Fundamentos de Instrumentacion y Control

Fundamentos de Instrumentación y Control

•  Los procesos industriales exigen el control de la fabricación de los diferentes  productos obtenidos.
• Los procesos son muy variados y abarcan muchos tipos de productos.
• En dichos procesos es absolutamente necesario controlar y mantener  constantes algunas magnitudes, tales como la presión, el caudal, etc.
•  Los instrumentos de medición y control permiten el mantenimiento y  regulación de estas constantes en condiciones más idóneas que las   que el  propio operador podría realizar.
• De una buena instrumentación y medición dependen tanto la calidad del  producto como el rendimiento de la producción.
• En los inicios de la era industrial, el operador llevaba a cabo un control manual  de estas variables utilizando solo instrumentos simples, como manómetros,  termómetros, válvulas manuales, etc; lo cual era suficiente para la relativa  simplicidad de los procesos.

·    Con el paso del tiempo la complejidad de los procesos ha ido aumentando, exigiendo su automatización progresiva por medio de los instrumentos de control.

·   Han permitido al operador reducir su función física directa en la planta y remplazarla por labores de supervisión y vigilancia del proceso desde centros de control o en salas separadas; al tiempo que se obtienen mejores condiciones de calidad.

·    Las técnicas actuales del control exigen una gran exactitud y precisión en las mediciones para poder predeterminar los parámetros de ajuste. En los procesos industriales, ya sean continuos o discontinuos, deben mantenerse en  general las variables o bien en un valor deseado fijo.

·   El sistema de control que permite lograr esto puede definirse como aquel que compara el valor de la variable con un valor deseado y toma una acción de corrección de acuerdo con la desviación existente sin que el operario intervenga en absoluto. El sistema de control exige que se incluya una unidad de medida, una unidad de control, un elemento final de control y el propio proceso.

DEFINICIONES PARA EL ANÁLISIS DE INSTRUMENTOS Y SISTEMAS DE MEDICIÓN Y CONTROL

Antes que todo para introducirnos al mundo de la medición e instrumentación se hace necesario el manejo de ciertos conceptos ampliamente usados en los procesos de instrumentación.

PRECISION

La precisión es la tolerancia de medida o transmisión del instrumento y define los límites de los errores cometidos cuando el instrumento se emplea en condiciones normales de servicio. Hay varias formas para expresar la precisión:

·        Porcentaje del alcance

·        Directamente, en unidades de la variable medida

·        Porcentaje de la lectura efectuada

·        Porcentaje del valor máximo del campo de medida

·        Porcentaje de la longitud de la escala

Los valores de precisión de un instrumento se consideran en general establecidos para el usuario, es decir, son los proporcionados por los fabricantes de los instrumentos. Sin embargo, estos últimos suelen considerar también los valores de calibración en fábrica y de inspección.

FIABILIDAD

Medida de la probabilidad de que un instrumento continúe comportándose dentro de los límites especificados de error a lo largo de un tiempo determinado y bajo condiciones especificadas.

RUIDO

Cualquier perturbación eléctrica o señal accidental no deseadas que modifica la transmisión, indicación o registro de los datos deseados.

ESTABILIDAD

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

TEMPERATURA DE SERVICIO

Campo de temperaturas en el cual se espera que trabaje el instrumento dentro de los límites de error especificados.

VIDA ÚTIL DE SERVICIO

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

RETRASO DE TIEMPO

Se define como el intervalo de tiempo transcurrido entre un cambio en el proceso y su percepción por el dispositivo de medición.

INSTRUMENTO DE ACCIÓN DIRECTA

Es aquel que tan pronto la variable medida aumenta (caudal, temperatura, presión) transmite un aumento en la presión suministrada al elemento de control.

INSTRUMENTO DE ACCIÓN INVERSA

Es aquel que, tan pronto la variable medida aumenta, transmite una disminución en la presión suministrada al elemento de control.

