MEDICIÓN DE CAUDAL

INSTRUMENTO DE MEDICIÓN DE CAUDAL

AUTORES:

• GARCIA ALVIA LUIS FERNANDO

• CEDEÑO CHAVEZ MARLON

• PINCAY VIVAR  RENSO

Introducción


La selección eficaz de un medidor de caudal exige un conocimiento práctico de la tecnología del medidor, además de un profundo conocimiento del proceso y del fluido que se quiere medir. Cuando la medida del caudal se utiliza con el propósito de facturar un consumo, deberá ser lo más precisa posible, teniendo en cuenta el valor económico del fluido que pasa a través del medidor, y la legislación obligatoria aplicable en cada caso.

En este estudio se examinan los conceptos básicos de la medida de caudal y las características de los instrumentos de medida. Entré los principales medidores que se estudian se citan, en primer lugar, los medidores de presión diferencial. Después se estudian los medidores con accionamiento mecánico, es decir, los medidores de desplazamiento positivo y los medidores de tipo turbina, para finalizar con los medidores de caudal de tipo electromagnético y los medidores de tipo ultrasónico. Aquí se clasifican y describen sucintamente los dispositivos más utilizados para la medida de caudales que circula por una conducción, que en realidad se basan en la medida de velocidades por las que el fluido circula por una conducción. En la mayoría de estos instrumentos, el caudal se calcula de forma indirecta mediante el cálculo directo de la diferencia de presión que se produce en el mismo.

Existen instrumentos que miden la velocidad local en un punto de la conducción, y equipos que miden la velocidad media a su paso por una sección

¿Qué es el caudal? 

El caudal de agua es el volumen, por ejemplo la cantidad de litros, que pasa por una sección específica de la quebrada, río o arroyo en un tiempo determinado, por ejemplo segundos

CLASIFICACION DE LOS DIFERENTES MECANISMOS O INSTRUMENTOS DE MEDICION DE CAUDAL 

• Caudalímetro.

Un caudalímetro es un instrumento de medida para la medición de caudal o gasto volumétrico de un fluido o para la medición del gasto másico. Estos aparatos suelen colocarse en línea con la tubería que transporta el fluido. También suelen llamarse medidores de caudal, medidores de flujo o flujómetros.

Existen versiones mecánicas y eléctricas. Un ejemplo de caudalímetro eléctrico lo podemos encontrar en los calentadores de agua de paso que lo utilizan para determinar el caudal que está circulando o en las lavadoras para llenar su tanque a diferentes niveles.

MECÁNICOS.

 

Instrumentos de presión diferencial 

Utiliza dispositivos que originan una presión diferencial debido al paso de un fluido por una restricción. La razón de hacer esto es que el caudal es proporcional a la raíz cuadrada de la diferencia de presiones entre dos puntos, antes y después de la restricción. 

Uno de estos elementos es la placa - orificio o placa perforada. Allí, el fluido sufre una disminución de su presión, la cual es mínima en el punto denominado "vena contracta". Si bien es cierto, la presión tiende a recuperarse, existe al final una pérdida de presión.

• Tubo Venturímetro.

Es un tipo de boquilla especial, seguido de un cono que se ensancha gradualmente, accesorio que evita en gran parte la pérdida de energía cinética debido al rozamiento. Es por principio un medidor de área constante y de caída de presión variable.

Este medidor reemplaza la medida del gasto por la medida de una diferencia de presiones. El medidor de Venturi consiste en dos troncos de cono unidos por un tubo y éste a su vez esta conectado a la conducción por otro tubo, este tubo contiene mercurio y constituye un manómetro diferencial que determina la diferencia de presiones entre esos dos puntos.

• Medidor de Orificio.

El medidor de Orificio es un elemento más simple, consiste en un agujero cortado en el centro de una placa intercalada en la tubería. El paso del fluido a través del orificio, cuya área es constante y menor que la sección transversal del conducto cerrado, se realiza con un aumento apreciable de la velocidad (energía cinética) a expensa de una disminución de la presión estática (caída de presión).



La placa de orificio es un dispositivo que permite medir el caudal de un fluido que pasa por una tubería. Consta de un disco con un orificio en el centro de este que se coloca perpendicular a la tubería.

