Portadas y hoja de identificación -...

Diseo de un Banco de Calibracin de

Caudalmetros Lquidos

TITULACIN: Ingeniera Tcnica Industrial en Electrnica Industrial

AUTORES: CRISTINA GALN BERMDEZ DE CASTRO

DIRECTORES: JOSE RAMN LOPEZ LOPEZ

DATA: Mayo del 2012

HOJA DE IDENTIFICACIN Ttulo Diseo de un Taller de Calibracin de Caudalmetros Lquidos Cdigo 878654

Documentacin - ndice general - Memoria - Anexos - Planos - Pliego de Condiciones - Estado de mediciones - Presupuesto - Estudios con entidad propia

Titular:

Empresa: BASF ESPAOLA S.L. CIF: B08200388 Direccin: Carretera Nacional 340 43006 Tarragona Telfono: 977256200 Actividad: Qumica, industrial

Razn social: Empresa BASF ESPAOLA S.L. Datos del personal del encargo:

Nombre: CRISTINA GALN BERMDEZ DE CASTRO Titulacin: Ingeniero Tcnico Industrial

NIF: 47767493-N Mail: [email protected]

Tarragona, Mayo 2012

0. NDICE GENERAL

Ingeniera Tcnica Industrial especialidad en Electrnica Industrial

AUTOR: CRISTINA GALN BERMDEZ DE CASTRO

DIRECTOR: JOSE RAMN LOPEZ LOPEZ

FECHA: Mayo / 2012

NDICE GENERAL Banco de calibracin de caudalmetros lquidos _____________________________________________________________________________________________________________________________________________

1

HOJA DE IDENTIFICACIN Ttulo Diseo de un Banco de Calibracin de Caudalmetros Lquidos Cdigo 878654

Documentacin

- ndice general - Memoria - Anexos - Planos - Pliego de Condiciones - Estado de mediciones - Presupuesto - Estudios con entidad propia

Titular:







2

0. NDICE GENERAL 0

1. MEMORIA 11 1.1 Objeto del Proyecto 15

1.2 Alcance 15

1.3 Antecedentes 15

1.4 Normas y Referencias 16

1.4.1 Disposiciones Legales y Normas Aplicadas 16

1.4.2 Bibliografa 18

1.4.3 Programas 19

1.4.4 Otras Referencias 19

1.5 Definiciones y Abreviaturas 20

1.5.1 Definiciones 20

1.5.2 Abreviaturas 22

1.6 Requisitos de Diseo 25

1.6.1 Introduccin al Proceso de Calibracin 25

1.6.2 Mtodo de Calibracin Mediante Pesada Esttica 25

1.6.3 Comparacin del Caudal Medio y Caudal Instantneo 26

1.6.4 Tipos de Caudalmetros a Calibrar 27

1.6.5 Operaciones Previas 28

1.6.6 Proceso de Calibracin 30

1.7 Anlisis y Soluciones 31

1.7.1 Clculos del Proceso de Calibracin 31

1.7.1.1 Introduccin 31 1.7.1.2 Toma de Tratamiento de Datos 31

1.7.2 Clculos del Sistema de Tuberas 33

1.7.2.1 Introduccin 33 1.7.2.2 Comportamiento del Fluido 33 1.7.2.3 Clculo de Caudal y Presin de Salida 34 1.7.2.4 Clculo de la Densidad del Agua 40 1.7.2.5 Clculo de la Densidad del Aire Hmedo 40


3

1.7.3 Clculos de Incertidumbres 41

1.7.3.1 Introduccin 41 1.7.3.2 Incertidumbre del Sistema de Calibracin (uqv) 42 1.7.3.3 Interpretacin de los Resultados 46

1.7.4 Seleccin del Autmata Programable 46

1.7.5 Introduccin al Step 7 48

1.7.5.1 Escritura del Programa 48 1.7.5.2 Lenguajes de Programacin 48 1.7.5.3 Estructura Del Programa 49 1.7.5.4 Tipos de Bloques 50

1.7.6 Introduccin al GRAPHET 51

1.7.6.1 Qu Es el GRAPHET? 51 1.7.6.2 Programar S7-GRAPH 51 1.7.6.3 Cadena Secuencial 51 1.7.6.4 Elementos de un Graphet 53

1.8 Resultados Finales 56

1.8.1 Elementos a Instalar 56

1.8.1.1 Elementos de Circuito 56 1.8.1.2 Elementos de Medicin 64 1.8.1.3 Elementos de Programacin 67

1.8.2 Programacin 77

1.8.2.1 Descripcin del Programa Principal 77 1.8.2.2 Bloque de Organizacin 78 1.8.2.3 Bloques de Primer Nivel 78 1.8.2.4 Bloques de Segundo Nivel 83 1.8.2.5 Bloques de Tercer Nivel 89

1.9 Planificacin 93

1.10 Orden de Prioridad Entre los Documentos Bsicos 100


4

2. ANEXOS 101 2.1 Clculos del Sistema de Tuberas 104

2.2 Clculo de Incertidumbres 110

2.2.1 Incertidumbre Tpica Asociada al Instrumento de Pesaje (um) 110

2.2.2 Incertidumbre Tpica Asociada al Instrumento de Medida del 110 Tiempo (ut)

2.2.3 Incertidumbre Tpica Asociada al Clculo de la Densidad del 111 Aire Hmedo (ua)

2.2.4 Incertidumbre Tpica Asociada al Clculo de la Densidad del 112

Lquido de Calibracin (u)

2.3 Ejemplo Numrico de la Aplicacin del Procedimiento 113

2.4 Programacin 115

2.4.1 Direccionamiento de Entradas, Salidas y Marcas 115

2.4.1.1 Entradas Digitales 115 2.4.1.2 Salidas Digitales 116 2.4.1.3 Entradas Analgicas 117 2.4.1.4 Salidas Analgicas 119 2.4.1.5 Marcas 120

2.4.2 Bloque de organizacin 123

2.4.3 Graphet de Primer Nivel 126

2.4.4 Graphet de Segundo Nivel 138

2.4.5 Graphet de Tercer Nivel 149


5

3. PLANOS 157

Nm. Plano. Pgina.

1 Situacin 161

2 Emplazamiento 162

3 Esquema 163

4 Planta. Circuito de Llenado 164

5 Planta. Circuito de Retorno 165

6 Perfil 166

7 Alzado 167

8 Diagrama de Flujo. Circuito de Llenado 168

9 Diagrama de Flujo. Circuito de Retorno 169

10 CPU 314C 2PtP 170

11 CPU 314C 2PtP. Entradas Digitales (I) 171

12 CPU 314C 2PtP. Entradas Digitales (II) 172

13 CPU 314C 2PtP. Entradas Digitales (III) 173

14 CPU 314C 2PtP. Entradas Digitales (IV) 174

15 CPU 314C 2PtP. Salidas Digitales (I) 175

16 CPU 314C 2PtP. Salidas Digitales (II) 176

17 CPU 314C 2PtP. Salidas Digitales (III) 177

18 Mdulo Entrada Digital SM 321. 178

19 Mdulo Entrada Digital SM 321. Bastidor 0 slot 5 (I) 179

20 Mdulo Entrada Digital SM 321. Bastidor 0 slot 5 (II) 180

21 Mdulo Entrada Digital SM 321. Bastidor 0 slot 5 (III) 181

22 Mdulo Salida Digital SM 322. 182

23 Mdulo Salida Digital SM 322. Bastidor 0 slot 4 (I) 183

24 Mdulo Salida Digital SM 322. Bastidor 0 slot 4 (II) 184

25 Mdulo Entrada Analgica SM 331 185

26 Mdulo Entrada Analgica SM 331. Bastidor 0 slot 6 (I) 186

27 Mdulo Entrada Analgica SM 331. Bastidor 0 slot 6 (II) 187






6











42 Mdulo Salida Analgica SM 332 202

43 Mdulo Salida Analgica SM 332. Bastidor 1 slot 7 (I) 203

44 Mdulo Salida Analgica SM 332. Bastidor 1 slot 7 (II) 204

45 Mdulo Salida Analgica SM 332. Bastidor 1 slot 8 (I) 205

46 Mdulo Salida Analgica SM 332. Bastidor 1 slot 8 (II) 206
















7

4. PLIEGO DE CONDICIONES 221

4.1 Condiciones Generales 225

4.1.1 Descripcin 225

4.1.2 Introduccin 225

4.1.3 Normas y Reglamentos 225

4.1.4 Materiales 225

4.1.5 Ejecucin de la Obra 226

4.1.5.1 Inicio 226 4.1.5.2 Plazo de Ejecucin 226 4.1.5.3 Libro de rdenes 226

4.1.6 Ensayos y Reconocimientos 226

4.1.7 Personal 227

4.1.8 Interpretacin y Desarrollo del Proyecto 227

4.1.9 Trabajos Complementarios 228

4.1.10 Modificaciones 228

4.1.11 Obra Defectuosa 229

4.1.12 Medios Auxiliares 229

4.1.13 Conservacin de las Obras 229

4.1.14 Recepcin de las Obras 229

4.1.14.1 Recepcin Provisional 229 4.1.14.2 Periodo de Garanta 229 4.1.14.3 Recepcin Definitiva 230

4.1.15 Responsabilidades 230

5.1.16 Pagos 230

4.2 Condiciones Administrativas 231

4.2.1 Contrato 231

4.2.2 Rescisin del contrato 231

4.2.3 Suspensin de los Trabajos 232

4.2.4 Timbrado de la factura 232

4.3 Condiciones Facultativas 233

4.3.1 Condiciones Generales 233

4.3.2 Normas a seguir 233

4.3.3 Material y equipos 233

4.3.4 Ensayos 233


8

4.4 Condiciones Econmicas 235

4.4.1 Liquidaciones 235

4.4.2 Liquidacin en Caso de Rescisin del Contrato 235

4.4.3 Precios y Condiciones de Pago 235

4.4.4 Impuestos 236

4.4.5 Penalizaciones 236

4.4.6 Revisin de Precios 236

4.4.7 Fianza y Plazo de Garanta 236

4.4.8 Clusulas Financieras 237

4.5 Condiciones Tcnicas 238

4.5.1 Objeto 238

4.5.2 Obras a Realizar 238

4.5.3 Descripcin del Sistema 238

4.5.4 Tipo de Protecciones 238

4.5.4.1 Tipo de Aislamiento 238 4.5.4.2 Proteccin Contra Descargas Elctricas 238 4.5.4.3 Proteccin Contra Contactos Indirectos 239 4.5.4.4 Proteccin Contra Cortocircuitos y Sobrecargas 239

