Unidad II ICI Tema 8 Equipo PLC

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    11-Nov-2015

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Trabajo de Investigacin de la Unidad II: Sensores en la Ctedra: Instrumentacin y Control Industrial.

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  • Universidad de Oriente

    Ncleo de Monagas

    Escuela de Ingeniera y Ciencias Aplicadas

    Curso Especial de Grado - rea: ACPI

    Instrumentacin y Control Industrial

    Maturn Estado Monagas

    Sensores de Presin Unidad II: Sensores

    Profesor: Bachilleres:

    Ing. Moiss Prez Mata Lpez, Francis Del Valle

    III Cohorte Automatizacin y Salazar Faras, Luis Germn

    Control de Procesos Industriales

    Equipo PLC

    Maturn, Abril de 2015

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    NDICE Pg.

    NDICE .................................................................................................................... 2

    INTRODUCCIN .................................................................................................... 3

    MARCO TERICO .................................................................................................. 4

    1. Definicin de Sensor ..................................................................................... 4

    2. Definicin de Presin ..................................................................................... 4

    3. reas de aplicacin de los sensores ............................................................. 4

    4. Sensores de Presin ..................................................................................... 4

    5. Uso de los sensores de presin .................................................................... 5

    6. Tipos de mediciones de la presin ................................................................ 5

    7. Los dispositivos para medir presin se clasifican en tres grupos: ................. 6

    DISCUSIN ............................................................................................................ 8

    CONCLUSIONES .................................................................................................. 10

    REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ...................................................................... 11

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    INTRODUCCIN

    Los sensores de presin son elementos que transforman la magnitud fsica de presin o fuerza por unidad de superficie en otra magnitud elctrica que ser la que emplearemos en los equipos de automatizacin o adquisicin estndar. Los rangos de medida son muy amplios, desde unas milsimas de bar hasta los miles de bar.

    Para cubrir los diferentes rangos de medida, precisin y proteccin, se dispone

    de una gran variedad de sensores de presin, fabricados con diferentes tecnologas, que permiten cubrir todas sus necesidades.

    Sensores de presin pueden variar drsticamente en la tecnologa, el diseo,

    el rendimiento, conveniencia de la aplicacin y el costo. Una estimacin conservadora sera que no puede haber ms de 50 tecnologas y por lo menos 300 empresas que hacen sensores de presin en todo el mundo. En el desarrollo de este informe se estar ampliando todo lo relacionado a los sensores de presin, definicin, tipos, usos y aplicacin en la industria.

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    MARCO TERICO

    1. Definicin de Sensor

    Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes fsicas o qumicas, llamadas variables de instrumentacin, y transformarlas en variables elctricas, las variables de instrumentacin pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumnica, distancia, aceleracin, inclinacin, desplazamiento, presin, fuerza, torsin, humedad, movimiento, pH, etc. Una magnitud elctrica puede ser una resistencia elctrica (como en una RTD), una capacidad elctrica (como en un sensor de humedad), una tensin elctrica (como en un termopar), una corriente elctrica (como en un fototransistor), etc.

    Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor est siempre en

    contacto con la variable de instrumentacin con lo que puede decirse tambin que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la seal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo el termmetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la accin de la temperatura.

    Un sensor tambin puede decirse que es un dispositivo que convierte una

    forma de energa en otra.

    2. Definicin de Presin

    Se define presin como el cociente entre la componente normal de la fuerza sobre una superficie y el rea de dicha superficie.

    La fuerza que ejerce un fluido en equilibrio sobre un cuerpo sumergido en

    cualquier punto es perpendicular a la superficie del cuerpo. La presin es una magnitud escalar y es una caracterstica del punto del fluido en equilibrio, que depender nicamente de sus coordenadas.

    3. reas de aplicacin de los sensores

    Industria automotriz, robtica, industria aeroespacial, medicina, industria de manufactura, etc. Los sensores pueden estar conectados a un computador para obtener ventajas como son el acceso a una base de datos, la toma de valores desde el sensor, etc.

    4. Sensores de Presin

    Los sensores de presin son elementos que transforman la magnitud fsica de

    presin o fuerza por unidad de superficie en otra magnitud elctrica que ser la

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    que emplearemos en los equipos de automatizacin o adquisicin estndar. Los rangos de medida son muy amplios, desde unas milsimas de bar hasta los miles de bar. Los sensores de presin industriales, son los ms empleados para todo tipo de aplicaciones y sectores. Abarcan todos los rangos posibles, desde vaco a -1bar, hasta los varios miles de bar, para aplicaciones en industria pesada.

