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Identificando los problemas antes de re-sintonizar: problemas de instrumentación??

16 Agosto 2011

 

 

 

 

Una de las preguntas que se recomienda a ingenieros o técnicos instrumentistas preguntar a operadores cuando intentan diagnosticar cualquier problema en el proceso es simplemente: “Que tan tiempo ha existido el problema?”. La antigüedad del problema puede ser un importante indicador de las posibles causas.

 

Si nos dicen que el problema ha ocurrido recién durante el último turno de noche, nos inclinaríamos a sospechar que un equipo ha fallado, o algo más que pudo haber sucedido repentinamente (por ejemplo alguien abrió o cerró una válvula manual cuando no debería).

 

 

 

Alternativamente, si nos dicen que el problema está presente desde el día que el proceso fue construido, nos inclinaríamos a sospechar que un problema con el diseño del sistema o una mala instalación. Esta misma técnica de diagnóstico (obteniendo la “historia” del “paciente”) aplica TAMBIEN para la sintonización de lazos de control. Un lazo de control que de repente deja de trabajar puede ser provocado por la falla en un instrumento (o un cambio no autorizado en los parámetros del controlador), mientras que un mal comportamiento en el tiempo del lazo nos indicaría un mal diseño, mala instalación de la instrumentación, o un controlador que nunca fue sintonizado adecuadamente.

 

En cualquiera de los dos casos, un control pobre puede ser causado por problemas en la instrumentación como por una sintonización del controlador PID inadecuada. NO existen parámetros PID que hagan posible compensar fallas en la instrumentación de campo, pero si es posibleque algunos problemas en la instrumentación sean “enmascarados” por la sintonización del controlador. Nuestro primer paso en vez de manipular el lazo de control debería ser revisar el estado de la instrumentación. Afortunadamente, esto es relativamente fácil de hacer realizando una serie de pruebas “step-change” con el controlador en modo manual. Poniendo el controlador en modo manual y realizando pequeños cambios en la señal de salida (recuerde revisar con los operadores que tal grande puede ser ese cambio en la salida, y que tan rápido podemos realizar los cambios de PV), podemos determinar bastantes cosas respecto al proceso y al lazo instrumentado como:

 

 

  • -Si la señal de la variable de proceso PV tiene “ruido” (primero deshabilite todo el damping en el controlador y transmisor)
  • -Cuanta fricción existe en la válvula de control.
  • -Si el proceso es integrativo, runaway o auto-regulatorio.
  • -La ganancia del proceso (y si esta ganancia es estable o si es variable ente cada cambio de PV)
  • -El tiempo de retardo del proceso y el grado del mismo (primer orden o múltiple orden)
  • -Tiempo muerto del proceso.

 

 

Una prueba de lazo abierto puede revelar varios potenciales problemas sin determinar la naturaleza exacta o localización de estos problemas. Por ejemplo, un tiempo de retardo amplio puede ser intrínseco del proceso, o puede ser resultado de una mala instalación del sensor o transmisor (por ejemplo un termocupla que no ha sido instalada en contacto con la base de su termopozo) o incluso la válvula de control necesita un valor de boostermayor o del mismo posicionador. El tiempo muerto en una prueba de lazo abierto puede también ser intrínseco del proceso, intrínseco del sensor o podría ser el resultado de la fricción en la válvula. La única manera de definitivamente identificar los problemas es hacer un testeo de los instrumentos mismos, idealmente en campo.

 

Una herramienta indispensable para identificar problema en un lazo es un registrador de tendencias, que nos va a mostrar todas las variables relevantes de un lazo de control graficadas en el tiempo. Para obtener la mejor “vista” del proceso, necesitaremos estar seguros de que la gráfica tenga la suficiente resolución y sensibilidad. Si la tendencia falla en mostrar detalles finos como el ruido del proceso, es posible que la gráfica sea insuficiente para nuestras necesidades.

 

Una alternativa podría ser utilizar un computador portable con una tarjeta de adquisición de señales, dando al computador la habilidad de leer las señales de los instrumentos. Hoy en día existen muchos software para mostrar tomar datos y generar graficas en tiempo real, además muchos módulos con tasas de muestreo en el orden de los cientos de muestras por segundo que están disponibles a precios módicos.

 

José Carlos Villajulca

Soy un apasionado ingeniero especializado en Control, Automatizacion e Instrumentación Industrial. Con mas 9 años de experiencia desarrollando proyectos y manteniendo sistemas de control en diversas plantas industriales. Soy director y webmaster de InstrumentacionyControl.NET y de MyAutomationClass.com. Cualquier consulta o comentario lo puedes hacer en la parte de abajo y escribiendo nuestro foro: http://instrumentacionycontrol.net/foros/.

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