4.5.5 Condiciones por Aislamiento de las Instalaciones 239

4.5.6 Condiciones de los Accionamientos Manuales 239

4.5.7 Condiciones Montaje PLCs 240

4.5.7.1 Condiciones Ambientales 240 4.5.7.2 Distribucin de los Componentes 240 4.5.7.3 Cableado de los PLCs 241 4.5.7.4 Alimentacin de los PLCs 241

4.5.8 Condiciones de Actuadores 241

4.5.9 Condiciones de los Conductores 242

4.5.9.1 Instalacin de los Cables 242 4.5.9.2 Instalacin de Cable Bajo Tubo 242 4.5.9.3 Salida de Cables 243

4.5.10 Cajas de Conexiones y Empalmes 243

4.5.11 Conexin a Tierra 244

4.6 Conclusiones 244


9

5. ESTADO DE MEDICIONES 245

5.1 Elementos del Circuito Hidrulico 248

5.2 Elementos de Medicin 256

5.3 Elementos de Programacin 258

5.4 Elementos del Circuito Elctrico 260

5.5 Elementos de Seguridad y Salud 262

6. PRESUPUESTO 263

6.1 Listado de Materiales. Precios Simples 266

6.2 Precios Descompuestos 272

6.2.1 Elementos del Circuito Hidrulico 272

6.2.2 Elementos de Medicin 283

6.2.3 Elementos de Programacin 285

6.2.4 Elementos del Circuito Elctrico 289

6.2.5 Elementos de Seguridad y Salud 292

6.3 Presupuesto 294

6.3.1 Elementos del Circuito Hidrulico 294

6.3.2 Elementos de Medicin 296

6.3.3 Elementos de Programacin 296

6.3.4 Elementos del Circuito Elctrico 297

6.3.5 Elementos de Seguridad y Salud 297

6.4 Resumen del Presupuesto 298


10

7. ESTUDIO CON ENTIDAD PROPIA 299

7.1 Introduccin 302

7.2 Organizacin del trabajo 302

7.2.1 Puestos de trabajo 302

7.2.2 Formacin y vigilancia de la salud 302

7.2.3 Identificacin general de riesgos 305

7.3 Plan de prevencin 318

7.3.1 Espacios de trabajo 318

7.3.2 Equipo de proteccin individual 321

7.3.3 Sealizaciones 324

7.3.4 Equipos de trabajo 327

7.3.5 Proteccin contra riesgo elctrico 331

7.3.6 Proteccin contra riesgo qumico 335

7.3.7 Proteccin contra incendios 336

7.3.8 Proteccin contra la manipulacin manual de cargas 339

7.3.9 Proteccin contra la pantalla de visualizacin 340

7.3.10 Plan de emergencia 342

7.3.10.1 Organizacin 342 7.3.10.2 Qu hacer en caso de emergencia? 343 7.3.10.3 Primeros auxilios 344

11

1. MEMORIA

Ingeniera Tcnica Industrial especialidad en Electrnica Industrial

AUTOR: CRISTINA GALN BERMDEZ DE CASTRO

DIRECTOR: JOSE RAMN LOPEZ LOPEZ

FECHA: Mayo / 2012

MEMORIA Banco de calibracin de caudalmetros _____________________________________________________________________________________________________________________________________________

12

HOJA DE IDENTIFICACIN Ttulo Diseo de un Banco de Calibracin de Caudalmetros Lquidos Cdigo 878654

Documentacin

- ndice general - Memoria - Anexos - Planos - Pliego de Condiciones - Estado de mediciones - Presupuesto - Estudios con entidad propia

Titular:






MEMORIA Banco de calibracin de caudalmetros lquidos _____________________________________________________________________________________________________________________________________________

13

NDICE 1.1 Objeto del Proyecto 15

1.2 Alcance 15

1.3 Antecedentes 15

1.4 Normas y Referencias 16

1.4.1 Disposiciones Legales y Normas Aplicadas 16

1.4.2 Bibliografa 18

1.4.3 Programas 19

1.4.4 Otras Referencias 19

1.6 Definiciones y Abreviaturas 20

1.5.1 Definiciones 20

1.5.2 Abreviaturas 22

1.6 Requisitos de Diseo 25

1.6.1 Introduccin al Proceso de Calibracin 25

1.6.2 Mtodo de Calibracin Mediante Pesada Esttica 25

1.6.3 Comparacin del Caudal Medio y Caudal Instantneo 26

1.6.4 Tipos de Caudalmetros a Calibrar 27

1.6.5 Operaciones Previas 28

1.6.6 Proceso de Calibracin 30

1.7 Anlisis y Soluciones 31

1.7.1 Clculos del Proceso de Calibracin 31

1.7.1.1 Introduccin 31 1.7.1.2 Toma de Tratamiento de Datos 31

1.7.2 Clculos del Sistema de Tuberas 33

1.7.2.1 Introduccin 33 1.7.2.2 Comportamiento del Fluido 33 1.7.2.3 Clculo de Caudal y Presin de Salida 34 1.7.2.4 Clculo de la Densidad del Agua 40 1.7.2.5 Clculo de la Densidad del Aire Hmedo 40


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1.7.3 Clculos de Incertidumbres 41

1.7.3.1 Introduccin 41 1.7.3.2 Incertidumbre del Sistema de Calibracin (uqv) 42 1.7.3.3 Interpretacin de los Resultados 46

1.7.4 Seleccin del Autmata Programable 46

1.7.5 Introduccin al Step 7 48

1.7.5.1 Escritura del Programa 48 1.7.5.2 Lenguajes de Programacin 48 1.7.5.3 Estructura Del Programa 49 1.7.5.4 Tipos de Bloques 50

1.7.6 Introduccin al GRAPHET 51

1.7.6.1 Qu Es el GRAPHET? 51 1.7.6.2 Programar S7-GRAPH 51 1.7.6.3 Cadena Secuencial 51 1.7.6.4 Elementos de un Graphet 53

1.8 Resultados Finales 56

1.8.1 Elementos a Instalar 56

1.8.1.1 Elementos de Circuito 56 1.8.1.2 Elementos de Medicin 64 1.8.1.3 Elementos de Programacin 67

1.8.2 Programacin 77

1.8.2.1 Descripcin del Programa Principal 77 1.8.2.2 Bloque de Organizacin 78 1.8.2.6 Bloques de Primer Nivel 78 1.8.2.7 Bloques de Segundo Nivel 83 1.8.2.8 Bloques de Tercer Nivel 89

1.9 Planificacin 93

1.10 Orden de Prioridad Entre los Documentos Bsicos 100


15

1.1 Objeto del Proyecto El principal objetivo es el diseo de un banco de pruebas para la calibracin de caudalmetros lquidos.

El diseo del banco se ha realizado a travs del mtodo de calibracin facilitado por el Centro Espaol de Metrologa.

Para el siguiente proyecto ha sido necesaria la recopilacin de informacin respecto a los diferentes temas que, por ser desconocidos a priori, han ido surgiendo a medida que se iba desarrollando el proyecto.

Por lo tanto, para conseguir dicho objetivo se han tratado las siguientes partes:

Estudio del proceso de calibracin.

Diseo del banco de pruebas, teniendo en cuenta que el sistema de tuberas tuviera las menores prdidas de carga posibles.

Automatizacin del proceso de calibracin.

1.2 Alcance El conjunto del proyecto tiene un mbito de aplicacin exclusivamente industrial, as como su realizacin o montaje.

El proyecto empieza por el diseo de ste hasta su puesta en marcha final.

La aplicacin del procedimiento es especfica para los caudalmetros destinados a la medida de caudal de lquidos en conductos cerrados midiendo estticamente la masa de lquido vertida en un tanque de pesada.

Se puede aplicar a cualquier lquido con la condicin de que su presin de vapor sea tal que cualquier escape de lquido del tanque de recogida, por evaporacin, no sea suficiente para afectar a la precisin de medida.

Este procedimiento no es aplicable a lquidos txicos o corrosivos.

1.3 Antecedentes El proyecto se iniciar con el estudio y diseo del sistema de tuberas para el procedimiento de calibracin de caudalmetros lquidos.

Pero despus de realizar dicho diseo, como todo proceso industrial se compone de secuencias de acciones que deben ser controladas. En los procesos sencillos, un operario es el que se encarga de este control y de vigilar la marcha correcta del sistema pero en la mayora de las ocasiones, esto no es posible debido al tamao del proceso.

La mejor opcin para el control de procesos industriales es el empleo de autmatas programables.

As pues, hoy en da, en las industrias, todos los procesos de produccin tienden a estar controlados mediante sistemas automatizados.


16

1.4 Normas y Referencias 1.4.1 Disposiciones Legales y Normas Aplicadas

Norma UNE-EN 24006 Medicin del caudal de fluidos en conductos cerrados. Vocabulario y smbolos. AENOR 1997.

