Curso de Instrumentación

Presentación del tema: "Curso de Instrumentación"— Transcripción de la presentación:

1 Curso de Instrumentación
XVI Simposio Peruano de Energía Solar Curso de Instrumentación Mg. Juan Ernesto palo

2 Sistemas de Instrumentación
Comunicación RS232 RS485 GPIB I2C CAN USB Hardware Sensores Transductores Data Loger PC Software Sistema de explotación Software de Comunicación Sistema Operativo

3 Data Loger Entradas Analógicas Resolución 1mV ADC 10-12 -16 BIT
Bipolar , +5 (v) , +12(v) Entradas digitales Frecuencia Periodo Pulso Estado Menoría de Datos EEPROM Flahs RAM Puerto de comunicación RS232 RS486 USB Protocolo de comunicación digital BUS CAN I2C

4 Estación de Monitoreo

5 Monitoreo y Control

6 Micro Instrumentos de Monitoreo

7 Características Funcionales
Error: la diferencia entre el valor medido por el instrumento y el valor real. Error de Compensación offset Error de linealidad Error de linealidad diferencial Ganancia Estabilidad 10ppm/ºC Precisión: el grado con el cual la variable medida es mesurable. Respuesta: rapidez con la cual el instrumento puede detectar un cambio en la intensidad de la señal que esta midiendo. Repetitividad: indica la capacidad del instrumento de repetir una secuencia de datos que poseen valores en forma alternante pero igual. Resolución: el más pequeño cambio que puede ser medido y que es detectable por el instrumento. Confiabilidad: la probabilidad que el instrumento trabajará a sus límites definidos.

8 Resistance humidity sensor (HR25K5)
Applications: Measurement meter, control system, printers, humidifiers, air conditioners, automobiles, meteorological systems, VCR  and more. Specifications: Operation range 30 to 90 %RH Voltage 10 vcc máx. Standard resistance 25K at 25°C to 85°C Accuracy +/- 5%RH at 25°C, 60%RH Hysteresis <2 %RH Linearity 3%RH max. changing from 40%RH to 80%RH Temperature range 0°C to +60°C Storage 90 %RH, -20°C to +85°C Resistance table ( KΩ ): 30%RH 40%RH 50%RH 60%RH 70%RH 80%RH 90%RH 2°C 8300 970 170 32 10.4 3.2 1.9 25°C 7500 770 123 25 8.4 3.5 30°C 5700 625 60 20 6 2.4 1.5 Fuente: SCM International, Inc.

9 Fuente: SCM International, Inc.
Humidity Sensor ( 1 to 99% RH ) HSCAP Applications: Measurement meter, control system, printers, humidifiers, air conditioners, automobiles, VCR  and more. Features: Fast response and linear humidity sensor Low cost Capacitive Specifications: Response:                         Operation range 1 to 99 %RH Voltage <12 vcc Operation frequency 1 to 20Khz Typical capacitance 122pf +/-5%  at 33%RH Capacitance change 2.5pf / 10%RH Histeresys <2 %RH Temperature dependence -0.4pf at 10°C Linearity +/- 1%RH ( 10 to 90 %RH ) Temperature range -20°C at +60°C Storage condition 1 a 99 %RH, -10°C a +50°C Fuente: SCM International, Inc.

10 Transductor de Humedad HC5V5C2
Applications: Measurement meter, control system, printers, humidifiers, air conditioners, automobiles, meteorological systems, VCR  and more. Features: Fast response and linear Output voltage linear response for relative humidity Specifications: Operation range 0 to 100 %RH Voltage 5 vcc +/-5% Output 0.8 to 3.9 v at 25°C Typical current 0.38 mA max. <0.5 mA Precision =< 4%RH to 25°C, 30 to 80%RH, voltage 5v Operation temperature range -40°C to +80°C Storage -55°C to +125°C Response time 15s Stability 1%RH per year Output voltage Temperature: 25°C, voltage 5v. Linear response from 0.8 to 3.9v for 0 Fuente: SCM International, Inc.

11 Sensor de presión de aire / atmosférica PA300
Características del sensor de presión: Solid State Reliability Presión absoluta Drive de tensión o corriente constante Entrada  3VDC a 25C. Min Típico Máximo Unidades Tensión de excitación 3 10 V Corriente de excitación 1.5 mA Offset -25 +25 mV Rango FS 15 psi 66 87 108 Rango de  Coeficiente de temp. -0.1 +0.1 %FS/°C Offset de Coeficiente de temp. Linealidad -0.3 +0.3 %F.S Impedancia del puente 2.6 3.1 3.6 KΩ Sobrecarga de presión 2 × Pressure Rated.F.S. Temperatura de operación -40 125 °C PIN PINOUT 1 Vs 2 Out+ 3 Vs+ 4 Out-   Condiciones de uso y acceso a SCMStore.com SCM International, Inc. licencia al usuario a utilizar esta aplicación por el termino de una sesión, exclusivamente bajo los siguientes términos y condiciones: (c) 2009, SCM International, Inc. All right reserved. Todos los derechos reservados.