    Combinan todo tipo de salidas analgicas y digitales, ya que en la industria

    en general nos encontramos con diferentes requerimientos de conexin, tanto elctrica como mecnica. En funcin de las caractersticas elegidas tendremos que seleccionar un formato u otro.

    5. Uso de los sensores de presin

    Los sensores de presin se utilizan para el control y la vigilancia en miles de

    aplicaciones de uso diario. Los sensores de presin tambin se pueden usar para medir indirectamente otras variables tales como el flujo de fluido/gas, velocidad, nivel de agua, y la altitud. Sensores de presin alternativamente pueden ser llamados transductores de presin, transmisores de presin, emisores de presin, indicadores de presin y piezmetros, manmetros, entre otros nombres.

    Sensores de presin pueden variar drsticamente en la tecnologa, el diseo,

    el rendimiento, conveniencia de la aplicacin y el costo. Una estimacin conservadora sera que no puede haber ms de 50 tecnologas y por lo menos 300 empresas que hacen sensores de presin en todo el mundo.

    Hay tambin una categora de sensores de presin que estn diseados para

    medir en un modo dinmico para la captura de cambios de muy alta velocidad en la presin. Ejemplos de aplicaciones para este tipo de sensor sera en la medicin de la presin de combustin en un cilindro de motor o en una turbina de gas. Estos sensores se fabrican comnmente a partir de materiales piezoelctricos tales como el cuarzo.

    6. Tipos de mediciones de la presin

    Los sensores de presin se pueden clasificar en trminos de rangos de presin que miden, rangos de temperatura de funcionamiento, y lo ms importante el tipo de presin que miden. Los sensores de presin estn variadamente nombrados de acuerdo a su propsito, pero la misma tecnologa puede utilizarse con diferentes nombres.

    6.1 Sensor de presin absoluta

    Este sensor mide la presin relativa a vaco perfecto.

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    6.2 Sensor de presin Gauge

    Este sensor mide la presin relativa a la presin atmosfrica. Un indicador de presin de los neumticos es un ejemplo de medicin de la presin de calibre; cuando se indica cero, entonces la presin que est midiendo es la misma que la presin ambiente.

    6.3 Sensor de presin de vaco

    Este plazo puede causar confusin. Puede ser utilizado para describir un sensor que mide las presiones por debajo de la presin atmosfrica, que muestra la diferencia entre que la baja presin y la presin atmosfrica, pero tambin puede ser usado para describir un sensor que mide la presin baja con relacin a vaco perfecto.

    6.4 Sensor de presin diferencial

    Este sensor mide la diferencia entre dos presiones, uno conectado a cada lado del sensor. Sensores de presin diferencial se usan para medir muchas propiedades, tales como las cadas de presin a travs de filtros de aceite o filtros de aire, los niveles de lquido o las tasas de flujo.

    Tcnicamente hablando, la mayora de los sensores de presin estn

    realmente sensores de presin diferencial, por ejemplo un sensor de presin de calibre no es ms que un sensor de presin diferencial en la que un lado est abierto a la atmsfera ambiente.

    6.5 Sensor de presin sellada

    Este sensor es similar a un sensor de presin manomtrica, excepto que se

    mide la presin con respecto a alguna presin fija en lugar de la presin atmosfrica ambiente.

    7. Los dispositivos para medir presin se clasifican en tres grupos:

    Los que se basan en la medicin de la altura de una columna de lquido

    Una de las formas ms simples de medir presin es la de utilizar lquido en un tubo en U en que la presin que se desea medir se conecta a uno de los extremos y la presin de referencia se conecta al otro extremo. Si la presin de referencia conectada es el vaco, la presin que se mide es la presin absoluta. Si es la atmosfrica se est midiendo la presin relativa y si se conecta cualquier otra presin se est midiendo presin diferencial.

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    Los que se basan en la medicin de la medicin de la distorsin de una cmara elstica

    El principio de funcionamiento consiste en un tubo de seccin con forma de

    elipse. Al ser sometido a presiones crecientes las fuerzas resultantes sobre las distintas reas del bourdon tienden a darle forma circular, produciendo un movimiento del extremo del bourdon que es funcin de la presin.

    Su funcionamiento est basado en la utilizacin de la deformacin o el

    momento de flexin de elementos elsticos sensibles que perciben la presin de un medio y la transforman en desplazamiento o esfuerzo. El manmetro de Bourdon es el ejemplo tpico de esta clase.

    Los sensores de tipo elctrico

    Se basan en principios tales como:

    La aparicin de cargas electroestticas cuando se deforman los cristales en una direccin determinada (Manmetro piezoelctrico).

    El cambio de la resistencia elctrica de los conductores bajo la accin de la presin (Manmetro de resistencia).

