INSTRUMENTACION:

Es el conjunto de elementos y tcnicas que sirven para medir controlar o registrar variables de un

proceso.

Los instrumentos pueden ser utilizados para medir variables fsica s, ejercer acciones de control

mediante elementos actuador es, transmitir informacin de un punto a otro, interpretar seales y

mediante algoritmos decidir el funcionamiento del sistema.

Los instrumentos pueden ser elementos elctricos, mecnicos, neumticos, hidrulicos,

electrnicos, una combinacin de estos, o inclusive elementos activados manualmente.

Los instrumentos de medicin pueden ser:

- Ciegos: Cuando no tienen ninguna indicacin visible de la lectura tomada

- Indicadores: Cuando permiten visualizar analgica o digitalmente la lectura tomada

- Registradores: Cuando son capaces de almacenar la informacin medida generando un

historial de datos.

- Transmisores: Cuando son capaces de enviar las lectura s tomadas hacia un punto remo

CARACTERISTICAS DE LOS INSTRUMENTOS La s ca ra cter st ica s de los inst rumentos son aplicados generalmente a los instrumentos de medicin, pero los instrumentos actuadores tambin responden a las mismas caractersticas, estas son:

Rango: El rango es el conjunto de valores en la escala de medicin dentro de los lmites superior e inferior , denota la capacidad del equipo, puede expresarse en unidades fsicas. Exactitud: La exactitud es la capacidad del instrumento para acercarse y poder medir el valor real.

Precisin: se refiere a la dispersin del conjunto de valores obtenidos de mediciones repetidas de una magnitud. Cuanto menor es la dispersin mayor la precisin. Resolucin: La resolucin est dada por la razn entre el incremento de la lectura y el incremento de la variable que la ocasiona , es decir es el valor del mnimo cambio de la variable que produce un cambio en la lectura del instrumento. Error: Es la diferencia algebraica entre el valor ledo o transmitido por el instrumento y el valor real de la variable medida. Normalmente suelen expresarse en porcentaje de error. Ruido: Cualquier perturbacin elctrica o seal accidental no deseada que modifica la transmisin, indicacin o registro de los datos deseados. Zona muerta: La zona muerta es el campo de valores de la variable que no hace variar la indicacin

o la seal de salida del instrumento, es decir, que no produce su respuesta.

Vida til de servicio: Tiempo mnimo especfico durante el cual se aplican las caractersticas de

servicio continuo e intermitente del instrumento sin que se presenten cambios en su

comportamiento ms all de tolerancias especificas.

Sistema: Es una combinacin de componentes que actan conjuntamente y cumplen un objetivo.

TIPOS DE VARIABLES

variable: Es cualquier elemento que posee caractersticas dinmicas, estticas, qumica y fsicas bajo ciertas condiciones, que constantemente se pueden medir.

Fsicas: relacionadas con las causas que actan sobre un cuerpo, con su movimiento o bien con las propiedades fsicas de las sustancias. (peso, velocidad, densidad, peso especifico, humedad,). Qumicas: propiedades qumicas de los cuerpos o con su composicin (conductividad, PH,)

CONDUCTIVIDAD: capacidad de una solucin acuosa para conducir una corriente elctrica medida en ohms. Se utiliza un circuito de wheatstone. PH: medida de acidez o alcalinidad del agua. Se mide el potencial creado en un electrodo de referencia REDOX: Se denomina reaccin de reduccin-oxidacin, de xido-reduccin o, simplemente,

reaccin REDOX, a toda reaccin qumica en la que uno o ms electrones se transfieren entre los

reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidacin. Para que exista una reaccin de

reduccin-oxidacin, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones, y otro que los

acepte:

El agente oxidante es aquel elemento qumico que suministra electrones de su

estructura qumica al medio, aumentando su estado de oxidacin, es decir, siendo

oxidado, de esta manera se disminuye su electronegatividad.

El agente reductor es el elemento qumico que tiende a captar esos electrones,

quedando con un estado de oxidacin inferior al que tena, es decir, siendo

reducido.2

Mecnicas: Deformacin , velocidad, vibracin,

La deformacin se presenta cuando un cuerpo se somete a una carga.

Vibracin: Se mide la cantidad de desbalance que existe en una mquina o sistema

Variables Termicas: Las variables que tienen relacin con el estado interno de un sistema, se llaman variables termodinmicas o coordenadas termodinmicas, y entre ellas las ms importantes en el estudio de la termodinmica son:

Masa.- Magnitud que cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo. La unidad de masa, en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una cantidad escalar y no debe confundirse con el peso, que es una fuerza. Se puede medir mediante una galga extensiomtrica.

Volumen.- Magnitud fsica extensiva asociada a la propiedad de los cuerpos fsicos de ser extensos. La unidad de medida de volumen en el Sistema Internacional de Unidades es el metro cbico. Se pueden utilizar sensores infrarrojos.

