Presentación de PowerPoint - dea.unsj.edu.ardea.unsj.edu.ar/sinc/Control-ISA.pdf · – La metodología utilizada para combinar las señales digitales, se denomina protocolo.

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  • SIMBOLOGIA ISA

    SISTEMAS INDUTRIAL PARA CONTROL

  • Proceso

    El trmino proceso suele ser utilizado en control de

    procesos o procesos industriales, se refiere a cambiar o

    refinar materias primas para lograr un producto final.

    La materia prima, que puede o no cambiar de estado fsico

    durante el proceso, es transferida, medida, mezclada,

    calentada, enfriada, filtrada, almacenada o manipulada de

    alguna manera para producir el producto final

  • Ejemplos de procesos industriales

    Industrias qumicas

    Petrleo y gas

    Alimentos y bebidas

    Productos farmacuticos

    Tratamientos de agua

    Generacin de energa

    Etc.

  • Control de Procesos

    El controlar un proceso, se refiere a como se controlan

    variables inherentes al mismo para:

    Reducir la variabilidad del producto final

    Incrementar la eficiencia

    Reducir impacto ambiental

    Mantener el proceso dentro de los lmites de

    seguridad que corresponda

  • El lazo de control

    Un lazo de control requiere la ocurrencia de tres tareas:

    Medida

    Comparacin

    Ajuste

    NIVEL MAXIMO

  • Variable de proceso Son aquellas que pueden cambiar las condiciones de un

    proceso

    Setpoint

    Valor al que se desea mantener una variable de proceso

    Variable medida

    Es aquella que se desea mantener estable

    Variable manipulada

    Es aquella que vara para mantener constante la variable

    medida

  • Error

    Es la diferencia entre la variable medida y el setpoint.

    Puede ser +

    Est compuesto por:

    Magnitud

    Duracin

    Velocidad de variacin X

    T

    Duracin

    Magnitud

    variacin

    SP

  • Offset Es una variacin constante de la variable de proceso,

    respecto del setpoint.

    Variacin de carga Es un cambio no deseado en algn factor que pueda

    afectar la variable de proceso.

    Algoritmo de control Es la expresin matemtica de una funcin de control

  • Lazo abierto y lazo cerrado

    Lazo cerrado existe cuando la variable de proceso es medida,

    comparada con el sec point y se genera una accin tendiente a

    corregir cualquier desviacin respecto del mismo.

    A lazo abierto, la variable de proceso no es comparada y se

    genera una accin independientemente de las condiciones de la

    misma.

  • Componentes del lazo de control

    Elemento primario o sensor

    Es el primer elemento en un lazo de control el cual mide la

    variable de proceso.

    Trasductor

    Convierte una seal fsica en una elctrica

    Convertidor

    Convierte una seal de un dominio en otro

    Transmisor

    Convierte la lectura de un sensor en una seal estndar que

    pueda ser transmitida

  • Seales En procesos industriales existen tres tipos de seales para

    transmitir informacin

    Neumticas (3 15 psi) Cambios en la presin de aire de una caera, proporcionales a

    las variaciones de magnitud medida.

    Se siguen utilizando en aplicaciones particulares

    Analgicas (4 20 mA), (1 5 V) La forma de transmisin mas comn desde los aos 1960.

    A partir de los 90 se comenzaron a reemplazar por seales

    digitales.

  • Digitales

    Seales de niveles discretos que combinados de forma

    particular representan la magnitud de las variables del proceso

    La metodologa utilizada para combinar las seales digitales,

    se denomina protocolo.

    Los protocolos de comunicacin pueden ser estndar o

    propietarios (abiertos o cerrados). Ejemplos

    Ethernet, Profibus, CAN, Hart, etc.

  • Indicadores

    Son dispositivos lebles por los humanos que

    muestran informacin del proceso

    Pueden ser analgicos o digitales, simples o

    complejos.