MAGNITUD BASICA

Cualquiera de las magnitudes que, en un sistema de magnitudes, es convencionalmente aceptada unas de otras.

MAGNITUD MEDIBLE

Atributo de un fenómeno, cuerpo o sustancia que es susceptible de ser distinguida cualitativamente y determinada cuantitativamente.

SIMBOLO DE UNA MEDIDA

Signo adoptado por convenio para designar una unidad de medida.

INCERTIDUMBRE DE MEDIDA

Estimación que caracteriza el campo de valores dentro del cual se sitúa el valor verdadero de una magnitud medida.

TRAZABILIDAD

Propiedad de un resultado de medida que consiste en la posibilidad de relacionarlo con patrones apropiados, generalmente internacionales o nacionales, a través de una cadena ininterrumpida de comparaciones.

PATRÓN DE MEDICIÓN

Medida materializada, instrumento de medida o sistema de medida destinado a definir, conservar o reproducir una unidad o varios valores conocidos de una magnitud, para transmitirla por comparación a otros instrumentos de medida.

NIVELES DE JERARQUIA DE CALIBRACIÓN PARA INSTRUMENTOS

PATRONES DE MEDICION

•      Patrones Internacionales.

•      Patrones nacionales.

•      Patrón de referencia

•      Patrones de trabajo.

•      Equipos de medición

DESVIACIÓN TÍPICA EXPERIMENTAL

Para una serie de mediciones, parámetro que caracteriza la dispersión de los resultados. (no aplica para una sola lectura).

CONDICIONES LÍMITES

Condiciones extremas que un instrumento de medida puede soportar sin daño y sin degradación de sus características metrológicas cuando se utiliza posteriormente en las condiciones asignadas de funcionamiento.

TIEMPO DE RESPUESTA

Intervalo de tiempo comprendido entre el instante en que la señal de entrada sufre un cambio brusco especificado y el instante en que la señal de salida alcanza su valor final en régimen estable y se mantiene en él dentro de los límites especificados.

NORMALIZACIÓN

Es la actividad que fija las bases para el presente y el futuro, esto con el propósito de establecer un orden para el beneficio de todos los interesados.

Es el proceso de la elaboración y aplicación de normas, son herramientas de organización y dirección.

La asociación estadounidense para pruebas de materiales (ASTM) define a la normalización como el proceso de formular y aplicar reglas para una aproximación ordenada a una actividad específica para el beneficio y con la cooperación de todos los involucrados.

NORMA TÉCNICA

Documento aprobado por una institución reconocida que prevé para un uso común y repetido, reglas directrices o características para los procedimientos, productos o los procesos y métodos de producción conexos, y cuya observancia no es obligatoria.

Las normas técnicas se deben basar en los resultados consolidados por la ciencia, la tecnología y la experiencia.

Sus objetivos deben ser beneficios para la comunidad.

NORMA TÉCNICA

NTC1000: Norma técnica aprobada por el Organismo Nacional de Normalización.

REGLAMENTO TÉCNICO

Documento de carácter obligatorio, expedido por la autoridad competente, en el que se establecen las características de un producto o los procesos y métodos de producción con ella relacionados, con inclusión de las disposiciones administrativas.

CONSTITUCIÓN POLÍTICA DE COLOMBIA

CAPITULO 3

DE LOS DERECHOS COLECTIVOS Y DEL AMBIENTE

Artículo 78. La ley regulará el control de calidad de bienes y servicios ofrecidos y prestados a la comunidad, así como la información que debe suministrarse al público en su comercialización. Serán responsables, de acuerdo con la ley, quienes en la producción y en la comercialización de bienes y servicios, atenten contra la salud, la seguridad y el adecuado aprovisionamiento a consumidores y usuarios.

El Estado garantizara la participación de las organizaciones de consumidores y usuarios en el estudio de las disposiciones que les conciernen. Para gozar de este derecho las organizaciones deben ser representativas y observar procedimientos democráticos internos