Es un elemento de medición primario, pero es muy utilizado debido a su facilidad de uso, bajo precio, poco mantenimiento y gran eficiencia

El funcionamiento de una placa de orificio se basa en el efecto Venturi. Este consiste en un fenómeno que hace disminuir la presión de un fluido que atraviesa una tubería, y este aumenta su velocidad debido a una disminución del diámetro de la tubería.

Por lo tanto para medir el caudal del fluido, se colocan dos tomas una antes de la placa y otra después, que captan la presión diferencial que se genera debido al aumento de la velocidad. Luego a través del principio de Bernoulli se llega a que la diferencia de presión es proporcional al cuadrado del caudal.

• TUBO DE PITOT

Es uno de los medidores más exactos para medir la velocidad de un fluido dentro de una tubería. El equipo consta de un tubo cuya abertura está dirigida agua arriba , de modo que el fluido penetre dentro de ésta y suba hasta que la presión aumente lo suficiente dentro del mismo y equilibre el impacto producido por la velocidad. El Tubo de Pitot mide las presiones dinámicas y con ésta se puede encontrar la velocidad del fluido, hay que anotar que con este equipo se puede verificar la variación de la velocidad del fluido con respecto al radio de la tubería (perfil de velocidad del fluido dentro de la tubería).

• El tubo Annubar

El tubo Annubar es otra variante del tubo de Pitot, el cual posee varios agujeros para la toma de la presión de estancamiento, ubicados en diversos puntos a lo largo de la sección transversal del tubo. Todas estas tomas se unen en el interior del instrumento, de esta manera la presión de estancamiento medida será un promedio de la presión correspondiente a diversas velocidades sobre el perfil de velocidades del fluido.

Sin embargo tiene la desventaja de no poder utilizarse para determinar el perfil de velocidades.
La pérdida de carga que produce es pequeña y se emplean en la medida de pequeños y grandes caudales de líquidos y gases

MEDIDORES DE ÁREA VARIABLE

Lo que permanece constante es la presión diferencial, gracias a la suficiente variación del área. Uno de estos es el rotámetro el cual consta de un tubo cónico vertical que encierra un flotador; éste, dependiendo del caudal, toma una posición en el tubo que aumenta o disminuye el tamaño del área y así mantiene la presión constante. Una escala graduada dentro del tubo, estará calibrada en unidades de presión y así tener una lectura directa de la misma

• Rotámetros.

Es un medidor de caudal en tuberías de área variable, de caída de presión constante. El Rotámetro consiste de un flotador (indicador) que se mueve libremente dentro de un tubo vertical ligeramente cónico, con el extremo angosto hacia abajo. El fluido entra por la parte inferior del tubo y hace que el flotador suba hasta que el área anular entre él y la pared del tubo sea tal, que la caída de presión de este estrechamiento sea lo suficientemente para equilibrar el peso del flotador. El tubo es de vidrio y lleva grabado una escala lineal, sobre la cual la posición del flotador indica el gasto o caudal.

 MEDIDORES  DE CAUDAL MASA 

Caudalímetro Másico (Por el Principio de Coriolis).

Es el Medidor más Exacto para medir por Masa. Utiliza el Efecto Coriolis, por lo tanto es ideal para procesos delicados de Batcheo por Peso, o para Facturar Líquidos o Gases de alto precio que se venden por Kg., como el GNC, ya que su exactitud es independiente de Viscosidad, Temperatura y Densidad. Emite pulsos para medir Masa.

ELÉCTRICOS.

Caudalímetro Electromagnético.

Mide caudal instantáneo y volumen total. Opera perfectamente en cañerías parcialmente llenas. Resiste altas temperaturas hasta 180ºC, y altas presiones hasta 300 bar, líquidos abrasivos o erosivos, limpieza CIP y esterilización con vapor. No ofrece restricción al paso de líquidos conductores de la electricidad aun cuando son viscosos, sucios o arrastran sólidos en suspensión. Se fabrica desde ¾" a 40". Gran variedad de materiales para revestimiento interno y electrodos. Aptos para operación con paneles solares.

Caudalímetro Ultrasónico.

