Sensores, Transmisores Y Válvulas de Control. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA. MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSIDAD "GRAN MARISCAL DE AYACUCHO" NUCLEO - EL TIGRE INGENIERIA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL Sensores, Transmisores Y Válvulas de Control. Prof. INTEGRANTES: Marta Pinder. Milagro Salazar C.I 17.745.430 Leonardo Ruiz C.I 18.455.363 Luis Gimón C.I 17.870.018 Cesar Zamora C.I 15.846.330 EL TIGRE; JUNIO DEL 2009

SENSOR Es un dispositivo que detecta, o censa manifestaciones de cualidades o fenómenos físicos, como la energía, velocidad, aceleración, tamaño, cantidad, etc. Clasificación de los Sensores   Resistivos: transforman la variación de la magnitud a medir en una variación de su resistencia eléctrica. Capacitivos: transforman la variación de la magnitud a medir en una variación de la capacidad de un condensador. Inductivos: son los que transforman la variación de la magnitud a medir en una variación de la inductancia de una bobina.

TIPOS DE SENSORES Sensores de temperatura Termopar, Termistor Sensores de deformación Galga extensiométrico Sensores de acidez IsFET Sensores de luz fotodiodo, fotorresistencia, fototransistor Sensores de sonido Micrófono Sensores de contacto Final de carrera Sensores de imagen digital (fotografía) CCD o CMOS Sensores de proximidad Sensor de proximidad

Transmisor La función primordial de este dispositivo es tomar cualquier señal para convertirla en una señal estándar adecuada para el instrumento receptor, es así como un transmisor capta señales tanto de un sensor como de un transductor. Las señales estándar pueden ser neumáticas cuyos valores están entre 3 y 15 Psi, las electrónicas que son de 4 a 20 mA o de 0 a 5 voltios. ELEMENTOS  Neumáticos Trasmisor Neumático Electromecánicos Resistivos, Magnéticos, Capacitivos, Extensiométricos, Piezoeléctricos.

Transmisores Eléctricos de equilibrio de fuerza De Vacío Mecánicos Fuelle e ionización Filamento caliente Diafragma Cátodo frío Radiación Medidor McLeod Térmicos Termopar Pirani Bimetal

Válvula de control. La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada.

Partes de la válvula de control. Las válvulas de control constan básicamente de dos partes que son: la parte motriz o actuador y el cuerpo. Actuador: el actuador también llamado accionador o motor, puede ser neumático, eléctrico o hidráulico, pero los más utilizados son los dos primeros, por ser las más sencillas y de rápida actuaciones.

EL CUERPO: El cuerpo de la válvula contiene en su interior el obturador y los asientos y esta provisto de rosca o de bridas para conectar la válvula a la tubería. El obturador es quien realiza la función de control de paso del fluido y puede actuar en la dirección de su propio eje o bien tener un movimiento rotativo. Esta unido a un vástago que pasa a través de la tapa del cuerpo y que es accionado por el servomotor.

Categorías de válvulas: Todos los tipos de válvulas recaen en nueve categorías: válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de bola, válvulas de mariposa, válvulas de apriete, válvulas de diafragma, válvulas de macho, válvulas de retención y válvulas de desahogo (alivio).

DIAGRAMAS P & ID o DTI: P & Id o DTI (Diagrama de Tuberías e Instrumentación) o DPI (Diagrama de Proceso e Instrumentos). El P & ID (por sus siglas en inglés Diagrama de Tubería e Instrumentación) es la base de cualquier diseño de procesos. Básicamente es un diagrama que puede medir más de 40 pies (12.2 m) de longitud, dado que los recipientes, bombas y otros componentes se muestran en este tipo de dibujo.

Diagrama de Ubicación: Los diagramas de ubicación muestran con detalle la posición de la instrumentación y equipo instalado en y alrededor del proceso.

Diagramas de lazos Los diagramas de lazos de control son probablemente los más importantes para el técnico o instrumentista de mantenimiento. La figura 2-13 es un diagrama de lazo de control típico, muestra un lazo de flujo con un transmisor diferencial electrónico conectado a una placa de orificio.

