UNIDAD 1

E L E M E N T O S P R I M A R I O S Y F I N A L E S D E C O N T R O L

SIMBOLOGA Y DIAGRAMAS DE INSTRUMENTACIN

La sociedad de instrumentistas de Amrica (ISA) publica normas para smbolos, trminos y

diagramas que son reconocidos en la industria

Los smbolos y diagramas son usados en el control de procesos para indicar:

-la aplicacin en el proceso

-el tipo de seales empleadas

-la secuencia de componentes interconectadas

-la instrumentacin empleada

IDENTIFICACIN DEL INSTRUMENTO

Se utilizan letras y nmeros para identificar a los instrumentos

F R C 102 A

IDENTIFICACIN FUNCIONAL

Primera letra

Letras sucesivas Nmero del

lazo de

control

Sufijo

Identificacin del lazo

Identificacin funcional

La primera letra: representa a la variable del proceso, por ejemplo:

Flujo: F

Nivel: L

Presin: P

Temperatura: T

Peso: W

Tiempo: K

Humedad: M

Concentracin: A

SIMBOLOS ESTANDAR

FUNCIONES SIMPLES

FUNCIONES MULTIPLES

LINEAS DE CONEXIN DE INSTRUMENTOS

Montado localmente o en el campo

Montado detrs del tablero de control

Montado en el panel de control

Ejemplo: 102 Montado en el panel de control N 5 FRC

Montado localmente o en el campo

Montado detrs del tablero de control

Montado en el panel de control

Ejemplo: Si FRC incluye una segunda plumilla para graficar presin se usar un crculo doble para indicar dicha funcin

SIMBOLOGIA DE INSTRUMENTOS EN UN PROCESO SIMPLE

ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDICIN.

Alimentacin de instrumento o conexin a proceso

Seal neumtica

Seal elctrica

Seal elctrica

Tubo capilar (sistema trmico)

Seal hidrulica

Seal electromagntica, snica o radiactiva

Elementos primarios para control de temperatura

Elementos primarios para control de presin

Elementos primarios para control de nivel

T

L18

Elementos primarios para control de flujo

ELEMENTOS FINALES DE CONTROL.

FE

FE

FE

FT

Los elementos finales de control son los dispositivos encargados de transformar una seal de

control en un flujo de masa o energa (variable manipulada).

Para ajustar el flujo de fluidos en una lnea existen primariamente dos mecanismos:

Modificar la energa entregada al fluido (bombas y ventiladores de velocidad variable)

Modificar la resistencia al paso del fluido (vlvulas, registros en ductos de gases)

TIPOS DE VLVULAS

Pueden ser de varios tipos segn sea el diseo del cuerpo y el movimiento del obturador

VLVULA DE GLOBO

Las vlvulas de simple asiento precisan de un actuador de mayor tamao para que el obturador

cierre en contra de la presin. Se emplean cuando la presin del fluido es baja.

En la vlvula de doble asiento o obturador equilibrado la fuerza de equilibrio desarrollada por la

presin es menor que en la vlvula simple por este motivo se emplean vlvulas de gran tamao o

bien cuando deba trabajarse con alta presin.

VLVULA EN NGULO

Permite tener un flujo de caudal sin excesivas turbulencias y es adecuada para disminuir la erosin

cuando esta es considerable por las caractersticas de fluido o por la excesiva presin.

VLVULA DE TRES VAS

Esta vlvula se emplea generalmente para mezclar fluidos (vlvulas mezcladoras), o bien para

hacer de un fluido de entrada dos de salida (vlvulas dispersoras).

Las vlvulas de tres vas intervienen tpicamente en el control de temperatura de

intercambiadores de calor.

VLVULA DE JAULA

Se caracterizan por el fcil desmontaje del obturador y porque este puede incorporar orificios que

permiten eliminar prcticamente el desequilibrio de las fuerzas producido por la presin

favoreciendo la estabilidad del funcionamiento.

Como el obturador est dentro de la jaula, la vlvula es muy resistente a las vibraciones y al

desgaste.