Un caudalímetro ultrasónico (caudalímetro Doppler no intrusivo) es un caudalímetro volumétrico que requiere partículas o burbujas en el flujo. El caudalímetro ultrasónico es ideal para aplicaciones de aguas residuales o cualquier líquido sucio que sea conductivo o a base de agua. En general, estos sensores no funcionan con agua destilada o agua potable. Se requerirán aireaciones en las aplicaciones de líquidos limpios. Los caudalímetros ultrasónicos también son ideales para aplicaciones en las que se requiere una baja caída de presión, compatibilidad química y bajo mantenimiento.

MEDIDORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Son el fundamento o la base de muchos elementos de control. El medidor de desplazamiento positivo es un instrumento sensible al flujo. Este responde a variaciones en el valor del flujo y responde a señales mecánicas correspondiente a la rotación del eje. Se aplican en las siguientes circunstancias: donde se encuentre un flujo grande, donde se requiere una respuesta directa al valor de la variación del flujo y donde la acción mecánica es necesaria.

USOS EN LA INDUSTRIA

La medición de flujo constituye tal vez, el eje más alto porcentaje en cuanto a medición de variables industriales se refiere. Ninguna otra variable tiene la importancia de esta, ya que sin mediciones de flujo, sería imposible el balance de materiales, el control de calidad y aún la operación de procesos continuos.

Existen muchos métodos para medir flujos, en la mayoría de los cuales, es imprescindible el conocimiento de algunas características básicas de los fluidos para una buena selección del mejor método a emplear. Estas características incluyen viscosidad, densidad, gravedad específica, compresibilidad, temperatura y presión.

En el entorno industrial, los caudalímetros magnéticos son los más frecuentes en instalaciones de gestión de aguas, en la industria de procesos, en el sector farmacéutico y en la industria alimentaria. Los caudalímetros magnéticos modernos son tan robustos que se pueden emplear en minería y construcción de túneles, en las condiciones ambientales más duras, en cualquier tipo de aplicación. Su uso rutinario típico comprende aplicaciones de medición y control de flujos continuos, de llenado y dosimetría y de medición en aplicaciones de Custody Transfer.

•         Permiten medir muchos fluidos acuosos: agua, aguas residuales, lodos, pulpas, pastas, ácidos, álcalis, zumos, puré de frutas, etc.
•          No pueden medir, por el contrario, ni líquidos no conductores, ni gases ni vapor.

DIAGRAMAS DE INSTALACIONES INDUSTRIALES

Medidores de área variable

Medidores Deprimógenos (Tubos Venturi, Toberas, Tubos Pitot, Placas de orificio, Tubos Annubar)

Descripción de los componentes

Parte	Componente	Función
1	Sensor de Temperatura	para medir la temperatura del vapor
2	Medidor de Caudal de Placa Orificio	para medir el caudal de vapor a la planta
3	Válvula de Aislamiento	para aislar el transmisor de presión diferencial del vapor
4	Válvula de Aislamiento	para aislar el transmisor de presión diferencial del vapor
5	Transmisor de Presión	para medir la presión del vapor
6	Transmisor de Presión Diferencial	para convertir la presión diferencial en una señal eléctrica
7	Procesador	para recibir las señales y visualizar el caudal

EJEMPLO DE APLICACIÓN EN UN SISTEMA DE CONTROL OPERATIVO

Ejemplo de aplicación N° 1 – Agua / Aguas residuales:

Los caudalímetros magnéticos tienen dos áreas de aplicación principales en la industria de gestión de aguas:

– Tratamiento y distribución de agua potable a los consumidores (instalaciones acuáticas, usuarios domésticos, etc.).

– Control de recolección de aguas (tanto residuales como agua de lluvia) para su purificación en plantas de tratamiento de aguas de deshecho para su devolución responsable al medio.

Las leyes y normativas aplicables al control de aguas en sistemas de agua potable, sistemas de alcantarillado y plantas de tratamiento de agua son cada vez más estrictas, y el seguimiento detallado de las aguas desde su fuente hasta el consumidor es esencial. Los caudalímetros magnéticos son la elección ideal para la medición en varios puntos en estos sistemas y ayudan a identificar y reducir los puntos de fuga.

