o n e s , u n a j u s t e q u e d e t e r m i n a e l r a n g o d e v a lo r e s m á s p e q u e ñ o a t r a v é s d e l c u a l l a v a r i a b l e controlada debe pasar para cambiar la señal de salida del controler de máximo a mínimo. Limitador de la Acción Integral: Un dispositivo que limita el valor de la señal de salida debido a la acción integral pa ra minimizar el efecto del enrollamiento de reseteo. Límite : Una condición en la cual la respuesta del sistema está restringida a un valor menor al que se da para una respuesta lineal. L i n e a l i z a r: Sustituir una función lineal por una no lineal, a pr o x i m a d a m e n t e l a s m i s m a s r e l a c i o n e s s o b r e u n r a n g o p e q u e ñ o .

que

da

Margen de Fase : U n a m e d i c i ó n d e l g r a d o d e e s t a b i l i d a d q u e t e n d r á u n s i s t e m a bajo control del calculada como la diferencia entre – 180 grados y el ángulo de fase de la respuesta de frecuencia del sistema cuando la relación de magnitud es la unidad. M a r g e n d e G a n a n c i a: R e l a c i o n a d a c o n l a m a g n i t u d d e u n a r e s p u e s t a d e l s i s t e m a a una entrada sinusoidal a una frecuencia para la cual su ángulo de fase es - 180 grados. Una medición del grado de es tabilidad que tendrá un sistema bajo control de . Matriz: Un arreglo rectangular, de dos dimensiones, de las cantidades. M o d e l o M a t e m á t i c o: U n a r e p r e s e n t a c i ó n m a t e m á t i c a d e u n p r o c e s o , d i s p o s i t i v o o s i s t e m a d e r i v a d o d e b i e n s e a c o n s i d e r a c i o n e s a na l í t i c a s o d e i n v e s t i g a c i o n e s experimentales, o de ambas. M o d e l o: U n a a p r o x i m a c i ó n c o n c e p t u a l d e u n e l e m e n t o o s i s t e m a d e e l e m e n t o s físicos utilizado en la predicción del comportamiento del sistema usualmente de naturaleza matemática. M o d o d e C o n t r o l: U n t i p o e s p e c í f i c o d e a c c i ó n d e c o n t r o l , t a l c o m o p r o p o r c i o n a l , integral o derivada. Modo: La clasificación de un controler por la manera en la cual la variable manipulada responde a la señal de error. Algunos modos comunes son proporcional, integral o deri vada. Modulación: El proceso mediante el cual alguna característica de una onda es variada en concordancia con alguna característica de otra onda. Muestreo Instantáneo: El proceso de obtener i n s t a n t á n e o s d e u n a v a r i a b l e c o n t i n u a en tiempo.

una

secuencia

de

valores

N o A m o r t i g u a d o: S e d i c e d e u n s i s t e m a c a p a z d e u n a r e s p u e s t a t r a n s i t o r i a oscilatoria de la amplitud constante. N O R: U n o p e r a d o r l ó g i c o q u e t i e n e u n a p r o p i e d a d t a l q u e , s i P , Q y R s o n funciones lógicas, entonces el NOR de P, Q y R es verdadero si todas las funciones son falsas y es falso si por lo menos una función es verdadera.

N o r m a l i z a r: C a m b i a r l a r e p r e s e n t a c i ó n d e u n a v a r i a b l e o c a n t i d a d d e m a n e r a que la representación caiga en un rango prescrito. N O T: U n o p e r a d o r l ó g i c o q u e t i e n e u n a p r o p i e d a d t a l q u e , s i P e s u n a f u n c i ó n lógica, entoces el NOT de P es la función opuesta. Si P es verdadero, el NOT de P es falso; si P es falso, el NOT de P es verdadero. Octava : Un tramo de frecuencias de las cuales la más alta es dos veces la más baja. Op e r a d o r d e P e r f o r m a n c e : L o m i s m o q u e F u n c i ó n d e T r a n s f e r e n c i a . Optimización: Un procedimiento por medio del cual se encuentra o se logra el valor óptimo de una variable, diseño, programa, etc. El valor óptimo es determinado a partir de una minimización (o maximización) de una función de criterio, tal como costo (beneficio). OR Exclusivo: Un operador lógico que tiene la propiedad de, si P y Q son relaciones lógicas, el OR exclusivo de P y Q es verdadero si cualquiera de las d o s , p e r o n o a m b a s , r e l a c i o n e s es v e r d a d e r a y f a l s o s i a m b a s s o n v e r d a d e r a s o ambas son falsas. O R I n c l u s i v o: Lo mismo que OR. O R: U n o p e r a d o r l ó g i c o q u e t i e n e u n a p r o p i e d a d t a l q u e , s i P , Q y R s o n funciones lógicas, entonces el OR de P, Q y R es verdadero si por lo menos una función es verdadera, y es falso si todas las funciones son falsas. O s c i l a c i ó n: U n c a m b i o d e p e r í o d o e n l a v a r i a b l e c o n t r o l a d a . Parámetro: Un coeficiente constante en una ecuación que es determinado por las propiedades físicas del sistema. Período de Muestreo: El tiempo entre las observaciones intermitentes en un sistema de datos muestreado. P e r í o d o d e P a r a l i z a c i ó n d e T r a b a j o: E l i n t e r v a l o d e t i e m p o d u r a n t e e l c u a l u n sistema no es productivo. P e r í o d o: L a l o n g i t u d d e t i e m p o e n t r e c o n d i c i o n e s r e c u r r e n t e s c o n s e c u t i v a s ; l a recíproca de frecuencia. P e r t u r b a c i ó n: U n a a l t e r a c i ó n o f u e r z a d e e n t r a d a , u s u a l m e n t e d e p e q u e ñ a magnitud, introducida para someter a prueba una respuesta del sistema.

P i c o d e R e s o n a n c i a: U n m á x i m o q u e o c u r r e e n l a a m p l i t u d d e s a l i d a e n l o s es t u d i o s d e l a r e s p u e s t a d e f r e c u e n c i a . P o l o: U n v a l o r r e a l o c o m p l e j o d e l a v a r i a b l e L a p l a c e s u s t i t u t a p a r a e l c u a l e l valor de la función de transferencia es infinito; una raíz del denominador de la función de transferencia.

P r e c i s i ó n d e l C o n t r o l : El gr a d o d e c o r r e s p o n d e n c i a e n t r e l a v a r i a b l e c o n t r o l a d a y el valor deseado de la variable. Presión Ambiente : La presión del medio que rodea un dispositivo. Proceso Continuo : Un proceso en el cual, durante largos períodos de tiempo, flujos ininterrumpidos de fluidos entran y los productos dejan el sistema, lo opuesto a un proceso de revoltura, en el cual los flujos de entrada y salida son intermitentes y periódicos. P r o c e s o: A q u e l l o s c o m p o n e n t e s d e l s i s t e m a q u e n o e s t á n d i r e c t a m e n t e r e l a c i o n a d o s c o n l a f u n c i ón d e c o n t r o l ; e l s i s t e m a q u e e s c o n t r o l a d o . Programación Lineal : Un procedimiento para maximizar o minimizar alguna variable (tales como costo o beneficio). La función beneficio o costo es escrita como una función lineal de un número de variables que son sometidas a un número de represiones en forma de igualdades lineales. El procedimiento es fácilmente adaptable a soluciones computarizadas y es utilizado con bastante frecuencia como una estrategia en el control de inspección. P r o p o r c i ó n S e ñ a l -a -R u i d o : P ro p o r c i ó n d e l a a m p l i t u d d e s e ñ a l a l a a m p l i t u d d e ruido. Puerta AND: Una puerta que implementa la operación lógica AND. Puerta OR: Una puerta que implementa el operador lógico OR. Pulso : U n a v a r i a c i ó n , n or m a l m e n t e c o n s t a n t e .

de

corta

duración,

de

una

cantidad

cuyo

valor

es

Punto Crítico : E n e l a n á l i s i s d e l a e s t a b i l i d a d c o n e l m é t o d o N i q u i s t , e l p u n t o s = - 1. Punto de Control: El valor deseado de la variable bajo control. Punto de Quiebre : E n l o s t r a z a d o s d e l a r e s p u e s t a d e f r e c u e n c i a , l a i n t e r s e c c i ó n de las asíntotas del trazado de la relación de magnitud (o amplitud). Llamado también frecuencia de quiebre y frecuencia de esquina. P u n t o F i j a d o: E l v a l o r d e s e a d o d e l a v a r i a b l e c o n t r o l a d a . R a t a d e F l o t a c i ó n : Lo mismo que Rata de Reseteo. R a t a d e Re s e t e o: L a i n v e r s a d e l t i e m p o i n t e g r a l . R e g i s t r o: U n r e s u m e n p e r i ó d i c o d e l o s d a t o s d e o p e r a c i ó n d e l p r o c e s o . Relación de Amplitud: Un factor que expresa la relación de la amplitud de salida con la amplitud de entrada, cuando la entrada es sinusoidal. Re l a c i ó n d e C o n t r o l : L a r e s p u e s t a d e l a v a r i a b l e d e c o n t r o l a u n c a m b i o e n e l punto fijado.

Relación de Error : La respuesta de la señal actuante del sistema de circuito cerrado a un cambio en el punto fijado. Relación de Magnitud: En la fuerza sinusoi dal de estado estable, la proporción de la amplitud de la señal de salida a la amplitud de la señal de entrada. Usualmente la relación de magnitud se distingue de la relación de amplitud en q u e e s t a e s n o r m a l i z a d a p o r l a g a n a n c i a d e l s i s t e m a , d e m a n e r a q u e: relación de magnitud =

relación de amplitud ganancia del sistema

R e s e t e o: Un cambio real o efectivo en el punto fijado para eliminar un desplazamiento o error estático. Puede ser completado automáticamente m e d i a n t e e l m o d o “ i n t e g r a l ” o “ r e s e t eo”. Respaldo Análogo: Un medio alternativo para mantener el control sobre el proceso en caso de una falla en el sistema de control primario; el respaldo consta de instrumentación análoga convencional. R e s p a l d o D i g i t a l: U n m é t o d o a l t e r n a t i v o d e c o n t r o l a r u n p r o c e s o q u e e m p l e a u n computador de control de proceso digital extra. Respaldo Manual : Un medio alternativo para mantener el control del proceso en caso de una falla en el sistema de control primario que utiliza el ajuste manual de los elementos de control final. Respaldo: Provisión de medios de operación alternativos en caso de una falla del medio de operación primario. Respuesta de Frecuencia: El efecto de la frecuencia de entrada sobre la relación de amplitud y cambio de fase de una salida del sistema o del elemento para una entrada sinusoidal. La respuesta de frecuencia puede estar directamente relacionada con la ecuación diferencial que describe el sistema. Respuesta de Paso: La respuesta de tiempo de un elemento o sistema a un cambio de paso en la entrada de un nivel operativo a otro. Respuesta de Rampa: La respuesta de tiempo total que resulta de una entrada de rampa (una entrada con una rata constante de cambio diferente a cero). Respuesta de Rata : Lo mismo que Acción Derivada. Respuesta Dinámica: El comportamiento de la salida de un dispositivo en tiempo con respecto a las variaciones en las entradas en tiempo. Respuesta Dirigida : Lo mismo que Respuesta Forzada. Respuesta Forzada : Aquella parte de una salida del sistema que es el resultado directo de una función forzadora de entrada y que permanece después de que la transitoria se ha extinguido. Respuesta Libre de Fuente : Una respuesta natural del sistema a medida que se r e l a j a d e s d e u n e s t a d o d e e n e r g í a i n t e r n a a l m a c e n a d a h a s t a u n a c o n d i ci ó n d e equilibrio.

