Controladores de flujo

APLICACIONES DE CONTROL EQUIPO 4

INTEGRANTES:Ricardo Daniel Caldern Hernndez David German Ceballos RosasPedro Manuel Cruz RuizYair Romero PachecoIrving AlavezReyesDaniel Utrera VallejoRicardo Landa LenAPLICACIONES DE CONTROLPresenta: Vallejo UtreraTRANSDUCTORESSon aquellos instrumentos que reciben una o ms seales en funcin de una magnitud fsica y la convierte, modificada o no, en una seal de salida. Algunos ejemplos de transductor son, un elemento primario, un rel, un transmisor, un termopar, una termo resistencia, entre otros.

INSTRUMENTO CIEGO

Son aquellos instrumentos que no poseen indicacin visible de la variable a medir, es decir solo se le ajustan los valores lmites de trabajo (histresis). Entre estos instrumentos encontramos a los presostatos y a los termostatos, los cuales son interruptores que se activan y desactivan segn el valor ajustado en el mismo para tal tarea

INSTRUMENTOS INDICADORES

Son aquellos instrumentos que dan una lectura visible de la variable a medir, estn compuestos por un ndice y una escala graduada para visualizar el rango de medida, tambin existen los instrumentos indicadores digitales los cuales constan de una pantalla LCD y pueden indicar el valor de una determinada variable con nmeros digitales. Entre los instrumentos indicadores podemos encontrar: los rotmetros, los termmetros, entre otros.

TRANSMISORES

Son aquellos instrumentos que captan la seal medida por el elemento primario y la transmiten a travs de una seal estndar de comunicacin, esta seal puede ser hidrulica o elctrica, la seal estndar de comunicacin hidrulica ms usada es la que va de 3 a 15 psi, y la seal estndar de comunicacin elctrica ms utilizada es la que va de 4 a 20 mA.

REGISTRADORES

Son aquellos instrumentos que mantienen un registro del comportamiento de las variables en un intervalo de tiempo a travs de trazos continuos o de puntos, estos suelen ser de grficos circulares, rectangulares o alargados. Los registradores grficos circulares suelen tener el grfico de una revolucin en 24 horas, mientras que los de grfico rectangular suelen tener una velocidad de 20 mm/h.

CONTROLADORES

Son aquellos instrumentos que reciben el valor de la variable medida y la comparan con un valor deseado (set point) para luego tomar una accin correctiva si el valor de desviacin es muy grande. Estos instrumentos pueden recibir la seal directamente del elemento primario o indirectamente a travs de una seal de transmisin estndar procedente de un transmisor.

CONVERTIDORESSon instrumentos que reciben una seal estndar de presin de 3 a 15 psi, o una seal estndar de corriente de 4 a 20 mA procedente de un determinado instrumento y despus de modificarla la transmiten a la salida en una seal estandarizada. ELEMENTOS FINALES DE CONTROLSon los elementos que reciben una seal del controlador para dar un efecto final de control en un determinado proceso. Un ejemplo de elemento final de control suelen ser las vlvulas con actuador neumtico que se utilizan para controlar el caudal de un fluido en determinados procesos industriales

CONTROLADORES DE TEMPERATURAPresenta: Yair Romero PachecoQu es un controlador de temperatura?Antecedentes.Funcin y proceso de un controlador de temperatura.Tipos de controladores de temperatura y funcin de cada uno.Tamaos de DIN estndar.

Qu es un controlador de temperatura?

Es un dispositivo con el cual seestablece la temperatura que sedesea de un medio ambiente, coneste dispositivo se monitorea latemperatura, y se produce unaorden de cambio de sta misma,que se hace mediante un controlinalmbrico o una computadora, enambos controles (computadora ycontrol inalmbrico) se observa entodo momento la temperaturaactual.

AntecedentesEn las actividades del hombrees necesario tener el controldel ambiente que lo rodea,esto implica tambin elcontrol de la temperatura, elequipo informa de latemperatura en que seencuentra y se manipula stasegn se necesita. Por tanto este dispositivo es til en muchas de estas actividades como son; tener la temperatura de un calentador de agua de una casa hasta realizar tareas de una planta de produccin, estos son ejemplos simples en los cuales se aplica ste dispositivo, pero en las tareas del hombre tiene otros campos de aplicacin.

Funcin y proceso de un controlador de temperatura.