Norma UNE-EN 24185 Medida de caudal de lquidos en conductos cerrados Mtodo por pesada. AENOR 1994

Norma UNE-EN 157001 Criterios generales para la elaboracin de proyectos. AENOR 2002

Norma IRAM 4505 Dibujo Tcnico Escalas Lineales Para Construcciones Civiles Y Mecnicas

IEC 61131-3: un recurso de programacin estndar

VDI / VDE 3845 (septiembre de 2004) tiene el ttulo de "Vlvulas Industriales Control de Procesos - Interfaces entre vlvulas, actuadores y equipos

auxiliares"

NORMA UNE-EN ISO 5211:2001 Vlvulas industriales. Acoplamiento de los accionadores de las vlvulas de giro parcial. (ISO 5211:2001). AEANOR 2001

DIN 24255: Bombas normalizadas horizontales sobre bancada segn EN 733

AISI 304: Bombas verticales In-line sencillas

Norma UNE-EN ISO 9000 - Sistemas de Gestin de la calidad. Fundamentos y vocabulario (ISO 9000: 2005). AENOR 2005.

Norma UNE 1027 - Dibujos tcnicos. Plegado de planos. AENOR 1995.

Norma UNE 1032 - Dibujos tcnicos. Principios generales de representacin. AENOR 1997.

Norma UNE-EN ISO 7200 - Documentacin tcnica de productos. Campos de datos en bloques de ttulos y en cabeceras de documentos (ISO 7200:2004) AENOR 2004.

Norma UNE 1039 - Dibujos tcnicos. Acotacin. Principios generales, definiciones, mtodos de ejecucin e indicaciones especiales. AENOR 1994.

Norma UNE 1135 - Dibujos tcnicos. Lista de elementos. AENOR 1989.

Norma UNE 1166 - Documentacin tcnica de productos. AENOR 1996.

Norma UNE-EN ISO 3098 - Documentacin tcnica de productos. Escritura. Requisitos generales. AENOR 2001.

Norma UNE-EN ISO 5455 - Dibujos tcnicos. AENOR 1996.

Norma UNE-EN ISO 5456-2 - Dibujos, tcnicos. Mtodos de proyeccin. AENOR 2000.

Norma CEI 848. Preparacin de diagramas funcionales para sistemas de control

Norma ISA S5 - Identificacin de instrumentos. 1984 (1992)


17

Real Decreto 1317/1989 - Unidades Legales de Medida.

Ley 31/1995, de 8 de noviembre, Prevencin de Riesgos Laborales

Gua tcnica para la evaluacin y prevencin de los riesgos relativos a la utilizacin de lugares de trabajo. Ministerio de Trabajo y Asuntos sociales

Real Decreto 486/1997, de 14 de Abril, sobre disposiciones mnimas de Seguridad Y Salud en los Lugares de Trabajo

Real Decreto 1618/1990 de 4 de julio Reglamento de instalaciones de Calefaccin y Climatizacin

Real Decreto 773/1997, de 30 de mayo, sobre disposiciones mnimas de Seguridad y Salud laboral relativas a la utilizacin por los trabajadores de

Equipos de Proteccin Individual.

Real Decreto 485/1997, de 14 de abril, sobre disposiciones mnimas en materia de sealizacin de seguridad y salud en el trabajo.

Real Decreto 1215/1997, de 18 de julio, por el que establecen las disposiciones mnimas de seguridad y salud para la utilizacin por los trabajadores de los

equipos de trabajo.

Real Decreto 614/2001, de 8 de junio, sobre disposiciones mnimas para la proteccin de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo elctrico.

Real Decreto 374/2001, de 6 de abril, sobre la proteccin de la salud y seguridad de los trabajadores contra los riesgos relacionados con los agentes

qumicos durante el trabajo.

Real Decreto 2267/2004, de 3 de diciembre por el que se aprueba el reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales.

Real Decreto 1942/1993, de 5 de noviembre, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones de Proteccin contra Incendios.

Real Decreto 487/97, de 14 de abril, sobre disposiciones mnimas de seguridad y salud relativas a la manipulacin manual de cargas que entraen riesgos, en

particular dorso lumbares para los trabajadores

Real Decreto 488/1997, de 14 de abril, sobre disposiciones mnimas de seguridad y salud relativas al trabajo con equipos que incluyen pantallas de

visualizacin.

NTP 791. Planes de emergencia interior en la industria qumica.

NTP 458. Primeros auxilios en la empresa: organizacin.

Directiva 93/104/CE, relativa a determinados aspectos de la ordenacin del tiempo de trabajo.

Directiva 86/686/CE, relativa a los requisitos mnimos de Salud y Seguridad para el uso de los trabajadores de EPI en el lugar de trabajo

ITC-BT 024. Proteccin contra contactos.

NBE/CPI/96. Condiciones de proteccin contra incendios en los edificios


18

1.4.2 Bibliografa

Procedimiento para la realizacin de procedimientos de calibracin. Grupo de trabajo MINER-CEN. Edicin. 1998.

Procedimiento ME-008 para la calibracin de caudalmetros de lquidos mediante mtodo gravimtrico. CEM. Edicin 0.

Vocabulario Internacional de trminos bsicos y generalidades de metrologa (VIM)-CEM 1994.

Verificacin de equipos para servicios de metrologa nacional. OIML G10. Edicin 1986.

Caudalmetros para la medicin de agua fra potable. Mtodos de test. OIML R 49-2. Edicin 2004.

Expresin de la incertidumbre de medida en las calibraciones. Documento CEA-ENAC-LC/02. 1998

La evaluacin de flujo estndar y las instalaciones utilizadas para las pruebas de caudalmetros de agua. OIML D7. Edicin 1984.

Robert L. Mott. Mecnica de fluidos. Pearson Educacin. Sexta edicin. 2006

D.N.W. Kentish Tuberas Industriales. URMO, s.a. de ediciones. 1989.

Pao.R.H.F. Fluid Mechanics. Jonh Wiley e hijos. 1961.

Harchelroad, FP; Rottinghaus, DM, Emergency Medicine, 6th ed., Chapter 200 - Chemical Burns, 2004

Hojas de informacin monogrficas n 10. Seguridad y salud en lugares de trabajo. Generalitat de Catalunya Departament de Treball Direcci General de Relacions Laborals

Hojas de informacin monogrficas n 5. Agentes qumicos. Generalitat de Catalunya Departament de Treball Direcci General de Relacions Laborals

Hojas de informacin monogrficas n 12. Pantallas de visualizacin. Generalitat de Catalunya Departament de Treball Direcci General de Relacions Laborals

Hojas de informacin monogrficas n 15. Etiquetaje de sustancias y preparados peligrosos. Generalitat de Catalunya Departament de Treball Direcci General de Relacions Laborals


19

1.4.3 Programas Programa para la automatizacin del procedimiento:

Simatic S7

Programa utilizado para la interpretacin de los resultados:

Microsoft Excel 2003

Access 2003

Programa utilizado para el diseo grfico

Autocad 2011

1.4.4 Otras Referencias

www.siemens.com

www.electronicapic.iespana.es

www.samson.com

www.ebara.es

http://www.cloralottowoessner.com

http://www.istas.ccoo.es

http://www.construmatica.com


20

1.5 Definiciones y Abreviaturas

1.5.1 Definiciones

Automatizacin:

La Automatizacin es la ejecucin automtica y coordinada de las tareas necesarias para operar el proceso en forma ptima, ajustando su desempeo a los lineamientos establecidos por los organismos de direccin.

Autmata:

Es un dispositivo electrnico programable por el usuario que se utiliza para controlar, dentro de un entorno industrial, mquinas o procesos lgicos y/o secunciales.

Calibracin:

Conjunto de operaciones que establecen, en condiciones especificadas, la relacin entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento de medida o un sistema de medida, o los valores representados por una medida materializada o por un material de referencia, y los valores correspondientes de esa magnitud realizados por patrones.

Caudal:

Cociente entre la cantidad de fluido que circula a travs de la seccin transversal de un conducto y el tiempo en pasar a travs de esta seccin.

Caudal msico, qm:

Caudal para el que la cantidad de fluidos se expresa bajo la forma de una masa.

Caudal volumtrico, qv:

Caudal para el que la cantidad de fluidos se expresa bajo la forma de un volumen.

Caudalmetro:

Instrumento de medicin que indica el caudal medido.

Correccin de empuje hidrosttico:

Correccin a introducir en las lecturas de un instrumento de pesaje para tener en cuenta la diferencia entre el empuje ejercido por la atmsfera sobre el lquido pesado y sobre las masas patrn utilizadas en la calibracin del instrumento de pesaje.

Desviador:

Dispositivo que orienta la corriente hacia el depsito colocado sobre la bscula o hacia un circuito de derivacin, sin perturbar el caudal en el circuito.

Diagrama de PERT

El diagrama PERT es una representacin grfica de las relaciones entre las tareas del proyecto que permite calcular los tiempos del proyecto de forma sencilla.


21

Incertidumbre de medida:

Parmetro, asociado al resultado de una medicin, que caracteriza la dispersin de los valores que podran razonablemente ser atribuidos al mensurado.

Instrumento de medida:

Dispositivo destinado a utilizarse para hacer mediciones, solo o asociado a uno o varios dispositivos anexos.

Instrumento de pesaje:

Instrumento que sirve para determinar el valor de la masa de un cuerpo utilizando la accin de la gravedad sobre dicho cuerpo, pudiendo servir, adems, para determinar otras magnitudes, cantidades, parmetros o caractersticas relacionadas con la masa.

