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CURSO DE INSTRUMENTACIONAlfonso Pérez García.
InstrumentaciónINDICEPágina 2 de 261INDICE.PROGRAMA . 9BIBLIOGRAFIA. . 10Practicas. 10UNIDAD 1. Conceptos Básicos. .11Evolución de la Instrumentación. (1.1) . 11Simbología ISA y SAMA. (1.2) . 13Diagramas de proceso e información. . 15Variables Físicas. (1.3) . 20Efectos. 20Efecto Peltier. 20Efecto Seebeck (efecto termoeléctrico). . 21Termopar (termocupla). 21Efecto foto eléctrico. . 21Efecto Hall. . 22Efecto Nernst. 22Efecto Piel. . 22Efecto piezoeléctrico. . 22La metrologia. . 23La calidad en la metrologia. . 24CONCEPTOS: Resolucion, Sensibilida, Exactitud etc. (1.4). 25Resolución. 25Exactitud. . 25Precision. 26Incertidumbre. . 27Unidades patron del sistema internacional de unidades . 29UNIDAD 2. Principios de Medición y Sensores. .33Sensores. 33INTRODUCCION . 33SENSOR OVERVIEW . 34Sensores de Desplazamiento, localización o posición. 39Potenciometrico. . 39Capacitivo e Inductivo . 40Reluctancia Variable. . 42Sensores de nivel. . 45Sensores de posición y movimiento. . 48LINEAR VARIABLE DIFFERENTIAL TRANSFORMERS (LVDTS) . 48HALL EFFECT MAGNETIC SENSORS . 53OPTICAL ENCODERS . 56RESOLVERS AND SYNCHROS . 58INDUCTOSYNS . 62INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SAN LUIS POTOSI ING. ALFONSO PÉREZ GARCÍA Página2
InstrumentaciónINDICEPágina 3 de 261ACCELEROMETERS . 64Medicion de Nivel.(2.1) . 71NIVEL. . 71Transmisores de nivel en líquidos . 71Nivel tubular . 71Medidor de nivel de flotador . 71Interruptor de nivel tipo flotador. 72Medidor de presión diferencial. 73Medidor de nivel por burbujeo . 74Medidor radioactivo . 75Medidor capacitivo . 76Medidor por ultrasonidos . 76Medidor de tipo conductivímetro . 76Sistemas de radar . 76Servoposicionador. 77Medidores de nivel en sólidos . 77Medidor por palpador. 77Paletas rotativas . 78Instrumentos de nivel para líquidos . 80Instrumentos de nivel para sólidos. 82Medición de Temperatura.(2.2) . 83Temperatura. 83Sensores de temperatura. . 84Dilatación . 84Termómetros de bulbo . 85Termómetros bimétalicos . 85Sensibles a la resistencia . 86RTD Fundamentals . 86RTD Basics . 86Summary of RTD Characteristics . 86Thermistor Fundamentals . 88Thermistor Basics. 88Summary of Thermistor Characteristics. 88Measurement Considerations When Using RTDs and Thermistors . 89Considerations When Using Thermistors . 90Fundamentos de termopares. . 91Tipos de Termopares. 92Termopares . 92Required Signal Conditioning for Thermocouples. 93Amplification for High-Resolution A/D Converter. 93Cold-Junction Compensation . 93Filtering. 93Linearization . 93Quick Tips: . 93Measurement Considerations When Using Thermocouples . 94Options for Making Temperature Measurements. 94INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SAN LUIS POTOSI ING. ALFONSO PÉREZ GARCÍA Página3
InstrumentaciónINDICEPágina 4 de 261Medida con termopares. 95Métodos sin contacto . 96Pirómetros de radiación . 96Pirómetros ópticos . 96Pirómetro de Radiación Total. 97Pirómetros de dos colores . 97Características de los medidores de Tª . 98Medición de Presion.(2.3) . 99PRESION. . 99Understanding Pressure and pressure Measurement . 99Introduction . 99Pressure and Pressure Measurement. 99Static Pressure Systems . 101Dynamic Pressure Systems . 102Steady–State Dynamic Systems. 102Transient Systems. 104Motorola Pressure Sensors. 105Conclusion. 105Sensores de Presión . 106Tubo BourdonTipo C. 106De hélice y espiral . 106Fuelle . 107Diafragma . 108Sensor capacitivo . 108Sensor de galgas extensiométricas. 109Medicion de Flujo.(2.4) . 