Para controlar con precisin la temperatura del proceso sin la participacin continua del operador, un sistema de control de temperatura se basa en un controlador, el cual acepta un sensor de temperatura tal como un termopar o RTD como entrada. Se compara la temperatura real ala temperatura de controldeseada, o punto de ajuste, yproporciona una salida a unelemento de control. Elcontrolador solo es una parte delsistema de control, y todo elsistema debe ser analizado paraelegir un controlador adecuado.

Los siguientes puntos deben ser considerados al seleccionar un controlador:Tipo de sensor de entrada (termopar, RTD) y rango de temperaturaTipo de salida requerida (rel electromecnico, SSR, salida analgica)Algoritmo de control necesario (encendido / apagado, proporcional, controlador PID)Nmero y tipo de salidas (calor, fro, alarma, lmite)

Tipos de controladores de temperatura y funcin de cada uno.

Hay tres tipos bsicos de controles: controladorPID, ON/OFF y proporcional. Dependiendo delsistema a ser controlado, el operador ser capazde utilizar uno u otro tipo para controlar elproceso.

Controlador On / Off

Un controlador ON/OFF es laforma ms simple para el controlde temperatura. La salida deldispositivo est encendida oapagada, sin un estado medio.Un controlador ON/OFF cambiala salida slo cuando latemperatura atraviesa el puntode ajuste. Para el control delcalentamiento, la salida se activacuando la temperatura est pordebajo del punto de ajuste, y seapaga cuando est por encimadel mismo.Controlador proporcional

Los controles proporcionales estndiseados para eliminar el cicloasociado del control on-off. Uncontrolador proporcionaldisminuye la potencia mediasuministrada al calentador cuandola temperatura se aproxima alpunto de ajuste. Esto tiene elefecto de disminuir la energa delcalentador al aproximarse al puntode ajuste sin que lo sobrepase,mantenimiento unatemperatura estable. Esta accinde dosificacin se puede realizargirando el encendido y apagado desalida para intervalos cortos detiempo.Controlador PID

El tercer tipo de control es el controlador PID, ofrece unacombinacin del proporcional con control integral yderivativo. Este controlador combina control proporcionalcon dos ajustes adicionales, que ayuda a la unidadautomticamente a compensar los cambios en el sistema.Estos ajustes, integral y derivativo, se expresan enunidades basadas en el tiempo, tambin se les nombra porsus recprocos, RATE y RESET, respectivamente. Lostrminos proporcional, integral y derivativo se debenajustar de manera individual mediante el mtodo prueba yerror.

Tamaos DIN estndar

Dado que los controladores de temperatura se montan generalmente en el interior de un panel de instrumentos, el panel deber ser adaptado para acomodar el controlador de temperatura. Con el fin de proporcionar una capacidad de intercambio entre los controladores de temperatura, la mayora de los controladores de temperatura estn diseados para tamaos estndar DIN.

CONTROLADORES DE PRESINPresenta: Irving AlavezReynaEstos deben ser capaces de mantener la presin, sin afectar por cambios en las condiciones operativas del proceso para el cual trabaja.

La presin de entrada es siempre mayor que la presin de salida.

Los controladores de presin son aparatos de control de flujo diseados para mantener una presin constante de los mismos, independientemente de las variaciones de presin a la entrada o los cambios de requerimiento de flujo.

Tipos de controladores de presin.

Se distinguen dos tipos de controladores de presin:-De tres vas, con escape.-De dos vas, sin escape

Vlvulas limitadoras de presin.

Las vlvulas limitadoras de presin impiden la elevacin de la presin mxima admisible en un sistema. Es un componente de todo equipo productor de aire comprimido, pero apenas se emplea en los equipos neumticos.

Vlvulas de secuencia.

La vlvula de secuencia es completamente similar en su funcionamiento a una vlvula limitadora de presin, diferencindose nicamente en la aplicacin. La salida de la vlvula de secuencia permanece bloqueada hasta que se alcanza la presin preseleccionada; solo entonces la vlvula se abre y permite circular el aire comprimido desde la entrada hacia la salida.

Uso de los controladores de presin

Los controladores de presin se utilizan para diversos fines:

Gas canalizado: La presin de distribucin es conveniente que sea alta para reducir el volumen del gas en el transporte y debe ser ms alta que la requerida para el uso domestico para garantizar ese mnimo: se utiliza un manorreductor.

Gas combustible: La presin de la bombona de combustible baja segn se vaca o cambia la temperatura ambiente, para que la presin en el aparato (cocina, calentador) sea la correcta, la de la bombona se reduce a una presin fija ms baja.

Suministro de agua domiciliaria y riego: La presin directa del suministro de agua puede ser excesiva y normalmente vara segn los horarios (mayor o menor consumo general), de una localidad a otra o por otros motivos. Para evitar daos y dar una regulacin homognea se utiliza un manorreductor previo a la instalacin de suministros.