  • Controladores

    Es un dispositivo que recibe los datos del instrumento de

    medida, lo compara con el dato de setpoint programado, y si es

    necesario ordena al elemento de control que genere una accin

    correctiva.

    Pasaron de neumticos y analgicos mono lazo a:

    CDS

    CDD / Control Centralizado / Multilazo

    Control Distribuido / multilazo / monolazo

  • PLC (Programmable Logic Controller) Bsicamente una computadora conectada a dispositivos de

    entradas y salidas, analgicas y digitales. Responden a

    seales de entrada con seales de salida que intentan

    mantener el/los valores de setpoint.

    DCS (Distributed Control System) Adems de realizar las funciones de control, proveen

    lecturas del estado del proceso, mantienen bases de

    datos, manejan HMIs

    IED (Intelligent Electronic Device)

    PLCs utilizados en las denominadas Power Utilities

  • Dispositivo Corrector o Elemento final de

    control. Es quien acta fsicamente para cambiar la variable

    manipulada. Ej. Vlvula

    Actuador

    Es la parte final del dispositivo de control que

    produce un cambio fsico en el elemento final

    de control. Ej. Actuador elctrico o neumtico

    de una vlvula.

  • Simbologa ISA

    La ISA (Instrumentation, System and Automation Society),

    es una de las ms importantes organizaciones de

    estandarizacin en el campo del control de procesos.

    En particular la ISA S5.1 especifica simbologa de

    instrumentacin

  • Los crculos representan instrumentos de medida

    individuales. Ej. Sensor, transmisor, etc.

    El instrumento se encuentra ubicado en una

    localizacin primaria o principal.

    Ej. Sala de control

    El instrumento se encuentra ubicado en una

    localizacin secundaria.

    Ej. Mdulo Rack de instrumentacin

    El instrumento se encuentra ubicado en el campo

  • El instrumento no se encuentra accesible

    Un cuadrado con un crculo interno, representa

    instrumentos que muestran informacin y realizan

    acciones de control

    Idem Anterior

  • Un hexgono representa dispositivos con

    capacidades de cmputo. Ej. controladores

    Idem Anterior

    El siguiente smbolo indica PLCs

    Idem Anterior

  • Los siguientes smbolos representan vlvulas con sus

    respectivos tipos de actuador

    Actuador

    Neumtico

    Actuador

    Manual

    Actuador

    Elctrico

    Caeras y conexiones

    caera

    conexin entre proceso e instrumentos

  • seal elctrica

    seal neumtica

    conexin de intercambio de datos

    Identificacin

    La primer letra indica la variable medida

    T (temperatura)

    F (Flujo)

    P (presin)

  • La segunda letra indica la funcin del dispositivo

    T (transmisor)

    E (sensor)

    I (indicador)

    La tercer letra es un modificador o indica multifuncin

    (funcin del dispositivo)

    Ejemplo

    FIC

    123

    instrumento que muestra

    informacin

    en sala de control

    F Flow

    I Indicator

    C Controller

  • El nmero representa una etiqueta, frecuentemente

    relacionada con un lazo de control particular

    Ejemplo

  • SENSORES

    Tipos:

    * Sensores de contacto

    * Sensores digitales

    * Sensores analgicos

    * Sensores mecnicos

    * Sensores electro-mecnicos

    * Sensores de no contacto

  • Control Manual

    Control Automtico

  • CODIGOS Y SIMBOLOGIA QUE RIGENCODIGOS Y

    SIMBOLOGIA QUE RIGENLA INSTRUMENTACION

    Y CONTROL

    SIMBOLISMO

    La aplicacin de la instrumentacin, medicin y control de Procesos debe ser un punto importante para la representacin por smbolos para indicar lo realizado.

    El simbolismo es un proceso abstracto en el cual las caractersticas salientes de los dispositivos o funciones son representados de forma simple por figuras geomtricas como crculos, rombos, tringulos y otros para escribir caracteres como letras y nmeros identificando la ubicacin y el tipo de instrumento a ser utilizado

  • FIGURAS GEOMTRICAS

    Las figuras geomtricas son usadas para

    representar funciones de medicin y control

    en el proceso, as como dispositivos y

    sistemas.