R e s p u e s t a N a t u r a l : Lo mismo que Respuesta Libre de Fuente. Respuesta Transitoria: Aquella parte de la salida de un sistema que está relacionada con la respuesta natural de un sistema y que eventualmente d e s a p a r e c e s i l a f u e r z a c o n t i n ú a sin cambio. Respuesta : E l e f e c t o s o b r e l a s a l i d a d e u n s i s t e m a c a u s a d o p o r u n c a m b i o particular en una entrada. R e t a r d o d e A l t o O r d e n: U n s i s t e m a c a r a c t e r i z a d o p o r u n a e c u a c i ó n d i f e r e n c i a l de alto orden. R e t r a s o d e P r i m e r O r d e n o R e t a r d o d e P r i m e r O r d e n: U n s i s t e m a c u y o comportamiento dinámico es descrito por medio de una ecuación diferencial lineal de primer orden. R e t r a s o d e T i e m p o R e a l : Lo mismo que Retraso. Retraso de Transportación : Lo mismo que Tiempo Muerto. R e t r a s o D i s t a n c i a -V e l o c i d a d: L o m i s m o que Tiempo Muerto. R e t r a s o P u r o : Lo mismo que Tiempo Muerto. R e t r a s o: C u a l q u i e r d e s v i a c i ó n d e l a r e s p u e s t a i n s t a n t á n e a m e n t e c o m p l e t a a u n a señal de entrada. Usualmente asociado con los retrasos debido a las resistencias y c a p a c i t a n c i a s e n e l s i s t e m a ; si n e m b a r g o , a v e c e s e s u t i l i z a d o c o m o s i n ó n i m o de Retardo y Tiempo Muerto. R e t r a s o: L o m i s m o q u e T i e m p o M u e r t o . Ruido : U n a f l u c t u a c i ó n n o d e s e a d a e n u n a v a r i a b l e q u e t i e n d e a o s c u r e c e r s u contenido de información. Salida : La variable que es seleccionada para describir la condición de un sistema; la variable dependiente en una ecuación dinámica. Saturación: Una no linealidad que resulta de las limitaciones físicas en el valor máximo y mínimo que un elemento transmitirá. S e n s i b i l i d a d: L a p r o p o r c i ó n d e c ambio de salida al cambio de entrada. Señal Actuante : La variable que inicia una acción correctiva en un sistema de control; lo mismo que la señal de error en el control del . S e ñ a l d e C o m a n d o: E l p u n t o f i j a d o o l a e n t r a d a d e r e f e r e n c i a a u n s i s t em a d e control. S e ñ a l d e E r r o r: L a s e ñ a l r e s u l t a n t e d e r e s t a r l a s e ñ a l d e f e e d b a c k d e l a s e ñ a l d e referencia. La señal de error es la entrada a esa parte del controler que contiene el algoritmo.

S e ñ a l M e d i d a : L a v a r i a b l e e l é c t r i c a , m e c á n i c a , n e u m á t i c a o de o t r o t i p o q u e e s t á relacionada con alguna variable del proceso, bien sea rata de flujo, temperatura o nivel. Señal: Información que es transferida de un dispositivo o elemento a otro. Puede ser completada por medios mecánicos, eléctricos, neumáticos, hidráulicos o digitales. S e r v o T i p o -U n o: U n s i s t e m a b a j o c o n t r o l s e r v o q u e c o n t i e n e u n a i n t e g r a c i ó n e n el circuito de control. Servocontrol : Control en el cual el objetivo principal es seguir un valor de referencia que varía con respecto al tiempo. S e r v o m e c a n i s m o: U n s i s t e m a d e c o n t r o l d e f e e d b a c k e n e l c u a l l a v a r i a b l e controlada es una posición mecánica. Servooperación : Una operación del sistema de control cuyo objetivo primario es seguir un valor de referencia que varía con respecto al tiempo. S i m u l a ci ó n: U t i l i z a r u n c o m p u t a d o r a n á l o g o representar un sistema físico en el cual la computador representa las variables del proceso. computador representa los resultados que serían

o digital de manera tal de información proporcionada al La información producida por el obtenidos por el proceso.

Sintonización : El ajuste de los parámetros de control (ganancia, reseteo, rata y así sucesivamente) para dar la respuesta deseada. S i s t e m a C o n t r o l a d o: E l c u e r p o , p r o c e s o o m á q u i n a q u e d e t e r m i n a l a r e l a c i ó n entre la variable de control y la variable manipulada. Sistema de Control del Proceso: Un sistema de control automático en el cual la variable controlada está asociada al estado del proceso. Sistema de Control Multi - Elemento: Un sistema de control que utiliza señales de entrada derivadas de dos o más variables de proceso que son utilizadas conjuntamente para determinar la acción del sistema de control. S i s t e m a d e C o n t r o l N o-I n t e r a c t u a n t e : U n s i s t e m a d e c o n t r o l m u l t i - e l e m e n t o diseñado para eliminar efectivamente la interacción entre varios circuitos de proceso de manera que puedan realizarse ajustes en una variable controlada sin que se introduzcan perturbaciones en las otras variables controladas. Sistema de Control: Un sistema en el cual se utiliza una guía deliberada para ejecutar un conjunto de funciones de control planificadas. S i s t e m a d e C o n t r o l e r s A u t o m á t i c o s: C u a l q u i e r c o m b i n a c i ó n o p e r a b l e d e u n o o más controlers automáticos conectados en circuitos cerrados con uno o más procesos. S i s t e m a E s t a b l e: también limitada.

Un

sistema cuya

respuesta

a

una

entrada

limitada

está

Sistema Idealizado: Un sistema imaginario cuya variable controlada tiene una relación estipulada con los puntos fijados especificados. S i s t e m a N u m é r i c o D e c i m a l : E l s i s t e m a n u m é r i c o q u e u s a u n a base 10. S i s t e m a: T o d o s l o s m a t e r i a l e s y m e c a n i s m o s c o n t e n i d o s d e n t r o d e l í m i t e s definidos arbitrariamente. Sobreamortiguado: Un sistema de segundo orden o superior que es amortiguado a tal grado que la respuesta transitoria no tiene tendencia a oscilar o a excederse. Sub- Amortiguado: Se dice de un sistema capaz de una respuesta oscilatoria que disminuye en el tiempo. Sumador : U n d i s p o s i t i v o c u y a s a l i d a e s u n a r e p r e s e n t a c i ó n d e l a s u m a d e l a s entradas. T a b l a d e l a V e r d a d: U n a t a b l a q u e d e s c r i b e u n a f u nc i ó n l ó g i c a e n l i s t a n d o t o d a s las combinaciones posibles de los valores de entrada e indicando, para cada combinación, los valores de salida verdaderos. Temperatura Ambiente : La temperatura del medio en la cual se disipa el calor del sistema. Tiempo de Aj uste: El tiempo requerido para que el valor absoluto de la diferencia entre la salida del proceso y el valor deseado se haga y permanezca menor que una cantidad especificada, después de la aplicación de una entrada de paso. T i e m p o d e A l i n e a m i e n t o: Lo mismo q u e T i e m p o d e A s e n t a m i e n t o . Tiempo de Corrección: El tiempo requerido para que una variable controlada alcance y permanezca dentro de una banda alrededor del punto de control, después de un cambio del punto fijado o de las condiciones operativas. Tiemp o d e E l e v a c i ó n: L o m i s m o q u e T i e m p o d e R e s p u e s t a . Tiempo de Exceso: El tiempo requerido para que un error transitorio alcance el punto de exceso en la respuesta de un sistema de control automático. T i e m p o d e R a t a : L a c o n s t a n t e d e p r o p o r c i o n a l i d a d e n l a ec u a c i ó n q u e r e l a c i o n a la salida del controler con el error para el control de rata. Físicamente, es el tiempo requerido para un cambio de unidad en la salida del controler cuando la derivada del error con respecto al tiempo es la unidad. T i e m p o d e R e s p u e sta de Rampa: E l i n t e r v a l o d e t i e m p o m e d i a n t e e l c u a l u n a salida retrasa una entrada de rampa. Tiempo de Respuesta : El tiempo requerido para que una salida aumente desde un porcentaje especificado de su valor final hasta otro, basado en una entrada d e p a s o.

Tiempo de Retraso : El tiempo que transcurre desde los cambios de entrada de tiempo hasta el momento en que la salida responde a la entrada. T i e m p o D e r i v a d o: L a d i f e r e n c i a d e t i e m p o p o r m e d i o d e l a c u a l l a s a l i d a d e u n c o n t r o l e r p r o p o r c i o n a l - d e r i v a d o ll e v a l a e n t r a d a c u a n d o l a e n t r a d a c a m b i a linealmente con el tiempo. T i e m p o I n t e g r a l: L a p r o p o r c i o n a l i d d c o n s t a n t e e n l a e c u a c i ó n q u e r e l a c i o n a l a salida del controler con el error para la acción integral. Es el tiempo requerido para producir un cambio en la salida del controler igual al cambio en la entrada de error. T i e m p o M u e r t o: E l i n t e r v a l o f i j o d e t i e m p o e n t r e e l i n i c i o d e u n a e n t r a d a a u n componente y el comienzo de la respuesta a la entrada. T r a n s d u c t o r d e S e ñ a l : U n d i s p o s i t i v o q u e c o n v i e r t e u n a se ñ a l d e t r a n s m i s i ó n estandarizada en otra. Transductor: Un elemento o dispositivo que recibe energía (información) de un sistema y la transmite, a menudo en forma diferente, a otro. Generalmente cualquier dispositivo que transmite, amplifica o cambia una señal. Transformación Laplace : Una transformación matemática en la cual ecuaciones diferenciales pueden ser manejadas de manera muy similar a ecuaciones algebraicas. La transformación Laplace de una variable f(t) es definida de la siguiente manera: F(s) = ? f ( t ) e

-s t

dt

8

Transformación : Cambiar, de acuerdo con alguna fórmula estándar, una función de una cierta variable en una función de otra variable; por ejemplo, tomar la transformación Laplace de una función, resultando en la transformación de un dominio de tiempo en un dominio Laplace. Transmitencia: Lo mismo que Función de Transferencia. T r a z a d o R e g i s t r o - M ó d u l o: U n t r a z a d o r e c t a n g u l a r d e l l o g a r i t m o d e l a r e l a c i ó n de amplitud versus el ángulo de fase de los datos de la respuesta de frecuencia; u n t r a z ado de Nichols. Valor Deseado: El valor que se desea de la variable controlada; lo mismo que el Punto Fijado. Variable Controlada Indirectamente: Una variable que no es monitoreada d i r e c t a m e n t e p o r e l s i s t e m a d e c o n t r o l p e r o e s t á r e l a c i o n a d a c o n , e i n f l u en c i a d a por, la variable que está bajo control directo. Variable Controlada : Aquella cantidad o condición del objeto de control que va a ser directamente medida y controlada. Variable Directamente Controlada : Aquella variable del proceso cuyo valor es m e di d o p a r a o r i g i n a r u n a s e ñ a l d e f e e d b a c k s o b r e l a c u a l s e t o m a r á l a a c c i ó n d e control.

Variable Manipulada: La variable del proceso que es cambiada por el controler para eliminar el error. V e l o c i d a d d e F l o t a c i ó n: E n l a a c c i ó n d e c o n t r o l e r d e v e l o c i d a d s e nc i l l a o múltiple, la rata de movimiento del elemento de control final. Comúnmente es expresado en porcentaje de movimiento de rango total por minuto. Zona Muerta: Ver Banda Muerta. Zona Neutra: Un rango de valores de error que eleva un valor de cero para la salida del controler. Zona Viva : U n a z o n a e n e l c i c l o o p e r a t i v o d e u n a m á q u i n a o s i s t e m a d u r a n t e l a cual puede iniciarse la acción correctiva.

Terminología de Computador Aleatorio: (1) Concerniente al proceso de obtención de datos desde, o colocar datos en, almacenamiento donde el tiempo requerido para dicho es independiente de la localización de los datos obtenidos o colocados más recientemente en almacenamiento. (2) Concerniente a un dispositivo de almacenamiento en el cual el tiempo de es efectivamente independiente de la localización de los datos. Acción de Control Adaptiva : Acción de control por medio de la cual se utilizan medios automáticos para cambiar el tipo y/o la influencia de los parámetros de control de manera tal que mejoren la performance del sistema de control. Acción de Control Proporcional: Acción de control en la cual hay una relación lineal continua entre la salida y la entrada. Esta condición aplica cuando tanto la entrada como la salida están dentro de sus rangos operativos normales y cuando la operación está a una frecuencia por debajo del valor límite. Acción de Control: De un controler o sistema de control, la naturaleza del cambio de la salida afectada por la entrada. La salida puede ser una señal o el valor de una variable manipulada. La entrada puede ser la señal de del circuito de control cuando el punto fijado es constante, una señal de error actuante o la salida de otro controler. A c u m u l a d o r: U n r e g i s t r o e n l a u n i d a d a r i t m é t i c a q u e g u a r d a l o s o p e r a n d o s y e n el cual se forman los resultados aritméticos. Ver también Registrador. Alarma: Una señal audible o visible que indica una condición anormal o fuera de límites en la planta o en el sistema de control. ALGOL: Lenguaje de ALGOritmo. Algo r i t m o d e C o n t r o l : U n a r e p r e s e n t a c i ó n m a t e m á t i c a d e l a a c c i ó n d e c o n t r o l a ser realizada.

