miércoles, 23 de mayo de 2007

martes, 22 de mayo de 2007

1. Diagrama de Flujo de Procesos (DFP), Revisión.



Este sistema se basara en la medición y control de variables como Caudal y Nivel. A este sistema se le creara una piscina adicional a la piscina que ya existe en la Planta de Tratamiento de aguas Negras "Los Olivos". En la tuberia abierta principal se encontrara un medidor de flujo. A la piscina adicional se le instalara una valvula que se abrira según si hay o no hay un excedente de caudal en la tuberia principal. En la piscina principal se colocara un medidor de nivel que puede ver si el sistema esta estable de manera que se pueda retornar el flujo excedente para que luego ese flujo sea tratado. Todo sera controlado a traves de un PLC.

2. Diagrama de Tuberías e Instrumentación (DTI o P&ID).


La propuesta se basa en la medición y control de variables como Caudal y Nivel. Para que este sistema pueda funcionar correctamente y tenga buenos resultados tanto de Operación, salubridad y economia es necesario primeramente la creación de una piscina adicional a la piscina que ya existe en la Planta de Tratamiento de aguas Negras "Los Olivos". En la tuberia abierta principal se encontrara un medidor de flujo de Canales Abiertos Modelo 872FM. Este medidor va a estar conectado a un PLC que tomara decisiones segun el caudal. Cuando se registre un caudal en el medidor mayor de 600 Litros/seg, entonces el PLC tomara la decision de abrir una valvula (esta valvula estara conectada a la piscina adicional). Todo el caudal excedente osea el caudal que hace que el sistema se desvie de su referencia ira a parar a esta piscina y estara alli hasta que el nivel de caudal de la piscina principal este estable, para ello se colocara un transmisores de Nivel Ultrasónicos en la piscina principal, una vez estabilizado el sistema ese excedente se devuelve a la piscina principal para ser tratada de la manera correcta y disminuir la contaminación de las aguas. Cuando el caudal en la tuberia abierta principal este estable se cierra la valvula. El controlador a usar sera un PLC SIMATIC S7.

3.Indice Preliminar de Instrumentos.

4.Criterios de Diseño.

Códigos, estándares y Normas:

  • Normas de instrumentación Segun el estandar ANSI/ISA-S5.1-1984 (1992) ISA. “Sociedad americana de instrumentación”. Símbolos y diagramas usados en el control de procesos para indicar la aplicación en el proceso. Se utilizó esta norma para establecer una manera uniforme de designar instrumentos y sistemas de instrumentación usados para medición y control. Para ello, se presenta un sistema de designación que incluye códigos y símbolos de identificación.
  • ANSI/ISA-S5.4-1991. Esta norma se utilizara para los diagramas de las conexiones eléctricas de cada uno de los instrumentos que se han de utilizar.
  • ANSI/ISA-S5.5-1985. Esta norma se utilizara para los simbolos gráficos de los procesos.

Descripción del proyecto:

El proyecto se trata de realizar una expansión a la planta de tratamiento de aguas servidas para minimizar la contaminación del rió caroni a través de la implementación de una piscina almacenadora que permita retener temporalmente las aguas residuales y retornarlas luego a la planta para su procesamiento. El proyecto en sí consiste en colocar una serie de sensores que al arrojar la medida de la variable, un automata pueda decidir que hacer con las valvulas asociadas a las tuberias de flujo principal y la nueva tuberia conectada a la piscina o laguna de retencion.

Servicios disponibles:

Para este proyecto se contara con los siguientes servicios:

  • Red de energía eléctrica.
  • Agua potable y residuales.

Localización y características del sitio de la obra:

La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales se encuentra ubicada en la avenida Sucre Figarella a orillas del Río Caroni en Puerto Ordaz. La posición geográfica de la planta es estratégica pues por su condición, es necesario que las aguas converjan de manera que sean recibidas por la tubería principal que alimenta la planta y es alli donde es necesario que se instale un sensor de nivel o de caudal.