Diagrama de Alambrado La figura 2-15 ilustra un concepto de alambrado que es único por las siguientes razones. Dado que todos los alambres se conectan en una tira terminal y no hay alambres conectándose de un componente a otro. Entonces cualquier equipo puede ser desconectado sin alterar la señal del resto de los instrumentos.

Otros Tipos de Símbolos La figura 2-16 ilustra un sistema de control de combustión mostrado en simbología lógica o funcional.

Ejercicios de lectura de los P&ID   Analizar el funcionamiento de los siguientes sistemas de control.

Alarmas LAH Alarma de nivel alto LSL Alarma de nivel bajo LAHH Alarma de nivel alto alto LSLL Alarma de nivel bajo bajo LSH Interruptor (switch) por nivel alto LDA Desviación de set point Notas: Bloque matemático Fv: Flujo de vapor deseado Fe: Flujo de líquido de entrada : Calor sacado del vapor condensado C: Capacidad calorífica del líquido L/L: Compensador dinámico  

PROBLEMA Ejercicio P&ID En la figura 2 se presenta el esquema de un reactor donde se lleva a cabo una reacción exotérmica del tipo A+BProductos. Para evitar la generación de productos secundarios se debe mantener la temperatura alrededor de los 60ºC, esto se logra manipulando el flujo de refrigerante en la camisa de enfriamiento. Además, se debe mantener una proporción adecuada entre los reactivos, la cual viene dada por la relación B/A=U. Se pueden presentar problemas en el proceso debido a altas presiones, por ello se dispone de una válvula de alivio en el tope del reactor. Para cumplir con los objetivos del proceso se ha instrumentado el reactor implementando los siguientes lazos de control: Un sistema de control de temperatura, donde la medición se envía a un controlador perteneciente al sistema de control distribuido (SCD) y para regular el flujo de refrigerante se utiliza una válvula neumática. Además, en el SCD se debe indicar y registrar la temperatura de reacción en todo momento.  

Un sistema de control de relación de mezcla, que consta de dos transmisores de flujo para medir el caudal de los reactivos A y B, y un controlador y una válvula neumática para regular el flujo de B. El lazo actúa de la siguiente manera: el transmisor de flujo de A envía la señal a un instrumento que realiza el cálculo del flujo deseado de B (B=U.A), esta salida se envía al controlador que a su vez recibe la señal del transmisor de flujo de B y envía su salida a la válvula. La presión en el reactor de debe monitorear en el SCD, en caso de alta presión tienen lugar las siguientes acciones comandadas desde un sistema de lógica programable que recibe el valor de la presión a través de un transmisor: se activa una alarma en el SCD, se abre la válvula de alivio (válvula neumática falla abierta con solenoide de tres vías) y se cierran las válvulas de bloqueo neumáticas (accionadas a través de solenoides de tres vías) a la entrada de los reactivos A y B.   En base a los datos suministrados, realice el diagrama de Tuberías e Instrumentación del proceso (P&ID), incluyendo TODOS los instrumentos que considere necesarios para lograr las funciones descritas.

Diagrama de Tuberías e Instrumentación del proceso (P&ID)

Resumen   Un sistema de identificación de instrumentos podría incluir los siguientes componentes: 1. Etiqueta con números para definir la función en el proceso y la localización del instrumento. 2. Símbolos para identificar las señales del control de procesos neumáticas, hidráulicas, capilares, electrónicas, sónicas o radiactivas. 3. Símbolos para representar dispositivos de control primarios y finales que gobiernan el flujo, nivel, presión y temperatura.

Se utilizan cuatro tipos de dibujos en sistemas de control de procesos: El DTI (tubería e instrumentación) como la base de cualquier diseño de procesos. 2. Localización de esquemas para indicar la posición de los instrumentos y equipos instalados 3. Esquemas de instalación para proporcionar detalles de partes y posiciones de los instrumentos 4. Diagramas de lazos de control para calibración y localización de fallas.

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