Elementos de control
CLASIFICACIÓN
Elementos primarios:
Son los que están en contacto con la variable y utilizan o absorben energía del medio controlado para dar al sistema de medición una indicación en respuesta a la variación de la variable controlada.
Los elementos primarios, constituyen un conjunto de dispositivos importantes para cualquier instrumento. Su función es la de detectar inicialmente el valor de una variable durante el proceso operativo, por ende deben mantener un continuo contacto con las diversas propiedades que puedan estar sujetas a cambio en el sistema (presión, fuerza, posición, medida eléctrica, entre otras), todo ello por medio de la utilización o absorción de la energía del medio controlado, para dar al medio de medición una indicación en respuesta a la variación de la variable controlada.
También, son aquellos que están dispuestos a transmitir cualquier transformación del medio, siendo el primer elemento en un lazo de control el cual mide la variable de proceso, su efecto producido puede ser un cambio de presión, fuerza, posición, medida eléctrica, entre otros.
Sensor de presión: Los sensores de presión son dispositivos que transforman la magnitud física de presión por unidad de superficie en una señal normalizada, normalmente 4 ... 20 mA. Los rangos de medida son muy amplios, desde unas milésimas de bar hasta los miles de bar. Los sensores de presión sin amplificación de señal se llaman también transductores.
Sensor de nivel: Es un dispositivo electrónico que mide la altura del material, generalmente líquido, dentro de un tanque u otro recipiente.
Sensor de temperatura: Se utilizan para detectar variaciones de la temperatura. Están construidos a partir de materiales que cuya resistencia eléctrica varía según la temperatura.
Sensor de contacto: Se emplean para detectar el final del recorrido o la posición límite de componentes mecánicos. Por ejemplo: saber cuando una puerta o una ventana que se abren automáticamente están ya completamente abiertas y por lo tanto el motor que las acciona debe pararse.
Sensor óptico: Detectan la presencia de una persona o de un objeto que interrumpen el haz de luz que le llega al sensor.
Sensor de humedad: Se basan en que el agua no es un material aislante como el aire sino que tiene una conductividad eléctrica; por esa razón el Reglamento de Baja Tensión prohíbe la presencia de tomas de corriente próximas a la bañera, como veíamos en el tema anterior.
Sensor magnético: Detecta los campos magnéticos que provocan los imanes o las corrientes eléctricas. El principal es el llamadointerruptor Reed; consiste en un par de láminas metálicas de materiales ferromagnéticos metidas en el interior de una cápsula que se atraen en presencia de un campo magnético, cerrando el circuito.
Sensor infrarrojo: Existen diodos capaces de emitir luz infrarroja y transistores sensibles a este tipo de ondas y que por lo tanto detectan las emisiones de los diodos. Esta es la base del funcionamiento de los mandos a distancia; el mando contiene diodos que emiten infrarrojos que son recibidos por los foto transistores del aparato.
Elementos secundarios:
Captan la señal elaborada por el elemento primario y la transforma en salida que puede ser captada por otro instrumento de forma local o remota. Detecta la señal de error, que por lo general, está en un nivel de potencia bajo y amplifica a un nivel lo suficientemente alto.
El dispositivo que tiene la parte inteligente de un sistema de control de procesos es el controlador; en él están contenidas las funciones de memoria, operaciones matemáticas y lógicas, decisiones y en general el algoritmo de control.
Transmisores:
Consisten en ser instrumentos que interpretan fenómenos físicos, los cuales traducen en señales estándar de ingeniería. Los transmisores son dispositivos que se conectan al elemento primario en algunos casos se encuentra integrado al transductor, el mismo produce la señal para la transmisión.
En el caso de la propuesta, serán implementados con la finalidad de enviar los datos recabados por los sensores a los controladores con la finalidad de que estos ejecuten su acción de control según el valor obtenido y programación insertadas, logrado de este modo, que todo funcione de la manera en que fue ideada. Así mismo, los valores obtenidos serán enviados al centro de control con la finalidad de obtener un informe de los estatutos de los procesos y nivel de especias de los silos.
Controladores:
Son dispositivos que regulan la variable controlada (presión, nivel, temperatura, etc.) comparándola con un valor predeterminado o punto de consigna y ajustando la salida de acuerdo a la diferencia o resultado de la comparación a fin de ejercer una acción correctiva de acuerdo con la desviación. La variable controlada la pueden recibir directamente como controladores locales, o bien indirectamente en forma de señal neumática, electrónica o digital procedente de un transmisor.
Es el encargado de decidir el tipo de acción sobre el elemento final de control. El controlador tiene dos funciones esenciales:
• Comparar la variable medida con la de referencia deseada (punto de operación o Set Point), para determinar el error que existe entre ellas.
• Enviar una señal al elemento final de control con el objeto de modificar su acción en el sentido adecuado para reducir el error.
Transmisor de presión
Transmisor de caudal
Controlador de presión
Controlador de caudal
Controlador de carga
Elementos terciarios:
Es la parte del circuito que proporciona el elemento final de control.
Es un dispositivo que convierte una señal de control en una acción mecánica.
Los actuadores neumáticos están ligados a nodos de control on-off.
El elemento final de control es aquel que finalmente modifica alguna característica del proceso según lo ordenado por el controlador. Dependiendo del tipo de proceso y de los objetivos, se tienen una variedad de estos elementos. Desde dispositivos que reciben señales de control del tipo discreto hasta otros que actúan regulando la variable de interés dentro de cierto rango como por ejemplo el flujo de un fluido a través de una válvula de control, la velocidad de un motor por medio de un variador de velocidad o la temperatura de un horno eléctrico utilizando una resistencia calefactora.
Una válvula de control es el elemento final de control más comunmnete utilizado en la industria. Este dispositivo varía el flujo de material o energía a un proceso, ajustando una abertura a través de la cual fluye el material. Es por lo tanto un orificio variable en la línea.
Motores eléctricos
Válvulas
Bombas centrífugaz
Interruptores
Ventiladores