Especificaciones Particulares:

  • Sistema de unidades a usar:
Sistema metrico decimal:


Sistema Internacional de Unidades:


  • Criterios Generales de Diseño:

Instrumentos Electronicos:

  1. Se utilizara un Sensor de Caudal donde la ubicacion del sensor de caudal debe ser en el canal principal en el cual fluye el liquido que entra a la planta, posicionado a una altura de manera que no se vea afectado por escombros que no fueron filtrados. Es necesario que el sensor a instalar para llevar a cabo la medición sea de tipo ultrasónico. No es recomendable usar un sensor de caudal ordinario pues estos no han sido diseñados para estar en contacto con aguas contaminadas y corre el riesgo de dañarse.
  2. Para el sensor de Nivel al igual que ocurre con el sensor de caudal, es importante que se utilice un sensor de tipo ultrasónico, de manera que puede medir niveles sin tener contacto con el liquido que en este caso es abrasivo y corrosivo.
  3. El PLC debe estar estrategicamente colocado cerca de los actuadores y de las señales de entrada para evitar gasto en implementacion de cableado. No es necesario el uso de un plc bastante sofisticado, ya que el control que se va a realizar es muy básico y puede ser realizado con un plc.
  4. Es necesario que sea acondicionada la señal que recibe el plc por parte de ambos sensores ( nivel- caudal)

Conductores

Las conexiones electricas se realizaran con conductores apantallado con funda de polietileno.

  • Criterios para la selección de instrumentos:
  1. Sensores. Para la eleccion de los sensores se necesitara sensores que tengan una salida de 4-20 mA, suministro de energia de 120 o 240 volt.
  2. PLC al cual se le puedan hacer conexiones de red, y se pueda usar cables RS232 para conectar con los sensores.
  3. Valvulas para la regulación de flujo que maneje hasta 325 litros/seg osea 12" de diametros.
  4. Bomba para la piscina adicional que maneje hasta 5700 litros/seg, con conexiones de electricidad de 120 o 240 volt.


5.Especificación General de Instrumentos.

Tabla resumen de las Especificaciones de los equipos





  • MEDIDOR DE FLUJOS DE CANALES ABIERTOS.

Entre los diferentes medidores de flujos existentes en el mercado, se escogió el medidor de flujo de canales abiertos modelo 872fm ideal para este tipo de aplicaciones.



El modelo 872FM es un dispositivo para la detección de nivel ultrasónico que se usan para transmitir el caudal de un líquido en un canal abierto.



La unidad se pone sobre la superficie de un líquido que es aguas arriba de un vertedero o flume de medición. Un serie los ondas de sonido de la frecuencia alta se generan durante la porción del ciclo “mandar”. Las ondas de sonido viajan a través del espacio de aire entre la cara del sensor y la superficie del líquido. Las ondas de sonido golpean la superficie del líquido, se reflejan, viajan tras al sensor, y ellas están detectados durante la porción del ciclo “recibir”. El tiempo que transcurre entre el “mandar” y el “recibir” se mide y está conectado para las variaciones en la velocidad de sonido deben a las variaciones de la temperatura ambiental, y está usado por el instrumento para calcular el nivel de la cresta. El instrumento entonces genera una señal 4-20 mA que está proporcional al caudal.


Caracteristica:
Sumergible hasta 30 metros, a prueba a gas.


Seguridad aumentada de personal para los lugares peligrosos como cloacales, fosas de bomba y lagunas cubiertas.


Configuración y calibración remota



Conveniente para la majoría de los flumes y vertederos. Tambien linealizaciones especiales para las tablas de los usarios.


Clasificación segura intrinsicamente aumenta la seguridad y reduce los costos de instalación y operación.