Buceo: La presin directa de la botella de aire afectara la salud del buzo a trminos mortales.

CONTROLADORES DE FLUJOPresenta: David German Ceballos RosasFlujoFlujo: El control de flujo es importante desde el punto de vista industrial, para mantener en rgimen de operacin diferentes equipos (Sistemas de refrigeracin, operaciones de separacin) y para efectos contables, en los cuales importa el suministro de ciertos fluidos (gasoductos).

Controladores de flujoLas vlvulas de control de flujo se usan para regular o controlar el flujo de un lquido a travs de un sistema. Por lo general, ese sistema es industrial o tiene un propsito industrial. Una refinera de gas o planta de agua residual utilizar muchas vlvulas de control de flujo para mantener el flujo de agua y compuestos qumicos bajo control. Tambin pueden usarse para medir la cantidad defluidocorriendo a lo largo de un sistema. Hacen esto de varias maneras y utilizan varios mecanismos que le indican a las vlvulas cundo abrirse y cundo cerrarse.

Medicin de Flujo

Medidores de presin diferencialMedidores de velocidadMedidores msicosMedidores volumtricos

Medidores de presin diferencial.

PLACA ORIFICIO

Es una placa con un orificio (generalmente afilado aguas arriba y biselado aguas abajo). Se usa con lquido limpio y gases. Los fluidos sucios producen erosin del filo de la placa. Se usan orificios excntricos: en la parte alta, para permitir el paso de gases al medir lquidos. en la parte baja, para dejar pasar slidos suspendidos.

Tubo Venturi.

Se utiliza cuando es importante limitar la cada de presin. Consiste en un estrechamiento gradual cnico y una descarga con salida tambin suave. Se usa para fluidos sucios y ligeramente contaminados.

Tubo Pitot.

Mide la velocidad en un punto. Consiste en un tubo de pequeo dimetro que se opone al flujo, con lo que la velocidad en su extremo mojado es nula. Midiendo la altura de la columna de lquido tenemos la presin total del punto. Si medimos la presin esttica con otro tubo, podemos calcular la velocidad como funcin de la diferencia de presiones.

Medidores de velocidad Turbina.El fluido entra en el medidor y hace girar un rotor a una velocidad que es proporcional a la del fluido, y por tanto al caudal instantneo.

Medidor electromagntico

Se basan en la Ley de induccin electromagntica de Faraday: el voltaje inducido en un conductor que se mueve en un campo magntico, es proporcional a la velocidad del conductor, dimensin del conductor, y fuerza del campo magntico.

Medidores de ultrasonidos

Emplean ondas ultrasnicas para determinar el caudal. Son buenos para medir lquidos altamente contaminados o corrosivos, porque se instalan exteriormente a la tubera.

Medidor Doppler.

Emite ondas de frecuencia fija que reflejan en el fluido. Como el fluido posee velocidad se produce una variacin de la frecuencia de la onda reflejada.

Medidores msicos.

Medidor msico trmico.Consiste en aportar calor en un punto de la corriente y medir la T aguas arriba y aguas abajo.

Medidor de Coriolis

Se basa en que la aceleracin absoluta de un mvil es la resultante de la relativa, la de arrastre y la de Coriolis Tres bobinas electromagnticas forman el sensor.

Medidores volumtricos.

Medidor de desplazamiento positivo.El flujo se divide en segmentos de volumen conocido, contando el nmero de segmentos en un intervalo de tiempo. Se usa en aplicaciones de fluidos de alta viscosidad, y fluidos de menos de 5 S/cm (no se pueden usar el medidor magntico). No se recomienda con fluidos sucios al existir partes mviles.

CONTROLADORES DE NIVELPresenta: Pedro Manuel Cruz RuizQue son?Loscontroles de nivelson dispositivos o estructuras hidrulicas cuya finalidad es la de garantizar el nivel del agua en un rango de variacin preestablecido. Existen algunas diferencias en la concepcin de los controles de nivel, segn se trate de:canales;plantas de tratamiento;tanquesde almacenamiento de agua o unembalse.

