En este último capítulo sobre medición de nivel, les conversare sobre aquellos equipos que no son de uso común, pero que tienen uso importante dentro de las aplicaciones industriales. Estos equipos, suelen ser más que nada como limites de indicación de nivel, quiere decir que cuentan con salidas digitales del tipo power system, field system, o solo una indicación local, además, la mayoría de la veces son de construcción  robusta, para aplicaciones agresivas en los procesos, o donde es imposible poder tener una medición  de tipo analógico o de precisión.

Estos equipos por lo general son del tipo ciego o sin indicación local, ya que también se pueden encontrar en lugares que no son de fácil acceso.

 

SW de Nivel de dos puntos

 

Este equipo que es de salida digital, nos puede ayudar para la medición de nivel, solo como salida de contacto y presenta solo dos indicaciones validas, puede ser una para ON y la baja para OFF, activar y detener una bomba de succión, o un silo  donde el material a medir es de una alta corrosión, además cuenta con un contacto que permite activar una bocina que nos servirá como alarma, en el caso que queramos ocupar este sistema como alarma.

 

 

Este es una claro ejemplo de un SW de nivel para un silo, donde el elemento sensor genera un campo que es perturbado por el medio externo y a través de su electrónica de amplificación es capaz de poder generar la activación de un contacto de control.

A través de esta imagen podes ver, según su fabricante, la forma de instalación de este dispositivo en la pared de un silo, un estanque o una descarga de una piscina.

Tenemos que tener en cuenta que las salidas de control deben ser en 120 VAC, normalizada para poder acceder a un PLC o DCS que tenga la posibilidad de accionar una salida de control para lo que el configurador de sistema proponga.

El siguiente equipo es del tipo SW por presión

 

Eso significa que cuando el nivel de un material a medir, se apoya sobre la superficie de contacto o plato de detección, este puede activar un contacto en forma interna como salida de control nuevamente.

En este caso y como en todos los demás está claramente definido que son equipos que solo activan contactos, una salida digital, NUNCA ANALOGICA.

 

Ejemplo de SW de nivel con superficie de deteccion, el material llega al nivel de la cara del sensor y este activa el contacto de salida.

 

Los mismos sensores pero con la aplicación de SW de medición de nivel en estanque.

 

Aplicación de SW de nivel para condiciones en las cuales no se puede tener una medición interna, por la agresividad del proceso, como por ejemplo, gases tóxicos, alta presión, alta temperatura, etc.

 

Este sistema nos permite poder detectar un nivel que tiene una alimentación del proceso muy variable y de  carga en grandes volúmenes, es posible instalarlo en aquel lado por donde no se desplaza el material de alimentación al estanque, además provee una salida digital y cuenta con alimentación externa que permite girar su elice, esta al encontrar resistencia al desplazamiento forzara, con su torque, un contacto unido mecánicamente a este dispositivo.

 

 

Cada uno de los ejemplos demostrados anteriormente son equipos que no son de uso común pero que tiene una aplicación muy frecuente, por su costo, fácil instalación, robustez, etc.

Siempre se debe tener en cuenta que cuando se realiza mantención a cada uno de los equipos de medición siempre es importante que las indicaciones de los fabricantes sean tomadas en cuenta para su instalación, mantención y forma de trabajo, esto nos permitirá una vida útil prolongada, que cumple con las prestaciones que dice hacer y no causara daño a las personas ni al proceso ni al medio ambiente.

Como instrumentista, el cuidado de hacer un trabajo bien hecho y a la primera debe ser la forma de trabajar.

 

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Gracias

 

Cuando estudiantes (y tambien cuando yo estudiaba) llevan el tema de control PID en un programa o curso de instrumentación, usualmente lo hace haciendo un software de simulación y/o procesos de “juguete” construidos en sus laboratorios. Una desventaja potencial de este modo de aprendizaje es la falta de reconocimiento de los problemas reales que se pueden desarrollar o producir cuando se realiza una sintonización en procesos en producción.