EJEMPLO:

El operario de la planta de tratamiento de aguas residuales de un complejo industrial quiere medir el volumen de aguas residuales que entran en la planta. Para ello, el operario necesita información acerca de los aspectos siguientes:

• – Control de los flujos de entrada, de modo que la gestión del proceso se pueda optimizar en tiempo real.
• – Control de volúmenes para cada fuente individual, de modo que los servicios suministrados por la planta de tratamiento de aguas residuales puedan ser localizados y facturados al cliente de acuerdo con su uso.

Solución:

En cada acometida se instala un caudalímetro magnético entre el local del usuario y el colector general. Los caudales que registra cada caudalímetro magnético se transmiten por medio de señales eléctricas al control de la planta de tratamiento. Cada caudalímetro envía además un impulso de señal eléctrica con el recuento del consumo total de agua (la descarga de agua). Los Caudalímetros magnéticos de peso y tamaño aprobados como los de E+H se emplean ampliamente en la gestión del suministro de aguas para servicios de facturación a clientes comerciales.

BIBLIOGRAFIA.

http://www.spiraxsarco.com/global/mx/search/pages/Results.aspx?k=caudalimetro
http://www.spiraxsarco.com/global/mx/Capabilities/Pages/Examples-of-Typical-Solutions/flowmetering/orifice-plate/orifice-plate-flowmeter-and-flow-computer-with-density-compensation.aspx

https://sites.google.com/site/automatizacionycontrol4/medidas-de-caudal/medidores-deprimogenos

https://es.wikipedia.org/wiki/Caudal%C3%ADmetro

http://tarwi.lamolina.edu.pe/~dsa/Medidores.htm

http://www.investigacion.frc.utn.edu.ar/sensores/Caudal/Principios/Caudal_Sensores.pdf

http://tarwi.lamolina.edu.pe/~dsa/Medidores.htmhttp://campus.fi.uba.ar/mod/resource/view.php?id=14014

INTRODUCCIÓN A LAS INSTRUMENTACIÓN

INTRODUCCIÓN A LA INSTRUMENTACIÓN

UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARO DE MANABI
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL 

AUTORES:

• GARCIA ALVIA LUIS FERNANDO
• CEDEÑO CHAVEZ MARLON
• PINCAY VIVAR  RENSO 

SISTEMA DE CONTROL DE LOS PROCESOS

El objeto de todo proceso industrial es la obtención de un producto final, de unas características determinadas de forma que cumpla con las especificaciones y niveles de calidad exigidos.

La misión del sistema de control de proceso es corregir las desviaciones surgidas en las variables de proceso respecto de unos valores determinados, que se consideran óptimos para conseguir las propiedades requeridas en el producto producido.

Definición

“Es un arreglo de componentes físicos conectados de tal manera, que el arreglo pueda comandar, dirigir o regular a sí mismo o a otro sistema”.

Los controles automáticos o sistemas de control constituyen una parte muy importante en los procesos industriales modernos, donde se les usa principalmente para regular variables tales como la presión, temperatura, nivel, flujo, viscosidad, densidad, etc.

Ejemplo de un Sistema de Control.

Control de nivel de un tanque de agua.

Ventajas de un control automático

Las ventajas de un control automático son principalmente económicas, ya que permite:

• Mejorar la calidad de los productos.
• Disminuir los tiempos de operación.
• Reducir la dependencia de operarios para manejar procesos.
• Reducir costos de producción.

VARIABLES

1.     En ciencia la palabra variable se usa para describir cualquier factor que cambia o puede ser cambiado y que además se le puede asignar un valor. 
2.      Es una característica que puede tomar diferentes valores en un determinado tiempo.

Las entradas y salidas de un proceso son denominadas variables, debido a que están interrelacionadas con el mismo en una forma estática y/o dinámica. Los diferentes tipos de variables que intervienen en un proceso, son: variables manipuladas, variables controladas, variables no controladas y perturbaciones. Temperatura, nivel, flujo, presión, son las variables más comunes en los procesos industriales, las cuales son monitoreadas y controladas por medio de la instrumentación.

Variable manipulada.

Es la señal sobre la cual se actúa o se modifica con el fin de mantener la variable controlada en su valor. Esta cambia continuamente para hacer que la variable controlada vuelva al valor deseado. 

Las variables manipuladas son aquellas que el científico cambia sistemáticamente y en función de la cual espera observar una respuesta.  (Santelices, 1989)

ejemplo :es el flujo de entrada del líquido o la apertura de la válvula.