Por instrumento de pesaje de funcionamiento no automtico se entiende un instrumento de pesaje que requiere la intervencin de un operador en el transcurso de la pesada.

Mtodo de medida:

Sucesin lgica de las operaciones, descritas de una forma genrica, utilizadas en la ejecucin de las mediciones.

Mtodo por pesada:

Mtodo de medida, generalmente aplicado a los lquidos, segn el cual la corriente del fluido se dirige intermitentemente o continuamente hacia un depsito colocado sobre la plataforma de un instrumento de pesaje.

El caudal se obtiene midiendo la masa de fluido recogida en el tiempo correspondiente.

Pesada esttica:

Mtodo segn el cual la masa neta de fluido recogida se deduce de la pesada de la tara y de la masa bruta. Estas medidas se realizarn respectivamente antes y despus de que el fluido haya sido dirigido hacia el depsito de pesada durante un intervalo de tiempo medido.

Procedimiento de medida:

Conjunto de operaciones, descritas de forma especfica, utilizadas en la ejecucin de mediciones particulares segn el mtodo dado.

Proceso

Conjunto de actividades mutuamente relacionadas o que interactan, las cuales transforman elementos de entrada en resultados


22

1.5.2 Abreviaturas

Peso especfico

co2 Fraccin molar de CO2.

v Fraccin molar de vapor de agua.

w Densidad del agua

A Seccin de la tubera

AN Anual

CPU Central Processing Unit; Unidad central de proceso

D Dimetro interior de la tubera

desv Desviador del flujo de agua

DN Dimetro nominal

E Error

f Factor de friccin

FC Control de caudal

g Fuerza de la gravedad

G Bomba

h Humedad relativa al aire.

hA Energa que se agrega al fluido con un dispositivo mecnico, como una bomba.

MC Control de humedad

hL Prdida de energa debido a la friccin

hR Energa que se remueve del fluido por medio de un dispositivo mecnico.

I Indicacin del instrumento de pesaje con el depsito de pesada lleno.

Io Indicacin del instrumento de pesaje con el depsito de pesada vaco.

L Longitud de la corriente del flujo

LAH Alarma de nivel mximo

LAL Alarma de nivel mnimo

Lf Lectura final caudalmetro a calibrar.

Li Lectura inicial caudalmetro a calibrar.

M Flujo msico

m Masa del lquido

M Masa molar del gas

MC Control de humedad


23

Ma Masa molar de aire seco

ME Mensual

Mv Masa molar de vapor de agua.

n Nmero de moles.

p Presin de flujo

PA Potencia transmitida al fluido

P.A.S Proteger, avisar, socorrer

PC Control de presin

PE Paro de emergencia

PERT Program Evaluation and Review Technique

PI Potencia introducida a la bomba

PLC Programmable Logic Controller. Controlador lgico programable.

P_M Paro - marcha

psv Presin de saturacin de vapor de agua.

Q Caudal

qmi Caudal msico

qvi Caudal volumtrico

R Constante molar de los gases.

RSC Control de velocidad real

RefSC Control de la velocidad de referencia

RZC Control de posicin real

RefZC Control de la posicin de referencia

SE Semanal

T Temperatura del lquido utilizado en la calibracin.

t Tiempo de vertido en el depsito de pesaje.

ta Tiempo optimista, representa el tiempo mnimo en el que se puede realizar la actividad.

tb Tiempo pesimista, representa el tiempo mximo para poder realizar las obras

TC Control de temperatura

te Tiempo esperado para una actividad

ti Tiempo early del comienzo de la actividad

tj Tiempo last del comienzo de la actividad


24

tm Tiempo modal, representa el tiempo que normalmente se utiliza en ejecutar la actividad.

tw Temperatura en grados Celsius de acuerdo con IT-90

u(f) Incertidumbre relativa asociada ala frmula

u(t) Incertidumbre asociada a la medida de temperatura

u(a) Incertidumbre de la densidad del aire

uformula Incertidumbre de la frmula

uh Incertidumbre de la humedad relativa

up Incertidumbre de la presin

ut Incertidumbre de la temperatura

v Velocidad del fluido

V3v Vlvula 3 vas

Vb Vlvula bola

Vft Vlvula fondo tanque

Vtn Vlvula todo-nada

Vs Vlvula de seguridad

VSC Control de velocidad variable

w Peso del elemento

WC Control de pesaje

Z Factor de comprensibilidad

ZC Control de posicin

z Distancia con el punto de referencia

Densidad del lquido

a Densidad del aire.

p Densidad de masas patrn


25

1.6 Requisitos de Diseo

1.6.1 Introduccin al Proceso de Calibracin

En el proceso de calibracin instrumental comparamos el valor del equipo (proporcionado por el instrumento) con el valor conocido (proporcionado por el patrn).

El valor patrn es aquello con lo que vamos a comparar el valor del instrumento, as que siempre que sea posible debemos utilizar patrones con elevado nivel metrolgico (es decir, elevada trazabilidad, reducida incertidumbre,), como instrumentos de referencia o materiales certificados, o en este caso un procedimiento que nos da un valor ms preciso al del instrumento.

Figura 1.1. Esquema del proceso de calibracin.

PROCEDIMIENTO

CALIBRACIN

Simatic S7 SIEMENS

CPU

GRAPHET 7 EXCEL ACCESS

Valor del instrumento Valor patrn

VALOR PRCTICO VALOR TERICO


26

Tal y como se puede ver en la Figura 1.1, el valor del instrumento, en este caso el valor del caudalmetro, se obtiene a partir del sistema de control de Siemens Simatic S7.

Al igual que el valor del caudalmetro, tambin se obtienen los valores necesarios para calcular el valor patrn, tales como el peso del tanque de pesada, el tiempo de llenado y otros valores para calcular las incertidumbres Una vez obtenidos estos valores se envan a la unidad central de procesamiento (CPU). A travs de un programa especfico de Siemens se programar una aplicacin con los programas Excel y Access de la empresa Microsoft.

Los valores necesarios para calcular el valor patrn con el que se comparara el valor obtenido del caudalmetro, se obtendrn a partir del mtodo de calibracin mediante pesada esttica. A continuacin se explica en que consiste dicho mtodo.

1.6.2 Mtodo de Calibracin Mediante Pesada Esttica

El principio del mtodo1 de medida de un caudal del lquido por pesada consiste en:

- determinar la masa inicial del tanque de pesada ms la de cualquier lquido residual que contenga (Io).

- desviar el flujo dentro del tanque de pesada maniobrando el desviador, el cual acciona un cronmetro para la medida del tiempo de llenado (t).

- determinar la masa final del tanque ms la del lquido recogido dentro (I).

Por diferencia de lectura de la masa final e inicial se obtiene la masa del lquido medida (m) que permite calcular el caudal msico patrn mediante la indicacin del tiempo medido y mediante la densidad del lquido, el caudal msico patrn se transforma en caudal volumtrico patrn.

Finalmente se compara el valor as obtenido con el indicado por el caudalmetro a calibrar.

1.6.3 Comparacin del Caudal Medio y Caudal Instantneo

Conviene destacar que slo puede obtenerse el valor medio del caudal durante el periodo de duracin del llenado. Los valores instantneos de caudal obtenidos en el circuito de flujo mediante otro instrumento, nicamente pueden compararse con el caudal medio si se mantiene estable el caudal mediante un dispositivo estabilizador del flujo durante el intervalo de medida o si los valores instantneos son correctos durante el promedio de tiempo del periodo total de llenado.

1 Centro espanyol de metrologia. Procedimiento ME-008 para la calibracin de caudalmetros de lquidos mediante mtodo gravimtrico. Ministerio de ciencia y tecnologa. Edicin 0.


27

1.6.4 Tipos de Caudalmetros a Calibrar

A continuacin se muestra los posibles caudalmetros a calibrar utilizando este banco de pruebas:

Caudalmetros magnticos

Estn basados en la ley de Faraday que enuncia que el voltaje inducido a travs de un conductor que se desplaza transversal a un campo magntico es proporcional a la velocidad del conductor.

Aplicamos un campo magntico a una tubera y medimos su voltaje de extremo a extremo de la tubera. Este sistema es muy poco intrusivo pero solo funciona con lquidos que tengan algo de conductividad elctrica. Es de muy bajo mantenimiento ya que no tiene partes mviles.

Caudalmetros electrnicos de turbina

Una turbina colocada de frente al flujo, encapsulada en las paredes de un tubo, rota proporcionalmente al caudal. La turbina, fabricada con un compuesto de resina y polvo de alnico, genera un campo magntico que es ledo y codificado por un Hall-Effect switch.

Caudalmetros msicos

Estn basados en el efecto Coriolis. ste se basa en el principio de las fuerzas inerciales que son generadas cuando una partcula en un cuerpo rotatorio se mueve con respecto al cuerpo acercndose o alejndose del centro de rotacin.

Caudalmetros por contadores

Aparatos medidores integradores autnomos, que determinan continuamente el volumen de fluido que pasa por ellos, empleando un procedimiento mecnico directo, en el que intervienen dos cmaras volumtricas (contadores volumtricos), o en funcin del efecto de la velocidad del fluido sobre el giro de un elemento en movimiento (contadores de velocidad).

ruedas ovales

mbolo

Existen otro tipo de caudalmetros, pero para poder aplicar esta metodologa de calibracin se necesitara una instalacin adicional.


28

1.6.5 Operaciones Previas

Liquido de ensayo

Teniendo en cuenta que las propiedades del lquido de ensayo pueden influir en las caractersticas del caudalmetro comn consiste en utilizar como lquido de calibracin agua a una temperatura entre 4 C y 35 C, libre de aire retenido, de partculas magnticas y limpia de partculas visibles. En caso de utilizar otro lquido es necesario conocer o determinar su tipo, la viscosidad, la densidad y la conductividad.