  • MEDIDOR DE NIVEL ULTRASONICO 858

Los transmisores de nivel ultrasónicos de Delta Controls se usan extensamente en las industrias de procesos varias y en las facilidades públicas de agua y aguas negras para medir el niveles de los productos que son gomosos, abrasivos, suscios, viscosos y corrosivos. El sensor se monta sobre el producto a ser medido. Normalmente, no tiene contacto con él. En muchos casos un conexión de proceso existente puede ser usado así que el costo de instalación es mínimo. El mantenimiento rutinario no es requerido.
Un pulso de sonido de frecuencia alta se transmite a la superficie del producto a ser medido por el sensor. El pulso de sonido golpea la superficie del producto y se refleja atrás al sensor como un eco. El tiempo de transmisión a y de la superficie es medido y dividido por dos para producir la distancia real que el pulso de sonido ha viajado. La distancia es entonces restado de “cero” que es normalmente la altura del tanque u otro recipiente. El número que resulta es el nivel del producto. Un microprocesador controla los ciclos de transmitir y recibir y evalua cada eco para verificar su validez. También, el microprocesador monitorea las condiciones del tanque por los cambios de las condiciones que pueden requerir un ajuste de la energía, ganancia y cronometraje.










  • CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE:

Se decidió usar un plc por ser una herramienta especial para remplazar sistemas de control, realizar diagnósticos de fallas, realizar autodiagnóstico del hardware, realizar manejo de información, monitoreo y supervisión de procesos y control de alarmas. además que los plc traen las siguientes ventajas:

  • Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos ya que no es necesario dibujar esquemas, no es necesario simplificar (tiene mucha memoria) y disminuye considerablemente los materiales.


  • Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni aparellaje.


  • Menor espacio ocupado por el cuadro eléctrico.


  • Menor costo en el montaje.


  • Mantenimiento más barato.

Por toda estas ventajas se decidió usar el SIMATIC S7 que es el mismo controlador lógico programable que se usa actualmente en la UNEXPO en la Catedra de Controladores Lógicos Programables y de esta manera será mas sencillo su estudio y programación.





  • VALVULAS:
    Las valvulas a usar seran unas valvulas de Control de Caudal marca Vamex de 12" de diametro, con una capacidad de 325 litros/seg.







  • BOMBAS:

La Bomba a usar sera una Bomba marca ABS, esta bomba es especial para el manejo eficiente de aguas negras y servidas en plantas de tratamiento industriales y municipales. Desde 3 HP hasta 1600 HP. Volumenes desde 3 litros /seg hasta 5700 litros/seg.



6. Elaboración de las Hojas de Datos de Instrumentos.








7. Cálculo y dimensionamiento de Equipos (Válvulas, Instrumentos, etc.)

La distancia entre el sensor de caudal, el cual sera ubicado en el canal principal, esta aproximadamente a una distancia de 20 metros del plc, asi mismo este se encuntra a 50 metros aproximados del dispositivo que le envia la señal de nivel. La señal que este envia a la valvula viaja unos 35 metros antes de llegar al elemento.

8. Especificación General y dimensionamiento de Equipos, Paneles o Sistemas de Control.

Descripción general del PLC S7 a utilizar para el control del sistema

*AI4 (Cuatro entradas analógicas).
*AO1 (Una salida analógica de 12 BIT).
*El S7 cuenta con D4x24V (Cuatro entradas discretas de 24 volt cada una)
La salida analógica la encontramos en la terminal 20 bornes SB y SA. Esta salida puede ser en voltaje o en corriente si se quiere en voltaje se eligen los bornes 6 y 20 y para el caso de la corriente se selecciona el 7 y el 20.

El S7 dispone de de 16 entradas discretas y 16 salidas discretas de 24 voltios cada una.

Módulos SM31 con 16 entradas discretas de 24 voltios que tiene su referencia DI, requiere de una fuente externa de 24 voltios donde el negativo se conecta al terminal 20 y el dispositivo se pasa a través de los suiches dependiendo de que entrada quiero energizar.

Modulo SM322 posee 16 salidas discretas de 24 voltios, se le debe colocar una fuente externa cuyo cero debe estar en el borne 10, en la figura se muestra la estructura física del S7 con cada una de sus partes descritas en donde se señalizan donde se encuentran ubicadas las entradas, las salidas, el selector de encendido, así como también se representan las distintas formas de conexión del PLC para la configuración y puesta en control del proceso a controlar.





Medidor de flujo a utilizar para la medición del caudal

Para la medición del caudal en la tubería madre se utilizara el 872M – indicador integro, el cual tiene salidas de dos hilos 4-20 ma y rs-485.