Variable controlada. 

Es aquella que se mantiene en una condición específica deseada, es la que se quiere controlar.  ejemplo :es el nivel del líquido.

·         PERTURBACIONES:

Una perturbación es una señal desconocida y de carácter aleatorio, que tiende a modificar, en forma indeseada, el valor de salida de un sistema. Si la perturbación se genera dentro del sistema se denomina interna, en tanto que una externa se produce fuera del sistema. Son por lo general flujos, temperaturas, composiciones. No todo el tiempo pueden ser medidas, pero el sistema de control debe ser capaz de regular el proceso en presencia de ellas (premisa que en algunas ocasiones no se logra), tales como temperaturas, presión, concentración, etc.

Un ejemplo de perturbación es la variación de la temperatura ambiente, en procesos que requieren control de temperatura. En general es deseable que el control mantenga las variables a controlar más allá de las perturbaciones, “rechazando las perturbaciones externas”. Esta propiedad de “rechazo de perturbaciones” es característica de los sistemas de control de lazo cerrado. (Roquez, 2012)

REPETIBILIDAD 

La repetibilidad a la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones a lo largo de periodos dilatados de tiempo. Por ejemplo, si pesamos en una balanza un vaso tres veces seguidas, obtengamos lecturas ligeramente diferentes. Capacidad de un operador para repetir de manera uniforme la misma medición de la misma pieza, utilizando el mismo sistema de medición , bajo las mismas condiciones.

Sirve para analizar la variación entre el método de medición y las distintas personas que pueden realizar estas mediciones (analistas). Habitualmente se realiza en laboratorios o en procesos de fabricación para conocer que variaciones o dispersiones de resultados que podemos obtener al repetir el mismo ensayo por la misma persona o bien por distintas personas. Muchas veces sirve para detectar errores en protocolos de ensayo.

EXACTITUD

Se define el término exactitud como el grado de concordancia entre el resultado de una medición y un valor verdadero del mensurando. se refiere a cuán cerca del valor real se encuentra el valor medido

Este término es cualitativo. Si la medición es más próxima al valor verdadero significa que es exacta

Es la cualidad de un instrumento de medida por la que tiende a dar lecturas próximas al verdadero valor de la magnitud medida. Otra definición puede ser, la exactitud es una medida de la diferencia entre el valor medio de un grupo de medidas y el valor verdadero de la misma. (Ramos, 2014)

PRECISIÓN

El término precisión es usado para designar que tan consistentes son las lecturas realizadas por un instrumento. 

La precisión se refiere a qué tan cerca están las mediciones entre ellas. 

LINEALIDAD

Expresa lo constante que resulta la sensibilidad del sensor o aparato de medida. Una sensibilidad constante (alta linealidad) facilita la conversión del valor leído al valor medido.

A la máxima desviación con respecto a la recta proporcional se le denomina alinealidad y está dada en porcentaje:

INCERTIDUMBRE

La incertidumbre es un parámetro que debe asociarse a cualquier medida para caracterizar la dispersión de los valores que razonablemente pueden atribuirse a la magnitud que se mide. La incertidumbre es un elemento fundamental de toda medida a fin de delimitar su grado de validez.

El resultado final de una medida Y se expresa como la mejor estima del valor de la magnitud que se mide Yc, junto con el intervalo de incertidumbre que resulta I, y la indicación del nivel de confianza que se utiliza k.

CONTROLADOR

Es el encargado de decidir el tipo de acción sobre el elemento final de control. El controlador tiene dos funciones esenciales:

• Comparar la variable medida con la de referencia deseada (punto de operación o Set Point), para determinar el error que existe entre ellas.

• Enviar una señal al elemento final de control con el objeto de modificar su acción en el sentido adecuado para reducir el error. 

ACTUADOR

Un actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado.

Este recibe la orden de un regulador o controlador y en función a ella genera la orden para activar un elemento final de control como, por ejemplo, una válvula.

Actuadores hidráulicos: Son los que han de utilizar un fluido a presión, generalmente un tipo de aceite.

Actuadores Neumáticos: En estos actuadores se comprime el aire abastecido por un compresor, el cual viaja a través de mangueras

Actuador Eléctrico: Sólo requieren de energía eléctrica como fuente de poder. Como se utilizan cables eléctricos para transmitir electricidad y las señales, es altamente versátil y prácticamente no hay restricciones respecto a la distancia entre la fuente de podery el actuador.

