PROGRAMA

VERSIÓN DIGITAL: Programa 2019

 

OBJETIVOS

Al finalizar la asignatura el alumno será capaz de:

  • Comprender las disponibilidades actuales de hardware para la medición y control de variables de proceso.
  • Interpretar información técnica de elementos de medición y control para selección, especificación y manejo de instrumentos industriales de proceso.
  • Manejar instrumentación de campo de la industria de procesos.

 

CARGA HORARIA

64 horas – 4 horas por semana

  • 32 hs. Clases teórico prácticas
  • 16 hs. Prácticos experimentales
  • 12 hs. Desarrollo de problemas de ingeniería
  •   4 hs. Evaluaciones

 

CONTENIDOS

T.1: CARACTERÍSTICAS DE LOS INSTRUMENTOS
¿Qué significa medir? Variables de interés en procesos industriales. Elemento primario. Elementos secundarios: amplificación, transducción y transmisión. Señales estandarizadas. Receptores: indicación, registro y adquisición. Interruptores. Planos de instrumentos, diagramas P&I, normas IRAM-IAP y ANSI/ISA. Procedimiento general de selección de instrumentos. Características estáticas de los instrumentos, normas. Terminología asociada a señales, alcance, lectura y calidad de la medición:. Errores individuales y de cadenas de instrumentos. Condiciones de operación y almacenamiento. Características dinámicas. Tecnología neumática y electrónica analógica. Tecnología digital, transmisores inteligentes. Instrumentación inalámbrica. Instrumentos en áreas peligrosas, seguridad intrínseca.

T.2: MEDICIÓN DE PRESIÓN
Presiones manométrica, absoluta y diferencial. Elementos de columna de líquido. Sensores mecánicos: tubos Bourdon, diafragmas, cápsulas, fuelles y campanas. Transmisores neumático, capacitivo, extensométrico piezoeléctrico, piezoresistivo, magnético y de alambre vibrante. Sellos mecánicos. Medición de vacío. Calibración de elementos de presión. Sistemas de control de presión. Especificación técnica.

T.3: MEDICIÓN DE NIVEL
Nivel de interfase fluido-fluido. Indicadores visuales de vidrio, de flotante y cable y magnéticos. Mediciones con flotante, por desplazamiento (boyantes), de altura hidrostática, de capacitancia, de radiación nuclear, sónicas y ultrasónicas. Elevación y supresión de cero. Interruptores de nivel de líquido. Casos problemáticos. Medidores de nivel de sólidos: capacitivo, ultrasónico, radiativos y con celdas de carga. Interruptores de nivel de sólidos. Sistemas de control de nivel. Especificación técnica.

T.4: MEDICIÓN DE TEMPERATURA
Escalas de temperatura. Termocuplas: principio de funcionamiento, características generales, tipos estandarizados, cables de compensación. Termorresistencias, principio de operación, tipos, conexiones. Termistores. Sistemas de protección. Sistemas de dilatación: clasificación, aplicaciones y limitaciones. Indicadores: termómetros de vidrio y bimetálicos. Pirómetros de radiación, principio de funcionamiento, componentes, aplicaciones. Sistemas de control de temperatura. Especificación técnica.

T.5: MEDICIÓN DE CAUDAL DE FLUIDOS
La variable caudal, tipos. Perfil de velocidades, factores que determinan el régimen de flujo, fluido no newtoniatos, distorsiones. Características especiales de caudalímetros: amplitud de rangos, totalización. Elementos diferenciales convencionales, de geometría fija y de flujo crítico. Medidores de área variable y de desplazamiento positivo. Caudalímetros a turbina, oscilatorios, electromagnéticos y ultrasónicos. Medición de caudal másico: directos, inferenciales, térmicos y con corrección por densidad. Caudalímetros para canales abiertos. Selección de caudalímetros: especificación y procedimiento.

