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INSTALACIN DE SENSORES Unidad 3. Servicios de instalacin

En este documento se introducen los fundamentos de la instalacin de

dispositivos que actan como elementos integradores que ofrezcan un nivel

de seguridad que permita garantizar el desarrollo completo de los procesos

en ejecucin, En este sentido, resulta favorable realizar una adecuada

instalacin, de todos los componentes que interactan en un proceso de

automatizacin

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QU ENCONTRAREMOS EN ESTE DOCUMENTO?

Instalacin de sensores digitales ...................................................................... 3

Sensores de proximidad capacitivos e inductivos ...................................................3

Sensores fotoelctricos ..........................................................................................5

Diagrama de conexin elctrica ..............................................................................6

Instalacin de sensores anlogos ..................................................................... 7

Sensores de temperatura ........................................................................................7

Conexin al proceso ..................................................................................................8

Conexin elctrica .....................................................................................................8

Criterios de seleccin, caractersticas de instalacin y ambiente de trabajo ....... 12

Sensores de flujo ................................................................................................... 13

Sensores de presin .............................................................................................. 14

Instalacin de transmisores ............................................................................ 17

Caractersticas ...................................................................................................... 17

Enlaces de inters ......................................................................................... 19

Dnde podemos encontrar ms informacin? ..................................................... 19

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Instalacin de sensores digitales

Sensores de proximidad capacitivos e inductivos Se emplean para detectar metales, plstico, agua, piedra y madera. Tienen sensibilidad ajustable y se encuentran de diferentes formas: cilndrica, cuadrada y rectangular.

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Dentro de la seleccin de un sensor, se deben considerar diferentes factores, tales como: la forma de la carcasa, distancia operativa, datos elctricos y conexiones.

Caractersticas de alcance para la deteccin

8mm 15mm

Caractersticas de material Plstico Metlicos

Dimensiones de la carcasa 8mm 12mm 15mm

Caractersticas de forma

Cilndricos Cuadrados Rectangulares Planos

Caractersticas de alimentacin 110-240 VAC 12-24 VDC

Numero de hilos Dos hilos Tres hilos

Tipo de conexin elctrica Estndar con dos metros de cable Tipo conector

Tipo de salida NPN PNP

Funcin NC normalmente cerrado NA normalmente abierto

Forma de montaje Rosca Tornillos

Accesorios para instalacin Soporte de montaje, tipo mirilla Bases de sensor

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Sensores fotoelctricos

Tipo Rango

de deteccin

Aspecto

Barrera 10-15 metros

Espejo 3 metros Filtros polarizados

1.5 metros

Reflexin directa

120mm

Retroreflectivo

Tipo herradura

5-30 mm

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Diagrama de conexin elctrica Aunque hay en el mercado algunos dispositivos de 2 hilos de corriente directa (DC). Los modelos de sensores inductivos tpicamente son de 3 4 hilos los cuales requieren un fuente de poder separada. Algunos modelos usan de conmutador transistores NPN y otros usan transistores PNP.

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Instalacin de sensores anlogos

Sensores de temperatura Los ms implementados industrialmente son las termocuplas y RTD Termocupla

Las termocuplas estn formadas por la unin de dos metales distintos, los cuales se encuentran soldados por uno de sus extremos y por el otro extremo se dejan separados.

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De acuerdo al tipo de metales que forman la termocupla, se clasifican las termocuplas: B, C, E, J, K, L, N, R, S, T, U.

Conexin al proceso Frecuentemente, las termocuplas suelen ir introducidos en una carcasa cerrada en su extremo (termopozo) que se fabrica de alguna aleacin metlica resistente a la corrosin o al calor y, en otros casos se utiliza un material refractario.

Conexin elctrica Las termocuplas estn frecuentemente acabadas con una conexin o un terminal que permite la conexin con el resto del circuito. Alternativamente, un conector especial puede ser incluido. En estos dispositivos, las patas conectoras estn construidas de materiales o aleaciones adecuadas para no alterar la medicin.

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RTDS

Se fundamentan en la variacin que experimenta la resistencia de los metales con la temperatura. Siendo esta variacin aproximadamente lineal con la temperatura. Uno de los metales ms usado para este tipo de detector es el platino (Pt-100), el cual se caracteriza por presentar una resistencia de 100W a 0oC.

