Curso AADECA 2005Instrumentación Presión y Nivel

Especificaciones de InstrumentaciónIng. Eduardo Néstor Álvarez

Algunas Especificaciones Generales de un Sistema de Control

Para cada lazo el control se podrá pasar de funcionamiento automático a manual. Se podrán establecer estrategias de controlentre lazos o conjuntos de lazos, p. Ej. cascada etc.

Para cada lazo se podrán observar ( y registrar ) como mínimo elSet Point, la Variable de Control, la señal del Transmisor, los valores de Configuración, las alarmas del Transmisor (cantidad de muestras , intervalo entre las mismas).

Banda Proporcional desde 1% a 500%

Acción Integral 0,1 a 50 minutos por repetición.

Accion derivativa 0,1 a 50 minutos por repetición

Para Caudal

cambia la acción integral pidiendo desde 0,01 a 10 minutos

En términos generales se recomiendan las siguientes acciones básicas de control como mínimo, esto era en la epoca de la neumática, hoy dia habría que analizar puesto que en un sistema de control da lo mismo configurar u P que un P + I o bien un P + I + D.

Control de presión de líquidos P + I

Control de presión de Gas P

Control de Caudal P + I

Control de Temperatura P + I +D

Control de nivel P

Control de presión de Vapores P + I +D

Sentido de la acción de control configurable

Transmisores neumáticos del tipo de equilibrio de fuerzas, con ajuste de cero accesible. Deberán poderse montar indicadores visibles desde las válvulas de By pass de la instalación correspondiente.

Requerimientos de Calidad:

El error máximo de la medida no excederá el +/- 0.5% del valor de amplitud del intérvalo de medición (Span).

La histéresis ne excederá el 0,2% del Span (excepto en convertidores mV/I que será del 0,01%).

Los cambios en la temperatura ambiente hasta 38 grados C (100 F) afectarán a la señal en menos del 1% del Span.

La banda muerta no excederá el 0,25% del Span

Independencia de la salida respecto de los cambios de ganancia: La señal de salida de controladores proporcionales no cambiará en mas del 0,25% del Span cuando la Banda Proporcional se cambie de mínimo a máximo con señal de proceso fija.

Los instrumentos que necesiten alimentación electrica , esta deberá ser independiente, salvo para los motores de registradores que se admiten hasta 6 mediante una misma lìnea.

Siguen detalles de ,cables, policables, tubos, politubos, cajas de conexión , bandejas, aire de instrumentos, etc...

Criterios Generales de Diseño

Instrumentos de Nivel General

Normalmente los instrumentos de desplazador se usarán con cámaraexterna y solo en servicios no críticos se admitirán instrumentos con desplazador interno protegidos contra turbulencias por tubos tranquilizadores.

Para los transmisores en general se usará los de presión diferencial o los de burbujeo.

Medidores de Desplazador

Control local excepto servicio crítico

Para control y registro usar transmisor , controlador independientes (doble piloto)

Margenes de medicion normalizados 14” 32” 48” 60” equivalente en milímetros( 356,813,1219,1524) debieran ser ( 16 32 48 64)

Los instrumentos de desplazador tendran conexiones bridadas de 1 ½”según ANSI. La presión depende del proceso.

Para los desplazadores internos se proveerán conexiones bridadas de 4”según ANSI.

Las cámaras externas se conectarán preferentemente en la parte inferior y lateral, dichas conexiones se harán mediante válvula de bloqueo incluyendo el diseño con “Stand – pipe” , habrá una válvula entre el recipiente y el “stand – Pipe”.

Los medidores por desplazamiento con cámara externa tendrán cabezas giratorias.

En servicio con alta temperatura se incorporarán las aletas de refrigeración que recomiende el fabricante del instrumento.

Los medidores deberán estar provistos de dispositivos para ajustar el peso específico y para invertir la señal de salida.

Las otras conexiones al recipiente no deben incidir sobre las del medidor de nivel.

Normalmete se situará el punto medio del rango del instrumento en el nivel normal de operación del recipiente.

Los desplazadores deberán construirse en Acero inoxidable Aisi 304 y las cámaras según especificación tueberías correspondiente.

Se proveerá de indicación de nivel siempre que haya un controlador y/o transmisor de nivel (Supervisión).

En servicio con ácidos se preferirá el uso de indicadores de nivel con láminas magnéticas (Seguridad).

Se usarán niveles de vidrio cuando el uso de niveles de indicación directo fuera obligatorio (Seguridad).

La longitud visible del nivel debe cubrir los rangos de los instrumentos y alarmas asociados (Supervisión).