ELEMENTO FINAL DE CONTROL

Responsable de implementar el cambio deseado al proceso, puede ser una válvula, una bomba, un compresor, o un elemento de calentamiento eléctrico.

Válvula de control: 

Son los elementos finales de control más usados en los procesos, son encargadas de regular el flujo que circula a través de ellas.

En el control automático de los procesos industriales la válvula de control juega un papel muy importante en el lazo de regulación. Realiza la función de variar el flujo de la variable manipulada, para con ello modificar el valor de la variable controlada. 

Válvula de control

El cuerpo de la válvula contiene en su interior el obturador y los asientos, está provista de rosca o bridas para conectarla con la tubería. El obturador es quien realiza la función de control de paso del fluido y puede actuar en la dirección de su propio eje o bien tener un movimiento rotativo. Está unido a un vástago que pasa a través de la tapa del cuerpo y que es accionado por el servomotor. 

SENSOR

Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas.

Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc.

TRANSMISOR

Los transmisores captan la variable de proceso a través del elemento primario y la transmiten a distancia en forma de señal neumática, electrónica.

Los transmisores neumáticos se basan en el sistema tobera-obturador que, mediante bloques amplificadores con retroalimentación por equilibrio de movimientos o de fuerzas, convierte el movimiento del elemento primario de medición a una señal neumática de 3-15 psi (libras por pulgada cuadrada) o bien su equivalente en unidades métricas 0,2-1 bar (0,2-1 Kg/cm2) (20-100 kPa), siendo su exactitud del orden del ± 0,5%.

Transmisores Electrónicos.-Son aquellos que utilizan como energía señales eléctricas de 4-20 mA.

El principio básico a tomar en consideración en un transmisor Electrónico es que reciben una señal de entrada o alimentación 105-50Vcc mA y por medio del proceso o variaciones del proceso la transforman a una señal de 4-15 mA, la cual es transmitida para tomar las medidas preventivas o acciones tomadas por el proceso de la instalación.

Transductor.

Son los dispositivos encargados de realizar la medición de las variables en un proceso.

Existen diferentes tipos de transductores de acuerdo al tipo de variable que se está midiendo (temperatura, presión, nivel, flujo, composición, etc.) y las condiciones de medición (exactitud, linealidad, sensibilidad, rango de medida, etc.).

Por ejemplo:

• Para medir temperatura se utilizan termopares, termistores, pirómetros.
• Para medir presión se utilizan fuelle, tubo de Bourdon, sensores piezoeléctricos.
•  Para medir nivel se utilizan varilla con gancho, regla graduada, flotador

Acondicionador.

Es un equipo de protección electrónica que recibe una tensión (voltaje) a la variable de Entrada, para entregar una tensión (voltaje) constante (es decir regulado/acondicionado) a la Salida.

Combina funciones de Regulación de Voltaje, Filtrado de Línea, Supresión de Picos y Filtro de Ruido Eléctrico, además de una supervisión en los parámetros del voltaje de salida que opera con Desconexión Automática ante irregularidades extremas en la alimentación de energía, al desconectar el sistema para que la carga (equipos conectados) no se vea afectada.

Microcontrolador.

El Microcontrolador es un circuito integrado como una pequeña computadora que incluye sistemas para controlar elementos de entrada/salida. También incluye a un procesador y por supuesto memoria que puede guardar el programa y sus variables (flash y RAM).  Funciona como una mini PC. Su función es la de automatizar procesos y procesar información.

El microcontrolador se aplica en toda clase de inventos y productos donde se requiere seguir un proceso automático dependiendo de las condiciones de distintas entradas.

Registrador de Datos.

Los registradores de datos están pensados para aplicaciones donde se desean recoger gran cantidad de datos a lo largo del tiempo. Este tiempo varía dependiendo de las características de la aplicación, así pues, pueden existir aplicaciones en las que es necesario registrar un dato cada segundo y en otras cada hora

Convertidor.

Son aparatos que reciben una señal de entrada neumática o electrónica procedente de un instrumento y después de modificarla envían la resultante en forma de señal de salida estándar. 