  • Caracteristicas
    Versátil – Mide agua, aguas cloacales y lechadas.
    Sumergible hasta 30 metros, a prueba a gas .
    Seguridad aumentada de personal para los lugares peligrosos como cloacales, fosas de bomba y lagunas cubiertas .
    Configuración y calibración remota .
    Conveniente para la majoría de los flumes y vertederos. Tambien linealizaciones especiales para las tablas de los usarios .
    Clasificación segura intrinsicamente aumenta la seguridad y reduce los costos de instalación y operación.

  • Aplicación
    Los modelos 872FM y 671FM son depositivos de la detección de nivel ultrasónicos que se usan para transmitir el caudal de un líquido en un canal abierto.
    La unidad se pone sobre la superficie de un líquido que es aguas arriba de un vertedero o flume de medición. Un serie los ondas de sonido de la frecuencia alta se generan durante la porción del ciclo “mandar”. Las ondas de sonido viajan a través del espacio de aire entre la cara del sensor y la superficie del líquido. Las ondas de sonido golpean la superficie del líquido, se reflejan, viajan tras al sensor, y ellas están detectados durante la porción del ciclo “recibir”. El tiempo que transcurre entre el “mandar” y el “recibir” se mide y está correctado para las variaciones en la velocidad de sonido deben a las variaciones de la temperatura ambiental, y está usado por el instrumento para calcular el nivel de la cresta. El instrumento entonces genera una señal 4-20 mA que está proporcional al caudal.

  • Especificaciones
    Rango de Medición: 30 hasta 250 cm
    Ángulo de raz: ±6º al límite de bajo 3 dB
    Salida: Análoga 4-20 mA y RS-485 (671FM)
    Compensación de Temperatura Integra: Sí
    Exactitud: Mejor que 0.25% del rango máximo
    Suministro: 11-30 V CC
    Temperatura Ambiental: -40ºC hasta +60ºC
    Caja: NEMA 4X a prueba a intemperie y NEMA 6 sumergible
    Alambrado: Cable fuerte con un funda dura de goma. 3 metros es básico. Las longitudes más largas son opcional
    Calibración: Teclado integro o la comunicación bidireccional de RS-485 remota
    Conexión de Montaje: NPT, brida o tubo
    Materiales: PVC y acero inoxidable 300
    Elementos de Flujo Tipicos: Flumes de Parshall y Parmer-Bowlus, Vertederos rectangular, v-notch y Cipolletti.

Medidor de Nivel ULTRASÓNICOMODELO 858

  • Caracteristicas
    Medición no contacto
    Rangos de medición hasta 49 metros
    Electrónica basada en microprocesador
    Compensación automática “inteligente” para las condiciones del tanque cambiantes
    Teclado de 20 teclas para entrar fácilmente los datos de calibración por el usario
    Caracterización de salida para volumen, peso o flujo de canales abiertos
    Señal de salida directa o inversa es seleccionable
    Compensación de temperatura automática y precisa usando un transmisor de temperatura de dos hilos que es integro
    Salida aislada 4-20mA
    Puertos RS-232C, RS-422 y RS-495 son opcional
    Velocidad de baud para comunicación digital es seleccionable (300 hasta 9600)
    Capabilidad remota para calibración y interrogación por computadora o telemetría
    Indicador LCD de 16 caracteres es alfanumérico
    Seis relés de 10 amperios SPDT incluido para alarmas y/o control
    Relé #6 es programable como un relé de eco perdido
    Software completo para control de bombas
    Todos de los ajustes de fábrica son ajustable en campo usando el teclado integro
    Protección de memoria sin baterías (Más que 5 años siguiente la pérdida de energía)
    Software para corrección de la velocidad de sonido
    Autodiagnósticos
    Caracteristica de antimanipulación ociosa es programable
    Electrónica es del grado industrial
    Caja NEMA 4X de epóxi/vidrio tiene adorno inoxidable
    Sensores sumergibles son diseñados y fabricados por Delta Controls. No afectado por condensación o corrosión


9. Elaboración de Hoja de Datos de Equipos o Sistemas de Control.

Hoja de datos para el medidor de fluido de canales abiertos Modelo 871 FM
Hoja de Datos para el Medidor de nivel ultrasonico Modelo 858.