Conexin al proceso El aspecto exterior de las RTDS industriales es prcticamente idntico al de las termocuplas. Se aplican las mismas consideraciones ambientales, de instalacin y se debe prestar atencin a los conceptos de presin, temperatura, ataque qumico, abrasin, porosidad, requirindose los mismos tipos de termopozos de proteccin.

Conexin elctrica La interconexin entre las RTDS e instrumentos se realiza con cable comn de cobre. Existen tres tipos de RTDS, de acuerdo a su construccin y cableado

De dos hilos De tres hilos De cuatro hilos

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Sensores de nivel: Existen dos clases de sensores de nivel; para medir el nivel de lquidos y slidos depositados en un contenedor o recipiente

Sensores de nivel para lquidos

Se utilizan para comprobar si el nivel de un depsito ha superado o no una determinada posicin.

Sensores de nivel para slidos

Deteccin de materiales en grano, polvo, ridos, productos qumicos, su sensibilidad puede ser ajustable, mediante un potencimetro.

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Criterios de seleccin, caractersticas de instalacin y ambiente de trabajo

Tipo Conexiones al proceso Conexin

elctrica y alimentacin

Ambiente de trabajo y productos

que detecta Material del

cuerpo Lquidos/slidos

Electrodos conductivos

Tapn roscado 11/2 Tapn roscado 1

-Terminal a tornillo -Conector DIN43650 -Cable PVC (1 m) -Cable Silicona (1 m)

Pozos y depsitos Depsitos con Temperatura y productos alimentarios Detectar presencia de agua en tuberas Depsitos profundos. lquidos, Productos qumicos, Con y sin temperatura -Depsitos con presin y temperatura. Uso en alimentacin y farmacia

PVC Inox AISI316 Lquidos

Sensores capacitivos

Suspendido por cable Rosca 11/4 G Rosca 11/2 G Rosca M3

-Cables conductores (5 m) -Conector DIN 43650 110/220 VAC- 50/60 Hz o 24 VDC

Deteccin de materiales engrano, polvo, ridos, productos qumicos, etc.

Poliamida 6.6 -PVC

Lquidos y slidos

Sensores por radiofrecuencia

-Terminal a tornillo -Cable 2 conductores

Efluentes, Petrleo, Aceite, cidos, Custicos, Barros, Cemento, Plstico, Polvos, Arena, Granos, Carbn

Acero inoxidable

Lquidos y slidos

Presin diferencial

Racores con rosca de

- Caja de empalme (terminales de tornillo)

- Alimentacin:16 V a 28 Vcc

Deteccin de nivel de lquidos en tanques de proceso

Acero inoxidable lquidos

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Sensores de flujo En la mayor parte de las operaciones realizadas en los procesos industriales y en las efectuadas en laboratorio y en plantas piloto es muy importante la medicin de los caudales de lquidos o de gases. Existen varios mtodos para medir el caudal segn sea el tipo de caudal volumtrico o msico deseado.

Sensor de flujo volumtrico Sensor de flujo de masa

Tipo Conexiones al proceso Conexin

elctrica y alimentacin

Ambiente de trabajo y

productos que detecta

Material del

cuerpo Lquidos/

gases Rango

Medidor Electromagntico-Volumtrico

Bridas: Acero PN6 ANSI B16-5 Clase 150 PN10 ANSI/AWWA C207 Clase B & D PN16 AS2129 tabla C o BS10/AS2129 tablas D y E1.0402, ANSI B16.5

Casquillos de 20 mm, o bien conexiones 1 /2" NPT Alimentacin AC 85 a 266V DC 11 a 40V

Usados en las industrias qumica, farmacutica, refinaras, plantas aceraras, de celulosa y papel, aguas negras

Acero inoxidable

Lquidos sucios y limpios; lquidos viscosos y conductores

5,00 a 63m3/s 6 a 137000m3/h

Medidor de turbina- msico

Brida DN 25-DN100

Distribucin de agua, obras hidrulicas, medicin de agua y sistemas agrcolas

PVC,PDVF

Lquidos, gases y vapores

O,2 a 100 m3/h

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Sensores de presin

Manmetro

El manmetro es un instrumento utilizado para la medicin de la presin en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presin entre el fluido y la presin local. Las unidades de presin en los manmetros vienen dadas generalmente en psi, kg/cm2, bar, in Hg, entre otras.

