Fundamentos en Instrumentación Industrial

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Un curso de instrumentación industrial es ideal para aquellos que desean adquirir conocimientos y habilidades en el campo de la instrumentación y control industrial. En este curso, se aprenden conceptos básicos de instrumentación, como la selección de instrumentos, el diseño de sistemas de medición, la calibración y el mantenimiento de instrumentos.

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La instrumentación industrial es una rama de la ingeniería que se encarga de medir, controlar y monitorear los procesos industriales. Los instrumentos industriales son herramientas especializadas que se utilizan para medir y controlar diferentes variables en un proceso industrial.

La importancia de la Instrumentación Industrial

Hoy en da es imposible imaginarse cualquier industria sin la existencia de instrumentos que permitan sensar y actuar sobre los procesos para obtener los productos y servicios deseados.

Por lo tanto siempre existe una necesidad de entender y conocer el funcionamiento de los sensores y su papel dentro de un sistema de automatización y control.

En todo proceso industrial es fundamental controlar y mantener algunas magnitudes y constantes físicas como el caudal, la temperatura, la presión, el nivel, el pH, la conductividad, humedad, velocidad, etc. Por lo tanto los instrumentos de medición y regulación nos permitirán llevar estas variables a las condiciones idóneas para cumplir estándares de calidad y productividad.

La instrumentación industrial también juega un papel importante en el control automático de procesos, lo que permite ajustar y optimizar la producción en tiempo real. Además, la recolección y análisis de datos a través de la instrumentación permite tomar decisiones informadas para mejorar la eficiencia y reducir los costos.

La selección adecuada de instrumentos, el diseño de sistemas de medición precisos y la calibración y mantenimiento regular son fundamentales para garantizar la fiabilidad y precisión de la instrumentación industrial.

La formación en instrumentación industrial es esencial para garantizar el correcto uso y mantenimiento de los instrumentos y sistemas. Existen cursos en línea y presenciales, tanto para principiantes como para profesionales con experiencia, que proporcionan conocimientos y habilidades esenciales en este campo.

Si deseas convertirte en técnico en instrumentación industrial y entender todos los conceptos que conyeva el llevar a cabo e implementar un sistema de automatización y control, te recomendamos comprar el curso de instrumentación industrial que se encuentra en Udemy donde tendrás acceso a mucho contenido sobre esta área.

Introducción a la Instrumentación Industrial

La instrumentación es la ciencia de la medición automatizada y control. Las aplicaciones de esta ciencia abundan en la investigación moderna, la industria y la vida cotidiana. Por lo tanto el primer paso, naturalmente, es la medición. Si no podemos medir algo, es realmente inútil intentar controlarlo. Este «algo» suele adoptar una de las siguientes formas en la industria:

• Presión de fluido
• Caudal de fluido
• La temperatura de un objeto
• Volumen de líquido almacenado en un recipiente
• Concentración química
• Posición, movimiento o aceleración de la máquina
• Dimensiones físicas de un objeto
• Recuento (inventario) de objetos
• Tensión, corriente o resistencia eléctrica

Una vez que medimos la cantidad que nos interesa, generalmente transmitimos una señal que representa esta cantidad a un dispositivo indicador o informático donde se lleva a cabo una acción humana o automatizada.

Si la acción de control está automatizada, la computadora envía una señal a un elemento final de control que luego influye en la cantidad que se mide.

Este dispositivo de control final suele adoptar una de las siguientes formas:

• Válvula de control (para estrangular el caudal de un fluido)
• Motor eléctrico
• Calentador eléctrico

El lazo cerrado anterior resume lo que todo instrumentista debe conocer. En ese contexto tener claro los Fundamentos en Instrumentación Industrial es escencial para poder realizar una correcta automatización y control de una máquina y es justamente esos conceptos que vas a encontrar en nuestro curso de instrumentación que tenemos en Udemy.

Clases de Instrumentos

Debido a la complejidad de los instrumentos de control y medición, se vuelve conveniente poder clasificarlos en categorías para poderlos entender de una mejor forma.

Algunos instrumentos son clasificados dependiendo de su función. A continuación te describimos la clasificación más común sobre instrumentación y control industrial.

Instrumentos Ciegos

Es todo instrumento, sea sensor o transmisor que por su construcción física no posee ninguna indicación visible de la lectura o medida de la variable (ej. presostatos y termostatos)

Instrumentos Indicadores

Son instrumentos que poseen una indicación visible de la variable que miden, generalmente construida como una escala graduada. Entre estos dispositivos tenemos los de indicación concéntricos y excéntricos. De este tipo también podemos encontrar con indicación digital.

Instrumentos Registradores

Van registrando el comportamiento de la variable a lo largo del tiempo. Algunos de estos registran con un trazo continuo o a punto.

Sensores o Medidores

son dispositivos capaces de captar y detectar una variable física y transformarlo en otra senal predeterminada. Muchas veces estos dispositivos pueden formar parte de otro instrumento como por ejemplo en un transmisor o también puede venir separado.

Transmisores

Este tipo de instrumentos industriales consiguen captar la variable del proceso a través de un elemento primário (sensores) y lo transmiten a distancia en forma de alguna senal estandar. Puede ser electrica 4-20 mA, neumática 3 – 15 psi.

Transductores

Son dispositivos capaces de tomar una senal y transformarla en otra. Ejemplo relé, sensor, un transmisor, etc.

Convertidores

Instrumentos industriales capaces de recibir una senal eléctrica o neumática y que la transforman en una senal estándar.

Receptores

En la instrumentación industrial este tipo de dispositivos son capaces de recibir una senal procedente de algún transmisor y mostrarla (indicarla) o registrarla.