10.Listado de Señales.






11. Elaboración de Requisiciones de Materiales de Equipos de Largo Tiempo de Entrega.


Visita tecnica Ternium Sidor

Datos importantes acerca de la siderurgica:

Fabricación Del Acero

  • SIDOR produce acero a partir de un mineral de alto contenido de hierro, utilizando la vía de reducción directa, hornos eléctricos de arco y colada continúa. Esta industria es la mayor productora de acero en Venezuela.
  • Actualmente se producen 4.3 millones de acero liquido al año.
  • Sidor forma parte de Ternium que integra las siderúrgicas Hylsa de México y Siderar de Argentina.
  • Diariamente llegan al patio de recepción 25 mil toneladas de mineral de hierro, provenientes de Ferrominera y otras industrias.
  • La fabricación de acero en SIDOR se cumple mediante procesos de Reducción Directa y Hornos Eléctricos de Arco, complementados con Metalurgia Secundaria en los hornos de cuchara que garantizan la calidad interna del producto.
  • Hoy en día la acería de palanquilla cuenta con dos hornos con 150 toneladas de producción de cabillas, alambron, etc. Junto con la acería de palanquilla también esta la acería de planchones con 4 hornos con una producción de 450 toneladas de planchones,...., etc.
  • Es la planta siderúrgica más grande del mundo en el uso de hornos de arco eléctrico ubicados en un solo sitio
  • Finos de mineral, con alto contenido de hierro, se aglomeran en la Planta de Peletización. El producto resultante —las pellas— es procesado en dos plantas de Reducción Directa, una HyL II (dos módulos de lecho fijo) y otra Midrex (cuatro módulos de lecho móvil), que garantizan la obtención de Hierro de Reducción Directa (HRD). El HRD se carga a los Hornos Eléctricos de Arco para obtener acero líquido.
  • HyL II usa una tecnología Mexicana, que hoy en día genera muchos gastos en la producción “es muy obsoleta”, actualmente se esta cambiando la tecnología y ser llamada la planta como HyL III.
  • El MIDREX es un proceso continuo y en diferencia con HyL II tiene una tecnología Americana mas nueva y tiene menos consumo de electricidad, esta planta tiene como resultado HRD que es una pella oxidada, es decir, mas metálica.
  • Las prácticas de fabricación de Sidor son tres.
  • Tomando en consideración las características de la materia prima, los métodos y equipos de fabricación, SIDOR ha desarrollado prácticas metalúrgicas y de operaciones particulares, que permiten capitalizar todo el potencial metalúrgico. Ello se refleja en la obtención de productos con características singulares y óptimo comportamiento en servicio, figura 1, 2 y 3.
  • El acero líquido resultante, con alta calidad y bajos contenidos de impurezas y residuales, tiene una mayor participación de HRD y una menor proporción de chatarra (20% máximo). Su refinación se realiza en las Estaciones de Metalurgia Secundaria, donde se le incorporan las ferroaleaciones. Posteriormente, pasa a las máquinas de Colada Continua para su solidificación, obteniéndose semielaborados. Planchones o Palanquillas— que se destinan a la fabricación de Productos Planosy Productos Largos, respectivamente.

Conociendo la siderurgica.

Luego de un pequeño recibimiento y reseña historica de Sidor por parte de los ingenieros que amablemente nos atendieron y dirigieron durante nuestra visita tecnica, comenzo el recorrido. La primera parada que se realizo fue en Planta de Pellas, alli el material semiterminado contiene un alto porcentaje de oxigeno el cual debe ser eliminado. Seguidamente se explico que es la Tolva, es donde se recibe todos los dias el material con el que se trabaja, unos de los lugares mas importantes pues sin el material no hay produccion, de alli es llevado por medio de maquinarias a planta de pellas. A traves de cintas transportadoras se envia la materia a MIDREX, alli las pellas son cargadas en cualquiera de los procesos de Reducción Directa —HyL o Midrex—, donde se les hace reaccionar, a temperatura adecuada, con el producto de la reformación del gas natural, gas reductor. Este gas —fundamentalmente monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H2)—, reduce el oxígeno presente en las pellas para obtener un producto llamado Hierro de Reducción Directa (HRD). El HRD mantiene la apariencia física de la pella. La finalidad es reducir la cantidad de oxigeno en presente.