CIRCUITO ABIERTO O LAZO ABIERTO

Es aquel en donde la acción de control es independiente de la salida.

El sistema de lazo abierto tiene dos rasgos sobresalientes que son:

·         La habilidad que estos tienen para ejecutar una acción con exactitud la cual está determinada por su calibración. Calibrar significa reestablecer una relación entre la entrada y salida con el fin de obtener del sistema la exactitud deseada.

·         Estos sistemas no tienen el problema de la inestabilidad, que presentan los de lazo cerrado.

Este control implica una predicción de la señal de control necesaria para ajustar la variable de salida y en el valor deseado. Como la variable controlada no se realimenta, es decir, su valor es desconocido, las perturbaciones y los cambios en la planta pueden generar grandes desviaciones del valor de salida esperado (error).

Este tipo de control es más simple de implementar. Suele garantizar la estabilidad y ser relativamente económico en comparación con los sistemas de lazo cerrado, aunque el error de estado estacionario puede tomar valores inaceptables.

Un ejemplo práctico de este tipo de sistemas es una lavadora automática. La misma está compuesta por tres sistemas de control.

-       Control de lavado (variable controlada: limpieza).

-       Control de enjuague (variable controlada: porcentaje de residuo de jabón).

-       Control de secado (variable controlada: contenido de humedad en las prendas).

Estos tres sistemas de control operan a lazo abierto según una base de tiempos preestablecida. Cualquier perturbación puede generar un gran error de estado estacionario:

•          Ropa manchada con pintura no soluble. 
•           Caudal de agua insuficiente.
•          Exceso de ropa.

CIRCUITO CERRADO O LAZO CERRADO

Los sistemas de lazo cerrado se llaman sistemas de control por realimentación.

Los primeros sistemas industriales de lazo abierto o lazo cerrado usados fueron controladores neumáticos, durante los años 60 y 80, la mayoría de los controladores usaban amplificadores operacionales para proporcionar las funciones de control, en los años 80 y 90 se incorporaron los microprocesadores con los amplificadores operacionales para proporcionar un control digital. Dado que todos estos tipos de controladores se encuentran en uso actualmente, es necesario estudiarlos con sus componentes y funciones que desarrollan. 

En estos sistemas se mide la variable controlada, y se la compara con un valor de referencia. El controlador realiza acciones de acuerdo al apartamiento resultado de la comparación. De esta manera se puede alcanzar el valor deseado de la señal de salida con gran exactitud.

Sobre la comparación del valor de referencia y el valor medio, el controlador efectúa una acción correctiva. Si la señal controlada y no es una magnitud eléctrica (Velocidad, presión, temperatura) suele utilizarse un sensor o transductor, el cual convierte tales magnitudes, en magnitudes eléctricas.

El controlador debe diseñarse de forma que la acción de control corrija cualquier desviación del valor deseado de la señal de salida.

La ventaja principal de estos sistemas es que puede asegurarse una cota para el Error de Estado Estacionario, independiente de las variaciones de la planta o de las perturbaciones que está pueda sufrir. Además pueden lograrse respuestas más rápidas que en los sistemas de lazo abierto, mediante un diseño apropiado del controlador.

Como desventaja pueden citarse la mayor complejidad del sistema, y la posible inestabilidad del mismo, si el controlador no se diseña apropiadamente. (Roquez, 2012)

BIBLIOGRAFIAS :

• http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/djean/index_archivos/Documentos/Teoria_Control.pdf
• https://procesosbio.wikispaces.com/Control+de+procesos+industriales
• file:///C:/Users/USUARIO/Documents/imagenes%20luis/CPI_2012.pdf
• file:///C:/Users/USUARIO/Documents/imagenes%20luis/6214-21687-1-PB.pdf
• https://instrumentacionelectronicai.wordpress.com/tag/linealidad/
• https://procesosbio.wikispaces.com/Control+de+procesos+industriales
• https://hetpro-store.com/TUTORIALES/microcontrolador/
• http://www.sensores-de-medida.es/sensing_sl/EQUIPOS-DE-ADQUISICI%C3%93N-DE-DATOS_32/Registradores-de-datos---Dataloggers_229/
• http://www.monografias.com/trabajos106/clasificacion-instrumentos-industriales/clasificacion-instrumentos-industriales2.shtml