    Variaciones en la inductancia y capacitancia de conductores, de uso muy limitado debido a su baja sensibilidad.

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    DISCUSIN

    En industrias tales como las alimenticias, refresqueras, manufactureras, comerciales, extractivas, de igual forma en lugares como museos, bancos, entre otros. En este sentido, resulta favorable la inclusin de algunos sensores, en los manipuladores robot, que hacen parte del Sistema de Manufactura Flexible en el Centro de Automatizacin de Procesos CAP.

    Como sabemos un sensor es un dispositivo capaz de detectar diferentes tipos

    de materiales, con el objetivo de mandar una seal y permitir que contine un proceso, o bien detectar un robo; dependiendo del caso que ste sea. Dentro de la seleccin de un sensor, se deben considerar diferentes factores, tales como: la forma de la carcasa, distancia operativa, datos elctricos y conexiones.

    La tecnologa de procesos va adquiriendo cada vez ms importancia en la

    automatizacin de fbricas. La vigilancia de los medios de proceso, como lubricantes refrigerantes, aceites hidrulicos y el sistema neumtico; tiene una gran influencia sobre la calidad de produccin. Es por esta razn que el uso de sensores de presin ha cobrado una gran importancia en dichos procesos, pues al usarlos se asegura una alta calidad constante de sus productos.

    Los sensores de presin miden la presin hidrulica del accionamiento de un

    equipo en movimiento, permiten controlar la presin admisible y desconectar la mquina en cuestin de milisegundos en cuanto sta salga del margen de presin definido.

    Un sensor de presin tambin se puede usar para calcular el nivel de un

    fluido. Esta tcnica se emplea comnmente para medir la profundidad de un cuerpo sumergido, o el nivel de contenido en un tanque. Para la mayora de los propsitos prcticos, el nivel de fluido es directamente proporcional a la presin.

    Los sensores de presin estn basados en tecnologa piezoresistiva,

    combinada con micro controladores que proporcionan una alta precisin, independiente de la temperatura, y capacidad de comunicacin digital directa con PC. Las aplicaciones afines a estos productos incluyen instrumentos para aviacin, laboratorios, controles de quemadores y calderas, comprobacin de motores, tratamiento de aguas residuales y sistemas de frenado.

    Los dispositivos para medir presin se clasifican en tres grupos, los que se

    basan en la medicin de la altura de una columna de lquido, los que se basan en la medicin de la medicin de la distorsin de una cmara elstica y los sensores de tipo elctrico.

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    Los sensores de presin se pueden clasificar en trminos de rangos de presin que miden, rangos de temperatura de funcionamiento, y lo ms importante el tipo de presin que miden. Los sensores de presin estn variadamente nombrados de acuerdo a su propsito, pero la misma tecnologa puede utilizarse con diferentes nombres.

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    CONCLUSIONES

    Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes fsicas o qumicas,

    llamadas variables de instrumentacin, y transformarlas en variables elctricas, las variables de instrumentacin.

    Se define presin como el cociente entre la componente normal de la fuerza

    sobre una superficie y el rea de dicha superficie. Entonces podemos definir como sensores de presin a los elementos que transforman la magnitud fsica de presin o fuerza por unidad de superficie en otra magnitud elctrica que ser la que emplearemos en los equipos de automatizacin o adquisicin estndar. Los rangos de medida son muy amplios, desde unas milsimas de bar hasta los miles de bar.

    Los sensores de presin industriales, son los ms empleados para todo tipo

    de aplicaciones y sectores. Abarcan todos los rangos posibles, desde vaco a -1bar, hasta los varios miles de bar, para aplicaciones en industria pesada. Los sensores de presin se utilizan para el control y la vigilancia en miles de aplicaciones de uso diario. Los sensores de presin tambin se pueden usar para medir indirectamente otras variables tales como el flujo de fluido/gas, velocidad, nivel de agua, y la altitud. Sensores de presin alternativamente pueden ser llamados transductores de presin, transmisores de presin, emisores de presin, indicadores de presin y piezmetros, manmetros, entre otros nombres.

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    REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

    Wikipedia. La Enciclopedia Libre. Sensores.

    Disponible en:

    http://es.wikipedia.org/wiki/Medici%C3%B3n#sensores_de_presion

    RAMON PALLAS, ARENY. Sensores Acondicionadores de Seal.

    Alfaomega. Cuarta Edicin, Grupo Editor, (2003). Mxico D.F. Editorial

    Marcombo.

    CREUS, A. Instrumentacin Industrial. Octava Edicin. Alfaomega Grupo

    Editor, (2010). Mxico D.F. Editorial Marcombo.