Continuamos con hierro de reduccion directa, el producto resultante —las pellas— es procesado en dos plantas de Reducción Directa, una HyL II (dos módulos de lecho fijo) y otra Midrex (cuatro módulos de lecho móvil), que garantizan la obtención de Hierro de Reducción Directa (HRD). El HRD se carga a los Hornos Eléctricos de Arco para obtener acero líquido.
El acero líquido resultante, con alta calidad y bajos contenidos de impurezas y residuales, tiene una mayor participación de HRD y una menor proporción de chatarra (20% máximo). La siguiente parada fue en Patio de Palanquillas, para la produccion de estas, necesita pasar por las máquinas de Colada Continua para su solidificación, obteniéndose semielaborados —Planchones o Palanquillas— que se destinan a la fabricación de Productos Planos y Productos Largos, respectivamente.

Tren de Barros, en este lugar es donde se trasnforman las palanquillas, se obtiene el acero liquido.
Finalmente visitamos aceria de planchones, estos son cargados en Hornos de Recalentamiento y llevados a temperaturas de laminación. Este tratamiento permite, por medio de la oxidación que se genera, remover pequeños defectos superficiales y ablandar el acero para ser transformado mecánicamente en el Tren de Laminación en Caliente, en Bandas, con ancho y espesor definidos. Las Bandas pueden ser suministradas como tales o como Bobinas o Láminas, sin decapar o decapadas, en función de los requerimientos del cliente en el uso y forma. Las bandas también pueden ser sometidas a deformación a temperatura ambiente (Laminación en Frío) para reducir el espesor y obtener Bobinas Laminadas en Frío (LAF). Estas últimas pueden ser entregadas al mercado como crudas (Full Hard), o continuar su procesamiento en los Hornos de Recocido y en los Trenes de Laminación de Temple, con el objetivo de modificar sus características metalúrgicas, mecánicas y, muy ligeramente, las geométricas. De esta manera, se obtienen Bobinas recocidas y/o procesadas en el Laminador de Temple, que podrán ser proporcionadas en Bobinas, cortadas a longitudes específicas (Láminas), o continuar procesos posteriores con recubrimiento electroquímico de cromo o estaño.

Lamentablemente no fue posible recorrer la parte de laminacion por detalles tecnicos.

Algunos de los sectores visitados



Imagenes de los lugares mas resaltantes

lunes, 21 de mayo de 2007

Productos que se fabrican en Sidor


En la siderurgica se fabrican palanquillas, alambron, hojalata, cabillas, bobinas entre otros productos.

Instrumentos visto dentro de la planta

En Sidor se utilizan sensores de temperatura termopares tipo S y tipo K y pirómetros para tener un control de la temperatura deseada, en el proceso de producción, también pudimos observar medidores de presión, transmisores de presión diferencial y manómetros.






martes, 15 de mayo de 2007

Calibración del transmisor de Presión Diferencial Electronico

Alumnos:
Alcides Lereico
Maria Jose Canache
Maria Andreina Sanchez
Wilson Sanchez

Introducción

En los procesos industriales siempre es importante tener un control sobre las diferentes variables que se este midiendo, de esto dependerá el buen funcionamiento del sistema. Una de las variables importantes a medir es la presión, esta presión se pueden hallar tanto en tuberías o recipientes, por ello en este laboratorio nos vemos en la necesidad de verificar como se comporta un Transmisor de Presión Diferencial Electronico y se observara si existe una diferencia al tomar medidas con el instrumento calibrado o sin calibrar.

Objetivos

  • Calibrar un Transmisor Electronico (TYLOR 505T), para presión diferencial.
  • Determinar el error de lectura de un manómetro haciendo uso del transmisor electrónico.

Fundamento Teorico

Presión: Se puede definir como una fuerza por unidad de área o superficie, en donde la mayoría de los casos se mide directamente por su equilibrio directamente con otra fuerza, conocidas que puede ser la de una columna líquida un resorte, un embolo cargado con un peso o un diafragma cargado con un resorte o cualquier otro elemento que puede sufrir una deformación cualitativa cuando se le aplica la presión.