Almacenamiento de Núcleo Magnético : Un dispositivo de almacenamiento que consta de celdas binarias magnéticamente permeables arregladas en una matriz d e d o s d i m e ns i o n e s . ( U n a u n i d a d d e a l m a c e n a m i e n t o g r a n d e c o n t i e n e m u c h a s d e dichas matrices). Cada celda (núcleo) es de alambre enrollado y puede ser polarizada en cualquiera de dos direcciones para el almacenamiento de un dígito binario. La dirección de la polarizaci ón puede ser percibida por un alambre que corre a través del núcleo. Almacenamiento de Tambor Magnético: Un dispositivo de almacenamiento que consta de un cilindro giratorio recubierto magnéticamente en la superficie. Los d a t o s b i n a r i o s s o n a l m a c e n a d o s c om o p u n t o s p e q u e ñ o s m a g n e t i z a d o s a r r e g l a d o s en pistas cercanas alrededor de la superficie. Un cabezal magnético de lectura y escritura está asociado con cada pista de manera que la pista deseada pueda ser seleccionada por medio de un interruptor eléctrico. Los datos de una pista dada son leídos y escritos secuencialmente a medida que el tambor gira. A l m a c e n a m i e n t o e n D i s c o M a g n é t i c o: U n d i s p o s i t i v o d e a l m a c e n a m i e n t o q u e consta de discos revestidos magnéticamente accesibles a un brazo de lectura y escritura muy parecido a un tocadiscos automático. Los datos binarios son almacenados en la superficie de cada disco en forma de puntos pequeños magnetizados arreglados en pistas circulares alrededor del disco. El brazo es movido mecánicamente hasta el disco deseado y luego hasta la pista deseada en ese disco. Los datos de una pista dada son escritos o leídos secuencialmente a medida que el disco pida. A l m a c e n a m i e n t o: L o m i s m o q u e M e m o r i a . A l t e r a c i ó n: U n c a m b i o i n d e s e a b l e e n u n a v a r i a b l e a p l i c a d o a u n s i s t e m a q u e tiende a afectar adversamente el valor de la variable controlada. Amortiguador : Un dispositivo de almacenamiento utilizado para compensar una diferencia en la rata de flujo de datos o en el tiempo de ocurrencia de eventos, c u a n d o s e t r a n s m i t e n d a t o s d e s d e un dispositivo a otro. A n á l i s i s d e S i s t e m a s: L a d e f i n i c i ó n d e u n p r o b l e m a d e c o n t r o l y e l d e s a r r o l l o d e una solución al problema de control. A n á l o g o: L a r e p r e s e n t a c i ó n d e c a n t i d a d e s n u m é r i c a s p o r m e d i o d e v a r i a b l e s físicas tales como voltaje, corriente, resistencia, rotación, etc. Contrastado con Digital. Anotación: Un comentario descriptivo o nota explicatoria agregado. A p r o x i m a c i ó n S u c e s i v a : U n a t é c n i c a d e c o n v e r s i ó n a n á l o g o- a - d i g i t a l e n l a c u a l los voltajes conocidos crecientemente mayores o menores son comparados con el voltaje desconocido. La decisión de igualdad tomada en cada repetición forma por último la representación binaria del valor análogo. Argumento: El factor de referencia conocido para encontrar el item deseado (funcional) en una tabla. ASCII: Código Estándar Americano para el Intercambio de Información. Un código de sexto nivel ideado para proporcionar compatibilidad de códigos de información entre dispositivos digitales de fabricación estadounidense.

A t e n u a c i ó n: ( 1 ) U n a d i s m i n u c i ó n e n l a m a g n i t u d d e l a s e ñ a l e n t r e d o s p u n t o s o entre dos frecuencias. (2) La recíproca de la ganancia, cuando la ganancia es menor que uno. A u t o - S i n t o n i z a c i ó n: L a t é c n i c a d e l a m o d i f i c a c i ó n a u t o m á t i c a d e l a s c o n s t a n t e s del algoritmo de control basándose en las condiciones del proceso. B a c t e r i a ( B u g ): Un error o mal funcionamiento en un programa o hardware. Banda Muerta : El rango a través del cual puede ser variada una entrada sin iniciar una respuesta. BAUD: Una unidad de señalamiento de velocidad igual al número de condiciones discretas o de eventos de señal por segundo. Por ejemplo, un baud es igual a medio punto del ciclo por segundo en el código morse, un bit por segundo en un tren de señales binarias y un valor de tres bits por segundo en un tren de s e ñales, cada una de las cuales puede asumir de ocho estados diferentes. Binario: (1) Concerniente a una característica o propiedad que involucra una selección, elección o condición en la cual hay dos posibilidades. (2) C o n c e r n i e n t e a l s i s t e m a d e n u m e r a c i ó n de base 2. Bit de Resguardo : Un bit contenido en cada palabra o grupos de palabras de la memoria que indica al hardware o software del computador si el contenido de ese sitio de memoria puede ser alterado mediante un programa. B i t: U n d í g i t o b i n a r i o ; u na u n i d a d d e d a t o s e n n o t a c i ó n b i n a r i a . E n e l s i s t e m a d e numeración binario sólo se utilizan dos marcas (0 y 1). El número 10111 contiene cinco bits. Bloque : U n g r u p o d e p a l a b r a s d e m á q u i n a c o n s e c u t i v a s c o n s i d e r a d a s o transferidas como una unidad, particul armente con referencia a la entrada y salida. B u s: U n o o m á s c o n d u c t o r e s u t i l i z a d o s p a r a t r a n s m i t i r s e ñ a l e s o e n e r g í a . B ú s q u e d a , B i n a r i o: U n a t é c n i c a p a r a e n c o n t r a r u n i t e m p a r t i c u l a r e n u n c o n j u n t o de items ordenados dividiendo repetidamente a la mitad la porción del conjunto ordenado que contiene el item buscado hasta que sólo quede el item buscado. Byte: U n a s e c u e n c i a d e d í g i t o s b i n a r i o s a d y a c e n t e s o p e r a d o s c o m o u n a u n i d a d y que usualmente es más corta que una palabra. C a b e z a l: U n d i s p o s i t i v o q u e l e e, registra o borra datos en un medio de almacenaimiento; por ejemplo, un pequeño electroimán utilizado para leer, escribir o borrar datos en una cinta o tambor magnético o el conjunto de dispositivos de perforación, lectura o marcaje utilizados para perfor ar, leer o imprimir en cinta de papel. C a b e z a l e s F i j o s: C o n c e r n i e n t e a l u s o d e c a b e z a l e s d e l e c t u r a y e s c r i t u r a estacionarios, montados rígidamente en los dispositivos de memoria maciza.

C a l i b r a r: ( 1 ) I n d a g a r , m e d i a n t e l a c o m p a r a c i ó n c o n u n e s t á n d a r , l o s s i t i o s e n l o s cuales deben colocarse las graduaciones de una escala o tabla para que se correspondan con una serie de valores de la cantidad que el instrumento va a medir, recibier o transmitir. (2) Ajustar la salida de un dispositivo para llevarlo a u n valor deseado, dentro de una tolerancia especificada, para un valor particular de la entrada. (3) Indagar el error en la salida de un dispositivo chequeándolo contra un estándar. C a m p o: U n a s e r i e d e u n o o m á s c a r a c t e r e s q u e c o n s t i t u y e n u n a u n i d a d d e d a t os . Comparar con Palabra. (Un campo no necesita corresponder en longitud a una palabra) Canal: Una vía por la cual pueden fluir o ser particularmente una serie de dígitos o caracteres.

almacenados

los

datos,

Capacidad: En terminología de computador, la ca ntidad de información que puede estar contenida en un dispositivo de almacenamiento, definido en términos del tamaño básico de la información, tales como palabras o caracteres. C h e q u e o d e P a r i d a d: V e r l o s i t e m s b a j o C h e q u e o . C h e q u e o: Un medio para verifi c a r l a e x a c t i t u d d e l o s d a t o s t r a n s m i t i d o s , manipulados o almacenados por una unidad o dispositivo en un computador. C h e q u e o d e D u p l i c a c i ó n: U n c h e q u e o q u e r e q u i e r e d e r e s u l t a d o s i d é n t i c o s de dos performances independientes de la misma operación. C h e q u e o de Paridad : U n c h e q u e o d e s u m a e n e l c u a l l o s d í g i t o s b i n a r i o s , en un carácter o palabra, son sumados (módulo 2), y la suma es revisada contra un dígito de paridad sencillo calculado previamente; a saber, un chequeo que prueba si el número de unos es par o i m p a r . C h e q u e o d e S u m a: U n c h e q u e o r e d u n d a n t e e n e l c u a l l o s g r u p o s d e dígitos son sumados, usualmente sin tomar en cuenta el sobreflujo, y esa suma es chequeada contra una suma calculada previamente para verificar la exactitud. C h e q u e o d e T r a n s f e r e n c i a: Un c h e q u e o d e l o s d a t o s t r a n s m i t i d o s m e d i a n t e el almacenamiento, retransmisión y comparación temporales. C h e q u e o D o b l e: U n c h e q u e o d e d u p l i c a c i ó n c o n t i n u a l o g r a d o d u p l i c a n d o e l hardware. Chequeo Incorporado (Chequeo A u t o m á t i c o) : Cualquier chequeo c o n s t r u i d o en el hardware. C h e q u e o M a t e m á t i c o: Un chequeo que hace uso de identidades u otras propiedades matemáticas, frecuentemente aceptando algún grado de discrepancia; a saber, chequear la multiplicación verificando que a -b = b- a , c h e q u e a n d o u n a f u nc i ó n t a b u l a d a p o r m e d i o d e u n m é t o d o d e diferencia. C h e q u e o P r o g r a m a d o: U n c h e q u e o m a t e m á t i c o i n s e r t a d o e n e l p r o g r a m a operativo. Chequeo Redundante: Un chequeo que agrega uno o más dígitos extras a u n a p a l a b r a d e a c u e r d o c o n l a s r e g l a s , d e m a n e r a q u e s i al g ú n d í g i t o cambia puede detectarse el error o el mal funcionamiento. C i r c u i t o C e r r a d o: U n a r u t a d e s e ñ a l q u e i n c l u y e u n a r u t a h a c i a a d e l a n t e , u n a ruta de y un punto de suma y que forma un circuito cerrado.

C i r c u i t o d e C o n t r o l d e l P r o c e s o : U n s is t e m a conectados para controlar una fase de un proceso.

de

dispositivos

de

control

Circuito de Puerta : Un circuito electrónico con una o más entradas y una salida, con la propiedad de que un pulso va hacia la línea de salida solamente si ocurre alguna combinación de pulsos especificada en las líneas de entrada. Los circuitos de puerta constituyen mucho del hardware por medio del cual las operaciones lógicas son integradas a un computador. Codificación Absoluta : Código escrito en un lenguaje aceptable para un computador, sin modificaciones posteriores. Lo mismo que Lenguaje de Máquina. Codificación Simbólica : Cualquier codificación en la cual se utilizan símbolos diferentes al lenguaje de máquina binario real. C o d i f i c a c i ó n: E l a c t o d e p r e p a r a r e n c ó d i g o o e n s e u d o c ó d i g o u n a l i s t a d e l a s operaciones sucesivas del computador requeridas para resolver un problema específico. También, la lista misma. C ó d i g o ( s u s t a n t i v o ): U n s i s t e m a d e r e g l a s p a r a l a u t i l i z a c i ó n d e u n a s e r i e d e símbolos para representar datos. C ó d i g o d e C o m p u t a d o r ; C ó d i g o d e M á q u i n a: E l c ó d i g o p a r a c u y a interpretación y ejecución fue construido el hardware del computador. Código de Instrucción: Los símbolos, nombres y descripciones de operación para todas las instrucciones representadas por el código de computador. C ó d i g o N u m é r i c o: U n c ó d i g o e n e l c u a l l o s s í m b o l o s u t i l i z a d o s s o n t o d o s numerales. Seudo Código: U n c ó d i g o a r b i t r a r i o , i n d e p e n d i e n t e d e l h a r d w a r e d e u n computador y diseñado para conveniencia en la programación, que debe ser traducido a código de computador si va a dirigir el computador. C ó d i g o ( v e r b o ): E x p r e s a r u n p r o g r a m a e n u n c ó d i g o p a r a c u y a i n t e r p r e t a c i ó n y ejecución fue construido o programado un computador específico. Código de Operación: La parte especifica la operación a realizar.

de

una

instrucción

de

comput adora

que

Comando: Un pulso, señal o conjunto de señales que inician un paso en la performance de una operación del computador. Un comando es una parte de una instrucción. C o m b i n a c i ó n: P r o d u c i r u n a s e c u e n c i a s e n c i l l a d e i t e m s o r d e n a d o s d e a c u e r d o a alguna regla (esto es, arreglados en alguna secuencia de orden), a partir de dos o más secuencias previamente ordenadas según la misma regla sin que los items cambien de tamaño, estructura o número total. La combinación es un tipo especial de colación. C o m p a r a d o r: U n d i s p o s i t i v o p a r a c o m p a r a r d o s t r a n s c r i p c i o n e s d i f e r e n t e s d e l a misma información para verificar el acuerdo o determinar el desacuerdo. Un circuito que compara dos señales e indica acuerdo o desacuerdo; puede dars e una señal, que indica si son iguales o desiguales.