La presin de ensayo ser lo suficientemente alta como para mantener el lquido por encima de su presin de vapor y evitar que los gases disueltos en el lquido salgan de la solucin en algn punto del sistema de tuberas.

Condiciones de referencia

La atmosfera normal de referencia tiene las siguientes especificaciones:

- temperatura: 20 C

- humedad relativa: 65 %

- presin atmosfrica: 1013 mbar

Estos valores de referencia son a los que se corrigen mediante clculos, los valores medidos en otras condiciones. En muchos casos es difcil contar con un factor de correccin para la humedad. En estos casos solo se tendrn en cuenta las condiciones de referencia de temperatura y presin.

Condiciones ambientales de calibracin

La razn mxima permisible de cambio de la temperatura, durante el proceso de calibracin, ser de 5C en 1 h.

Tabla 1.1.Rango admisible en las condiciones ambientales

En aquellos casos en que se desconocen los factores de correccin para ajustar los parmetros sensibles a las condiciones ambientales a sus valores normales de referencia, y cuando resultan insatisfactorias las mediciones realizadas en el campo admisible de las condiciones ambientales de calibracin, es necesario realizar la calibracin en condiciones ms estrictas tal y como se muestra en la Tabla 1.2.

Condicin ambiental Rango admisible

Temperatura 4 C a 35 C

Humedad relativa 35 % a 75 %

Presin atmosfrica 860 mbar a 1060 mbar


29

Condicin ambiental Rango admisible Tolerancia Temperatura 20 C 2 C

Humedad relativa 65 % 5 % Presin atmosfrica 860 mbar a 1060 mbar

Tabla 1.2. Condiciones ambientales ms estrictas

Consideraciones previas

El caudalmetro a calibrar debe instalarse entre dos tramos rectos de tuberas cilndrica de seccin constante. La tubera se considerar rectilnea cuando as se aprecie a simple vista.

El dimetro interior de la tubera debe satisfacer los valores indicados para cada tipo de caudalmetro a calibrar.

El conducto de medida debe presentar una superficie interior limpia, sin incrustaciones, sedimentos ni picaduras.

A lo largo de las partes rectas mnimas necesarias la tubera debe ser de seccin recta interior circular. La seccin recta se considerar circular cuando as se aprecie a simple vista. El aspecto circular de la pared exterior puede servir de indicador.

Se pueden utilizar conducciones fabricadas por soldadura siempre que el cordn de soldadura interior sea paralelo al eje de la conduccin.

Sobre la conduccin se pueden practicar orificios de purga que durante el proceso de calibracin deben estar cerrados y no deben permitir circular ningn caudal a su travs durante la medicin del caudal.

Se comprobar que el caudalmetro a calibrar est verificado de forma permanente con su marca, n de serie, o cdigo interno del propietario (cdigo unvoco). Si no fuera as se le asignar un cdigo que identifique marcndolo de forma indeleble, mediante etiqueta fuertemente adherida, etc.

Si para el uso de alguno de los instrumentos de medida es necesaria su conexin a la alimentacin elctrica que tenga un periodo de calentamiento de al menos 60 min.

Se arrancar la bomba y se abrir lentamente la vlvula, para evitar daos en el caudalmetro a calibrar. Se procede a abrir los dispositivos de purga y a verificar el buen funcionamiento de la vena fludica de salida. Se considerar purgado el circuito cuando por los dispositivos de purga no salga aire interpuesto en la vena fludica.

Se realizarn varios accionamientos del desviador para verificar su buen funcionamiento.

A continuacin se procede al llenado del depsito de pesada y su posterior vaciado respetando el tiempo de escurrido de 30 segundos desde el final del caudal principal de salida.


30

1.6.6 Proceso de Calibracin

Con el fin de evaluar el funcionamiento del caudalmetro en un campo de caudal prescrito, se deben seleccionar unos puntos de calibracin para unos valores de caudal que sean, aproximadamente, 10%; 25%; 50%; 75%; 100% del intervalo de medida. Se realizarn cinco mediciones para cada punto de calibracin y se calcular el caudal de salida promedio a partir de las cinco lecturas para cada caudal.

Mtodo de calibracin por pesada esttica

Para cada medicin en cada punto de calibracin se realizar la siguiente secuencia:

1. Mediante la bomba hidrulica se efecta el ajuste de este al punto de caudal de calibracin.

2. Con el desviador situado en posicin de vertido en direccin retorno al tanque principal se anotar la lectura dada por el instrumento de pesaje con el depsito de pesaje vaco.

3. Se acciona el desviador a la posicin de vertido hacia el depsito de pesada. El detector de proximidad accionar el sistema de medida de tiempo. Una vez transcurrido un tiempo de llenado mnimo de 30 segundos o una masa de lquido que sea como mnimo un 15% de la capacidad mxima del instrumento de pesaje se accionar el desviador hacia la posicin de vertido en direccin de retorno al tanque de almacenamiento y en este momento se detendr el conteo realizado por el sistema de medida del tiempo.

4. Se anotar la indicacin inicial del caudalmetro a calibrar, en caso que sea necesario (si la medida es por diferencia de dos medidas consecutivas tomadas del caudalmetro a calibrar).

5. En este momento se anota la lectura dada por el caudalmetro a calibrar y la lectura dada por el instrumento de pesaje con la masa de lquido contenida en el depsito de pesada.

Este proceso se repetir cinco veces para cada punto de caudal calibrado y una vez realizado este proceso se continuar con un nuevo punto de caudal repitiendo la secuencia mencionada anteriormente.


31

1.7 Anlisis y Soluciones 1.7.1 Clculos del Proceso de Calibracin 1.7.1.1 Introduccin

En este apartado se mostrarn los principales clculos para el proceso de calibracin del caudalmetro, comparando la medida de ste por otra medida ms precisa a partir del mtodo anteriormente mencionado en el Apartado 1.6.2.

1.7.1.2 Toma de Tratamiento de Datos

Se verificar que todos los instrumentos, medios y sistemas de medida utilizados en el proceso de calibracin estn dentro de su periodo vlido de calibracin.

Al inicio del proceso de calibracin para cada punto de caudal se anotarn en la hoja de toma de datos:

Temperatura ambiente inicial. Presin baromtrica inicial. Humedad relativa inicial. Densidad de las masas utilizadas en la calibracin del instrumento de pesaje.

Para cada punto de calibracin se obtienen los datos siguientes:

Smbolo Magnitud Unidades (SI) Io Indicacin con depsito de pesada vaco kg I Indicacin con depsito de pesada lleno kg a Densidad del aire kg/m3 p Densidad de masas patrn kg/m3 m Masa del lquido kg t Tiempo de llenado s

qmi Caudal msico kg/s Densidad del lquido kg/m3

qvi Caudal volumtrico m3/s D Dimetro interior de la tubera m

T Temperatura del lquido utilizado en la calibracin.

K

Li Lectura inicial caudalmetro a calibrar. m3/s Lf Lectura final caudalmetro a calibrar. m3/s

Al finalizar el proceso de calibracin, en cada punto de caudal se anotarn en la hoja de toma de datos:

Temperatura ambiente final Presin baromtrica final. Humedad relativa final.


32

Se calcularn los siguientes parmetros, utilizando las expresiones que se indican:

1. m = masa medida

m = I Io

Si el proceso de calibracin se realiza con un instrumento de pesaje de funcionamiento no automtico provisto de dispositivo de tara o de puesta a cero la indicacin obtenida ser:

m = I

2. Se calcularn la densidad del aire hmedo. Para ello se determinar la presin media, la temperatura media y la humedad relativa media con los datos iniciales y finales de cada una de las condiciones ambientales.

3. qmi = caudal msico patrn en una iteracin:

)(

)(

1

1

ap

ap

a

p

a

mit

m

t

mq

=

=

4. qvi = caudal volumtrico patrn en una iteracin:

)(

)(

ap

apmvi

t

mqq

==

5. vq = caudal volumtrico patrn medio en cada punto de caudal calibrado:

=

=n

i

viqn 1

v1

q

n = nmero de iteraciones en cada punto de caudal de calibracin.

6. Para cada punto de caudal calibrado se calcular el correspondiente coeficiente de calibracin que es el cociente entre el caudal medio indicado por el caudalmetro mensurando en las iteraciones realizadas, en las condiciones de referencia definidas.

men

vv

q

q=


33

1.7.2 Clculos del Sistema de Tuberas 1.7.2.1 Introduccin

En este apartado aplicando los principios de la mecnica de fluidos, se analizar con una base matemtica cuales son las caractersticas principales de cada sector del sistema de tuberas. Se determinar el tipo de caudal que pasa por cada sector de la tubera y dependiendo del comportamiento de ste se calcularn las prdidas ocasionadas en el sistema.

1.7.2.2 Comportamiento del Fluido

El comportamiento de un fluido, en particular en lo que se refiere a las prdidas de energa, depende de que el flujo sea laminar o turbulento.

Smbolo Magnitud Unidades (SI) D Dimetro del tubo m Viscosidad N.s/m2 Densidad del fluido kg/m3 v Velocidad promedio del flujo m/s

NR Nmero de Reynols

vDNR =

Si NR < 2000, el flujo es laminar

El tipo de movimiento del fluido es perfectamente ordenado, estratificado, suave, de manera que el fluido se mueve en lminas paralelas sin entremezclarse

Figura 2. Flujo laminar

Si 2000 < NR < 4000

El flujo est en una regin crtica en la que no sabremos como se comportar.


34

Si NR > 4000, el flujo es turbulento

El flujo turbulento es catico y vara de forma constante.