Controladores

comparan la variable controlada con una referencia deseada para poder ejercer una acción correctiva sobre el proceso en relación al error provocado por esa diferencia.

Actuadores

Son los dispositivos encargados de actuar sobre el proceso para conseguir que este tenga una determinada dinámica deseada, generalmente son accionados por el controlador para alcanzar las especificaciones deseadas. Como ejemplo tenemos la Válvula de Control.

Profesionales en la Instrumentación Industrial

La instrumentación industrial es un campo con una gran variedad de oportunidades profesionales para aquellos interesados en la tecnología y la ingeniería. Ya sea que estés buscando comenzar tu carrera o estés buscando un cambio de carrera, la instrumentación industrial es una excelente opción.

Ingenieros de instrumentación y control son responsables de diseñar, instalar y mantener los sistemas de instrumentación y control en las plantas industriales. Estos profesionales trabajan en equipo con otros ingenieros para asegurar que los procesos industriales funcionen de manera segura y eficiente.

Los técnicos de instrumentación son responsables de la instalación, calibración y mantenimiento de los instrumentos industriales. Estos profesionales también ayudan a los ingenieros a diseñar y probar los sistemas de instrumentación.

Los especialistas en automatización industrial son responsables de programar y operar los sistemas de control automático. Estos profesionales utilizan software de automatización para optimizar los procesos industriales y mejorar la eficiencia.

Los profesionales en instrumentación industrial también pueden trabajar en ventas y marketing, proporcionando soluciones a los clientes y apoyando en la venta de instrumentos industriales.

En resumen, si estás interesado en la tecnología y la ingeniería, la instrumentación industrial es un campo con una gran variedad de oportunidades profesionales. Ya sea como ingeniero, técnico, especialista en automatización industrial o en ventas y marketing, hay un lugar para ti en este campo en constante crecimiento. Si estás buscando una carrera emocionante y desafiante, considera la instrumentación industrial.

Variable de Proceso y Manipulada

Variable de proceso, o PV: la cantidad específica que estamos midiendo en un proceso. Ejemplos: presión, nivel, temperatura, flujo, conductividad eléctrica, pH, posición, velocidad, vibración.

Variable manipulada, o MV: La cantidad en un proceso que ajustamos o manipulamos para influir en la variable del proceso (PV). También se utiliza para describir la señal de salida generada por un controlador; es decir, la señal que ordena («manipula») el elemento de control final para influir en el proceso.

Algunos ejemplos de instrumentación y control industrial son presentados a continuación:

Ejemplo de Instrumentación Industrial

En este ejemplo veremos como realizar un sistema de control del nivel del agua dentro de una caldera y para eso deberemos tener claro los fundamentos en instrumentación industrial para un correcto control y automatización del proceso.

Las calderas de vapor son muy comunes en la industria, principalmente porque la energía de vapor es muy útil.

Los usos comunes del vapor en la industria incluyen el trabajo mecánico (por ejemplo, una máquina de vapor que mueve algún tipo de máquina), la calefacción, la producción de vacío (mediante el uso de «eyectores de vapor») y el aumento de procesos químicos (por ejemplo, reformado de gas natural en hidrógeno y dióxido de carbono).

El proceso de convertir el agua en vapor es bastante simple: calentar el agua hasta que hierva.

Sin embargo, hacer vapor de forma continua es un poco más complicado.

Una variable importante para medir y controlar en una caldera continua es el nivel de agua en el «tambor de vapor (steam drum )» (el recipiente superior en una caldera de agua tubular).

Para producir de manera segura y eficiente un flujo continuo de vapor, debemos asegurarnos de que el tambor de vapor nunca se quede demasiado bajo o demasiado alto.

Si no hay suficiente agua en el tambor, los tubos de agua pueden secarse y quemarse por el calor del fuego.

Si hay demasiada agua en el tambor, el agua líquida puede ser transportada junto con el flujo de vapor, causando problemas corriente abajo.

Resumen

En resumen, la instrumentación industrial es esencial para medir, controlar y monitorear los procesos industriales, con el objetivo de garantizar una producción eficiente y segura. Un curso de instrumentación industrial es una excelente forma de adquirir conocimientos y habilidades en este campo por eso te invito a que te matricules al curso de Fundamentos en Instrumentación Industrial.

Puedes complementar tu formación con el curso de instrumentación industrial gratis que tengo en el canal de YouTube.

Bibliografia

Algunos libros sobre instrumentación industrial que te recomendamos son los siguientes:

• TONY R. KUPHALDT. Lessons In Industrial Instrumentation. Version 2.32, 2008 – 2022. Disponible en el sitio oficial de este gran Autor. Tony ofrece su libro de forma gratuita bajo licencia de Creative Commons. Acceder aqui.
• CREUS SOLE, ANTONIO. Instrumentación Industrial, editorial Marcombo, sexta edición, Barcelona España.
• COOPER, WILLIAM. Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición.
• STANLEY WOLF. Guía para mediciones electrónicas y prácticas de laboratorio.
• SMIHT Y CORRIPIO. Control Automático de Procesos. Editorial Limusa.
• HOLMAN, J.P. Métodos Experimentales para Ingenieros. Editorial Mc Graw Hill, México.
• GONZALEZ, CARLOS. Metrología. Editorial Mc Graw Hill.
• NORTON, HARRY N. Sensores y Analizadores, editorial Gustavo Gili, Mc
• SPINK, L.K. Principles and Practice of Flor Meter Engenering.
• PALLAS ARENY, RAMON. Sensores y Acondicionadores de señal. Editorial Marcombo. 3 Edición. Barcelona España.