Compilador: Un programa que traduce un lenguaje orientado al problema a un lenguaje orientado a la máquina tales como Fortran o Algol. Un compilador, c u a n d o s e c o m p a r a c o n u n c o o r d i n a d o r , p u e d e s u s t i t u i r l a s s u b -r u t i n a s , a s í c o m o instrucciones de máquina sencillas por ciertas entradas simbólicas. Un compilador que traduce directamente de un lenguaje de fuente a un lenguaje de máquina es conocido como un compilador de paso sencillo. Un compilador que gene r a u n l e n g u a j e d e o b j e t o d e i n t e r v a l o q u e r e q u i e r e d e t r a d u c c i ó n o modificación posterior es conocido como un compilador de paso múltiple. C o m p u t a d o r A n á l o g o: Ver los items en Computador. Computador Asincrónico: Un computador en el cual la performance del siguiente comando es iniciada por una señal que denota que el comando previo ha sido completado. Contrastado con el Computador Sincrónico, que se caracteriza por un ciclo fijo para la ejecución de las operaciones. Computador de Control: Un computador que, por medio de entradas desde y salidas de un proceso, controla directamente la operación de los elementos en ese proceso. Computador Digital: Ver los items bajo Computador. Computador Sincrónico: Un computador en el que cada evento, o performance de ca d a o p e r a c i ó n , c o m i e n z a c o m o e l r e s u l t a d o d e u n a s e ñ a l g e n e r a d a p o r u n reloj. C o m p u t a d o r: C u a l q u i e r d i s p o s i t i v o c a p a z d e a c e p t a r d a t o s , a p l i c a r p r o c e s o s prescritos a ellos y suministrar los resultados de esos procesos. La palabra “computador” en este glosario se refiere usualmente a un computador digital de programa almacenado. C o m p u t a d o r A n á l o g o: U n c o m p u t a d o r q u e c a l c u l a u t i l i z a n d o a n á l o g o s f í s i c o s d e l a s v a r i a b l e s . G e n e r a l m e n t e e x i s t e u n a c o r r e s p o n d e n c i a 1- a-1 e n t r e c a d a v a r i a b l e n u m é r i c a q u e o c u r r e e n el p r o b l e m a y u n a m e d i c i ó n física variante en el computador análogo. Las cantidades físicas en un computador análogo varían continuamente, en vez de hacerlo en pasos discretos como en el computador digital. C o m p u t a d o r d e P r o g r a m a A l m a c e n a d o: U n c o m p u t a d o r di g i t a l c a p a z d e realizar secuencias de instrucciones almacenadas internamente, en oposición a las calculadoras en las cuales la secuencia es introducida manualmente. Tales computadores generalmente poseen la habilidad p o s t e r i o r d e o p e r a r s o b r e l a s i n s t r u c ci o n e s m i s m a s y d e a l t e r a r l a secuencia de instrucciones en concordancia con los resultados ya calculados. C o m p u t a d o r D i g i t a l: U n c o m p u t a d o r c a p a z d e a c e p t a r y o p e r a r s o l a m e n t e con representación de números reales u otros caracteres codificados n u m é r i c a m e n t e. C o n d i c i o n e s O p e r a t i v a s: C o n d i c i o n e s ( t a l e s c o m o t e m p e r a t u r a a m b i e n t e , presión ambiente, vibración, etc.) a las cuales es sometido un dispositivo, pero no incluye la variable medida por el dispositivo.

C o n s i g n a c i ó n d e P á g i n a : U n a t é c n i c a d e c o n s i g n ac i ó n d e m e m o r i a u t i l i z a d a c o n ciertos computadores cuya capacidad de consignación está limitada a menos de la capacidad de memoria total disponible. Utilizando la consignación de página, la memoria es dividida en segmentos (páginas), cada uno de los cuales puede ser consignado por medio de la capacidad de consignación disponible. Consola del Operador: Equipo para la intervención manual y para el monitoreo de la operación del computador. C o n s u m o d e E n e r g í a: E l v a t e a j e m á x i m o u t i l i z a d o p o r u n d i s p o s i t i v o d en t r o d e su rango operativo durante una condición de señal de estado estable. Para un factor de energía diferente a la unidad, el consumo de energía son los voltiamperios máximos utilizados bajo la condidicón establecida arriba. C o n t a d o r d e C o n t r o l ; C o n t a do r d e P r o g r a m a ; C o n t a d o r d e I n s t r u c c i ó n ; R e g i s t r a d o r d e C o n t r o l: U n c o n t a d o r c o n s t r u i d o e n l a u n i d d d e c o n t r o l y utilizado para secuenciar las instrucciones a ser ejecutadas. Normalmente contiene la dirección de la siguiente instrucción a ser realizada. Co n t a d o r d e I n s t r u c c i ó n: Lo mismo que Contador de Control. Contador de Programa : Lo mismo que Contador de Control. Contador: Un dispositivo o sitio de aumentado o disminuido sucesivamente.

memoria

cuyo

contenido

puede

ser

C o n t r o l d e S u p e r v i s i ó n: A c c i ó n de c o n t r o l e n l a c u a l l o s c i r c u i t o s d e c o n t r o l operan independientemente, sometidos a acción correctiva intermitente; por ejemplo, cambios del punto fijado desde una fuente externa. Control del Punto Fijado: Una técnica de control en la cual el computador suministra un punto fijado calculado para un circuito de control de instrumentación análogo convencional. Control Digital Directo (DDC): Control realizado por un dispositivo digital que establece la señal al elemento de control final. Ejemplos de posibles combinaciones digitales (D) y análogas (A) para esta definición son:

Elementos de 1. 2. 3. 4.

D A A D

?

Controler D D D D

?

Elemento de Control Final D D A A

Control Interactuante : Acción de control producida por un algoritmo cuyos varios términos son interdependientes. Control Secuencial: La manera de control de un computador en la cual las instrucciones dadas a este son arregladas en una secuencia y son intriducidas al computador en esa secuencia durante la solución de un problema.

C o n t r o l e r d e P r o p o r c i ó n: U n c o n t r o l e r predeterminad a entre dos o más variables.

que

mantiene

una

proporción

C o n t r o l e r d e T r e s P o s i c i o n e s: U n c o n t r o l e r d e m u l t i p o s i c i ó n q u e t i e n e t r e s valores de salida discretos. Controler: Un dispositivo que opera automáticamente para regular una variable controlada. C o n v e r t i d o r: U n d i s p o s i t i v o p a r a t r a n s f e r i r d a t o s d e s d e u n m e d i o almacenamiento a otro, como desde tarjetas perforadas a cintas magnéticas.

de

C o o r d i n a d o r: U n p r o g r a m a q u e c o n v i e r t e e l l e n g u a j e s i m b ó l i c o e n l e n g u a j e d e máquina por medio de la sustitución de los códigos de operación abs olutos por códigos de operación simbólicos y las direcciones absolutas o relocalizables por direcciones simbólicas. C o r r i d a d e D a t o s: U n c a n a l a u t o m á t i c o d e e n t r a d a / s a l i d a q u e p r o p o r c i o n a equipo externo con directo a la memoria de núcleo. D D C: Lo m i s m o q u e C o n t r o l D i g i t a l D i r e c t o . Decimal Codificado Binario (DCB): Concerniente a una notación decimal en la cual los dígitos decimales individuales están representados cada uno por un g r u p o d e d í g i t o s b i n a r i o s . E n l a n o t a c i ó n d e d e c i m a l c o d i f i c a d o b i n a r i o 8-4- 2 -1, el número 23 es representado como 0010 0011, mientras que en la notación binaria 23 es representado como 10111. Digital: Concerniente a los datos en forma de dígito. Contrastado con análogo. Dirección Indirecta : Una dirección que especifica un sitio de almacenamiento que contiene bien sea una dirección directa u otra dirección indirecta. Dirección Relativa : Una etiqueta utilizada para identificar la localización de los datos en un programa por referencia a suposición con respecto a alguna ot ra localización en ese programa. Las direcciones relativas son traducidas a direcciones absolutas mediante la suma de la dirección de referencia. Dirección: Una etiqueta, tal como un entero o una serie de caracteres, que define un registro, localización o dispositivo en el cual son almacenados los datos. D i r e c c i ó n A b s o l u t a: L o c a l i z a c i ó n r e a l , e n a l m a c e n a m i e n t o , d e u n a u n i d a d de datos particular; dirección que la unidad de control puede interpretar directamente. Además, la etiqueta asignada por el ingeniero a un sitio de almacenamiento particular en el computador. Dirección Relativa: Una etiqueta utilizada para identificar una palabra en una rutina o sub - r u t i n a c o n r e s p e c t o a s u p o s i c i ó n r e l a t i v a e n e s a r u t i n a o sub- r u t i n a . U n a d i r e c c i ó n r e l a t i v a e s t r a d u c i d a a u n a d i r e c c i ó n a b s o l u t a agregando alguna dirección de inicio específica para la sub- rutina dentro de la rutina principal. D i r e c c i ó n S i m b ó l i c a: U n a e t i q u e t a a s i g n a d a a u n a p a l a b r a s e l e c c i o n a d a e n la rutina para la conveniencia del programador. El símbolo utilizado es independiente de la localización de una palabra dentro de una rutina. Identifica el campo de datos en el cual se va a operar o la operación a utilizar más que su sitio de almacenamiento.

R e l a t i v i z a c i ó n: U n m e d i o m e d i a n t e e l c u a l s e l e d a n d i re c c i o n e s r e l a t i v a s a la siguiente dirección de instrucción y a la dirección del operando cuando son escritas. Las direcciones relativas son traducidas automáticamente a direcciones absolutas durante la ejecución del programa. Disco: Una placa circular plana con una superficie magnética en la cual pueden almacenarse datos mediante la magnetización selectiva de porciones de la superficie plana. D i s p o n i b i l i d a d: L a c a n t i d a d t o t a l d e t i e m p o e n q u e u n c o m p u t a d o r o p e r a adecuadamente. D i s p o s i t i v o S u b a s t a d o r: Un d i s p o s i t i v o q u e s e l e c c i o n a a u t o m á t i c a m e n t e b i e n sea la señal de entrada más alta o la más baja desde entre dos o más señales de entrada. D r i v e r: U n p e q u e ñ o p r o g r a m a o r u t i n a q u e m a n e j a e l c o n t r o l d e u n d i s p o s i t i v o p e r i f é r i c o e x t e r n o o e j e c u t a o t r o s p r o g r a mas. Duplex Medio: En comunicaciones, concerniente independiente alternativa, una vía a la vez.

a

una

transmisión

Elemento de Control Final: Aquel elemento de control delantero que cambia directamente el valor de la variable manipulada. E m p a c a r: ( 1 ) I n c l u i r n u m e r o s o s i t e m s d i s c r e t o s d e i n f o r m a c i ó n e n u n a u n i d a d d e información. (2) Recolocar programas y datos para hacer un uso eficiente de la capacidad de almacenamiento disponible. E n l a c e s: E n p r o g r a m a c i ó n , c o d i f i c a c i ó n q u e c o n e c t a d o s r u t i n a s c o d i f i c a d a s separadamente. E n m a s c a r a r: U n a o p e r a c i ó n q u e r e e m p l a z a l o s c a r a c t e r e s e n e l a c u m u l a d o r c o n caracteres de un sitio de almacenamiento especificado que corresponde a los “unos” en la máscara que está en un sitio o registro de almacenamiento e s p e c i f i c a d o. Entrada: (1) Los datos a ser procesados. (2) El estado o secuencia de estados que ocurre en un canal de entrada especificado. (3) El dispositivo o conjunto colectivo de dispositivos utilizados para llevar datos a otro dispositivo. (4) Un c a n a l p a r a i m p ri m i r u n e s t a d o e n u n d i s p o s i t i v o o e l e m e n t o l ó g i c o . ( 5 ) E l p r o c e s o de transferir datos desde un almacenamiento externo a un almacenamiento interno. E q u i p o O n- Line : E q u i p o p a r a e l c u a l l a t r a n s f e r e n c i a d e d a t o s h a c i a o d e s d e l a unidad está bajo la direcció n de la unidad de control del computador. Equipo Periférico : Equipo utilizado para introducir datos en o recibir datos de un computador. Error Cuadrado: La técnica de intriducir el cuadrado del error en el término error d e u n a l g o r i t m o l i n e a l d e m a n e r a de p r o d u c i r u n a c o r r e c c i ó n n o l i n e a l .