  • CRCULOS

    El Crculo se usa para indicar la

    presencia de un instrumento y

    como elemento descriptor;

    como smbolo de un

    instrumento representa, el

    concepto de un dispositivo o

    funcin. En la figura 1, se

    muestra un dispositivo

    indicador de Presin (PI)

  • CRCULOS

    Como elemento descriptor es usado para proporcionar informacin acerca de otro smbolo. En la figura 2, se muestra una vlvula para el control de Flujo (FV).La diferencia entre ambos usos est en la inclinacin de la lnea saliente del crculo y en el trazo incompleto para el caso del descriptor. El elemento descriptor suele llevar adems un cdigo proporcionando informacin adicional sobre el tipo de instrumento y el tipo de variable medida

  • Localizacin del Instrumento en la

    planta se indica

    Ninguna lnea para instrumentos montados en planta (o campo)Una lnea slida dividiendo el crculo para instrumentos montados en paneles de salas de control (de fcil acceso para el operador)

  • Localizacin del Instrumento en la planta se

    indica: Una lnea entrecortada

    dividiendo el crculo para

    instrumentos montados detrs

    de paneles o gabinetes (de fcil

    acceso para el operador Una

    lnea slida doble dividiendo

    el crculo para instrumentos

    montados en paneles auxiliares

    o secundarios

  • Localizacin del Instrumento en la planta se

    indica: Lneas entrecortadas dobles

    dividiendo el crculo para instrumentos montados detrs de paneles secundarios

    En el caso de tener demasiados paneles, dificultando la interpretacin de panel principal o panel secundario se puede usar combinaciones de letras distinguiendo los paneles unos de otros: P1, P2,.(paneles).Sin embargo, sea cual sea el sistema de descripcin usado, se debe indicar en la leyenda del diagrama

  • CUADRADOS PEQUEOS

    Uno de los primeros usos de los

    cuadrados pequeos es la representacin de actuadores del tipo solenoide, en este uso se prefiere dibujar el cuadrado con una letra S inscrita en l .

    Los cuadrados pequeos son tambin usados para representar actuadores de pistn dibujando para esto una pequea T representando el pistn y lneas simples y dobles para pistones de simple y doble accin respectivamente.

  • Otros actuadores, se pueden representar inscribiendo un cuadrado con la combinacin E/H para indicar actuadores electro hidraulicos o con una X para representar actuador es no clasificados.

  • El cuadrado pequeo puede

    representar tambin un

    posicionador dibujndose al

    lado del cuerpo de la vlvula.

    Uno de los ms recientes

    usos para los cuadrados es la

    representacin de bloques

    defunciones o como

    indicador defuncin.

  • CUADRADOS GRANDES Con la llegada del control

    compartido y visualizadores o pantallas mostrando datos de diversos lazos, se requera poder distinguir instrumentos independientes y aquellos cuyos componentes se encuentran repartidos en diversos gabinetes no pudiendo reconocrseles como localizados en un slo lugar.

    La solucin se encontr usando un cuadrado alrededor del smbolo del instrumento. Esto indica la funcin cumplida por varios elementos no localizados en un slo gabinete

  • SIMBOLISMO DE SEALES

  • SIMBOLISMO DE FUNCIONES

  • SIMBOLISMO DE FUNCIONES

  • SIMBOLISMO DE INSTRUMENTOS

  • IDENTIFICACIN DE ELEMENTOS

    La identificacin de los smbolos y elementos debe ser alfa numrica, los nmeros representan la ubicacin y establecen el lazo de identidad, y la codificacin alfabtica identifica al instrumento y a las acciones a realizar.

  • LETRAS DE IDENTIFICACIN PARA

    INSTRUMENTOS

  • Diagrama de Procesos o Equipos