Las conexiones de los niveles de vidrio deben ser de 1” según Ansi(Construcción).

Los niveles de vidrio estarán provistos con válvulas en ángulo con bola de seguridad, bridadas del lado del depósito y con la conexión que convenga para la orientación del lado del indicador.

Se preverán conexiones de ½” NPT con tapón para purga y ventilación de todos los niveles de vidrio.

Se usará en niveles magnéticos material ACERO AISI 304 donde este no fuese aplicable usar nivel de burbujeo y transmisor de presión diferencial.

En los niveles de vidrio se usarán cristales de medida standard.

Serán en general por transparencia , excepción hecha de los fluidos ligeros como el amoníaco donde se usará reflexión.

Los niveles de vidrio serán del tipo armados no admitiendose los de tipo tubular. (Seguridad)

La máxima longitud para un nivel de vidrio admitida será de 1500 mmen caso de necesitarse mas se usarán mas niveles superpuestos al menos 50 mm(Seguridad).

Interruptores de Nivel

En general producen alarma o bloqueo de bombas, y se instalarán conjuntamente con el indicador de nivel magnético. (Seguridad).

Cuando no sea posible y de ser crítica la información para el sistema de seguridad se incorporará un sistema interruptor a flotador con cámara exterior ( conexiones de 1 ½ ”). (Seguridad).

Contactos del los interruptores , simple inversor y diferencial de 50mm ( estrecho), estos contactos alojados en la cabeza deberán tener la protección eléctrica que corresponda al área. (Seguridad).

Las conexiones seran laterales y entre ejes tendran una distancia de 400mm por necesidad de coordinación entre contratistas.

Los indicadores magnéticos serán de tipo inductivo y accionarán un relé compatible con el sensor tipo Pepperl&Fuchs , Hima o similar

Instrumentos de Presión

Se especifican escalas preferidas, exactitud etc.

Se especifica protección contra sobrepresión hasta un 30% sobre el valór máximo de medición del instrumento.

Material ( en gral Aisi 316).

Tubos de Bourdon o fuelles , y como segundas opciones columnas de líquido o diafragmas.

Los instrumentos de presión absoluta deberán compensar totalmente la presión ambiente.

Manómetros

Esfera de 150 mm, conexiones de ½”NPT Macho Caja a prueba de intemperie, acero inoxidable, disco de escape y cristal de seguridad.Escalas de plástico laminado blanco caracteres en negro y debensoportar temperaturas de 80 C sin deformarse.

Mecanismos de acero inoxidable con tornillos de ajuste.

Los manómetros de aire de instrumentación ( 3 a 15 Psig) pueden tener bourdon de laton y conexión de ¼”NPT Macho.

Deberán protegerse de las vibraciones donde fuere necesario con “amortiguadores de vibracion” con conexiones de ½” NPT ajustables.

Transmisores y Controladores

Los transmisores Serán del tipo equilibrio de fuerzas.

Los controladores de presión tendrán si no tienen otra especificación especial las siguientes características.

Proporcional BP de 1% a 200%

Integral Ti de 0,1 a 50 minutos

Y la posibilidad de pasar de automático a manual.

Se considerará el uso de válvulas autoreguladoras si no provocan desvios de mas del 10 % del rango de uso.

Pagina de la ingeniería de detalle de instrumentos de una planta Química.

Instrumentos de nivel por desplazador.

Eliminamos las identificaciones y solo tomamos como ejemplo la forma de indicar todo lo relativo al instrumento, veamos.

La numeración en la hoja permite determinar un dato al que se haga referencia.

en las notas vemos las referencias.

Instalación recomendada por el fabricante del transmisor de nivel dedesplazador. (Masoneilan)

Veremos en otra sección de este curso un diagrama simplificado del llamado relé neumático que es en realidad un amplificador de la señal.

Instrumento controlador de nivel neumático de desplazador de acción proporcional

En 10 tenemos la tobera la aleta está dada por 9 la posición de la tobera se regula con 12 y 13

Transmisor de presión con balance de fuerzas esta figura es la que usa alguna marca en sus manuales.

Cuando se instala el transmisor por debajo se deben prever las purgas de los vapores del tanque el fabricante recomienda dos cámaras una para purga con todas las válvulas necesarias para lapurga y otra para los casos de desborde condensados a la salida del tanque

Cuando se hacen reparaciones o se cambia en forma importante la gamma o bien la cápsula del diafragma, cuando se limpia el mecanismo aleta tobera y se rearma , será necesario recalibrar el instrumento.