12 Solid State Reliability Presión absoluta
Sensor de Presión MDP150 Características Solid State Reliability Presión absoluta Drive de tensión o corriente constante Entrada  3VDC a 25C. Min Típico Máximo Unidades Tensión de excitación 3 10 V Corriente de excitación 1.5 mA Offset -25 +25 mV Rango FS 15 psi 66 87 108 Rango de  Coeficiente de temp. -0.1 +0.1 %FS/°C Offset de Coeficiente de temp. Linealidad -0.3 +0.3 %F.S Impedancia del puente 2.6 3.1 3.6 KΩ Sobrecarga de presión 2 × Temperatura de operación -40 125 °C Aplicaciones Altímetros Estaciones ambientales Control neumático

13 Reed switches KSK-1A35 Fuente : MEDER Electronic

14 SENSOR DE GAS MONOXIDO DE CARBONO (CO) SCM134
Características de sensibilidad. Símbolo Descripción Parámetro Comentario Rs Resistencia del sensor 2 KΩ - 20 KΩ (100 ppm monóxido de carbón) Rangos de detección: 20 – 1000 ppm de Monóxido de Carbón α (300/100 ppm) Pendiente de la concentración ≤ 0.5 Condiciones estándar de detección Temp. 20 °C ± 2 °C, Vc. 5V ± 0.1 Humedad 65% ± 5% Vh. 5V ± 0.1 Tiempo de precalentamiento No menos de 48 Horas

15 SENSOR DE POLUCIÓN EN AIRE SCM135
Características de sensibilidad Símbolo Descripción Parámetro Comentarios Rs Resistencia del sensor 1K a 10K (1000 ppm Alcohol) Adecuado para 3000ppm LPG y Propano Rango de deteccion: 1% a 10% smoke 0.3 a 20% CO2 α (3000/1000) Isobutano Pendiente de la concentración ≤ 0.6 Condiciones standard de detección Temp. 20 °C ± 2 °C, Vc. 5V ± 0.1 Humedad 65% ± 5% Vh. 5V ± 0.1 Tiempo de precalentamiento Más de 24 hours

16 Temperatura TIPOS DE SENSORES DE TEMPERATURA Sensores
La Medición de temperatura es uno de los parámetros mas importantes en los procesos de control, la medición de temperatura con preedición es complicado especialmente porque en muchos de los sistemas en energías renovables los errores de medición deben están por debajo de los 0.5 ºC TIPOS DE SENSORES DE TEMPERATURA Sensores Rango de temperatura ºC Costo Robustez Termocupla Bajo Muy alta RDT Medio Alta Thermitor Media Circuito Integrado Baja

17 Sensor de Temperatura DS1820
Características

18 Sensor de Temperatura LM35
Características

19 TERMOCUPLAS Tipo Material + Material - C. Seebeck uV/ºC Rango ºC K
Ni + 10%Cr Ni+2%Al+2%Mn+1%Si 42 J Fe Cu+43%Ni 54 N Ni + 10%Cr+15%Si Ni+4.5%Si+0.1%Mg 30 T Cu 46 E Ni+10%Cr 68 R Pt+10%Rh Pt 8 B Pt+30%Rh Pt+6%Rh 1

20 CALIBRACIÓN DE TERMOCUPLAS
Coeficientes Tipo K O ºC a 500ºC Tipo J OºC a 760ºC 0.0 x 10 -2 x 10 -2 x 10 -8 x 10 -7 x x 10-11 x x x 10-17 x 10-21 x x x x x - x Error +/-0.05 ºC

21 Aproximación Lineal Tipo Coeficiente Seebeck K 40.46 J 51.71 T 40.69 E
60.93 B 0,05 S 6.02 R 5.93

22 COMPENSACIÓN DE UNIÓN FRÍA
V3=V4

23 Circuito Practico CI LT1025
VS = s (T1 – T2).

24 Medición de Flujo Rango de Medición: 0,025-0,5 l/min l/min. Agua Conexión: G 1/2 AG o Conector de manguera Material: Polipropileno Max. Presión: 10 bar max. Temperaturaa: 70 °C Linearidad: ± 1% Impulsos de Salida, Divisor de Frecuencia, Salida Analógica, Contacto, Digital-/Punto de Indicación

25 colector en circuito abierto

26 Control Automático

27 Circuitos Integrados mas Usados
Microcontroladores PIC16F877A

28 Microcontrolador PIC18F455

29 Microcontrolador PIC12F629/675

30 ADC 12 BIT MCP3202

31 Memoria Flash AT45DB161D The AT45DB161D is a 2.5-volt or 2.7-volt Serial-interface sequential access Flash Máxima Frecuencia de reloj 66 MHz. Capacidad de 16 Mega bits

32 Memoria EEPROM 24LC512

33 Amplificadores Operacionales
LM Alimentación simple OP07 Ultra bajo offset AD620 De instrumentación TL072 Alta impedancia de entrada TL084 4 amplificadores OP.

34 Otros Circuitos Integrados
MAX RS232 LT DC - DC MAX Termo culpas tipo K MAX RS485 CP Serial USB PCF8563PN CAM

35 LEY EXPONENCIAL DE HELLMANN

36 La velocidad media del viento

37 ENERGÍA ÚTIL DEL VIENTO

38 REPRESENTACIÓN ESTADÍSTICA DEL VIENTO
La función de densidad de probabilidad La función de distribución es

39 Momentos de la distribución de Weibul
La velocidad media del viento es el primer momento de la función de densidad

40 Calculo de K y C función de distribución de Weibul

41 Ejemplo de Cálculo Numérico
F(V) Probabilidad % V Velocidad m/s 0.0616 2 0.2387 4 0.3639 6 0.3124 8 0.1658 10 0.0560 12 0.0121 14 0.0017 16 0.0001 18 0.0000 20

42 Factor de Forma y Escala

43 Distribución de Weibul
f(v) V m/s

44 Potencia Promedio Anual