Figura 3. Flujo turbulento

1.7.2.3 Clculo de Caudal y Presin de Salida

Principio de Continuidad

Smbolo Magnitud Unidades (SI) M Flujo msico kg/s Densidad del fluido kg/m3 A Seccin de la tubera m2 v Velocidad promedio del flujo m/s

El mtodo de clculo de la velocidad de flujo en un sistema de conductos cerrados depende del principio de continuidad2. Un fluido circula con un flujo volumtrico constante, es decir, la cantidad de fluido que circula a travs de cualquier seccin en cierta cantidad de tiempo es constante. Esto se expresa en trminos de flujo msico as:

21 MM =

o bien, debido a que M = Av, tenemos:

222111 vAvA =

2 Robert L. Mott. Mecnica de fluidos. Pearson Educacin. Sexta edicin. 2006


35

Ecuacin de Bernoulli

Smbolo Magnitud Unidades Unidades (SI) w Peso del elemento kg z Distancia con el punto de referencia m g Fuerza de la gravedad N m.kg/s2 v Velocidad promedio del flujo m/s p Presin de flujo Pa kg/m.s2 Peso especfico kg

Energa potencial

Debido a su elevacin, la energa potencial del elemento en relacin con algn nivel de referencia es:

wzEP =

Energa cintica

Debido a su velocidad, la energa cintica del elemento es:

g

wvEC

2

2

=

Energa de flujo

Representa la cantidad de trabajo necesario para mover el elemento de fluido a travs de cierta seccin contra la presin p.

wpEF =

Entonces la cantidad total de energa de estas tres formas que posee el elemento de fluido es la suma E.

ECEPEFE ++=

g

wvwz

wpE

2

2

++=

g

vz

pE

2

2

++=

Suponiendo que no exista prdida de carga, el principio de conservacin de la energa requiere que:

21 EE =

g

vz

p

g

vz

p

22

22

22

21

11 ++=++


36

Prdidas de Carga

Cada vlvula, codo, reductor y agrandamiento, ocasiona que se pierda energa del fluido. Adems, mientras el fluido pasa por tramos recto de tubo, se pierde energa debido a la friccin.

Un fluido en movimiento presenta resistencia por friccin al fluir. Parte de la energa del sistema se convierte en energa trmica (calor), que se disipa a travs de las paredes de la tubera por la que circula el fluido.

Las prdidas y ganancias de energa en un sistema se contabilizan en trminos de energa por unidad de peso del flujo que circula por l. Como abreviacin de la carga emplearemos el smbolo h, para las prdidas y ganancias de energa.

hA Energa que se agrega al fluido con un dispositivo mecnico, como una bomba.

hR Energa que se remueve del fluido por medio de un dispositivo mecnico.

hL Prdidas de energa del sistema por la friccin en las tuberas, o prdidas menores por vlvula y otros accesorios.

g

vz

phh

g

vz

pLA 22

22

22

21

11 ++=+++

g =

g

vz

g

phh

g

vz

g

pLA 22

22

22

21

11 ++=+++

22

22

22

21

11v

gzPghghv

gzP LA

++=+++

La magnitud de las prdidas de energa que produce la friccin del fluido, las vlvulas y accesorios, es directamente proporcional a la carga de velocidad del fluido.

=

g

vKhL 2

2

El trmino K es el coeficiente de resistencia.


37

Las prdidas de energa vendrn determinadas por el tipo de flujo que tengamos.

Ecuacin de DArcy

g

v

D

LfhL

2**

2

=

donde:

Smbolo Magnitud Unidades (SI) hL Prdida de energa debido a la friccin m

L Longitud de la corriente del flujo m D Dimetro de la tubera m2 v Velocidad promedio del flujo m/s

f Factor de friccin

NR Nmero de Reynols

La ecuacin de DArcy se utiliza para calcular la prdida de energa debido a la friccin en secciones rectilneas y largas de tubos redondos, tanto para flujo laminar como turbulento. La diferencia entre los dos flujos est en la evaluacin del factor de friccin adimensional.

Flujo laminar

RNf

64=

Flujo turbulento

El nmero adimensional f para este tipo de caudal depende del nmero de Reynols y la

rugosidad relativa de la tubera. La rugosidad relativa es la relacin del dimetro de la tubera D a la rugosidad promedio de su pared .

2

9.0

74.5

)/(7.3

1log

25.0

+

=

RND

f


38

Figura 1.4. Diagrama de Moody 3

Figura 1.5. Explicacin por partes del diagrama de Moody

3 Pao.R.H.F. Fluid Mechanics. Jonh Wiley e hijos. 1961


39

Las prdidas de energa son proporcionales a la carga de velocidad del fluido, conforme pasa por un codo, expansin o contraccin de la seccin de flujo, o por una vlvula. Por lo general, los valores experimentales de las prdidas se reportan en trminos de un coeficiente de resistencia K:

K Tipo de singularidad 40 50 80 100 125

Codo 0,4 0,38 0,34 0,32 0,30 Vlvula giratoria

5

Vlvula giratoria lateral

10

Estrechamiento (1-(D1/D2) 2) 2

Ensanchamiento 0,5(1-(D1/D2) 2) 2 Tabla 1.3. Coeficientes de resistencia

Siendo las prdidas:

g

vKhs 2

*2

=

El mtodo que se emplea consiste en expresarlas en forma de longitud equivalente (Le), es decir, valorar cuntos metros de tubera recta del mismo dimetro producen una prdida de carga continua que equivale a la prdida que se produce en el punto singular.

Por lo tanto, la longitud equivalente de una singularidad puede determinarse igualando las frmulas para el clculo de hs y hc:

f

DKLeL

g

v

D

Lf

g

vKhh

g

v

D

Lfh

g

vKh

LS

L

S

====

=

=

2**

2*

2**

2*

22

2

2

La prdida de carga total en una tubera de longitud L con i singularidades de longitud equivalente Lei a cada una de ellas, ser la que produce una tubera del mismo dimetro pero con una longitud total :

+= eiT LLL


40

1.7.2.4 Clculo de la Densidad del Agua

Para el clculo del valor de la densidad de una muestra debidamente preparada de agua destilada y desionizada, se utiliza la ecuacin de Wagenbreth y Blake a partir de los valores de la temperatura del agua en el momento del ensayo. Para el clculo de la densidad a la temperatura del ensayo se usa dicha ecuacin:

=

=5

0n

nwnw tc

Siendo tw = temperatura en grados centgrados de acuerdo con la Escala Internacional

de Temperatura (EIT-90) y los coeficientes:

c0 = 9,998369564.102 kg/m3

c1 = 6,7998613.10-2 C-1.kg/m3

c2 = -9.1101468.10-3 C-2. kg/m3

c3 = 1,0058299.10-4 C-3.kg/m3

c4 = -1,1275659.10-6 C-4.kg/m3

c5 = 6,5985371.10-9 C-5.kg/m3

Siendo:

w densidad del agua

tw temperatura en grados Celsius de acuerdo con IT-90

u(t) incertidumbre asociada a la medida de temperatura

u(f) incertidumbre relativa asociada ala frmula

uc(w) incertidumbre tpica combinada de la densidad del agua

El resultado obtenido para el valor de la densidad del agua se expresar siempre e unidades del SI, es decir en kg/m3, aportando, as mismo el dato de la temperatura para la que se ha calculado este valor.

1.7.2.5 Clculo de la Densidad del Aire Hmedo

El presente clculo se basa en la determinacin de la densidad del aire y su incertidumbre partiendo de la ecuacin recomendada por el Comit Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) para la determinacin de la densidad del aire hmedo de P. Giacomo (1981)

Los valores aqu tratados son los adaptados a la nueva escala de temperatura IT-90 dados en el Repport de la 4 sesin del Comit Consultivo para la masa del Comit Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) en 1991.


41

Proceso de Clculo

a Densidad del aire.

p presin

Ma Masa molar de aire seco

v Fraccin molar de vapor de agua.

Mv Masa molar de vapor de agua

T Temperatura termodinmica ambiente expresada en Kelvin

R Constante molar de los gases.

Z Factor de comprensibilidad.

a = p Ma [1- v (1- Mv / Ma)]/Z R T

Esta ecuacin contiene una serie de parmetros que son considerados constantes, R, Mv, Ma y otros, v y Z, que sern determinados en cada momento como funcin de las condiciones ambientales experimentales.

Constante molar de los gases R

R es una constante universal. Su valor fue recalculado segn la nueva escala de temperatura EIT (90) como R = 8,314510 J.K-1.mol-1

1.7.3 Clculos de Incertidumbres

1.7.3.1 Introduccin

Para el clculo de incertidumbres se han seguido las pautas recomendadas en la Gua para expresin de la incertidumbre de medida y documento CEA-ENAC-LC/02.

El resultado de la calibracin es el coeficiente de calibracin a partir del caudal volumtrico patrn y del caudal medido por el caudalmetro a calibrar4.

A partir de las expresiones, se distinguen por un lado las incertidumbres del sistema de calibracin (patrones y medios auxiliares) y por otro las correspondientes al caudalmetro a calibrar durante la calibracin que variarn segn las caractersticas y comportamiento. Las del sistema de calibracin, resolucin deriva y repetibilidad del instrumento de medida del tiempo; las debidas a la determinacin de la densidad del aire hmedo determinada a partir de medida de la presin, temperatura y humedad ambientales; las debidas a la determinacin de la densidad del lquido del lquido de calibracin determinada a partir de la temperatura del lquido de ensayo y las debidas a la densidad de las masas utilizadas en la calibracin del instrumento de pesaje. Para el caudalmetro a calibrar tendremos la incertidumbre debida a su resolucin, su repetibilidad, su estabilidad y las debidas a las magnitudes de influencia (temperatura).

