INTRUMENTACION PLANTA DE GAS

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SECCION 4: INSTRUMENTACION PRESENTADO POR: DANIEL CALDERON GONZALES La instrumentación en una planta de procesamiento de gas por lo general se compone de un sistema de neumáticos, hidráulicos y dispositivos electrónicos para la medición y el control de todas las variables del proceso (presión, caudal, temperatura, etc.), que son pertinentes a la operación de la planta.

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DESCRIPCION DE LOS INSTRUMENTOS USADOS EN UNA PLANTA DE FRACCIONAMIENTO DE GAS NATURAL

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SECCION 4: INSTRUMENTACIONPRESENTADO POR: DANIEL CALDERON GONZALES

La instrumentación en una planta de procesamiento de gas por lo general se compone de un sistema de neumáticos, hidráulicos y dispositivos electrónicos para la medición y el control de todas las variables del proceso (presión, caudal, temperatura, etc.), que son pertinentes a laoperación de la planta.

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Además, las computadoras son normalmente incluidas en el sistema de instrumentación para manejar las funciones tales como la recopilación de datos y la transmisión, el almacenamiento de datos a granel, pantalla, alarmas, registro, los cálculos y el control.

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Los objetivos básicos de esta sección son proporcionar:• Una lista de referencia de definiciones y símbolos asociadoscon la instrumentación de una planta de gas.

• Directrices y diseño de la información para el buen proceso,medición, transmisión de la señal, indicación de la señal,y controlar la respuesta.

• Una referencia de la terminología que se refiere a la instrumentaciónde la plantas de gas e instalaciones relacionadas.

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• CO = salida del controlador

• Kp = modo proporcional ganancia constante

• PV = proceso de medida de la variable

• (PV - SP) = señal de error

• Ki = modo integral ganancia constante

• Kd = constante ganancia derivativa

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NOMENCLATURA

Conjunto de las voces técnicas propias de una facultad.Y = factor de expansión, relación de coeficiente de flujo para un gas a la de un líquido en el mismo número de Reynolds, sin dimensionesZ = factor de compresibilidad, adimensionalγ1 = peso específico, las condiciones aguas arribaξ = factor de amortiguamientoA / D: Analógico a digital.Actuador: Un dispositivo que acepta la salida de un control de sistema y se mueve un elemento de control final (por lo general una válvula) para cambiar una condición de proceso.Algoritmo: la representación matemática de la acción realizada por un controlador tal como proporcional, integral, derivado o combinaciones de esos modos.Velocidad de transmisión: El número de bits o piezas discretas de información transmitidos por segundo.Bit: Abreviatura de "dígito binario". Un solo carácter en un número binario, representado por cero (0) o uno (1).Byte: El número de dígitos binarios adyacentes operados como una unidad.

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Tiempo Muerto: El intervalo de tiempo que transcurre entre el inicio de una salida de controlador o estímulo y el comienzo de la resultante respuesta del proceso observable.Control dedicado: El uso de un controlador para controlar un solo procesovariable.Tiempo de derivada: La diferencia de tiempo por el cual la salida de un controlador proporcional-derivativo (PD) conduce el controlador de entrada cuando la entrada cambia linealmente con el tiempo. Computadora digital: Una máquina electrónica para realizar cálculos en cantidades discretas de datos. Por lo general, incluye dispositivos de almacenamiento a granel, tales como discos, unidades de cinta, etc., además en la memoria interna. También incluye dispositivos para la impresión y / o mostrar datos de salida. Sistema de Control Distribuido: Cualquier sistema de control en el que la degradación o el fracaso de cualquier elemento individual afectarán sólo el lazo de control, o bucles relacionados, en el que opera.EPROM (programable y borrable memoria de sólo lectura): Un dispositivo de memoria con la información colocada en ella durante su fabricación que no puede ser alterado por el ordenador. Puede Sólo borrar y reprogramar con un equipo especial.

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INTRUMENTCION GENERAL:CONSIDERACIONES

A menudo, la selección del tipo de instrumento es predeterminado por lo que está disponible, o lo que será compatible con el resto de un sistema. Hay casos, sin embargo, donde la elección de instalar la instrumentación neumática o electrónica debe hacerse mediante la comparación de las características de cada tipo.

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IDENTIFICACIÓN

Un instrumento puede realizar una sola función, tales como una temperatura indicador (TI), o una combinación de funciones tales como un controlador de grabación de flujo (FRC). Las siguientes figuras cubren los símbolos comunes en hojas de proceso y de flujo mecánico, también llamado Tubería y Instrumento diagramas (P & ID).