110FLUJO. . 110Medidores de presión diferencial . 111Placa orificio . 112Tubo Venturi . 113Tubo Pitot . 114Medidores de impacto:. 114Medidores de velocidad. 115Turbina. 115Medidor electromagnético . 116Medidor Vortex . 117Rotámetros . 117Medidores de ultrasonidos . 118Medidor a pulsos . 119Medidores másicos . 119Medidor másico térmico. 119Medidor de incremento de Tª. 119Medidor de Coriolis . 120Medidores volumétricos . 121Medidor de desplazamiento positivo. 121INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SAN LUIS POTOSI ING. ALFONSO PÉREZ GARCÍA Página4
InstrumentaciónINDICEPágina 5 de 261UNIDAD 3. Controladores .122Modos deControl.(3.1) . 125Accion correctiva de tipo proporcional. 125Accion correctiva de tipo derivativo. . 126Accion correctiva de tipo integral. . 126Sintonizacion de Controladores.(3.2) . 127Metodo de entonamiento PID de Ziegler-Nichols. . 127Entonación simple de un PID y simulación de lazo cerrado. . 131Introducción. . 131Entonamiento del PID. . 131Referencias. . 133Aplicaciones de Control.(3.3). 134Introducción a la implementación de controladores PID análogos . 134Sistema de Control Analogo de Flujo Y Nivel de Liquido . 151UNIDAD 4. Elementos finales de control. .164Introducción.(4.1). 164Definiciones de válvula y piston. 165Válvulas.(4.2) . 167Cuerpo de la válvula. . 167Tapa de la válvula . 167Parte internas de una válvula . 167Tipos de válvulas . 168Válvulas de control. 169Válvula neumática de control. 169Clasificación de las válvulas según los tipos de cuerpo . 170Válvula de mariposa . 170Mariposa: . 170Válvula en ángulo . . 171Válvula de tres vías. . 171Válvula de jaula. 171Válvula de compuerta. 171Válvula en Y. 171Válvula de cuerpo partido . 171Válvula Saunders. 171Válvula de compresión . 172Válvula de obturador excéntrico rotativo. 172Válvula de obturador cilíndrico excéntrico. 172Válvula de orificio ajustable . 172Válvula de flujo axial. 173Válvula inteligente . 173Válvulas distribuidoras. 173Válvula de bola . 174Bola: . 174Válvula de globo. 175INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SAN LUIS POTOSI ING. ALFONSO PÉREZ GARCÍA Página5
InstrumentaciónINDICEPágina 6 de 261Electroválvulas (válvulas electromagnéticas):. 178Funcionamiento: . 179Representación esquemática de las válvulas. 180Actuadores . 182Modos de accionamiento de Válvulas. 182Eléctricos (electrohidráulicos o electromecánicos). 185Características de construcción de válvulas distribuidoras . 186Válvulas de asiento . 186Válvulas de asiento esférico . 186Válvulas de asiento plano. 186Elementos accesorios a las válvulas: . 187Selección de válvulas de control . 187Característica de caudal:. 188Dimensionamiento . 188Resumen de Válvulas. . 189SISTEMA NEUMATICO . 190Transmisión de Potencia . 190Transmisión de Potencia a Través de una Tubería. . 190Presión Hidráulica. . 191Sistemas Neumático-Hidráulicos . 192Convertidores de Presión . 193Multiplicador de Presión. 193FRL (filtro regulador lubricador, ) . 194Pistones.(4.3). 196Cilindros neumáticos. 196Actuadores Neumáticos. ¿Que son? . 196Los cilindros como elementos neumáticos de movimiento rectilíneo. . 197Características principales de los cilindros Neumáticos. 197Cálculos, y relaciones importantes, tanto para el uso como para el diseño decilindros. 198Fuerza del émbolo. 199Longitud de carrera. 201Velocidad de un Cilíndro. . 201Velocidad del émbolo. . . 201Consumo de aire . 202Fijaciones . 202Tipos Principales de Cilindros. . 205Cilindros de simple efecto . 205Cilindro de Embolo . 205Cilindros de membrana . 206Cilindros de membrana arrollable. . 206Cilindros de doble efecto. 207Cilindros con amortiguación interna . . 207Cilindros de doble efecto, en ejecución especial. . 208INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SAN LUIS POTOSI ING. ALFONSO PÉREZ GARCÍA Página6
