En la industria, es apremiante en todos los procesos, controlar y mantener constantes ciertas magnitudes como el pH, la presión, el caudal, el nivel, la velocidad, la humedad, la temperatura, la conductividad. Por mencionar algunas de las más conocidas.
Por esta razón se hace uso de los instrumentos de medición y control ya que permiten el mantenimiento y la regulación de estas magnitudes en condiciones más idóneas que las que el propio operador podría realizar. Es la instrumentación la que se encarga de mantener funcionando el proceso de manera óptima a través de elementos que sirven para medir, convertir, transmitir, controlar o registrar las variables.
Implementar la instrumentación industrial y la automatización de procesos con el avance de la tecnología en una empresa es fundamental. La globalización de los mercados hace que las empresas requieran de sistemas o procesos que faciliten la calidad, precio y entrega oportuna de sus productos para mantener su competitividad en el mercado nacional o internacional.
A continuación, te presentamos información básica acerca de la instrumentación industrial.
¿Qué es Instrumentación Industrial?
Es “la aplicación de la física, la ingeniería y las matemáticas a la medida y el registro de las cantidades físicas o químicas, a la técnica del control automático y dispositivos que ejecutan diversas operaciones matemáticas, sea por sí mismos o como componentes de un sistema” (Rivera Mejía, 2007).
Para Kuphaldt (2016), simplemente “es la ciencia del control y medición automatizados”.
En CONTROL + al hablar de instrumentación industrial, nos referimos al conjunto de ciencias y técnicas que se utilizan para medir cantidades físicas o químicas con el fin de obtener información para archivar, evaluar o tomar medidas respecto a los sistemas de control automático.
¿Por qué es importante?
Porque además de garantizar el funcionamiento normal de los factores de automatización, permitir mantener el control y la monitorización de todo el sistema industrial, así como establecer estándares de calidad y resultados.
¿Qué objetivos tiene?
La instrumentación industrial tiene como objetivos:
- Desarrollar conocimientos y habilidades para seleccionar y especificar correctamente las características de los instrumentos utilizados para medir cualquier variable en un proceso industrial.
- Seleccionar los diferentes instrumentos de medida y aplicarlos al sistema de monitorización y control de variables físicas de procesos industriales.
¿Cuáles son sus principales componentes?
Generalmente el componente más importante de un sistema de instrumentos industriales es el componente sensor. La función de este dispositivo es recibir una entrada detectada y convertirla en una variable de una señal de salida.
Asimismo, se consideran importantes los siguientes:
- Transmisor: Dispositivo que envía una señal, código o mensaje a través de un medio conectado al sensor a través de un conductor eléctrico.
- Registrador: Permite registrar el estado del proceso.
- Salida del controlador: Controla la señal de salida y la envía al actuador para mantener la variable lo más cerca posible del valor establecido.
¿Qué funciones tienen los instrumentos industriales?
Un instrumento es un dispositivo que se utiliza:
En Variables: para captar, acondicionar, transmitir, controlar, totalizar, registrar, convertir, indicar la magnitud, alarmar la magnitud, manipular el proceso de la variable dada.
En Señales: Ayudan a Transmitir y amplificar la señal.
Términos que debes conocer en instrumentación
- Sensor: dispositivo que, al partir de la energía del medio en el que se mide, proporciona una señal de salida translucidle en función de la magnitud que se pretende medir, en tras palabras es aquel dispositivo que mide automáticamente variables, como temperatura, presión o incluso velocidad.
- Controlador: Instrumento que compara el valor medido con el valor deseado. En base a esta operación permite calcular un error para luego corregirlo.
- Error: Diferencia entre el valor medido y el valor ideal. Puede expresarse como porcentaje.
- Estabilidad: capacidad que presenta la curva de transmisión para mantenerse sin cambios durante mucho tiempo.
- Señal: Muestra física que puede ser medida ya sea variable o constante en el tiempo.
- Transductor: Es un instrumento o dispositivo que puede convertir la energía disponible en una determinada cantidad física en otra cantidad.
- Calibración: Es el proceso de comparar el valor obtenido por un instrumento de medición con el valor de medición correspondiente de un estándar de referencia (o estándar).
- Sensibilidad: Es el cambio de la salida del instrumento por cambio de la variable de proceso unitaria (entrada), en resumen, se puede decir que es la ganancia del instrumento.
- Precisión: Al realizar múltiples mediciones en diferentes condiciones, el instrumento tiene la capacidad de proporcionar el mismo valor para la medición.
- Exactitud: La capacidad de un instrumento de medición para dar una indicación cercana al valor real del valor medido.
- Rango : intervalo entre el valor mínimo y el valor máximo que resulte de medir con el instrumento.
- Linealidad: permite conocer que tanto se acerca la curva de calibración del instrumento a una línea recta, es decir indica qué tan constante es la sensibilidad del sensor o dispositivo de medición. La sensibilidad constante (alta linealidad) ayuda a convertir las lecturas en valores medidos.
Herramientas de medición más comunes
La medición es una actividad que depende completamente de las herramientas de medición. Este es un proceso muy importante para cualquier industria y es la base para el desarrollo de la ciencia.
Algunas de las herramientas comunes son:
Calibre: Instrumento utilizado para la medición industrial de espesores y diámetros internos y externos.
Micrómetro: Instrumento de medición de alta precisión, por lo que puede medir una centésima de milímetro, también llamadas micras.
Manómetros digitales: se usan cuando se busca un transductor de precisión y un visualizador sin cables porque al unir el sensor y el visualizador en un solo bloque alimentado por baterías internas, permiten instalarse en cualquier punto donde sea preciso medir precisión con buenas prestaciones.
Para terminar, recuerda que:
La medición y control de los procesos industriales se realizan mediante instrumentos utilizados en los parques industriales y sus distintas máquinas como calentadores, reactores, bombas, hornos, prensas, refrigeradores, acondicionadores, compresores y una variedad amplia de máquinas con la supervisión de un profesional, pues afrontan el reto de obtener datos sobre el desempeño de las actividades productivas, registrarlos y utilizarlos para mejorar la eficiencia y la seguridad.
La instrumentación está siendo implementada constantemente a través de lo que se conoce como buses de campo. Estas redes que comunican digitalmente los instrumentos, y que transportan las señales en forma de mensajes digitales. En estas redes, se pueden conectar diferentes tipos de instrumentos, diferentes tipos de señales, diferentes marcas, cada uno con una dirección única en la red.
Los instrumentos de medición se clasifican según las normas de medición, de hecho, se dividen en instrumentos de medición directa e instrumentos de medición indirecta.
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