Densidad.- es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en trminos absolutos o relativos. En trminos sencillos, un objeto pequeo y pesado, como una piedra o un trozo de plomo, es ms denso que un objeto grande y liviano, como un corcho o un poco de espuma. Se puede medir mediante un refractometro.

Elctricas: Resistencia, voltaje, corriente, frecuencia.

El voltaje, tensin o diferencia de potencial es la presin que ejerce una fuente de suministro de

energa elctrica o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas elctricas o electrones en un

circuito elctrico cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente elctrica.

Lo que conocemos como corriente elctrica no es otra cosa que la circulacin de cargas o

electrones a travs de un circuito elctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al

polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM)

En un circuito elctrico cerrado la.corriente circula siempre del polo.negativo al polo positivo de la.fuente de fuerza electromotriz.(FEM),

La frecuencia de la corriente alterna (C.A.) constituye un fenmeno fsico que se repite

cclicamente un nmero determinado de veces durante un segundo de tiempo y puede abarcar

desde uno hasta millones de ciclos por segundo o hertz (Hz).

En esta ilustracin se puede observar a la izquierda, la representacin grfica de una onda sinusoidal de.corriente alterna con una frecuencia de un ciclo por segundo o hertz, mientras que a la derecha aparece..la misma onda, pero ahora con cinco ciclos

por segundo de frecuencia o hertz.

Resistencia elctrica, es la oposicion que los materiales presentan ante el flujo de electrones

o corriente elctrica.

SIMBOLOGIA ,NORMAS Y SISTEMAS DE UNIDADES

Las primeras mediciones. Hasta fines del siglo XVIII no exista una unidad en cuanto a las

medidas que cada pas tena. La expansin del comercio y las comunicaciones obligaron a

adoptar medidas generales que tuviesen equivalencia en todos los pases. Las transacciones

entre los pases se dificultaban porque muchas de las medidas eran partes del cuerpo de algn

personaje importante.

Se usaba el pie, la pulgada y la yarda, los cuales correspondan a las medidas del pie, del

dedo pulgar, y el brazo respectivamente, del rey en turno. Otra inconveniencia era que la

relacin entre ellas no era decimal, es decir los mltiplos no eran decimales.

Por ejemplo una yarda = 3 pies = 36 pulgadas, lo cual generaba complicaciones

aritmticas para efectuar conversiones

Conforme las naciones fueron creciendo, se fueron volviendo ms complejas en su organizacin

poltica y econmica, y en su relacin con los otros pueblos. Esta situacin se vio reflejada en sus

formas de medir. Por ejemplo, los acontecimientos histricos que condujeron a la decadencia del

Imperio Romano, influyeron definitivamente en las medidas, al grado de que surgi una especie de

anarqua mtrica con respecto a las medidas establecidas.

Para evitar todo este lo se inventaron los sistemas de medidas, que no es ms que una forma de

establecer unas medidas iguales para todo el mundo.

Por ejemplo el sistema internacional usa las medidas fundamentales:

Longitud -->metros

Masa-->kilogramos

Tiempo-->segundos

Las medidas de magnitudes derivadas de estas fundamentales se ponen en funcin de stas, y a

veces se les da un nombre.

Por ejemplo

Velocidad=long/tiempo-->m/sg

aceleracin=Vel/tiempo=m/sg^2

Fuerza=masa*aceleracin=Kg*m/sg^2=Newton

Trabajo=Fuerza*long=Nw*m=Julio

De esta forma se consigue que todo el mundo mida de la misma forma, si bien existen otros

sistemas de medidas, como el cegesimal

longitud-->centmetros

Masa-->gramos

Tiempo-->segundos

Los instrumentos de medicin son el medio por el que se hace esta conversin. Por ejemplo: Para medir masa: balanza bscula espectrmetro de masa Para medir tiempo: calendario cronmetro reloj reloj atmico

Para medir longitud: metro y regla Calibre vernier micrmetro Para medir ngulos: gonimetro sextante transportador Para medir temperatura: termmetro pirmetro

Etc. SIMBOLOGIA Y NORMAS En instrumentacin y control, se emplea un sistema especial de smbolos con el objeto de

transmitir de una forma ms fcil y especfica la informacin. Esto es indispensable en el diseo,

seleccin, operacin y mantenimiento de los sistemas de control.

SIMBOLOGIA PARA LO ELEMENTOS DE CONTROL

Los smbolos tambin indican la posicin en que estn montados los instrumentos. Los smbolos con o sin lneas nos indican esta informacin. Las lneas son variadas como son: una sola lnea, doble lnea o lneas punteadas.

Las lneas punteadas indican que el instrumento esta montado en la parte posterior del panel el cual no es accesible al operador. SIMBOLOS DE LAS SEALES DE INSTRUMENTACION Las seales de control utilizadas en el control de procesos son comnmente de los siguientes tipos: conexin a proceso, elctrica, neumtica, hidrulica, capilar, snica o radiactiva.