T.6: MEDICIÓN DE PROPIEDADES DE FLUIDOS
Densidad: escalas, distintos tipos de indicadores y transmisores. Propiedades reológicas de fluidos, medición de viscosidad aparente, aplicaciones. Medición de índice de refracción, de conductividad térmica de gases y de presión de vapor de mezclas. Sistemas de control de densidad. Medición de pH y conductividad específica. Especificación técnica.

T.7: ELEMENTOS FINALES DE CONTROL
Distintos elementos finales de control. Válvulas reguladoras, descripción general, tipos y características. Accionamiento neumático, retardos. Dimensionamiento de válvulas: flujo crítico, vaporización y cavitación, efecto de la viscosidad. Características de flujo inherente e instalada. Selección de válvulas de control. Posicionador.

T.8: SISTEMAS DE CONTROL
Controladores ON-OFF. El controlador PID analógico, formas paralelo y serie, filtro derivativo, unidad automático manual. Controladores PID digitales, algoritmos posicional y de velocidad, tiempo de muestreo. Saturación de la acción integral. Controladores PID no lineales. Configuración y sintonización de controladores PID, autoajuste. Adquisición de datos. Sistemas de control distribuido y basados en bus de campo.

 

ACTIVIDADES TEÓRICAS Y PRÁCTICAS

CLASES TEÓRICO PRÁCTICAS. Se desarrollan conceptos teóricos sobre elementos de medición y actuación y se discuten problemas de aplicación. Se pone énfasis en aplicaciones concretas con uso de información técnica de los fabricantes  (folletos, manuales, etc.).

TRABAJOS PRÁCTICOS EXPERIMENTALES. Están previstos Trabajos Prácticos en los que el alumno trabaja con instrumentación industrial.

EVALUACIONES: Control de lectura semanal sobre conceptos teórico-prácticos de la semana anterior. Desarrollo de caso de estudio.

SITIO DE INTERNET: http://catedras.facet.unt.edu.ar/iidpr/

 

TRABAJOS PRÁCTICOS EXPERIMENTALES

T.1: Medición con instrumento de medición de presión diferencial
T.2: Medición de nivel con instrumento de medición de presión diferencial
T.3: Conexionado de instrumentos de un lazo de nivel
T.4: Comparación de mediciones de temperatura
T.5: Conexionado de instrumentos de un lazo de temperatura
T.6: Comparación de instrumentos de medición de caudal
T.7: Característica de flujo de válvulas de control
T.8: Control de temperatura de un intercambiador de Planta Piloto

 

BIBLIOGRAFÍA

  • Acedo Sánchez, José. CONTROL AVANZADO DE PROCESOS, Ediciones Díaz de Santos, Madrid, España., 2006. Disponible en http://site.ebrary.com/lib/biblcetuntsp a través de la Biblioteca de FACET.
  • Considine, D. M. (Editor), (1993). PROCESS INDUSTRIAL INSTRUMENTS & CONTROL HANDBOOK, 4ta. Edición, McGraw-Hill, USA
  • Kuphaldt, Tony R. Lessons In Industrial Instrumentation, ver. 2.29, 2017. Disponible en https://www.ibiblio.org/kuphaldt/socratic/sinst/.
  • Rojano Ramos, Santiago. Instrumentación y control en instalaciones de procesos, energía y servicios auxiliares, IC Editorial, España, 2012. Disponible en http://site.ebrary.com/lib/biblcetuntsp a través de la Biblioteca de FACET.
  • Sklanny, S. y C. Behrends, SISTEMAS DIGITALES DE CONTROL DE PROCESOS, 2º Edición, Editorial Control, Buenos Aires (2004).

 

SISTEMA DE EVALUACIÓN

Para regularizar la materia el estudiante debe:

  • Asistir al 80 % de las clases teórico-prácticas
  • Desarrollar el 100 % de los Trabajos Prácticos Experimentales con sus respectivos informes
  • Aprobar el 80 % de los Controles de Lectura

Para aprobar la materia el alumno debe desarrollar un caso de estudio individual integrando información de los trabajos prácticos de problemas y experimentales. Deberá ser presentado en formato digital.