4 Centro espanyol de metrologia. Procedimiento me-008 para la calibracin de caudalmetros de lquidos mediante mtodo gravimtrico. Minsterio de ciencia y tecnologa. Edicin 0.


42

1.7.3.2 Incertidumbre del Sistema de Calibracin (uqv)

Para calcular la incertidumbre se aplica la ley de propagacin de incertidumbre a la funcin

qv = f(m, t, a, p, )

(uqv) = (cm)2(um) 2 + (ct) 2(ut) 2 + (ca) 2(ua) 2 + (cp) 2(up) 2 + (c) 2(u) 2

Incertidumbre Tpica Asociada al Instrumento de Pesaje (um)

(um) 2 = (ucal) 2 + (ures) 2 + (urep) 2 + (uder) 2

donde:

ucal es la incertidumbre debida al certificado de calibracin; ures es la incertidumbre debida a la resolucin del instrumento; urep es la incertidumbre debida a la repetibilidad del instrumento; uder es la incertidumbre debida a la deriva del instrumento. ucal y urep se obtienen a partir de los datos del certificado de calibracin y su valor ser U/k.

ures se obtiene dividiendo la resolucin la resolucin del instrumento por 12 .

uder se obtiene dividiendo la deriva mxima del instrumento en el periodo de calibracin

por 3 . Esta deriva se puede obtener del histrico del instrumento, de datos del fabricante aportados en el manual del equipo, por informaciones de otros laboratorios anlogos, etc

Incertidumbre Tpica Asociada al Instrumento de Medida del Tiempo (ut)

(ut) 2 = (ucal) 2 + (ures) 2 + (urep) 2 + (uder) 2

donde:

ucal es la incertidumbre debida al certificado de calibracin;

ures es la incertidumbre debida a la resolucin del instrumento;

urep es la incertidumbre debida a la repetibilidad del instrumento;

uder es la incertidumbre debida a la deriva del instrumento.

ucal y urep se obtienen a partir de los datos del certificado de calibracin y su valor ser U/k.

ures se obtiene dividiendo la resolucin la resolucin del instrumento por 12 .

uder se obtiene dividiendo la deriva mxima del instrumento en el periodo de calibracin

por 3 . Esta deriva se puede obtener del histrico del instrumento, de datos del fabricante aportados en el manual del equipo, por informaciones de otros laboratorios anlogos, etc


43

Incertidumbre Tpica Asociada al Clculo de la Densidad del Aire Hmedo (ua)

Es importante distinguir entre:

Contribucin de incertidumbre debida a los parmetros medidos.

Los parmetros medidos son: presin, temperatura ambiental y humedad relativa.

Sus contribuciones en la ecuacin de la incertidumbre de la densidad del aire son los tres primeros trminos de la expresin siguiente:

222

22

22

111)(formulah

a

ap

a

at

a

aa

a uuh

up

uT

u+

+

+

=

Analizando cada uno de estos miembros por separado mediante un procedimiento matemtico de derivados parciales obtenemos los siguientes valores:

)/1(10.41 3

KT

a

a

=

)/1(10.11 5

Pap

a

a

=

)/1(10.91 3

hh

a

a

=

Los valores u(T), u(p) y u(h) dependen de los instrumentos climticos utilizados.

Contribucin de incertidumbre debida a la frmula

Corresponde a la incertidumbre de la densidad del aire debida a la ecuacin en s misma, y depende de las incertidumbres de los valores que fueron considerados constantes R, Ma, Mv, y los valores tabulados Zo, fo, y psvo de z, f y psv.

Como no se mide CO2 la incertidumbre relativa debida a la frmula es 10,3 10-5


44

Incertidumbre Tpica Asociada al Clculo de la Densidad del Lquido de Calibracin (u)

De acuerdo con la ley de propagacin de incertidumbres, la incertidumbre combinada de un resultado de medida se obtiene por combinacin de las incertidumbres particulares de cada variable implicada.

( )( ) ( )futut

u

w

w

w

wc 22

2

+

=

siendo el significado de las expresiones:

u(t) incertidumbre asociada a la medida de temperatura con el termmetro, resultado de su calibracin, para un factor de cobertura k=1.

u(f) incertidumbre relativa asociada a la frmula.

Incertidumbre relativa debida a la frmula:

u(f) = 5. 10-6

Se toma este valor asociado al conocimiento de la composicin isotpica del agua.

Siendo:

Temperatura (C) w /t

(kg m-3 C-1) 0 0,059 2 0,024 4 -0,008 6 -0,039 8 -0,068

10 -0,095 12 -0,121 14 -0,145 16 -0,168 18 -0,190 20 -0,212 22 -0,232 24 -0,252 26 -0,271 28 -0,289 30 -0,306 32 -0,323 34 -0,340

Tabla 1.4. Valor asociado a la composicin isotpica del agua


45

Incertidumbre Tpica Asociada a la Densidad de las Masas Utilizadas en la Calibracin del Instrumento de Pesaje (up) Se obtiene del certificado de calibracin U/k.

Magnitud Xi

Estimacin xi

Incertidumbre tpica u(xi)

Coeficiente sensibilidad

ci

Contrib. a la incert. tpica

ui(y) Ucert/k cm Ucert/k

res/(2 3 ) cm res/(2 3 ) Ucert/k cm Ucert/k

m m

cm

cm Ucert/k ct Ucert/k

res/(2 3 ) ct res/(2 3 ) ct

t t

ct

ct a a ua / a ca ca ua p p Ucert/k cp cp Ucert/k u / c c u

qv = )(2 yuu i Tabla 1.5.Frmulas utilizadas en el clculo de la incertidumbre tpica asociada al instrumento de pesaje

Los coeficientes de sensibilidad son:

cm = qv /m

ct =-( qv /t)

ca =-( qv (1/( p - a)) + (1/( - a)))

cp = qv ((1/( p - a)) - (1/ p))

c =-(qv /( - a))

Incertidumbre tpica debida al caudalmetro a calibrar (uqmen)

(uqmen) 2 = (ures) 2 + (urep) 2 donde: ures es la incertidumbre debida a la resolucin del instrumento; urep es la incertidumbre debida a la repetibilidad del instrumento;

ures se obtiene dividiendo la resolucin la resolucin del instrumento por 12 . urep se obtiene dividiendo las desviacin tpica de las lecturas de caudal dadas por el

caudalmetro a calibrar por n siendo n el nmero de iteraciones.


46

Incertidumbre Tpica Debida al Clculo del Coeficiente de Calibracin (uv)

Para calcular la incertidumbre se aplica la ley de propagacin de incertidumbre a la funcin

v = f(qv, qmen)

(uv) 2 = (cqv) 2 + (uqv) 2 + (cqmen) 2 + (uqmen) 2

Magnitud Xi

Estimacin xi

Incertidumbre tpica u(xi)

Coeficiente sensibilidad

ci

Contrib. a la incert. tpica ui(y)

qv qv uqv 1/ qmen (1/ qmen)( uqv) qmen qmen uqmen - qv /( qmen) 2 (-qv/(qmen)2)(uqmen)

v qv / qmen )()( 2 yuu iv = Tabla 1.6.Clculo de la incertidumbre tpica debida al Clculo del Coeficiente de Calibracin

Incertidumbre expandida (U) U=k.u La incertidumbre de medida expandida se ha obtenido multiplicando la incertidumbre combinada por un factor de cobertura k=2, que corresponde a una probabilidad de cobertura aproximada del 95%.

1.7.3.3 Interpretacin de los Resultados

Una vez se obtengan los datos de cada caudalmetro, se podr realizar una representacin grfica en la cual el caudal mensurado figure en la abcisa y el coeficiente de calibracin en ordenadas.

Sobre los datos obtenidos se puede realizar un ajuste mediante recta de regresin o por mnimos cuadrados.

1.7.4 Seleccin del Autmata Programable El SIMATIC S7-300 controlador universal est especialmente diseado para soluciones de sistemas innovadores en la industria manufacturera, en particular la industria automotriz y de envases. Este controlador modular sirve como un sistema de automatizacin ideal universal para configuraciones centralizadas y descentralizadas. Tecnologa de seguridad y control de movimiento puede ser integrado con la automatizacin estndar en este controlador universal5.

Nmeros de Entradas y Salidas

Tipo N Total Entrada digital 25 Salida digital 22 Entrada analgica 49 Salida analgica 32

Tabla 1.7. Nmero total de entradas y salidas del PLC

5 HTTP:/www.siemens.es


47

Tratamiento de Entradas y Salidas Analgicas

Las entradas y salidas analgicas en el presente proyecto son las siguientes:

1 5 V

0 10 V

4 20 mA

Cada uno de los mdulos tendr la misma conexin, es decir, se conectara un mismo tipo de entrada o de salida.

Al ser un proyecto de calibracin se ha dado prioridad a la velocidad de transmisin, para obtener resultados ms rpidos. Tambin se ha tenido en cuenta que el error fuera el mnimo posible.

La resolucin mxima es de 15 bits

La resolucin es inferior, los dgitos insignificantes se rellenan con 0

La resolucin depende del tipo de tarjeta analgica y de su parametrizacin

La misma tarjeta se puede parametrizar:

o para intensidad o tensin. Unipolar o bipolar

o el signo: 0 -->+, 1 --> -

o las direcciones utilizadas son: PIW 288 y PIW 290. PQW 304 y PQW 306

Resolucin Valor analgico

N de bits 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Peso del bit 215 214 213 212 211 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20

Cod. 14 bits (+S) 0 X X X X X X X X X X X X X X 0

Cod. 12 bits (+S) 0 X X X X X X X X X X X X 0 0 0

Cad. 9 bits (+S) 0 X X X X X X X X X 0 0 0 0 0 0

Tabla 1.8. Representacin digital

Para introducir y editar valores analgicos se utilizarn las funciones FC 105 "SCALE" (graduar valores) y FC 106 "UNSCALE" (degraduar valores) en STEP 7.