Unidades de presión

La presión es una fuerza por unidad de superficie y puede expresarse en unidades tales como bar, atmósferas, pascal, kilogramos por centímetro cuadrado y psi (libras por pulgada cuadrada)

En el Sistema Internacional (SI), las unidades están normalizadas en Pascal; El pascal es (1 N/m²), siendo el newton la fuerza que aplicada a un cuerpo

Errores:

Los errores de un sistema se determinan a partir de su calibración, que consiste en aplicarle entradas conocidas y comparar su salida con la obtenida con un sistema de medida de referencia, más exacto.

Según su efecto en la característica de transferencia, los errores pueden ser de cero, de ganancia y de no linealidad.

Error de cero: permanece constante con independencia del valor de la entrada.

Error de ganancia: es proporcional al valor de la entrada.

Error de no linealidad: hace que la característica de transferencia se aparte de una línea recta (suponiendo que sea ésta la característica ideal).

Error de Cero

Error de Ganancia

Error de No Linealidad

Calibración de los transmisores:

La calibración de los transmisores consiste en ajustarlo para que exista coincidencia en los valores de las variables detectados en la salida proporcional del instrumento con los cambios de la variable en el proceso, los diagramas de calibración consisten en una representación gráfica del procedimiento a seguir en la instalación del transmisor para la calibración.

Como calibrar un transmisor:

1) Chequeo y Ajustes Preliminares:

    • Observar el estado físico del equipo, desgaste de piezas, limpieza y respuesta del equipo.
    • Determine los errores de indicación del equipo comparado con un patrón adecuado (según el rango y la precisión).
    • Llevar ajustes de cero, multiplicación, angularidad y otros adicionales a los márgenes recomendados para el proceso o que permita su ajuste en ambas direcciones (no en extremos) excuadramientos preliminares. Lo cual reducirá al mínimo el error de angularidad.

2) Ajuste de cero:

    • Colocar la variable en un valor bajo de cero a 10% del rango o en la primera división representativa a excepción de los equipos que tienen supresión de cero o cero vivo, para ello se debe simular la variable con un mecanismo adecuado, según rango y precisión lo mismo que un patrón adecuado.
    • Si el instrumento que se esta calibrando no indica el valor fijado anteriormente, se debe ajustar del mecanismo de cero (un puntero, un resorte, reóstato, tornillo micrométrico, etc.).
    • Si el equipo tiene ajustes adicionales con cero variable, con elevaciones o supresiones se debe hacer después del punto anterior de ajuste de cero.

3) Ajuste de multiplicación:

    • Colocar la variable en un valor alto del 70 al 100%.
    • Si el instrumento no indica el valor fijado, se debe ajustar el mecanismo de multiplicación o span (un brazo, palanca, reóstato o ganancia).

4) Repetir los dos últimos pasos hasta obtener la calibración correcta para los valores alto y bajo.

5) Ajuste de angularidad:

    • Colocar la variable al 50% del span.
    • Si el incremento no indica el valor del 50% ajustar el mecanismo de angularidad según el equipo.


Procedimiento Experimental

A la hora de hacer la practica l primero que se hizo fue observar la maqueta la cual consta de una columna de agua milimetrada con una tubería que se conecta con el transmisor electrónico, lo cual posee una llave que permite controlar la altura del agua, se pudo observar que el rango de medida del montaje estaba entre 0 cm. y 100 cm., para 0 cm. hay 0 Pa y para 100cm 9800Pa.Luego se conecto a la salida del transmisor una resistencia de 100 ohm en serie a una fuente de voltaje de 24 volt. Las lecturas que se tomaron en consideración fueron los valores de 0, 25, 50,75 y 100% del rango de medida. Se realizo la calibración del Zero y del Spam. Cada valor de medida se realizo de la siguiente manera se coloco la manquera del sistema en su valor máximo a 100 cm y se anotaron los valores de voltaje y de corriente para este valor, luego se fue disminuyendo tomándose así valores de corrientes y voltajes para cada una de las medidas necesarias a 75, 50, 25,0% del valor máximo de presión.