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FUENTES DE ALIMENTACIÓN NEUMÁTICOS

La fuente de alimentación neumática es más comúnmente conocido como el sistema de aire de instrumentos. Las principales consideraciones de un instrumento sistema de aire son:1.- Capacidad adecuada: La capacidad mín. del sistema debe ser la suma de los requisitos individuales de cada aire que consume el instrumento en el sistema, además de un volumen suplementario para purgas, fugas, adiciones, etc. 2.- Filtrado y Regulación: Los sistemas de aire de instrumentos son normalmente diseñados para presiones de hasta 125 psig y deben ser protegidos por válvulas de alivio.3.- Correcta Distribución: El sistema de distribución de aire debe estar libre de "bolsillos" donde el líquido se puede acumular. Si esto no es posible, se deben instalar válvulas de drenaje.4.- No-Air en los sistemas: El gas natural se ha utilizado en lugar de aire de instrumentos en algunas instalaciones remotas donde comprimido aire no estaba disponible. Esta práctica debe ser evitado si es posible debido a problemas de seguridad y contaminación

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FUENTES ELECTRÓNICASLos requisitos de instalación y cableado de interconexión son regulada por el Código Eléctrico Nacional (NEC) del artículo 500 (Para zonas peligrosas) y el artículo 725 (control remoto y señal Circuitos). Especial atención debe darse al artículo 725. Los requisitos relativos a la protección física de cableado, el aislamiento y el espaciamiento de los conductores, dependiendo de la clase, y tamaños mínimos de alambre son a menudo pasados por alto en una instrumentación instalación.

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SENSORES DISPOSITIVOS

Algunos de los tipos más comunes de dispositivos de detección para lamedición de variables de proceso se describe como sigue:

SENSORES DE PRESIÓN

MANÓMETRO: Se aplicaron dos presiones diferentesa dos aberturas separadas en un recipiente transparente que contiene un liquido. Se utiliza la diferencia en las alturas del líquidocomo una medida de la presión diferencial. Esta diferenciadebe ser corregido para la temperatura y la gravedad del líquidoen el manómetro (normalmente agua o mercurio).

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TUBOS BOURDONEs una bobina de metal construido a partir de un tubo de metal que tiene la deseada calidad de elasticidad y la resistencia a la corrosión. La tendencia del tubo para enderezarse bajo presión provoca una conexión mecánica al mover un puntero o iniciar la transmisión neumática o electrónicade la presión medida.

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BELLOWSUn dispositivo tubular con secciones plisadasalgo así como un acordeón. Es flexible a lo largo de su ejey alarga o se acorta de acuerdo con la presión aplicada.El fuelle se utiliza por lo general en baja presión o al vacíopero los tipos están disponibles para su uso con altas presiones (hasta variosmil psi).

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TRANSMISORES DE SEÑALES

TRANSMISORES NEUMATICOSEs un dispositivo que detecta algún proceso variable y traduce el valor medido en el aire la presión que se transmite a varios dispositivos del receptor para indicación, grabación, alarma y control. La función principal de un transmisor es reproducir la energía de baja señal de medición con la energía suficiente para que dé ser transmitida a través de una distancia apreciable o usado como una fuente de poder a un dispositivo de control.

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TRANSMISORES ELECTRÓNICOS

Realizan la misma función que los transmisores neumáticos, una señal relacionada del proceso de baja energía se convierte en una señal de energía superior adecuada para conectarse a otra instrumentos en el sistema.

METODOS DE CONEXIÓNDe gran preocupación para el ingeniero, es el método por el cual los transmisores electrónicos están conectados en el sistema de instrumentación. Existen 3 métodos:

• Transmisores de dos hilos: Estos son los más simples y económicos, debe utilizarse siempre que las condiciones de carga lo permitan.

• Tres hilos transmisores : Algunos transmisores requieren más poder

• Transmisores de cuatro hilos: Algunos transmisores tienen su propia fuente de alimentación interna y no requieren la conexión a la fuente de alimentación DC.

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CONVERTIDORES DE SEÑALES

Convertidores de señal se utilizan ya sea para lograr la compatibilidad entre los diferentes tipos de instrumentos o para fines de aislamiento.

Algunas formas comunes de convertidores de señal son:

NEUMÁTICA A ELECTRÓNICA (P / E) - Estos son transmisores de presión electrónicos diseñados para un rango de entrada 3-15 psig y el rango de salida deseado (4-20 mA, etc.).

ELECTRONICO A NEUMÁTICO (I / P) - I / P convertidores se transmisores neumáticos con un dispositivo electro-magnética conectado a una dispositivo de boquilla-deflector que genera una señal de salida neumática que es proporcional a la entrada señal.

AISLADORES - Estos suelen ser electrónicos de corriente a corriente convertidores o voltaje-a-voltaje que proporcionan eléctrica aislamiento para eliminar corrientes de bucle de tierra no deseados o común tensiones de modo.

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CONTROL DE VÁLVULAS

La selección de la válvula de control adecuada para cada aplicación implica muchos factores. El diseño del cuerpo de la válvula, el estilo de actuador, y el característico tapón son elementos críticos para la selección. Un dimensionamiento de la válvula adecuada, es necesario para el exacto , eficiente y económico proceso de control. Una breve descripción de los dos componentes principales de un control válvula, el cuerpo de la válvula y el actuador

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SISTEMAS COMPUTACIONALES

COMPUTADORAS ANALÓGICASUna computadora de control analógico se compone de módulos electrónicos tales como amplificadores, controladores, multiplicadores, divisores, cuadrados y dispositivos de raíz cuadrada, plomo y módulos de retraso, limitadores y dispositivos especiales en tiempo muerto. Estos módulos giran en torno al circuito integrado y están interconectados para implementar la estrategia de control deseada.

COMPUTADORAS DIGITALESLos ordenadores digitales son atractivos para muchas aplicaciones en el campo de control de proceso debido a su velocidad, precisión, flexibilidad, visualización y registro de capacidades y capacidad de realizar complejas cálculos y almacenar y transmitir grandes cantidades de datos.