48

1.7.5 Introduccin al Step 7

1.7.5.1 Escritura del Programa

En los autmatas programables PLC, las tareas se formulan en programas de usuario. En ellos el usuario fija en una serie de instrucciones cmo el autmata debe mandar o regular una instalacin. Para que el autmata pueda entender el programa, debe estar escrito siguiendo las reglas prefijadas y en un lenguaje determinado de programacin. Para la programacin de este proyecto se ha utilizado el STEP 7. 1.7.5.2 Lenguajes de Programacin

Al generar un bloque o un archivo fuente hay que indicar en las propiedades del objeto con qu lenguaje de programacin y con qu editor se desea crear el bloque o la fuente. Conforme a su eleccin, se arrancar el editor correspondiente al abrir el bloque o el archivo fuente.

Lenguaje de programacin KOP

La representacin del lenguaje de programacin grfico KOP (esquema de contactos) es similar a la de los esquemas de circuitos. Los elementos de un esquema de circuitos, tales como los contactos normalmente cerrados y normalmente abiertos, se agrupan en segmentos. Uno o varios segmentos constituyen el rea de instrucciones de un bloque lgico.

Lenguaje de programacin FUP

El lenguaje de programacin FUP (diagrama de funciones) utiliza los smbolos grficos del lgebra booleana para representar la lgica. Tambin es posible representar en conexin directa con los cuadros lgicos funciones complejas, como por ejemplo funciones matemticas.

Lenguaje de programacin AWL

El lenguaje de programacin AWL (lista de instrucciones) es un lenguaje textual orientado a la mquina. Las diversas instrucciones equivalen a los pasos de trabajo con los que la CPU ejecuta el programa. Las instrucciones pueden ser agrupadas en segmentos.

Lenguaje de programacin S7-GRAPH

El software opcional S7-GRAPH (Control secuencial) es un lenguaje grfico de programacin que permite programar controles secuenciales. Comprende la creacin de una cadena de etapas, la definicin de los contenidos de las mismas y las condiciones de transicin. El contenido de las etapas se define con un lenguaje de programacin especial (similar a AWL), en tanto que las condiciones de transicin se introducen en una representacin del esquema de contactos (parte del lenguaje de programacin KOP).

S7-GRAPH permite representar tambin procesos complejos de forma muy clara, permitiendo as una programacin y una bsqueda de errores efectivas.


49

1.7.5.3 Estructura Del Programa

Programacin lineal

Para procesar tareas simples de automatizacin, basta con programar las diferentes instrucciones en un mdulo.

Programacin estructurada

Para mantener la claridad de los programas, una secuencia de instrucciones dispuesta linealmente se estructura en diferentes secciones, con entidad propia, que se programan en mdulos de software. En este caso es posible utilizar tambin mdulos de organizacin que permiten reaccionar puntualmente a interrupciones en la ejecucin cclica del programa.

Para resolver tareas complejas es ms conveniente dividir el programa global en secciones (mdulos) con entidad propia. Este procedimiento tiene las siguientes ventajas:

Programacin ms simple y clara, incluso en programas de gran tamao.

Posibilidad de estandarizar partes del programa.

Facilidad para efectuar modificaciones.

Prueba ms simple del programa.

Utilizacin de subprogramas (Un mdulo se llama desde diferentes puntos).

Figura 1.6. Tipos de programacin


50

1.7.5.4 Tipos de Bloques

Bloque de organizacin

Los bloques de organizacin (OBs) constituyen la interfaz entre el sistema operativo de la CPU y el programa de usuario. En los bloques de organizacin se determina el orden de procesamiento del programa de usuario.

Posibilidades de interrupcin:

La ejecucin cclica del programa puede ser interrumpida por:

o una alarma

o una orden STOP (selector de modo de operacin, comando de men desde la PG, SFC 46 STP, SFB 20 STOP)

o un corte de tensin de red (alimentacin)

o el fallo de un aparato o por un error del programa

Bloque de funcin

Un bloque de funcin (FB) es un bloque lgico con datos estticos. Un FB ofrece la posibilidad de transferir parmetros al programa de usuario. Por tanto, los bloques de funcin son apropiados para programar operaciones complejas que se repitan con frecuencia.

Bloque de funcin del sistema

Un bloque de funcin de sistema (SFB) es un bloque de funcin integrado en el sistema operativo de la CPU que se puede llamar, dado el caso, desde el programa de usuario

STEP 7.

Bloque de datos

Los bloques de datos (DB) son reas de datos del programa de usuario que contienen datos de usuario. Existen bloques de datos globales a los que se puede acceder desde todos los bloques lgicos y existen bloques de datos de instancia que estn asignados a una determinada llamada de FB.

Bloque de datos de instancia

Cada llamada de un bloque de funcin en el programa de usuario de STEP 7 tiene asignado a un bloque de datos que se genera automticamente. El bloque de datos de instancia contiene los valores de los parmetros de entrada, salida y entrada/salida, as como los datos locales del bloque.

Bloque lgico

Un bloque lgico es un bloque de SIMATIC S7 que contiene una parte del programa de usuario de STEP 7, (Al contrario que un bloque de datos, ste contiene solamente datos.)


51

1.7.6 Introduccin al GRAPHET 1.7.6.1 Qu Es el GRAPHET?

Grfico Funcional de Control de Etapas y Transiciones

Es un sistema grfico de representacin de control (secuencial) mediante la sucesin alternada de etapas y transiciones.

Es una variante del Diagrama de Transiciones de Estados.

Es una simplificacin sistematizada de las Redes de Petri.

Est normalizado a nivel europeo CEI 848.

1.7.6.2 Programar S7-GRAPH Con S7-GRAPH se puede programar las secuencias que se desee controlar con un sistema de automatizacin SIMATIC de forma clara y rpida. Para ello se debe dividir el proceso en distintas etapas con un volumen de funciones no demasiado extenso. Dicho proceso se representa grficamente y puede documentarse tanto con figuras como con texto.

En las etapas se determinan las acciones que se van a ejecutar. El paso de una etapa a otra se regula mediante condiciones de transicin. Estas condiciones se definen con ayuda de los lenguajes de programacin KOP (esquema de contactos) y FUP (diagrama de funciones)

1.7.6.3 Cadena Secuencial Una cadena es el ncleo de un control secuencial. En ella se crea y procesa el programa que ejecutar el control secuencialmente.

Las cadenas secuenciales se componen de una serie de etapas secuenciales que se activan en un orden determinado segn las condiciones de transicin programadas.

Las cadenas secuenciales se componen de una serie de etapas, las cuales se activan siguiendo un orden determinado que depende de las condiciones de transicin programadas.

Estructuras de una Cadena Secuencial La estructura ms sencilla de una cadena secuencial es una secuencia lineal de etapas y transiciones sin rama alguna.

Las cadenas lineales empiezan con una etapa y terminan con una transicin, la cual puede ir seguida de un salto a una etapa cualquiera o del fin de la cadena.


52

La secuencia lineal puede ampliarse con:

Ramas (rama alternativa, rama simultnea).

Saltos a una etapa cualquiera.

Otras cadenas secuenciales cuya ejecucin depender de la primera cadena o que se ejecutarn de forma totalmente independiente.

Operaciones permanentes situadas antes o despus de la cadena secuencial.

Reglas a Seguir para Estructurar una Cadena Secuencial

La estructura de la cadena secuencial debe cumplir las siguientes reglas:

Un FB S7-GRAPH puede contener hasta un total de 250 etapas y 250 transiciones. Las etapas y transiciones slo se pueden insertar por parejas.

Al llamar al FB de S7-GRAPH arrancan cadenas secuenciales

o con la primera etapa de la cadena secuencial correspondiente o

o con la etapa inicial.

Las cadenas secuenciales pueden contener hasta 256 ramas con

o 125 ramas alternativas como mximo y/o

o 249 ramas simultneas como mximo.

Para que el tiempo de ejecucin no sea excesivo se recomienda no programar ms de 20 a 40 ramas dependiendo de la CPU utilizada.

Las ramas derivadas slo se pueden cerrar conducindolas a otra rama que se encuentre a la izquierda de la que se desea cerrar.

Los saltos pueden insertarse detrs de una transicin al final de una rama. Los saltos desembocan delante de una etapa de la misma o de otra cadena del FB actual.

Los fines de cadena se pueden aadir al final de una rama tras una transicin; as desactivarn el procesamiento de la misma.

Las operaciones permanentes se pueden definir antes o despus de la cadena secuencial en el campo previsto. Se llaman una vez en cada ciclo.


53

Elementos de una Cadena Secuencial

La lista siguiente muestra los elementos que pueden contener una cadena secuencial y los botones de la barra de herramientas "Cadena" que sirven para crear dichos elementos:

Etapa + transicin

Salto

Abrir rama alternativa

Cerrar rama alternativa

Abrir rama simultnea

Cerrar rama simultnea

Fin de cadena

Insertar cadena Tabla 1.9. Elementos de una cadena secuencial

La estructura de la cadena secuencial se puede programar en la vista "Cadena".

1.7.6.4 Elementos de un Graphet

Etapa

La tarea que se desea realizar con el control secuencial se divide en distintas etapas. En estas etapas se definen las acciones que ejecuta el control en un estado determinado (p. ej.: el forzado de las salidas o la activacin y desactivacin de las etapas).

Transicin

Una transicin es aquella parte de la cadena secuencial que contiene las condiciones para avanzar de una etapa a la si

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