Capitulo uno Measeurement and control basics.

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FIGURA 1-2. PROCESO DE CONTROL DE NIVEL: EJEMPLO.

Por lo tanto, un sistema de control de proceso se compone de cuatro elementos esenciales: proceso, medición, evaluación y control. Un diagrama de bloques de estos elementos es muestra en la Figura 1-3. El diagrama también muestra las perturbaciones que afectan el proceso. Si no hubo trastornos a un proceso, no habría necesidad del sistema de control. Figura 1-3 muestra también la entrada y la salida del proceso y el punto de ajuste utilizado para el control.

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FIGURA 1-3. CUATRO ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CONTROL

PROCESO

En general, un proceso consiste en un conjunto de equipos y materiales que está relacionada con alguna operación de fabricación o de secuencia. En el ejemplo presentado en la Figura 2.1, el proceso cuyo nivel de líquido se coloca bajo control incluye componentes tales como un tanque, el líquido en el tanque, el flujo de líquido dentro y fuera del tanque, y las tuberías de entrada y de salida. Cualquier proceso dado puede implicar muchas variables dinámicas, y puede ser deseable para controlar todos ellos. En la mayoría de casos, sin embargo, el control de un solo variable será suficiente para controlar el proceso dentro de límites aceptables. Una vez en cuando se encuentra con un proceso multivariable en el que muchas variables, algunos relacionados entre sí, requieren regulación.

MEDICIÓN

Para controlar una variable dinámica en un proceso, debe tener la información sobre la entidad o variable en sí. Esta información se obtiene mediante la medición de la variable. Medición refiere a la conversión de la variable de proceso en un análogo o la señal digital que puede ser utilizado por el sistema de control. El dispositivo que realiza la medición inicial se denomina un sensor o instrumento. Típico medidas son de presión, nivel, temperatura, flujo, posición y velocidad. El resultado de cualquier medición es la conversión de una variable dinámica en alguna información proporcional que se requiere por los otros elementos en el bucle de control de proceso o secuencia.

EVALUACIÓN

En la etapa de evaluación de la secuencia de control de proceso, la medición valor se examina, en comparación con el valor deseado o punto de ajuste, y la cantidad de acciones correctivas necesarias para mantener un control adecuado es determinada. Un dispositivo llamado controlador realiza esta evaluación. El controlador puede ser un dispositivo neumático, electrónico o mecánico montado en un control panel o en el equipo de proceso. También puede ser parte de un control por ordenador sistema, en cuyo caso la función de control se realiza por software.

CONTROL

El elemento de control en un bucle de control es el dispositivo que ejerce una influencia directa en la secuencia de proceso o de fabricación. Este elemento de control final acepta una entrada desde el controlador y la transforma en algunas operaciones proporcionales que se realiza en el proceso. En la mayoría de los casos, esta final elemento de control será una válvula de control que ajusta el flujo de fluido en una proceso. Los dispositivos tales como motores, bombas eléctricas, y los amortiguadores son también utilizados como elementos de control.

SIMBOLOGÍA DE PROCESO E INSTRUMENTACIÓN

En el campo de medición y control, se utiliza un conjunto estándar de símbolos para preparar los dibujos de los sistemas y procesos de control. Los símbolos utilizados en estos dibujos se basan en la 5,1-1984-ISA (R1992) Instrumentación estándar Símbolos y de identificación, el cual fue desarrollado por ISA. Un típico la aplicación de este estándar es de diagramas de proceso e instrumentación (P & ID), que muestran la interconexión de los equipos de proceso y la instrumentación utilizada para controlar el proceso. Una porción de una típica P & ID se muestra en la Figura 1-4.

En P & IDs estándar, las líneas de flujo de procesos, tales como fluido de proceso y vapor, se indican con líneas sólidas más pesadas que las líneas que se utilizan para representar el instrumento. Las líneas de señales de instrumentos utilizan marcas especiales a indicar si la señal es neumático, eléctrico, hidráulico, y así sucesivamente. Tabla de Al en el Apéndice A se enumeran los símbolos de línea de instrumentos que se utilizan en P & IDs y otros dibujos de instrumentación y control. En la Figura 1-4, dos

Se utilizan tipos de señales de instrumentos: líneas rayada dobles denotan las señales de neumáticos a la válvula de control de vapor y la salida de proceso válvula de control de flujo, y una línea discontinua se utiliza para las líneas de control eléctricas entre los diversos instrumentos. En las aplicaciones de control de procesos, neumática las señales son casi siempre de 3 a 15 psi (es decir, libras por pulgada cuadrada, de calibre presión), y las señales eléctricas son normalmente de 4 a 20 mA (miliamperios) DC (corriente continua).

Un símbolo de globo con un código de letra y número cerrado se utiliza para representar la instrumentación asociada con el bucle de control de proceso. Esta letra y el número de combinación se denominan identificación del instrumento o número de etiqueta de instrumento.

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FIGURA 1-4. P&ID: EJEMPLO.

La primera letra del número de etiqueta normalmente se elige de forma que indica la variable medida del bucle de control. En la muestra P & ID se muestra en la figura 1-4, T es la primera carta en el número de etiqueta que se utiliza para los instrumentos en el bucle de control de temperatura. Las letras sucesivas se utilizan para representar una lectura o una función pasiva o una función de salida, o la letra se puede utilizar como un modificador. Por ejemplo, el globo en la Figura 1-4 marcado TE representa un elemento de temperatura y que es un marcado TIC con temperatura indicando controlador. La línea a través del centro del globo TIC símbolo indica que el controlador está montado en la parte delantera de un control principal panel. Sin línea indica un instrumento de campo montado, y dos líneas significan que el instrumento está montado en un panel local o campo montado. Las líneas discontinuas indican que el instrumento está montado en el interior del panel.

Normalmente,