VLVULA DE COMPUERTA

Esta vlvula efecta su cierre con un disco vertical plano, o de forma especial, y se mueve

verticalmente al flujo del fluido. Por su disposicin es adecuada generalmente para el control

todo-nada, ya que en posiciones inmediatas tiende a bloquearse

VLVULA EN Y

Es adecuada como vlvula de cierre o control. Como vlvula todo-nada se caracteriza por su baja

perdida de carga y como vlvula de control presenta una gran cantidad de caudal.

Se emplea usualmente en instalaciones criognicas.

VLVULA DE CUERPO PARTIDO

es una modificacin de la vlvula de globo de simple asiento teniendo el cuerpo partido en dos

partes.

Facilita un flujo suave del fluido sin espacios muertos en el cuerpo. Se emplea principalmente en

fluidos viscosos y en la industria alimentaria.

VLVULA SAUNDERS

el obturador es una membrana flexible que a travs de un vstago unido a un servomotor, es

forzada contra un resalte del cuerpo cerrando as el paso al fluido.

Se caracteriza por que el cuerpo puede revertirse fcilmente de goma o de plstico para trabajar

con fluidos agresivos.

El servomotor de accionamiento debe ser muy potente. Se utiliza principalmente en procesos

qumicos difciles, en particular en el manejo de fluidos negros o agresivos o bien en el control de

fluidos conteniendo slidos en suspensin.

VLVULA DE OBTURADOR EXCNTRICO ROTATIVO

consiste en un obturador de superficie esfrica que tiene un movimiento rotativo excntrico y que

est unido al eje de giro por uno o dos brazos flexibles. El eje de giro sale del exterior del cuerpo.

Y se caracteriza por su gran capacidad de caudal, comparable a las vlvulas mariposa a las de bola.

VALVULA DE OBTURADOR CILNDRICO EXCNTRICO

esta vlvula tiene un obturador cilndrico excntrico que se asienta contra un cuerpo cilndrico.

La vlvula es de bajo coste y tiene una capacidad relativamente alta. Es adecuada para fluidos

corrosivos y lquidos viscosos o contenido solido en suspensin.

CARACTERSTICAS DE CAUDAL INHERENTE EN VLVULAS DE GLOBO.

Vlvula: Es un transductor de salida o actuador que permite desarrollar una estrategia de

control

CARACTERSTICA DE CAUDAL

Es el cociente entre la fraccin de carrera del obturador y el caudal que escurre a

travs de la vlvula

La caracterstica de caudal inherente se define como la relacin existente entre el

caudal que escurre a travs de la vlvula y la variacin porcentual de la carrera,

cuando se mantiene constante la presin diferencial a travs de la vlvula.

DIMENSIONAMIENTO DE VLVULAS

La importancia de determinar el tamao de una vlvula radica en obtener un beneficio

tcnico-econmico, ya que un sub-dimensionamiento trae por consecuencia mala

operacin del lazo de control y prdidas en la produccin, aunque sea el costo de la vlvula

menor. Por otro lado, un sobredimensionamiento produce una subutilizacin en el trabajo

de la vlvula, los asientos al trabajar muy pegados se deterioran con mayor rapidez,

aumenta el costo de la vlvula

COEFICIENTE DE FLUJO DE LA VLVULA (CV, KV)

Es un aspecto importante a tener en cuenta para seleccionar la vlvula.

Este coeficiente da un ndice de capacidad, no solo en cuanto a tamao, sino tambin por

la cantidad de fluido que pasa por la vlvula(2)

DEFINICIN DE CV

Empleado inicialmente en Estados Unidos.

Caudal de agua en galones USA por minuto que pasa a travs de la vlvula en

posicin completamente abierta y con una prdida de carga de una libra por

pulgada cuadrada(psi)

DEFINICIN DE KV

Usado por los pases que emplean unidades mtricas y la norma VDI/VDE

2173(septiembre 1962)

Caudal de agua (de 5 a 30 C)en m3/h que pasa a travs de la vlvula a una

apertura dada y con una prdida de carga de 1 Kg/cm2