Instrumentación industrial
En relación al tema industrial, la Instrumentación es:
- Rama de la ciencia que trata de la medición y control
- Conjunto de instrumentos de una planta o proceso
- Dentro de la ingeniería multidisciplinaria, es la disciplina que se encarga de toda la instrumentación. En estos casos incluye instrumentación como control de procesos, pero también otros temas como comunicaciones, telefonía, sistemas de video, redes de computadores, y otros
Un instrumento es un dispositivo que mide o manipula variables de un proceso. Estas variables pueden ser, entre otras:
- Variables más comunes
- Presión. Absoluta o diferencial
- Temperatura
- Nivel. De líquidos o sólidos
- Caudal. Másico o volumétrico
- Posición. Ejemplo, desalineamiento, posición abierta/cerrada de válvulas, etc
- Velocidad
- Peso
- Variables eléctricas
- Voltaje
- Corriente
- Frecuencia
- Otras menos comunes
- Humedad (Punto de rocío)
- Viscosidad
- Resistividad
- Radiación
- Inductancia
- pH
- Conductividad eléctrica
- Redox
- Válvulas solenoides
- Válvulas análogas
- Eléctricos
- Relays de protección de motores
- Contactores
- Variadores de velocidad o frecuencia
Los instrumentos de la variables más comunes, pueden representar el 90 o 95% de la instrumentación de una planta, y son elementos tan simples como: switchs o interruptores de posición, válvulas solenoides (on/off, discretas), válvulas de control (análogas) y transmisores de presión, nivel y temperatura.
Las variables eléctricas son tema aparte, porque la mayor parte de esta "instrumentación" es definida por la disciplina eléctrica, aunque la disciplina instrumentación también tiene mucho que decir, porque estos elementos también se integran al sistema de control. Allí los elementos más comunes son relays de protección de motores, contactores, variadores de velocidad o frecuencia, medidores de energía tanto en baja tensión como media y alta tensión, y otros.
En ocasiones, estas variables menos comunes, son medidas con analizadores, que son utilizados fuera de línea en un laboratorio, en un proceso de muestreo generalmente periódico. Estos valores pueden alimetarse manualmente al sistema de control, para que tome las acciones correctivas, aunque sea con algún retardo. Cada vez más, con nuevas tecnologías y menores costos, se utiliza también instrumentación en línea.
El sistema de control es un componente esencial de la instrumentación de planta, y representa en términos prácticos una subdisciplina. Permite leer las variables de proceso, y con base en lógica programada, tomar acciones para corregirlas a través de los elementos de control de campo.
La instrumentación análoga (nivel, presión, tempreratura y otros) tradicionalmente se ha realizado con transductores que convierten esas señales básicas en un valor de corriente que va en el rango de 4 a 20 mA. Y los sistemas de control reciben estas señales en módulos normalizados, que de este modo son capaces de leer cualquier tipo de señal de campo. Otras opciones de señales análogas, pero cada vez menos usadas, son por ejemplo: 0 a 20 mA, 0 a 5 V, -10 a +10 V, RTD, mV de termocupla y otros.
Sin embargo, cada vez más la instrumentación está siendo implementada a través de lo que se conoce como buses de campo. Estas son verdaderas redes de comunicación, que comunican digitalmente los instrumentos, y que transportan las señales en forma de mensajes digitales. En estas redes, se pueden conectar diferentes tipos de instrumentos, diferentes tipos de señales, diferentes marcas, cada uno con una dirección única en la red.
Algunas de las redes de campo conocidas son: Profibus DP, Foundation Fieldbus, DeviceNet, y otras. En los sistemas modernos, toda la gestión del instrumento se realiza desde el propio sistema de control, que rescata a través de estas redes de campo, no sólo la señal medida, sino que además información de diagnóstico y de configuración.
Normas ANSI / ISA
Para Instrumentación
Todos los procesos que la actividad humana desarrolla, están normados con el fin de lograr idiomas o medios de comunicación que presupone un lenguaje común para las diferentes actividades profesionales. La estandarización ofrece los fundamentos para este lenguaje.
La Instrument Society of America de los Estados Unidos crea y actualiza permanentemente, las normas usadas en la instrumentación empleada en todo proceso.
La creación de un manual tiene como objetivo el uniformar los conocimientos en el
campo de la instrumentación y no pretende ser un elemento estático, sino en permanente revisión, pues una de las características de una norma es su actualización repetitiva.
Este apunte se basa en ANSI / ISA versión 1992.
Toda estandarización tiene fortalezas y debilidades, su fortaleza es que puedes
ser usado en forma interdisciplinaria y su debilidad es la dificultad en ser lo
suficientemente especifico, para satisfacer la necesidad de una especialidad en
particular.
La simbología ha sido consensuada, por grupos interdisciplinarios, para satisfacer una amplia gama de aplicaciones industriales. Los símbolos y su designación permiten: tener herramientas de diseño, enseñar dispositivos, siendo un medio especifico de comunicación para técnicos, ingenieros etc. Esto comunica conceptos, hechos, instrucciones y conocimientos.
En el pasado y en el futuro la estandarización debe ser lo suficientemente flexible
para describir lo justo.
En la parte final de la simbología se ofrecen definiciones y conceptos para
describir elementos nuevos por ejemplo:
• Control distribuido,
• control programable
• displays etc.
Describiremos elementos para los nuevos sistemas de control, además del uso del método SAMA (Scientific, Aparatus Makers Association) de diagramas funcionales que emplean para las funciones block y las designaciones de funciones. Para ayudar en procesos industriales donde la simbología binaria es extremadamente útil aparecen nuevos símbolos binarios en líneas.
La información entregada al inicio, las notas al pie de página y el apéndice incluido son
para una mejor información y no son parte del están.
Simbología
Bibliografía
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