Seleccin de los Manmetros Cuando se selecciona un manmetro de presin, es importante tener en cuenta los siguientes factores para obtener seguridad y presin:

1. Composicin del fluido 2. Temperatura del fluido 3. Condiciones ambientales 4. Rango de presin 5. Condiciones que afectan el uso del sistema 6. Mtodo de instalacin 7. Precisin requerida

Clasificacin de los manmetros

Manmetros (para presiones mayores a la atmosfrica) Vacumetros (para presiones menores que la atmosfrica) Manmetros compuestos (es para vacos y pequeas presiones) Manmetros Sanitarios (para fluidos viscosos, corrosivos, y con slidos en

suspensin)

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Sensores de presin piezoelctricos

Los sensores de presin piezoelctricos ofrecen capacidades excepcionales, como tiempos de subida muy rpidos y rangos dinmicos amplios. Estos atributos permiten detectar y monitorear picos, pulsaciones e impulsos de presin dinmica en medios gaseosos o lquidos. Se ha comprobado su eficacia para el diagnstico, la verificacin y el mantenimiento en relacin a la deteccin de problemas potenciales y al ajuste de procesos para la eficiencia de picos.

Aplicaciones:

Estaciones de compresin de gas Equipos para minera Plataformas off-shore Plantas qumicas Produccin de gases peligrosos Centrales generadoras de energa Sistemas de procesos Sistemas de bombeo peligrosos

Plataforma off-shore

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Tipo de sensor

Conexiones al proceso

Ambientes de trabajo

Material del cuerpo

Conexin elctrica y

alimentacin

manmetro

Roscada Bridada Conexin inferior o trasera concntrica de 1/8", 1/4", 3/4", 1" ,1 , 2" NPT

Medicin de presin en lneas de aire, agua, aceite y gases no corrosivos. Equipos industriales. Debe usarse protegido contra intemperie.

caja bronce, acero inoxidable.

stems cromado. frente aluminio

blanco, impresin en blanco y azul

lente acrlico claro.

indicador aluminio negro.

No aplica

piezoelctrico

1/827 NPT

Estaciones de compresin de gas Equipos para minera Plataformas off-shore Plantas qumicas Produccin de gases peligrosos Centrales generadoras de energa Sistemas de procesos Sistemas de bombeo peligrosos

Acero inoxidable

1032 Coaxial Jack Alimentacin 20 to 30 VDC

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Instalacin de transmisores Caractersticas Los transmisores son instrumentos que captan la variable de proceso y la transmitena distancia a un instrument receptor indicador, registrador, controlador o una combinacin de estos. Existen varios tipos de seales de transmisin: neumticas, electrnicas, digitales, inteligentes.

Los transmisores neumticos generan una seal neumtica variable linealmente de 3 a 15 psi. para el campo de medida de 0-100% de la variable.

Los transmisores electrnicos generan la seal estndar de 4-20 mA C.C., a

distancias de 200 m a 1 km.

Los transmisores digitales emiten una seal digital, que consiste en una serie de impulsos (seal de muy pequea duracin) en forma de bits. Cada bit consistir en dos signos, el 0 y el 1, que corresponden al paso o no de corriente.

Los transmisores inteligentes emiten una seal elctrica (analgica o digital)

proporcional a la variable medida y adems pueden comunicar digitalmente con otros equipos, a los que envan informaciones diversas y de los que reciben instrucciones. Los protocolos de comunicacin ms usados son:

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Protocolo Hart: (Highway Addressable Remote Transmitter), en este protocolo la seal de informacin est contenida en una seal digital FSK superimpuesta a una analgica de 4 a 20 mA. Para la calibracin de este tipo de transmisores se usa una interfaz Hartque proporciona un enlace fsico entre un instrumento de campo HART y un PC o algn dispositivo porttil. Lainterfaz se conecta a travs del puerto serial RS-232 o USB

Buses de campo: (DeviceNet, WorldFip, FundationFieldbus, Modbus, Interbus y Profibus), son redes digitales bidireccionales, multipunto, montadas sobre un bus serie que conectan dispositivos de campo como transductores, actuadores, sensores, mdulos de E/S y controladores.

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Enlaces de inters Dnde podemos encontrar ms informacin?

Sistemas automatizados componentes, objetivos http://www.mei.es/formacion/de90a2ce841ec7a519470f8bd2955ab9.pdf

Sistemas automatizados ampliacin http://www.monografias.com/trabajos11/valvus/valvus.shtml

Sistemas automatizados http://www.monografias.com/trabajos13/actuneu/actuneu.shtml

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