 

Muy rara vez encontramos lazos de control completamente aislados en la industria: generalmente hay efectos que interaccionan entre lazos de control en un proceso, lo que significa que uno no puede proceder a sintonizar un lazo sin tomar varias consideraciones primero.

 

 

 

Una de las más importantes preguntas que debemos hacer al personal operativo ANTES de sintonizar un lazo es: “Que tanto y que tan rápido puedo incrementar o disminuir la variable de proceso?”. Los procesos y el equipamiento de este podrían tornarse peligrosamente inestables, por ejemplo, si cierta temperatura llega a un valor muy alto (o muy bajo, como es el caso de procesos líquidos con peligro de solidificarse cuando está demasiado frio). Es muy común en varios lazos de control en un proceso tener implementado alarmas, con valores límite altos o muy altos o bajos o muy bajos, que automáticamente APAGAN (shutdown) el equipo si estos valores son excedidos. Claramente, estos límites de “shutdown” DEBEN ser evitados durante el proceso de sintonización en un lazo.

 

Uno también debería revisar la estrategia de control implementada antes de proceder a sintonizar. Es un lazo en cascada? Si es así, el controlador esclavo necesita ser SINTONIZADO primero entes que el controlador maestro. Ese lazo incorpora acción feedforward para manejar los cambios de carga? Si es así, la efectividad de ese lazo feedforward (ganancia, compensación dinámica) debería ser revisado primero y ajustado antes de sintonizar el lazo realimentado. Hay valores limites en este lazo? Etc etc.

 

Otra importante consideración es si el proceso está en condiciones NORMALES antes de intentar mejor la performance del mismo o NO. Pregunta al personal operativo si esta es un día típico, o si hay alguna condición anormal en el proceso (shutdown de equipos, cambio de dirección de flujo o configuraciones de carga, o si hay diferencias significativas cargas de producción, etc.) que podrían afectar la respuesta del lazo a ser sintonizado. Una vez más podemos ver la necesidad de interactuar con el personal operativo, porque SON ELLOS quienes conocen el comportamiento día a día del sistema MUCHO mejor que cualquier.

 

 

Precauciones finales:

 

Preparado para documentar nuestro trabajo!!!! Esto quiere decir capturar y registrar imágenes “screenshots” de las gráficas de tendencia del proceso, tanto para las pruebas de lazo abierto como las pruebas en lazo cerrado de nuestro controlador PID. Esto también significa documentar la configuración de los parámetros de sintonía del PID originales, y todos los valores de los parámetros PID que se van probando durante la sintonización (y en conjunto con las gráficas de tendencia, será fácil decir que parámetro PID produce tal o cual respuesta en el proceso). Si hubiera alguna configuración en la instrumentación (por ejemplo tiempos de damping en los transmisores) que tiene que cambiar durante el proceso de sintonización, tanto los valores originales como todos los cambios necesarios tendrán que ser documentados TAMBIEN!!!.

 

Como último comentario, me gustaría hacer una crítica negativa a los controladores auto-sintonizables.  Con todo el respecto a los ingenieros que trabajan duro para hacer a los controladores los suficientemente “inteligentes” para ajustar nuestros parámetros PID, NO HAY controlador en el mundo capaz de tomar en cuenta todos los factores que hemos descrito en los tres últimos artículos. Sintámonos libres de usar la sintonización automática en un controlador, pero solo después de TENER claro que todos los instrumentos y los problemas de proceso han sido corregidos, y solo después de que hayamos confirmado que la meta de la sintonización del controlador encaja o concuerda con el comportamiento que el lazo de control realmente necesita para operar  definido por el operativo (por ejemplo rápida respuesta versus un mínimo overshoot, etc.). Algunas personas en el mundo de la automatización son demasiado confiadas respecto a las capacidades de los controladores con auto-sintonización o auto-tunning. Debemos reconocer esta ventaja como una herramienta y solo como cualquier otra herramienta que solo es realmente útil si la persona que está manejándola tiene el conocimiento acerca de cómo y porque trabaja.

 

 


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