InstrumentaciónINDICEPágina 7 de 261Cilindros de doble vástago. . 208Cilindro tándem. 208Cilindros sin Vástago . 208Control de un Cilindro sin Vástago . 209Cilindro multiposicional. 209Cilindro de impacto . 209Cilindro de cable. 210Cilindro de giro. 211Cilindro de émbolo giratorio. 212Cilindros de acción diferencial . 212Émbolos buzo . 213Cilindros Telescópicos. . 213Cilindros con pistón no rotativo. . 214Cilindros de vástago hueco. . 214UNIDAD 5. control por computadora.215Protocolo HART . 215PROTOCOL HISTORY . 216HART COMMUNICATIONS BENEFITS . 217Glosario. .220A . 220B . 223C . 225D . 229E . 232F . 234G . 236H . 237I. 238J. 240K . 240L . 241M . 242N . 244O . 245P . 246R . 249S . 251T . 254U . 257V . 258W . 259Y . 260INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SAN LUIS POTOSI ING. ALFONSO PÉREZ GARCÍA Página7
InstrumentaciónINDICEPágina 8 de 261Z . 260REFERENCIAS .261INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SAN LUIS POTOSI ING. ALFONSO PÉREZ GARCÍA Página8
InstrumentaciónPROGRAMAPágina 9 de 261PROGRAMASEP DIRECCION GENERAL DE INSTITUTOS TECNOLOGICOS SEIT1.IDENTIFICACION DEL PROGRAMA DESARROLLADO POR UNIDADES DE APRENDIZAJE.NOMBRE DE LA NTACION (4-2-10)LICENCIATURAINGENIERIA ELECTRONICAECC-9335SUBTEMASDURACION1.1 EVOLUCION DE LA INSTRUMENTACION100% EE1.2 SIMBOLOGIA ISA Y SAMA1.3 VARIABLES FISICAS1.4 CONCEPTOS, RESOLUCION SENSIBILIDAD EXACTITUD, ETCSENSORES Y PRINCIPIOS 2.1 MEDICION DE NIVEL, TEORIA BASICA, FLOTADOR, TUBO DE VIDRIO,100% EEDE MEDICION.DESPLAZAMIENTO, COLUMNA HIDROESTATICA, ULTRASONIDO2.2 MEDICION DE FLUJO, TEORIA BASICA, TURBINA , PLACA ORIFICIO, ETC2.3 MEDICION DE TEMPERATURA, TEORIA BASICA, TERMOPAR, RTD,TERMISTOR, ETC2.4 MEDICION DE PRESION, TEORIA BASICA, MANOMETRICA, ABSOLUTA,ETCCONTROLADORES.3.1 MODOS DE CONTROL.50% EE3.2 SINTONIZACION DE CONTROLADORES50% TI.3.3 APLICACIONES DE LOS CONTROLADORESACTUADORES FINALES DE 4.1 VALVULAS50% EE4.2 TIPOS DE VALVULAS50% TI.CONTROL.4.3 PISTONESTOPICOS DE CONTROL DE 5.1 CONTROL DE PROCESOS POR COMPUTADORA100% TI5.2 CONTROL DISTRIBUIDOPROCESOS PORCOMPUTADORA.CONCEPTOS BASICOSEVAL.3 SEMANAS6 SEMANAS3 SEMANAS2 SEMANAS1 SEMANAINSTITUTO TECNOLÓGICO DE SAN LUIS POTOSI ING. ALFONSO PÉREZ GARCÍA Página9
InstrumentaciónPROGRAMAPágina 10 de 261BIBLIOGRAFIA.AUTORA CREUSNORMAN A ANDERSONBENJAMIN C. KUONombre.NATIONAL INSTRUMENTSISASAMAOMEGATITULOINSTRUMENTACION INDUSTRIALINSTRUMENTATION FOR PROCESS MEASUREMENT AND CONTROLSISTEMAS DE CONTROL AUTOMATICO DISEÑODirección.EDITORIALMARCOMBOFOXBOROPRENTICE A.COMPracticas.PRACTICA NO.123456789101112DESCRIPCIONSENSORESMEDIDOR DE NIVELTERMISTORRTD (LAMPARA INCANDESCENTE)MEDIDOR DE TEMPERATURASENSOR DE PRESION DIAFRAGMA (GLOBO), PISTON (JERINGA)MEDIDOR DE PRESIONMEDIDOR DE FLUJOMEDICION DE PARAMETROS DE RESPUESTA NATURALCONTROLADOR DE NIVELCONTRUCCION DE UNA VALVULACONSTRUCCION DE UN PISTON 8JERINGA)UNIDADIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIVIVINSTITUTO TECNOLÓGICO DE SAN LUIS POTOSI ING. ALFONSO PÉREZ GARCÍA Página 10
InstrumentaciónUnidad IP
norman a anderson instrumentation for process measurement and control foxboro benjamin c. kuo sistemas de control automatico diseÑo prentice hall nombre. dirección. temas. national instruments www.ni.com isa www.isa.org sama www.sama.org omega ww.omega.com practicas. practica no. descripcion unidad 1 sensores i 2 medidor de nivel ii