Error : L a d i f e r e n c i a e n t r e l a i n d i c a c i ó n y e l v a l o r v e r d a d e r o d e l a s e ñ a l m e d i d a . Un error positivo denota que la indicación del instrumento es más grande que el valor verdadero. Error = Indicación – Valor Ver dadero E s c a n e o: L a a c c i ó n d e c o m p a r a r v a r i a b l e s d e e n t r a d a p a r a d e t e r m i n a r u n a acción particular. E s c r i b i r: ( 1 ) C o p i a r i n f o r m a c i ó n g e n e r a l m e n t e d e u n a l m a c e n a m i e n t o i n t e r n o a uno externo. (2) Transferir información a un medio de salida. (3) Grabar inform a c i ó n e n u n r e g i s t r a d o r , s i t i o u o t r o d i s p o s i t i v o o m e d i o d e almacenamiento. Estado Estable: Una condición, tales como un valor, rata, periodicidad o amplitud que exhibe solamente cambio insignificante sobre un arbitraiamente largo período de tiempo. E x ac t i t u d : E l g r a d o a l c u a l e s t á l i b r e d e e r r o r ; e l g r a d o d e c o n f o r m i d a d c o n l a verdad y con una regla. La exactitud es contrastada con la precisión, a saber, los numerales de cuatro lugares son menos precisos que los numerales de seis l u g a r e s , p e r o u n n u m e r al d e c u a t r o l u g a r e s c a l c u l a d o a d e c u a d a m e n t e p u d i e r a s e r más exacto que un numeral de seis lugares calculado inapropiadamente. E x t r a c t o: O b t e n e r c i e r t o s d í g i t o s a p a r t i r d e u n a p a l a b r a d e m á q u i n a c o m o e s t á e s p e c i f i c a d a . O r e e m p l a z a r e l c o n t e n i d o d e c o l u m n as e s p e c í f i c a s d e o t r a p a l a b r a de máquina, dependiendo de la instrucción. O eliminar, de un conjunto de items de información, todos aquellos items que cumplen con alguna condición arbitraria. Factor de Escala : U n n ú m e r o u t i l i z a d o c o m o u n m u l t i p l i c a d o r , e s c o g i d o d e t a l manera que cause que un conjunto de cantidades caiga dentro de un rango de v a l o r e s d a d o p a r a p o n e r a e s c a l a l o s v a l o r e s 8 5 6 , 4 3 2 , -9 5 y - 1 8 2 e n t r e – 1 + 1 , u n factor de escala de 1/1000 sería apropiado. F l i p - f l o p: U n c i r c u i t o o d i s p o s i t i v o q u e co n t i e n e e l e m e n t o s a c t i v o s c a p a c e s d e asumir uno de dos estados estables en un momento dado. Fortran (Sistema de Traducción de Fórmulas): Un lenguaje orientado procedimiento diseñado para la solución de programas aritméticos y lógicos.

al

F r e c u e n c i a d e l Re l o j: F r e c u e n c i a m a e s t r a d e p u l s o s p e r i ó d i c o s q u e t e m p o r i z a l a operación del computador. Hardware : E q u i p o f í s i c o ; p o r e j e m p l o , d i s p o s i t i v o s eléctricos o electrónicos. Contrastado con software.

mecánicos,

magnéticos,

I n g e n i e r í a d e S i s t e m a s: L a i m p l e m e n t a c i ó n d e u n s i s t e m a d e h a r d w a r e y software que resulta del análisis de un problema de control. Inicializar: Fijar los contadores, interruptores y direcciones en cero u otro valor de inicio en el comienzo de, o en puntos prescritos en, una rutina del c o m p u t ad o r .

Interfase : L ó g i c a n e c e s a r i a p a r a p r o p o r c i o n a r c o m p a t i b i l i d a d e l é c t r i c a y d e comunicación entre dos dispositivos. Interferencia de Modo Común : Una forma de interferencia que aparece entre c u a l e s q u i e r a t e r m i n a l e s d e u n c i r c u i t o d e m e d i c i ó n y l a t i e r r a. Interrupción de Prioridad del Hardware: La implementación, por parte del hardware, de funciones de interrupción de prioridad. Interrupción de Prioridad: La suspensión temporal de un programa que está siendo ejecutado para ejecutar un programa de más alta prioridad. Las funciones de interrupción prioritarias usualmente incluyen distinguir la interrupción de prioridad más alta activa, recordar las interrupciones de prioridad más baja que e s t á n a c t i v a s , h a b i l i t a n d o o d e s h a b i l i t a n d o s e l e c t i v a m e n t e l a s i n t e rr u p c i o n e s d e prioridad, ejecutar una instrucción de salto a un sitio de memoria específico y guardar el registro del contador de programa en un sitio específico. Ver Interrupción de Prioridad del Hardware e Interrupción de Prioridad del Software. Interrupción Prioritaria del Software : La implementación programada de funciones de interrupción prioritaria. Ver Interrupción Prioritaria e Interrupción Prioritaria de Hardware. I n t e r r u p c i ó n: V e r I n t e r r u p c i ó n P r i o r i t a r i a , I n t e r r u p c i ó n P r i o r i t a r i a d e l H a r d w a r e e Interrupción Prioritaria del Software. L e e r : (1) Copiar, usualmente de una forma de almacenamiento a otra, particularmente desde un almacenamiento externo o secundario a un almacenamiento interno. (2) Percibir el significado de los arreglos del hardware. Lenguaje de Fuente : Un lenguaje de programa utilizado como una entrada a un programa de traducción, tales como un coordinador o un compilador. Lenguaje de Máquina: Lo mismo que Codificación Absoluta. L í m i t e d e V e l o c i d a d : Un límite especificada no puede exceder.

que

la

rata

de

cambio

de

una

variable

L í m i t e s d e E s c a n e o: L a a c c i ó n d e c o m p a r a r v a r i a b l e s d e e n t r a d a c o n t r a l í m i t e s altos y/o bajos prealmacenados o calculados para determinar si una condición de alarma está presente. L i m p i a r: R e e m p l a z a r l a i n f o r m a c i ó n e n u n d i s p o s i t i v o d e a l m a c e n a m i e n t o p o r medio del carácter cero. L i m p i a r: S o m e t e r a p r u e b a u n p r o g r a m a d e c o m p u t a d o r p a r a i n v e s t i g a r s i t r a b a j a adecuadamente y para rastrear y corregir cualquier error. Limpieza On Line : Limpiar un computador real izando funciones on line y utilizando otra rutina que ha sido previamente chequeada. Llamada: Transferir el control a una sub - rutina especificada.

L ó g i c a d e C o n t r o l: L a s e c u e n c i a d e p a s o s o e v e n t o s n e c e s a r i o s p a r a r e a l i z a r una función particular. Cada paso o evento es definido como una expresión aritmética sencilla o como una expresión Boolean sencilla. Máquina Perforadora: Una máquina parecida a una máquina de escribir para registrar datos cortando agujeros o muescas en tarjetas. M e m o r i a d e N ú c l e o: U n d i s p o s i t i v o d e a l m a c e n a m i e n t o d e a l t a v e l o c i d a d y d e aleatorio que utiliza arreglos de matriz de núcleos de ferrito, utilizado generalmente como la memoria de trabajo del computador. M e m o r i a M a c i z a: U n d i s p o s i t i v o d e m e m o r i a a u x i l i a r c o n c a p a c i d a d d e almacenamiento muchísimo mayor que la memoria de trabajo (núcleo); por ejemplo, archivo de disco, tambor. M e m o r i a: L a c a p a c i d a d d e u n c o m p u t a d o r p a r a r e c i b i r y a l m a c e n a r d a t o s sometidos a llamada. De manera general, cualquier dispositivo que pueda alm a c e n a r d a t o s . Microprogramación: Una capacidad de la programación en la cual pueden combinarse numerosas operaciones de instrucción en una instrucción para una mayor velocidad y uso más eficiente de la memoria. Mnemónica : Una designación alfanumérica, fácil de recordar y utilizada comúnmente para designar un sitio de memoria a una operación de computador; por ejemplo, START pudiera representar la localización de la primera instrucción en una rutina. Módulo de Conteo de Pulso : Un dispositivo que cuenta y almacena un número de canales de pulso de alta o baja velocidad y transmite, bajo comando, su estado al computador. M ó d u l o d e D e s p l i e g u e d e D a t o s: U n d i s p o s i t i v o q u e a l m a c e n a l a s a l i d a d e l c o m p u t a d o r y l a t r a d u c e e n s e ñ a l e s q u e s o n d i s t r i b u i d a s a u n g r u po d e l u c e s , anunciadores e indicadores numéricos determinados por el programa en la consola del operador y en las estaciones remotas. M ó d u l o d e E n t r a d a A n á l o g o: U n d i s p o s i t i v o q u e c o n v i e r t e l a s s e ñ a l e s d e entrada análogas desde la instrumentación del proc eso en un código digital para su transmisión al computador. M ó d u l o d e I n t e r r u p c i ó n d e P r i o r i d a d: U n d i s p o s i t i v o q u e m o n i t o r e a u n n ú m e r o de os de campo de prioridad designada y notifica inmediatamente al computador cuando se genera cualquier solicitud de prioridad externa. Asegura el servicio de solicitudes de interrupción urgentes sobre la base de prioridades asignadas al programador cuando las solicitudes ocurren simultáneamente. Módulo de Salida de Control : Un dispositivo que almacena los comandos del computador y los traduce a señales que pueden ser utilizadas con propósito de c o n t r o l . P u e d e g e n e r a r s a l i d a s d i g i t a l e s a d i s p o s i t i v o s o n- o f f d e c o n t r o l o a estaciones de pulso de punto fijado o puede generar salidas análogas - voltaje o corriente – para operar válvulas y otros dispositivos de control de proceso.

Módulo de Salida de la Válvula: Un dispositivo que traduce los datos de salida del computador en señales análogas adecuadas para colocar las válvulas de control u otros dispositivos. M ó d u l o S e n s o r d e C o n t a c t o: U n d i s p o s i t i v o q u e m o n i t o r e a y c o n v i e r t e l o s grupos especificados de programa de os de interruptor de campo en códigos digitales para la entrada al computador. Las entradas son escaneadas p o r e l c o m p u t a d o r a i n t e r v a l o s p r o g r a m a d os. M o n i t o r d e S e c u e n c i a : M o n i t o r e o p o r c o m p u t a d o r d e l a s a c c i o n e s p a s o-a - p a s o que deben ser tomadas por el operador durante un encendido y/o apagado de una unidad de energía. Como mínimo, el computador debería chequear aquellos ciertos hitos que han sido alcanzados en la operación de la unidad. La cobertura máxima haría que el computador chequeara que cada paso requerido fuera realizado que se siguieran las secuencias correctas y que cada punto chequeado callera dentro de sus límites prescritos. Si ocurriera una acción o resultado incorrecto, el computador registraría la falla y señalaría al operador. Muestreo, Análogo: El proceso mediante el cual el computador selecciona señales de entrada análogas individuales del proceso, las convierte en una forma b i n aria equivalente y almacena los datos en la memoria. Multiplex : El proceso de transferir datos desde numerosos dispositivos almacenamiento, que opera a rata de transferencia relativamente bajas, a d i s p o s i t i v o d e a l m a c e n a m i e n t o q u e o p e r a a u n a r a t a de t r a n s f e r e n c i a a l t a manera tal que el dispositivo de alta velocidad no esté obligado a “esperar” las unidades de baja velocidad.

de un de por

M u l t i p r o g r a m a c i ó n: L a e j e c u c i ó n i n t e r c a l a d a o d e t i e m p o c o m p a r t i d o d e d o s o más programas por un computador. Normaliz a r: C a m b i a r l a r e p r e s e n t a c i ó n d e u n a c a n t i d a d d e m a n e r a t a l q u e l a representación caiga en un rango prescrito. Off Line: (1) Concerniente al equipo o programas que no están bajo el control d i r e c t o d e l p r o c e s a d o r c e n t r a l . ( 2 ) C o n c e r n i e n t e a u n c o m p u t a d o r que no está monitoreando o controlando activamente un proceso u operación; o concerniente a una operación de computador realizada mientras el computador no está monitoreando o controlando un proceso u operación. On Line: (1) Concerniente al equipo o programas bajo control directo de un procesador central. (2) Concerniente a un computador que está monitoreando o controlando activamente un proceso u operación; o concerniente a una operación de computador realizada mientras el computador está monitoreando o c o ntrolando un proceso u operación. Operación de Tiempo Real: Procesar datos en sincronismo con un proceso físico de manera que los resultados del procesamiento de datos sean útiles para la operación física.