NORMALIZACION INDUSTRIAL En todo proceso industrial es importante el manejo del mismo lenguaje con el fin de lograr la misma interpretacin sobre el funcionamiento de dicho proceso. La normalizacin regula desde las unidades utilizadas hasta el mtodo aplicado para instalar el instrumento.

La normalizacin es el proceso o mtodo definido para aplicar, instalar o describir un proceso o sistema especifico. Para llegar a la normalizacin, debe haber un consenso entre las empresas, instituciones o personas involucradas con el fenmeno a describir.

Una norma es: una especificacin que reglamenta procesos y productos para garantizar

calidad.

Las normas pueden provenir de asociaciones de empresas, de instituciones o de pases. En el caso de asociaciones de empresas se tienen: API: Instituto Estadounidense del Petrleo. ASME: Sociedad Norteamericana de ingenieros de manufactura. ASTM: Sociedad Norteamericana de Pruebas de Materiales. IEEE: Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos. FF: Fundacin para Buses de Campo. ISA: Sociedad Americana de Instrumentacin

En el caso de normas de pases o nacionales se pueden citar:

ANSI: Instituto Estadounidense de Normas.

FCC: Comisin Federal de Comunicaciones.

CONATEL: Comisin Nacional de Telecomunicaciones.

NOM: Norma Oficial Mexicana.

DIN: Normas industriales Alemanas.

Las normas ISA ANSI/ISA-5.1-1984 (R1992) y ISA-5.3-1983 son las guas generalmente ms

aceptables para desarrollar simbolismo para instrumentacin y sistemas de control en: las

industrias qumicas y petroqumica, generacin de energa, pulpa y papel, refinacin, metales, aire

acondicionado, etc.

ANSI/ISA-S5.1-1984 (R1992), Identificacin y smbolos de instrumentacin.

ANSI/ISA-S5.2-1976 (R1992), Diagramas lgicos binarios para operaciones de proceso.

ISA-S5.3-1983, Smbolos grficos para control distribuido, instrumentacin de desplegados

compartidos, sistemas lgicos y computarizados.

ANSI/ISA-S5.4-1991, Diagramas de lazo de instrumentacin.

ANSI/ISA S5.5-1985, Smbolos grficos para desplegados de proceso

La ISO (International Standards Organiza tion) es la Organizacin Internacional para la Estandarizacin. La ISO desarrolla voluntariamente norma s y recomendaciones que contribuyen a que el desarrollo, la fabricacin y el suministro de productos y servicios sean ms eficientes, seguros y limpios. Este valor aadido hace que el comercio en los pases sea ms fcil y equitativo. La s norma s ISO tambin sirven para salvaguardar los derechos de los consumidores y usuarios. La norma ISO 9001 esta orientada ms claramente a los requisitos del sistema de gestin de la calidad de una organizacin.

Principios generales para la seleccin de instrumentacin

La seleccin del instrumento es una cosa importante en cualquier planta industrial para medir la

cantidad especfica.

El primer punto que debe ser considerado en la seleccin del instrumento es el requisito de

las caractersticas del instrumento y sus especificaciones, lo ms importante de los

parmetros que incluye resolucin, exactitud en la medida deseada, sensibilidad y

rendimiento enrgico.

El conocimiento sobre las condiciones del entorno de la zona donde est siendo sometido el

instrumento tambin es importante. Porque algunos tipos de instrumento no debe utilizarse

si el medio ambiente no es adecuado o pueden requerir la proteccin que ser cara. Hay

una desventaja de proteccin que disminuye la eficacia de algunos de los instrumentos.

La informacin como los gastos, las condiciones del medio ambiente y la precisin del

instrumento, solo pueden ser otorgados por la persona que es experto en el conocimiento y

es consciente con la funcin de la planta operativa.

Para evitar altos costos para la proteccin y para mejorar el rendimiento, los instrumentos

estn seleccionados que no responden al medio ambiente sea lo que sea. Instrumentos

diferentes tienen diferentes caractersticas segn su tcnica; el costo ser alto si la

caracterstica est avanzada.

El instrumento es seleccionado por su comparacin de los gastos de mantenimiento, su

capacidad para trabajar por mucho tiempo y la consistencia en el rendimiento con otros

instrumentos.

La seleccin del instrumento se realizar si la caracterstica menos se especifica y se

encuentra disponible. Para elegir un instrumento cuyas caractersticas son mejores o de

buena calidad de lo que le cuesta ms alta que las prestaciones requeridas. Por lo tanto, la

eficacia de cualquier instrumento tiene relacin directa con el costo.

La vida de un instrumento, su compra es importante en la seleccin. Su vida depende de las

situaciones donde se explotar. Instrumento ya sea mantenido bien o no, es tambin una

parte importante en su seleccin, porque mantenimiento requerir coste.

El total de gastos anuales puede obtenerse por una regla que es buena estimacin, es decir