Resultados

1. Mediciones Directas.
  • Valores de Corrientes y Voltajes obtenidos antes de la Calibración



  • Valores de Corrientes y Voltajes obtenidos despues de la calibración




2. Cálculos Realizados.

Para el cálculo de la Presión patrón a partir de la altura h del tubo U se realizo lo siguiente:


Presión = gravedad*altura*densidad del agua
Así que para el 100% del margen de medida tenemos que la altura es igual a 1 m, la gravedad es 9,8m/seg2, y la densidad del agua es 1000Kg/m3, por lo tanto tenemos que

Presion100%=9,8m/seg2*1m*1000Kg/m3 = 9800 Pa

Presion75%=9,8m/seg2*0,75m*1000Kg/m3 =7350 Pa

Presion50%=9,8m/seg2*0,50m*1000Kg/m3 = 4900 Pa

Presion25%=9,8m/seg2*0,25m*1000Kg/m3 = 2450 Pa

Presion0%=9,8m/seg2*0m*1000Kg/m3 = 0 Pa

Para el calculo de las corrientes y voltajes teoricamente se obtuvieron los siguientes resultados:


3. Graficas y Errores

  • Errores antes de la calibración del Transmisor de Presión Diferencial Electronico

Error de Cero= Iteórica - Iexperimenta = 4 - 3,4= 0,6

Error de Ganancia = mideal – mpractica = 1- 1,16669917=0,16669917

Error de Fondo de Escala= 22,78 – 20 =2,78

Corriente Vs Presión

Error de no Linealidad



  • Errores despues de la calibración del Transmisor de Presión Diferencial Electronico

Error de Cero= Iteórica - Iexperimenta = 4 - 4= 0

Error de Ganancia = mideal – mpractica = 1- 1,00499793=0,00499793

Error de Fondo de Escala= 20 – 20 =0

Corriente Vs Presión


Error de no linealidad


Análisis de Resultados

Se pudo observar al comparar las graficas de los errores antes y después de la calibración del Transmisor de Presión diferencial Electronico que el Error de Cero en el equipo calibrado fue de cero, si comparamos el error que se obtuvo al medir en el equipo sin calibrar que fue de 0.6, se puede ver que el equipo calibrado hace que el sistema de control arranque de manera estable.

Otra de las observaciones que se pueden ver son las referentes a la grafica de no linealidad, en el Transmisor calibrado se puede ver que la grafica aunque no es lineal, trata de mantenerse a ese ritmo ósea busca la característica ideal, a diferencia del Transmisor sin calibrar donde se puede observar que la corriente se ve un poco mas inestable. Con grandes corrientes esta inestabilidad podrían causar grandes daños al sistema de instrumentación.

Conclusión

En este laboratorio se pudo observar que la calibración de los instrumentos de medición es muy importante porque permite disminuir los errores intrinsecos asociados al instrumentos, ademas de que evitan causar daños al sistema y hasta los equipos. Un buen equipo ayudara a que el sistema de instrumentación y de control trabaje bien, pero si este no esta correctamente calibrado lo unico que puede hacer es desequilibrar el sistema y por ende obtener grandes perdidas. Tambien se pudo ver que el Transmisor de Presion Diferencial Electronico puede medir diferentes valores de Presión y que a traves de la corriente del sistema se puede verificar comportamiento y estabilidad.

Recomendaciones

A la hora de realizar la practica se debe tomar las siguientes consideraciones
  • Al usar los instrumentos de medición, debemos recordar que los amperimetros se utilizan en serie con la resistencia y el voltimetro se coloca en paralelo a la resistencia.
  • Calibrar cada uno de los instrumentos a usar.
  • Hacer el uso del Jumper ZERO y colocarlo en la posición correcta que es la posición normal, para poder hacer el ajuste del cero de manera correcta.
  • Tomar cada medida con cuidado para asi disminnuir los errores de medición.

Bibliografia

Contreras, M (1997). Presión. http://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtml

Calibración de los transmisores.
http://html.rincondelvago.com/calibracion-de-los-transmisores.html