Operación Lógica : Una operación en la cual el computador toma automáticamente una decisión que afecta la futura secuencia de instrucciones. La decisión está basada en comparaciones entre todos o algunos de los caracteres en un registro aritmético y sus contrapartes en cualquier otro registro sobre la base de menor que, igual a o mayor que; entre ciertos caracteres en los registros aritméticos y estándares incorporados. Operando: Aquello sobre lo cual se opera. Un operando usualmente está identificado por una parte de la dirección de una instrucción. O p t i m i z a r: E s t a b l e c e r p a r á m e t r o s d e c o n t r o l p a r a h a c e r e l c o n t r o l t a n e f e c t i v o como sea posible. Palabra: Una secuencia de bits o caracteres tratada como una unidad y capaz de ser almacenada en un sitio del computador. P a n e l d e C o n t r o l ( A u t o m á t i c o ) : Un p a n e l d e l u c e s i n d i c a d o r a s y d e d i s p o s i t i v o s en el cual se despliegan una secuencia particular de rutinas y a partir del cual un ingeniero de mantenimiento puede revisar la operación del hardware. P a n e l d e C o n t r o l ( P r o g r a m a c i ó n ): U n p a n e l q u e c o n s t a d e l u c e s i n d i c a d o r a s e interruptores por medio del cual un programador puede introducir o cambiar rutinas en el computador. P a n e l d e C o n t r o l ( S o l i c i t u d d e l O p e r a d o r ): Un que consta de luces indicadoras e interruptores por medio del cual un operador puede solicitar al computador que realice funciones particulares. Parámetro: Una característica controlable o variable de un sistema o dispositivo, considerada temporalmente como una constante, cuyos valores respectivos s i r v e n p a r a d i s t i n g u i r l o s v a r i o s e s t a d os e s p e c í f i c o s d e l s i s t e m a o d i s p o s i t i v o . Parche : Una sección de codificación insertada en una rutina (usualmente transfiriendo explícitamente el control desde la rutina hacia el parche y de regreso otra vez) para corregir un error o alterar la rutina. P e r í o d o d e P a r a l i z a c i ó n d e T r a b a j o: T i e m p o e n q u e l a c o m p u t a d o r a n o e s t á operando. Pista : L a p o r c i ó n d e u n m e d i o d e a l m a c e n a m i e n t o m ó v i l , t a l e s c o m o u n t a m b o r , cinta o disco, que es accesible a una posición de cabezal de lectura dada. P o r E s f u e r z o P r o p i o: U n a t é c n i c a o d i s p o s i t i v o d i s e ñ a d o p a r a l l e v a r s e a s í mismo a un estado deseado por medio de su propia acción, a saber, una rutina de máquina cuyas escasas primeras instrucciones son suficientes para llevarla al computador desde un dispositivo de entrada. P r o b l e m a H i t o: U n p r o b l e m a m u e s t r a u t i l i z a d o p a r a e v a l u a r l a p e r f o r m a n c e d e los computadores en relación a los otros. Procesador Central: Aquella porción de cualquier computador que realiza el cálculo real. Usualmente consta de las unidades de control y aritmética y de la memoria de trabajo.

Procesamiento de Lote : Recolección de datos en un período de tiempo para ser ordenados y procesados como un grupo durante una corrida particular de la máquina. P r o c e s a m i e n t o I n -L i n e : E l p r o c e s a m i e n t o d e d a t o s s i n otro tratamiento previo más que el almacenamiento.

escogencia o cualquier

P r o c e s o: L a s f u n c i o n e s c o l e c t i v a s r e a l i z a d a s e n y p o r e l e q u i p o e n e l c u a l e s controlada una variable o variables. “Equipo” en esta definición no incluye el e q u i p o d e c o n t r o l a u t o m át i c o . E l p r o c e s o t a m b i é n p u e d e s e r l l a m a d o s i s t e m a controlado. Programa de Primer Plano: Un programa dependiente del tiempo iniciado a través de una solicitud externa cuya urgencia absorbe la operación de un programa de trasfondo. P r o g r a m a d e T r a s f o n d o: U n p r o g r a m a q u e n o t i e n e u r g e n c i a p a r t i c u l a r c o n respecto al tiempo que puede ser absorbido por un programa de mayor urgencia y prioridad. Contrastado con el Programa de Primer Plano. P r o g r a m a E j e c u t i v o: U n p r o g r a m a q u e c o n t r o l a l a e j e c u c i ó n d e t o d o s l o s o t r o s programas en el computador basándose en las prioridades establecidas del hardware y el software y en los requerimientos de demanda o de tiempo real. P r o g r a m a O b j e t o: L a c o d i f i c a c i ó n q u e e s l a s a l i d a d e u n p r o g r a m a a u t o m á t i c o de traducción de códigos , tales como un coordinador o compilador. Programa : Un plan para la solución automática de un problema. Un programa completo incluye planes para la transcripción de datos, codificación para el computador y planes para la absorción del resultado por el sistema. La lista de las instrucciones codificadas es llamada “rutina”. Programación Automática : El proceso de utilizar un computador para realizar algunas etapas del trabajo involucrado en la preparación de un programa. P r o g r a m a c i ó n L i n e a l: E l a n á l i s i s o so l u c i ó n d e p r o b l e m a s e n e l c u a l l a f u n c i ó n lineal de un número de variables va a ser maximizada o minimizada cuando esas variables sea sometidas a un número de represiones en forma de desigualdades lineales. P r o g r a m a d o r : Una persona que prepara los proces o s o p e r a t i v o s d e l c o m p u t a d o r por medio de diagramas de flujo y de codificación. P r o t e c c i ó n d e M e m o r i a: U n a t é c n i c a p a r a p r o t e g e r e l c o n t e n i d o d e l a s secciones de memoria de alteraciones mediante la inhibición de la ejecución de cualquier instrucción de modificación de la memoria sobre la detección de un bit de guarda asociado con el sitio de memoria accesado. Las instrucciones de modificación de memoria que acceden a la memoria protegida usualmente son e j e c u t a d a s c o m o u n a n o - o p e r a c i ó n y s e g e n e r a u n a i n t e rr u p c i ó n d e l p r o g r a m a d e violación de la protección de la memoria. Pulso : U n c a m b i o r e p e n t i n o y s i g n i f i c a t i v o , d e c o r t a d u r a c i ó n , e n e l n i v e l d e u n a variable eléctrica, usualmente voltaje.

Punto de Quiebre : U n p u n t o e n u n p r o g r a m a e n e l c u a l p u e d e h a c e r s e q u e u n computador se detenga automáticamente para una revisión del progreso de la rutina. Punto de Quiebre Condicional: Un punto de quiebre en el cual la rutina puede ser continuada como se codificó si se satisfacen las condiciones deseadas. P u n t o F i j a d o ( C o m a n d o ): U n a v a r i a b l e d e e n t r a d a q u e f i j a e l v a l o r d e s e a d o d e la variable controlada. La variable de entrada puede ser fijada manualmente, fijada automáticamente o programada. Es expresado en las mismas unidades que la variable controlada. Rata del Rel o j : L a r a t a a l a c u a l u n a p a l a b r a o l o s c a r a c t e r e s d e u n a p a l a b r a (bits) son transferidos de un elemento interno del computador a otro. La rata del reloj es expresada en ciclos (si es paralela – operación de las palabras de m á q u i n a ; s i e s e n s e r i e – operac i ó n d e b i t s d e m á q u i n a ) p o r s e g u n d o . R e c h a z o d e M o d o C o m ú n: L a h a b i l i d a d d e u n c i r c u i t o p a r a d i s c r i m i n a r c o n t r a e l voltaje de modo común, generalmente expresado como una relación o en decibeles. R e c o l o c a c i ó n : E n p r o g r a m a c i ó n , m o v e r u n a r u t i n a d e s d e u n a po r c i ó n d e l almacenamiento a otra y ajustar las referencias de dirección necesarias de manera que la rutina, en su nuevo sitio, pueda ser ejecutada. R e c u r s i v o: C o n c e r n i e n t e a l u s o r e p e t i t i v o d e u n a s u b - r u t i n a e n l a s o l u c i ó n d e u n problema. R e g i s t r a d o r d e Índice : U n r e g i s t r a d o r a l c u a l s e l e s u m a o s e l e r e s t a u n e n t e r o arbitrario, generalmente el uno, en la ejecución de cada instrucción de la máquina. El registrador puede ser reseteado a cero o a un número ordinario. Utilizado con instrucciones indexables para obtener una instrucción “efectiva” emprendida durante la ejecución. También llamado “contador de ciclo” y “caja B”. R e g i s t r a d o r: U n d i s p o s i t i v o p a r a e l a l m a c e n a m i e n t o t e m p o r a l d e u n a o m á s palabras para facilitar las operaciones aritméticas, lógicas o de transferencia. Ejemplos lo contituyen el acumulador y la dirección, registradores de índice, de i n s t r u c c i ó n y d e M- Q . R e j i l l a d e T e r m i n a c i ó n: U n a r e j i l l a d e e q u i p o q u e c o n t i e n e l o s t e r m i n a l e s d e alambre del campo y el equipo de condicionamiento de se ñal asociado. Proporciona el interfase de terminación entre un sistema de control de computador y la instrumentación montada en el campo. Repartición: La asignación de bloques de datos a bloques de almacenamiento especificado. R e s i d e n t e d e N ú c l e o: Un térm i n o c o n c e r n i e n t e a c i e r t o s p r o g r a m a s g i r a d o s almacenados permanentemente en la memoria de núcleo para ejecución frecuente. Resolución: El intervalo menor entre dos detalles discretos adyacentes que pueden ser distinguidos uno del otro.

Respaldo Análogo : Un método alternativo de control de proceso por medio de instrumentación análoga convencional en caso de una falla en el sistema del computador. Respaldo Digital : U n m é t o d o a l t e r n a t i v o d e c o n t r o l d e p r o c e s o d i g i t a l i n i c i a d o mediante el uso de lógica digital con propósito especial en el caso de una falla en el sistema del computador. Respaldo: Provisión de medios de operación alternativos en caso de falla del medio de operación primario. Ruido : U n c o m p o n e n t e n o d e s e a d o d e u n a s e ñ a l o v a r i a b l e q u e o s c u r e c e s u contenido de información. R u t i n a d e S e r v i c i o ; R u t i n a d e U t i l i d a d: Una rutina de apoyo general a la operación de un computador; por ejemplo, una rutina de entrada/salida, diagnóstica, de rastreo o de monitoreo. R u t i n a d e U t i l i d a d : L o m i s m o q u e R u t i n a de Servicio. Rutina Diagnóstica :Un programa diseñado para localizar mal funcionamiento en el hardware o en el software del computador. Rutina : Un conjunto de instrucciones codificadas arregladas en la secuencia apropiada para dirigir al computador para realizar una operación o serie de operaciones deseada. Ver también Sub- Rutina. G e n e r a d o r: U n a r u t i n a g e n e r a l q u e a c e p t a u n c o n j u n t o d e p a r á m e t r o s y que causa que el computador calcule una rutina específica para uso posterior. Entre otras cosas, los parámet ros pueden especificar los d i s p o s i t i v o s d e e n t r a d a-s a l i d a a u t i l i z a r , d e s i g n a r l a s s u b - r u t i n a s o d e describir la forma de un registro. R u t i n a d e R e r u n ; R u t i n a d e R e d u c c i ó n: U n a r u t i n a d i s e ñ a d a p a r a s e r utilizada cuando aparece un mal funcionamiento del com putador o un error operativo o de codificación para reconstituir una rutina a partir del último punto de rerun. R u t i n a D i a g n ó s t i c a: U n a r u t i n a e s p e c í f i c a d i s e ñ a d a p a r a l o c a l i z a r b i e n s e a un mal funcionamiento en el computador o un error en la codificación. Rutina Ejecutiva; Rutina Maestra: Una rutina diseñada para procesar y controlar otras rutinas. Una rutina utilizada para realizar la Programación Automática. Rutina General : U n a r u t i n a e x p r e s a d a e n c o d i f i c a c i ó n d e c o m p u t a d o r diseñada para resolver una clase de problemas, especializándose en un problema específico cuando se suministran los valores de parámetro apropiados. R u t i n a I n t e r p r e t a t i v a ; I n t e r p r e t a c i ó n: U n a r u t i n a e j e c u t i v a q u e , d u r a n t e e l c u r s o d e l a s o p e r a c i o n e s d e m a n e j o d e d a t o s t r a d u c e u n p r o g r am a d e seudo código almacenado en código de máquina y de una vez realiza las o p e r a c i o n e s i n d i c a d a s p o r m e d i o d e s u b - rutinas. R u t i n a P o s t m o r t e n: U n a r u t i n a q u e a u t o m á t i c a m e n t e o p o r c o m a n d o , imprime los datos concernientes al contenido de los registros y a los sitios de almacenamiento cuando la rutina es detenida para ayudar a localizar un error en la codificación.