Controles de nivel del agua para canales Loscontroles de niveldel agua en loscanalestienen la finalidad de garantizar la correcta operacin de los mismos. En general los controles de nivel se colocan en puntos claves del canal, como son:

Secciones de derivacin, para canales de menor orden, y para tomas de campo; y,En correspondencia con estructuras de seguridad.Bsicamente existen dos tipos de controles de nivel, considerando el nivel que deben controlar:Controles que aseguran la permanencia del nivel, dentro de mrgenes preestablecidos,aguas arribade la estructura de control;Controles de nivel que garantizan el nivel, en el mbito de una variacin mxima pre establecida,aguas abajode la seccin de control. Estos sistemas tambin se denominanoperando a la demanda.Desde el punto de vista de los mecanismos que operan el control del nivel, se pueden distinguir dos tipos:Controles del nivel aguas arriba mediante un vertedero de gran longitud;Controles de nivel que operan mediante el movimiento automtico de una compuerta mecnica accionada por un flotador. Dependiendo de la posicin del flotador el control ser comandado por el nivel aguas arriba o aguas abajo.

Controles de nivel para plantas de tratamiento de agua El control de los niveles mximos se controlan mediante vertederos libres.

Controles de nivel para tanques de almacenamiento de agua Los controles delnivel mximodel agua en un tanque de almacenamiento tienen la doble funcin de garantizar la seguridad de las estructuras y de evitar el desperdicio de agua. El control del nivel mximo se hace mediante unsensorde nivel conectado en alguna forma, ya sea mecnica o electrnica con la operacin de unavlvulaa la entrada del tanque. Como todo mecanismo siempre puede fallar en el momento de su operacin, es importante que el tanque disponga de un sistema de seguridad de funcionamiento totalmente automtico como por ejemplo unvertederolibre, eventualmente conectado con unaalarma.

El control delnivel mnimodel agua tiene la funcin de garantizar el buen funcionamiento del sistema evitando la entrada de aire en la tubera que se encuentra aguas abajo del tanque, como por ejemplo en la red de distribucin de agua, o en la succin de la o las bombas. En este caso tambin el sistema est compuesto por un sensor de nivel conectado a una alarma, para que el operador intervenga, o en sistemas ms sofisticados, el sensor acta directamente, para aumentar la entrada de agua al tanque.

Control de nivel en un embalse El control de nivel de un embalse es fundamental para garantizar la seguridad de lapresay de las poblaciones situadas el valle,aguas abajo. El control del nivel mximo del agua en los embalses se puede efectuar mediante compuertas operadas segn reglas de operacin bien precisas y generalmente testadas en modelos reducidos antes de la construccin del embalse, para que los incrementos bruscos de caudal aguas abajo no erosionen las mrgenes ni causen problemas a las estructuras all existentes. Sin embargo en la gran mayora de los embalses existe tambin un vertedero de solera libre.

Controladores operados por flotador

Los pilotos operados por flotador de Kimray detectan el nivel superior del lquido o el nivel de la interfase del lquido y proporcionan una seal neumtica de 0 a 30 psig para las vlvulas motoras operadas por diafragma y vlvulas de descarga.

Gen IIGen II Montaje SuperiorInterruptor de Nivel Elctrico (Horizontal)Piloto PFSPiloto PFTPiloto PFS-1Piloto PFMPiloto PFBControl de Nivel Universal

Los controladores de nivel de lquido sin flotador de Kimray son pilotos diferenciales diseados para sealar cuando existe una diferencia establecida entre la presin de gas de un separador y la presin de lquido de un separador.Esta seal abre o cierra una vlvula motora operada por diafragma. Estos pilotos tambin pueden usarse para reforzar seales neumticas de volumen o presin en vlvulas motoras, medidores de caudal, purificadores y compresores.

12 PL Controlador de Nivel sin Flotador100, 200, 400 PLC100, 200, 400 PLControladores de nivel SiemensEl transmisor ultrasnico MultiRanger ofrece funciones de control para uno o dos puntos. Constituye una solucin verstil para la medicin de nivel de corto a medio alcance en una amplia gama de industrias.

BeneficiosEntrada digital para proteccin de nivel alto / bajo con un detectorComunicacin digital con Modbus RTU integrado por RS-485Compatible con SmartLinx y con el software de configuracin SIMATIC PDMMonitorizacin de uno o dos puntosSupresin automtica de ecos perturbadores producidos por obstruccionesTransmisor de amplificador diferencial con reduccin de ruidos ambientales y relacin seal-ruido perfeccionadaMultiRanger 100: medicin de nivel, control sencillo de bombas y alarmas de nivelMultiRanger 200: medicin de nivel, volumen y caudal en canal abierto, control de nivel diferencial y funciones perfeccionadas de control de bombas y alarmasMontaje en pared y en panelIMPLEMENTACION EN SIMULINKPresenta: Caldern Hernndez Ricardo Daniel Landa Len Hugo