Salida : Proceso de transferencia de datos desde el almacenamiento interno de un computador hasta algún otro dispositivo de almacenamiento. Secue n c i a d e L l a m a d a : U n a r r e g l o e s p e c i f i c a d o n e c e s a r i o s p a r a e s t a b l e c e r u n a s u b- r u t i n a d a d a .

de

instrucciones

y

datos

Señal de Error: En un circuito cerrado, la señal resultante de restar una señal de retorno particular de su señal de entrada correspondiente. Señal Medida : La variable eléctrica, mecánica, neumática o de otro tipo aplicada a la entrada de un dispositivo. Es la análoga de la variable medida producida por u n t r a n s d u c t o r ( c u a n d o é s t e e s u t i l i z a d o ) . E n u n s i s t e m a t e r m o p a r -t e r m ó m e t r o , por ejemplo, la señal de medición es un emf que es la análoga eléctrica de la temperatura aplicada al termopar. En un fluidómetro, la señal medida puede ser una presión diferencial que es la análoga de la rata de flujo a través del orificio. En un sistema de tacómetro eléctrico, la señal medida puede ser un voltaje, que es la análoga eléctrica de la velocidad de rotación de la parte acoplada al generador del tacómetro. S e r v o m e c a n i s m o: ( 1 ) U n s i s t e m a d e c o n t r o l d e f e e d b a c k e n e l c u a l p o r l o m e n o s una de las señales del sitema representa movimiento mecánico. (2) Cualquier sistema de control de . S i m u l a c i ó n: U n a n á l i s i s s e u d o e x p e r i m e n t a l d e u n s i s t e m a o p e r a t i v o p o r m e d i o de modelos matemáticos o físicos que operan en una manera de tiempo s e c u e n c i a l s i m i l a r a l s i s t ema mismo. Sintonización : El ajuste de las constantes de control en algoritmos o controlers análogos para producir el efecto de control deseado. S i s t e m a d e C o n t r o l: U n s i s t e m a e n e l c u a l s e u t i l i z a g u í a o m a n i p u l a c i ó n deliberada para lograr un valor pres c r i t o d e l a v a r i a b l e . S i s t e m a d e P r o c e s a m i e n t o d e D a t o s A u t o m á t i c o: U n s i s t e m a q u e u t i l i z a l a s operaciones manuales mínimas en el procesamiento de datos. S i s t e m a E x c e p c i ó n -P r i n c i p i o : U n s i s t e m a d e i n f o r m a c i ó n o s i s t e m a d e procesamiento de datos que reporta sobre situaciones solamente cuando los resultados reales difieren de los resultados planeados. Cuando los resultados ocurren dentro de un “rango normal” no son reportados. S i s t e m a: U n a c o l e c c i ó n d e h a r d w a r e y s o f t w a r e o r g a n i z a d a d e t a l m a n e r a q u e s e lo g r e u n o b j e t i v o o p e r a c i o n a l . Software: (1) La colección de programas y rutinas asociados con un computador, tales como compiladores y rutinas de biblioteca. (2) Todos los documentos asociados con un computador, tales como manuales y diagramas de circuito. Contrastado con Hardware. Sub- Optimización: El proceso de cumplir u optimizar un objetivo elegido que es una parte integral de un objetivo más amplio. Generalmente el objetivo amplio y el objetivo de menor nivel son diferentes.

S u b - R u t i n a A b i e r t a : U n a sub- rutina de uso general que debe ser recolocada e insertada en una rutina en cada lugar donde es utilizada. Contrastada con Subrutina Cerrada. S u b - R u t i n a C e r r a d a : U n a s u b- r u t i n a d e u s o l i m i t a d o q u e p u e d e s e r a l m a c e n a d a en un lugar y que puede ser conect ada a una rutina por medio de conexiones a u n o o v a r i o s s i t i o s . C o n t r a s t a d a c o n l a S u b -Rutina Abierta. Sub- Rutina : Una serie de instrucciones de computador que realiza una tarea específica para otra rutina. Se distingue de una rutina en que requiere, como uno de sus parámetros, una localización que especifique dónde regresar en el programa principal después de haber completado su función. S u p e r v i s i ó n: U n a a p l i c a c i ó n d e c o m p u t a d o r d e p r o c e s o e n l a c u a l e l c o m p u t a d o r realiza cálculos de proceso de nivel más alto pero que no actúa elementos finales, tales como válvulas. Contrastado con Control Digital Directo. Por ejemplo, el computador puede manejar modelos matemáticos del proceso o p u e d e r e a l i z a r c á l c u l o s d e p r o c e s o y d e j a r l o s r e s u l t a d o s a l o s c o n t r o l e r s pa r a que actúen la válvula. Sustituto: Una dirección, instrucción u otra unidad de información artificial insertada solamente para cumplir con las condiciones prescritas (tales como longitud de palabra o longitud de bloque) sin afectar las operaciones. Ta b l a : U n b l o q u e d e i n f o r m a c i ó n e n l a m e m o r i a q u e e s u t i l i z a d o c o m o d a t o s p o r un programa. T a m b o r: U n c i l i n d r o c i r c u l a r d e r e c h o c o n u n a s u p e r f i c i e m a g n é t i c a e n e l c u a l pueden almacenarse datos por magnetización selectiva de porciones de la s u p e r f i c i e c u r v a da. T e m p o r i z a d o r G u a r d i á n: U n t e m p o r i z a d o r d e i n t e r v a l o e l e c t r ó n i c o q u e g e n e r a una interrupción prioritaria a menos que sea reciclado periódicamente por un computador. Es utilizado para detectar condiciones de pérdida de velocidad de un programa o de falla del hardware. T i e m p o C o m p a r t i d o: dispositivo.

Concerniente

al

uso

intercalado

del

tiempo

de

un

Tiempo de : (1) El intervalo de tiempo entre el instante en el cual los datos son llamados de un dispositivo de almacenamiento y el instante en que la ej e c u c i ó n e s c o m p l e t a d a , a s a b e r , e l t i e m p o d e l e c t u r a . ( 2 ) E l i n t e r v a l o d e t i e m p o entre el instante en que se le pide que almacene los datos y el instante en el cual los datos son almacenados, a saber, el tiempo de escritura. T i e m p o d e P a l a b r a : La rata de t r a n s f e r e n c i a segundo) entre un dispositivo y el computador.

de

los

datos

(palabras

por

T i e m p o d e l C i c l o: L a u n i d a d b á s i c a d e v e l o c i d a d d e l c o m p u t a d o r , g e n e r a l m e n t e el tiempo requerido para una operación de lectura y escritura en la memoria de núcleo. T i e m p o M u e r t o: El intervalo de tiempo entre el inicio de un cambio de señal o estímulo y el comienzo de la respuesta resultante.

Transductor: Un elemento o dispositivo que recibe información en forma de una cantidad física y la convierte en información en forma de la misma o de otra cantidad física. T r a n s m i s o r: U n t r a n s d u c t o r q u e r e s p o n d e a u n a v a r i a b l e m e d i d a p o r m e d i o d e un elemento sensor y la convierte en una señal de transmisión estandarizada que es una función solamente de la medición. U n i d a d A r i t m é tica : A q u e l l a p o r c i ó n d e l h a r d w a r e d e u n c o m p u t a d o r d i g i t a l automático en la cual se realizan las operaciones aritméticas y lógicas. Unidad de Control: Porción del hardware de un computador digital automático que dirige la secuencia de operaciones, interpreta las instrucciones codificadas e inicia los comandos apropiados para que los circuitos del computador ejecuten las instrucciones. Uniforme : A p l i c a r p r o c e d i m i e n t o s p a r a d i s m i n u i r o e l i m i n a r l a s f l u c t u a c i o n e s rápidas de los datos. V a c i a r: C o p i a r e l c o nt e n i d o d e t o d o o p a r t e d e l o a l m a c e n a d o , u s u a l m e n t e d e s d e un almacenaimiento interno a un almacenamiento externo. Variable Manipulada: Una cantidad o condición que es variada como una función d e l a s e ñ a l a c t u a n t e d e m a n e r a d e c a m b i a r e l v a l o r d e l a v a r i a bl e d i r e c t a m e n t e controlada. En cualquier sistema de control práctico, puede haber más de una variable manipulada. En concordancia, cuando se utiliza el término es necesario establecer cuál variable estipulada está en discusión. En un trabajo de control de proceso, usualmente se pretende utilizar la que precede inmediatamente al sistema directamente controlado. Variable Medida: La cantidad, propiedad o condición física que va a ser medida. A veces es mencionada como la medida. V e r i f i c a r : ( 1 ) C h e q u e a r , u s u al m e n t e c o n u n a m á q u i n a a u t o m á t i c a , u n r e g i s t r o d e datos contra otro para minimizar el número de errores humanos en la transcripción de los datos. (2) En la preparación de los datos para un computador, asegurarse de que los datos preparados son correctos.

Terminología de Válvula* *Algunas de las siguientes terminologías fueron utilizadas al pie de la letra de la Terminología de Válvula de Control Actuada de Diafragma (Estándar ASME 112) c o n e l p e r m i s o d e l e d i t o r , l a S o c i e d a d A m e r i c a n a d e I n g e n i e r o s M e c á n ic o s , Centro de Ingeniería Unido, Nueva York, Nueva York. Términos Generales Válvula: Un dispositivo disipador de presión diseñado para modificar el flujo de fluidos en la tubería. V á l v u l a d e C o n t r o l : U n a v á l v u l a d i s e ñ a d a p a r a m o d i f i c a r e l f l u j o d e f l u i d os en la tubería y utilizado con propósitos de control vía un actuador que responde a una señal externa.

R e g u l a d o r: U n a v á l v u l a c o n u n a c t u a d o r q u e r e s p o n d e a l a c o n d i c i ó n d e l o s fluidos en el cuerpo. Válvula Manual: Una válvula con un actuador manual. A ctuador : L a p o r c i ó n d e u n a v á l v u l a q u e r e s p o n d e a l a s e ñ a l a p l i c a d a y q u e causa el movimiento que resulta en la modificación del flujo de fluido. C u e r p o d e l a V á l v u l a: L a p o r c i ó n d e l a v á l v u l a q u e c o n t i e n e e l f l u i d o q u e c o r r e y el dispositivo que modifica el flujo de fluidos a través de él.

Términos Relacionados con el Cuerpo de la Válvula Ensamble del Cuerpo de la Válvula: Un ensamble de un cuerpo, ensamble del bonete, brida inferior y elementos de guarnición. La guarnición incluye un tapón de válvula q u e s e a b r e , s e c i e r r a u o b s t r u y e p a r c i a l m e n t e u n o o m á s c u e r p o s . C u e r p o d e l a V á l v u l a: U n a e n v o l t u r a p a r a l a s p a r t e s i n t e r n a s d e l a v á l v u l a q u e tiene conexiones de flujo de entrada y de salida. Numerosos arreglos comunes de cuerpo son utilizados de la si guiente manera: puerto sencillo significa un puerto y un tapón de válvula. Puerto doble significa dos puertos y un tapón de válvula. Dos vías significa dos conexiones de flujo: uno de entrada y uno de s a l i d a . T r e s v í a s s i g n i f i c a t r e s c o n e x i o n e s d e f l u j o , do s d e l a s c u a l e s p u e d e n s e r de entrada con una de salida (para convertir o mezclar flujos) o una de entrada y dos de salida (para desviar o apartar los flujos). Ensamble del Bonete: Un ensamble que incluye la parte a través de la cual se mueve el vástago d e u n t a p ó n d e v á l v u l a y u n m e d i o p a r a s e l l a r c o n t r a f u g a s a l o largo del vástago. Generalmente proporciona un medio para montar el actuador. El sellado contra fugas puede completarse por medio de empacaduras o de un fuelle. Un ensamble de bonete puede inc luir un ensamble lubricador de empacaduras con o sin válvula de aislamiento. Pueden utilizarse aletas de radiación o un bonete de extensión para mantener un diferencial de temperatura entre el cuerpo de la válvula y el medio de sellado. Bonete : La parte m a y o r d e l e n s a m b l e d e b o n e t e , e x c l u y e n d o e l m e d i o d e sellado. B o n e t e d e A l e t a d e R a d i a c i ó n: U n b o n e t e c o n a l e t a s p a r a r e d u c i r l a transferencia de calor entre el cuerpo de la válvula y el ensamble de la caja de empaque. B o n e t e d e E x t e n s i ó n: U n b o n e t e c o n un a e x t e n s i ó n e n t r e e l e n s a m b l e d e l a c a j a de válvula y la brida del bonete. Sello de Fuelle: Un sello que utiliza un fuelle para sellar contra fugas alrededor del vástago del tapón de válvula. E n s a m b l e d e l a C a j a d e E m p a q u e : L a p a r t e d e l e n s a m b l e d e b o n et e u t i l i z a d a para sellar contra fuga alrededor del vástago del tapón de válvula.

V á l v u l a d e A i s l a m i e n t o: Una válvula operada a mano entre el ensamble del lubricador de empacadura y el ensamble de caja de empaque para cortar la p r e s i ó n d e f l u i d o d e s d e e l en s a m b l e d e l l u b r i c a d o r . B r i d a I n f e r i o r: U n a p a r t e q u e c i e r r a u n a a b e r t u r a d e l c u e r p o d e l a v á l v u l a opuesta al ensamble de bonete o, en una válvula de tres vías, puede proporcionar una conexión de flujo adicional. Puede incluir un manguito guía y, e n u n a vá l v u l a d e t r e s v í a s , t a m b i é n p u e d e i n c l u i r u n a s i e n t o . A r o d e A s i e n t o: U n a p i e z a s e p a r a d a i n s e r t a d a e n u n c u e r p o d e v á l v u l a p a r a formar un puerto de cuerpo de válvula. A s i e n t o: A q u e l l a p o r c i ó n d e u n a r o d e s i e n t o o d e l c u e r p o d e l a v á l v u l a q u e e n t r a e n co n t a c t o c o n e l t a p ó n d e v á l v u l a p a r a e l c i e r r e . Tapón de Válvula : Una parte movible que proporciona una restricción variable en un puerto. Debido a las características deseadas y por razones funcionales, e x i s t e n m u c h a s f o r m a s d e t a p o n e s d e v á l v u l a , c o n p ue r t o o c o n c o n t o r n o . G u í a d e l T a p ó n d e V á l v u l a : Aquella porción de un tapón de válvula que alinea su movimiento en el aro de asiento, en el bonete, en la brida inferior o en cualesquiera dos de estos. V á s t a g o d e l T a p ó n : U n a v a r i l l a q u e s e e x t i e n d e a t r a vé s d e l e n s a m b l e d e b o n e t e para permitir la colocación del tapón de válvula. Manguito Guía: Un manguito en un bonete, brida inferior o cuerpo para alinear el movimiento de un tapón de válvula con un aro de asiento. Guiar un tapón de válvula puede lograrse por medio de una parte integral de un bonete o brida inferior o por medio de un aro de asiento o de una extensión de aro de asiento. D i s e ñ o G u i a d o d e T o p e y P u e r t o: U n d i s e ñ o e n e l c u a l e l t a p ó n d e v á l v u l a e s alineado por una guía en (a) el bonete o cuerpo y (b) en el puerto del cuerpo. G u i a d o p o r P u e r t o: Un diseño en el cual el tapón de válvula es alineado por el puerto del cuerpo o solamente por los puertos. G u i a d o p o r T o p e y F o n d o: U n d i s e ñ o e n e l c u a l e l t a p ó n d e v á l v u l a e s a l i n e a d o p o r g u í a s ( a ) e n el cuerpo o (b) en el bonete y la brida inferior. Guiado por el Tope : Un diseño en el cual el tapón de válvula es alineado por una guía sencilla (a) en el cuerpo adyacente al bonete o (b) en el bonete. G u i a d o p o r e l V á s t a g o: U n c a s o e s p e c i a l d e g u i a d o p o r e l t o p e e n e l c u a l e l tapón de válvula es alineado por una guía que actúa sobre el vástago del tapón de válvula.

Términos Relacionados con el Actuador de Válvula A c t u a d o r d e l D i a f r a g m a: Un resorte operado por presión del fluido o un ensamble de difragma opuesto a la presión del fluido para colocar el vástago del actuador en relación a la presión o presiones del fluido en operación.

Diafragma : Un elemento flexible que responde a la presión y que transmite f u e r z a a l a p l a c a d e l d i a f r a g m a y a l v á s t a g o d el a c t u a d o r . P l a c a d e l D i a f r a g m a: U n a p l a c a , c o n c é n t r i c a c o n e l d i a f r a g m a p a r a t r a n s m i t i r fuerza al vástago del actuador. Caja del Diafragma: Una envoltura, que consta de secciones superior e inferior u t i l i z a d a p a r a s o p o r t a r u n d i a f r a g m a y e s t a b l e c e r u n a o dos cámaras de presión. Vástago del Actuador : U n a e x t e n s i ó n d e t i p o v a r i l l a d e l a p l a c a d e l d i a f r a g m a para pemitir una conexión externa conveniente. Culata : U n a e s t r u c t u r a q u e s o p o r t a e l e n s a m b l e d e l a c a j a d e l d i a f r a g m a r í g i d a m e n t e s o b r e e l e n s a m b l e de bonete. A c t u a d o r D i r e c t o: U n a c t u a d o r d e d i a f r a g m a e n e l c u a l e l v á s t a g o d e l a c t u a d o r se extiende con un aumento en la presión del diafragma. Actuador Reverso : Un actuador de diafragma en el cual el vástago del actuador se retrae con un aumento en la presión del diafragma.

Definiciones Varias Alarma: Un dispositivo que señala la existencia de una condición anormal por medio de un cambio visible o audible, o ambos, intentado para atraer la atención. A n a l i z a d o r: I n s t r u m e n t a c i ó n corriente de proceso.

no

atendida

que

monitor ea continuamente una

C a p a c i t a n c i a ( e l é c t r i c a ): L a p r o p i e d a d d e s e r c a p a z d e r e c o l e c t a r y a l m a c e n a r una cantidad de energía eléctrica en un aislador. La magnitud está determinada p o r c u á n t a d e l a e n e r g í a ( c a r g a ) p u e d e s e r a l m a c e n a d a pa r a u n a d i f e r e n c i a potencial dada a través de los terminales de dispositivo (capacitador). C i r c u i t o: U n a c o m b i n a c i ó n d e u n o o m á s i n s t r u m e n t o s i n t e r c o n e c t a d o s arreglados para medir o controlar una variable de proceso, o ambos. Conductancia : La habilidad de una sustancia para conducir electricidad, medida por la relación de la corriente a través de la caída de voltaje a través de la sustancia, expresado en siemens. C o n v e r t i d o r: U n d i s p o s i t i v o q u e r e c i b e i n f o r m a c i ó n e n f o r m a d e u n a s e ñ a l instrumento, altera la forma de la información y envía una señal resultante. convertidor es una forma especial de relai. Un convertidor también denominado un transductor, aunque transductor es un término general y no recomienda su uso en conexión con la conversi ón de una señal.

de Un es se

Corriente Arriba: El lado de toma del instrumento. Efecto Piezoeléctrico : El fenómeno de que algunos cristales sean deformados ligeramente cuando se les aplican gradientes de voltaje en direcciones específicas y, a la inversa, cuan do son deformados se obtiene una carga eléctrica.

Estación de Carga Manual: Un dispositivo que tiene una salida ajustable manualmente que es utilizada para actuar uno o más dispositivos remotos. E s t a c i ó n d e C o n t r o l: U n a l o c a c i ó n d e c a r g a m a n u a l q u e t a m b i é n p r o p o r c i o n a cambio entre los modos de control automático y manual de un circuito de control. t a m b i é n e s c o n o c i d a c o m o u n a e s t a c i ó n a u t o- m a n u a l y u n a e s t a c i ó n a u t oselectora. Explorar: Muestrear intermitentemente un número de entradas. Un dispositivo de exploración también puede proporcionar funciones de registro o alarma. E x t r a e r: D e s v a n e c e r o e l i m i n a r m e d i a n t e l a d i s o l u c i ó n . F u n c i ó n: E l p r o p ó s i t o d e , o u n a a c c i ó n r e a l i z a d a p o r , u n d i s p o s i t i v o . Identificación: La secuencia de letras o dígitos, designar un instrumento o circuito individual.

o

ambos ,

utilizada

para

Í n d i c e R e f r a c t i v o ( I R ) : La relación de la velocidad de la luz en un vacío a aquella en el material para el cual fueron dados los datos de IR. La refracción de l a l u z ( c a m b i o d e a n g l o s i d a d ) , oc u r r e e n l a i n t e r f a s e d e d o s d i f e r e n t e s materiales. Inductancia: La propiedad de un conductor en la cual la variación de una corriente produce una variación en el campo magnético que induce una fuerza e l e c t r o m o t r i z a t r a v é s d e l c o n d u c t o r ( a u t o -i n d u c t a n c i a ) o e n u n c i r c u i t o c e r c a n o (inductancia mutua). Ambas son expresadas en henrys. I n t e r é s: L a h a b i l i d a d d e u n o b s e r v a d o r p a r a d i s t i n g u i r e n t r e c a n t i d a d e s c a s i iguales. I n t e r r u p t o r: U n d i s p o s i t i v o q u e c o n e c t a , d e s c o n e c t a o t r a n s f i e r e u n o o m á s c i r c u i t o s y no e s t á d i s e ñ a d o c o m o u n c o n t r o l e r , u n r e l a i o u n a v á l v u l a d e c o n t r o l . Local: La localización de un instrumento que no está ni encima ni detrás de un tablero. Los instrumentos locales están comúnmente en la cercanía de un elemento primario o de un elemento de control final. Longitud de Inmersión: La longitud desde el extremo libre del bulbo o pozo hasta el punto de inmersión en el medio. Luz Piloto: Una luz que indica cuál de un número de condiciones normales de un sistema o dispositivo existe. Es diferente a la luz de alarma, que indica una condición anormal. La luz piloto también es conocida como luz del monitor. M a g n e t o r r e s t r i c c i ó n: E l f e n ó m e n o d e q u e l o s m a t e r i a l e s f e r r o m a g n é t i c o s m u e s t r a n u n a p e q u e ñ a d e f o r m a c i ó n b a j o l a i n f l u e n c i a d e u n c a m p o m a g n é t ic o y , a la inversa, que las propiedades magnéticas sean afectadas cuando los materiales son estirados. Medición : La determinación de la existencia o magnitud de una variable. Los instrumentos de medición incluyen todos los dispositivos utilizados directa o indirectamente para este propósito.

M o n t a d o e n e l T a b l e r o: I m p l i c a u n i n s t r u m e n t o q u e e s t á i n s t a l a d o e n u n t a b l e r o y que es accesible al operador durante el uso normal. M u e s t r a B i n a r i a: U n a m u e s t r a c o m p u e s t a p o r c o n c e n t r a c i ó n c o m b inada es 90 por ciento o más alta.

dos

componentes

cuya

P u n t o d e C e n t e l l e o: L a t e m p e r a t u r a a l a c u a l o c u r r i r á l a c o m b u s t i ó n d e u n a m e z c l a d e v a p o r -a i r e i n f l a m a b l e . Punto de Prueba : U n a c o n e x i ó n d e l p r o c e s o a l c u a l n i n g ú n i n s t r u m e n t o e s t á conectado permanentemente pero que est á ideado para una conexión temporal, intermitente o futura de un instrumento. Rango de Temperatura Compensada: El límite de temperatura especificado dentro del cual el sensor debe mantener el balance entre tramo y cero. R e a c t a n c i a C a p a c i t i v a : Aquella part e d e l a i m p e r a n c i a d e u n c i r c u i t o A C q u e s e debe a la capacitancia. Iguala la recíproca del producto de la frecuencia angular (2IIf) de los tiempos actuales de la capacitancia, y es expresada en ohmios. Reactancia Inductiva: Aquella parte de la impedanci a de un circuito AC que se debe a la inductancia. Iguala el producto de la frecuencia angular (2IIf) de los t i e m p o s a c t u a l e s d e l a a u t o -i n d u c t a n c i a y e s e x p r e s a d a e n o h m i o s . Reactancia: La oposición de la inductancia y la capacitancia al flujo de corrient e AC. Iguala el producto del seno de la diferencia de fase angular entre corriente y voltaje y la proporción del voltaje efectivo a la corriente efectiva. Es expresada en ohmios. R e l a i d e C á l c u l o: U n d i s p o s i t i v o q u e r e a l i z a u n o o m á s c á l c u l o s o f u n c i o n e s lógicas, o ambos, y envía una o más señales resultantes. Relai : ( 1 ) U n d i s p o s i t i v o q u e r e c i b e i n f o r m a c i ó n e n f o r m a d e u n a o m á s s e ñ a l e s de instrumento, modifica la información o su forma, o ambos, y si se requiere, envía una o más señales resultantes; tam b i é n u n r e l a i d e c á l c u l o . ( 2 ) U n interruptor electrónico que es actuado remotamente por una señal eléctrica. R e l u c t a n c i a: L a o p o s i c i ó n o f r e c i d a p o r u n a s u s t a n c i a m a g n é t i c a a u n f l u j o m a g n é t i c o . E s e x p r e s a d a c o m o l a p r o p o r c i ó n d e l a d i f e r e n c i a d e l p o t e n c i al magnético al flujo correspondiente. R e s i s t e n c i a ( e l é c t r i c a ): L a o p o s i c i ó n a p a r e n t e d e l f l u j o d e c o r r i e n t e A C o D C , igual al voltaje a través del conductor dividido entre la corriente que fluye en el conductor, es expresada en ohmios. R e s i s t e n c i a T é r m i ca: U n d i s p o s i t i v o c o m p u e s t o d e u n m a t e r i a l e n e l c u a l l a resistencia varía con la temperatura. Señal de Medición: La señal resultante, observada en un dispositivo de lectura, de un cambio en una variable de proceso cuando es convertido en un cambio en u na v a r i a b l e d i f e r e n t e ; p o r e j e m p l o , e n u n c a m b i o d e p r e s i ó n a c o r r i e n t e , l a corriente es la señal de medición.

S i s t e m a d e M u e s t r e o: E l m e c a n i s m o y c o n t r o l e s u t i l i z a d o s p a r a o b t e n e r u n a muestra del proceso y transportarla al analizador en una condición adec uada para el análisis, pero sin afectar la integridad de la muestra. Tablero Local: Un tablero que no es un tablero central o principal. Los tableros locales están comúnmente en la cercanía de los subsistemas de planta. T a b l e r o: U n a e s t r u c t u r a q u e t i e n e u n g r u p o d e i n s t r u m e n t o s m o n t a d o s e n e l l a . E l tablero puede constar de uno o más es, cubículos, escritorios, gavetas o rejillas. Telemetría: La práctica de transmitir y recibir la medición de una variable para l e c t u r a u o t r o s u s o s . E l t é r m i n o e s a p l ic a d o m á s c o m ú n m e n t e a s i s t e m a d e s e ñ a l eléctrica. V a r i a b l e d e l P r o c e s o: C u a l q u i e r v a r i a b l e p r o p i e d a d d e u n p r o c e s o .

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PIRÁMIDE DE ADIESTRAMIENTO