Sistemas De Medida Y Regulación – Utrillas gomez – Ediciones De La U

Sistemas De Medida Y Regulación

Los sistemas de medida y regulación industriales pueden clasificarse en las siguientes categorías:

Medición fija o portátil de parámetros industriales.

Regulación en lazo abierto.

Controladores todo-nada.

Regulación en lazo cerrado.

La complejidad de su estudio varía desde tareas de medición realmente simples a complicados sistemas multilazo con elaborados algoritmos de control e implicaciones de potencia de diversas tecnologías: electricidad, electrónica de potencia, neumática, válvulas hidráulicas, etc.

En esta obra se explican los fundamentos que pueden ser comunes a todos ellos, las características y tipologías más habituales, así como se introducen herramientas de cálculo y programación que pueden dar respuesta a problemas de regulación de dificultad moderada en entornos productivos reales.

Este manual se complementa con una guía didáctica conteniendo la programación del módulo y el solucionario a los ejercicios planteados.

SOBRE EL AUTOR

PRÓLOGO

CAPÍTULO 1. UNIDADES DE MEDIDA Y SU CONVERSIÓN

1.1 SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

1.1.1 Historia

1.1.2 Unidades básicas y patrones

1.1.3 Unidades derivadas y complementarias

1.1.4 Múltiplos y submultiplos

1.2 MARCO LEGAL

1.3 CONVERSION DE UNIDADES

1.4 UNIDADES MAS COMUNES EN SISTEMAS INDUSTRIALES

1.4.1 Nivel de líquidos y distancias

1.4.2 Presión (y tensión mecanica)

1.4.3 Caudal

1.4.4 Temperatura

1.4.5 Velocidad de giro

1.4.6 Energia

1.4.7 Potencia

1.4.8 Nivel de iluminacion

1.5 CASO PRACTICO: USO DEL NONIUS

1.6 EJERCICIOS

CAPÍTULO 2. PRINCIPIOS DE REGULACIÓN, LAZO ABIERTO VS

LAZO CERRADO

2.1 SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO ABIERTO

2.2 SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO CERRADO. ELEMENTOS

2.3 FUNCION DE TRANSFERENCIA

2.4 TERMINOLOGIA

2.5 CONTROLADORES TODO-NADA (2 POSICIONES)

2.6 EJEMPLOS

2.6.1 Lazo abierto: variador de frecuencia

2.6.2 Todo-nada: interruptor crepuscular

2.6.3 Todo-nada: control de bombeo

2.7 BREVE PERSPECTIVA HISTORICA. INDUSTRIA 4.0

2.9 EJERCICIOS

CAPÍTULO 3. NORMA DIN 19227. ELEMENTOS Y MONTAJES

TÍPICOS DE CONTROL

3.1 IDENTIFICACION DE ELEMENTOS SEGUN LA NORMA DIN 19227

3.1.1 Norma DIN 19227 y correspondencia con la ISA

3.1.2 Ejemplos

3.2 ESQUEMAS TIPICOS DE CONTROL

3.2.1 Ratio

3.2.2 Cascada

3.2.3 Feedforward

3.2.4 Override

3.2.5 Split

3.2.6 Selectivo

3.3 MONTAJES FISICOS

3.3.1 Sistemas electricos

3.3.2 Neumática e hidráulica proporcional

3.3.3 Valvulas

3.4 EJERCICIOS

CAPÍTULO 4. ÁLGEBRA DE BLOQUES. TRANSFORMADA DE

LAPLACE Y ESTABILIDAD

4.1 ALGEBRA DE BLOQUES. SIMPLIFICACION

4.1.1 Equivalencias graficas

4.1.2 Ecuaciones analiticas

4.1.3 Ejemplos

4.2 TRANSFORMADA DE LAPLACE. VARIABLE LAPLACIANA

4.2.1 Transformada y transformada inversa de Laplace

4.2.2 Polos y ceros

4.3 ESTABILIDAD. CRITERIO DE ROUTH

4.3.1 Calculo de polos

4.3.2 Criterio de Routh

4.3.3 Singularidades

4.3.4 Discusiones en función de k

4.4 EJERCICIOS

CAPÍTULO 5. SISTEMAS DE 1º Y 2º ORDEN

5.1 DEFINICION Y COMPORTAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE 1ER ORDEN.

5.1.1 Condensador y tensión continua

5.1.2 Sistema termico

5.1.3 Deposito con toma inferior

5.1.4 Motor CC con carga elevada en su eje

5.2 DEFINICION Y COMPORTAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE 2o ORDEN

5.2.1 Sistemas sobreamortiguados

5.2.2 Sistemas críticamente amortiguados

5.2.3 Sistemas subamortiguados

5.2.4 Sistemas no amortiguados

5.2.5 Sistemas amortiguados negativamente

5.2.6 Modulación de polos complejos en el plano s

5.3 EJERCICIOS

CAPÍTULO 6. ELEMENTOS DE MEDIDA

6.1 GENERALIDADES

6.2 TEMPERATURA

6.2.1 Termorresistencias

6.2.2 Termopares

6.2.3 Termistores o termistancias

6.2.4 Termostatos (bimetales

6.3 NIVEL

6.4 PRESION

6.4.1 Galgas extensiometricas

6.4.2 Cristales piezoelectricos

6.4.3 Tubos de Bourdon y fuelles

6.5 CAUDAL

6.5.1 Volumetricos

6.5.2 Rotametros

6.5.3 Presión diferencial

6.6 VELOCIDAD DE GIRO

6.6.1 Tipo magnético (dinamos)

6.6.2 Digitales (encoders)

6.6.3 Engranajes

6.7 EQUIPOS PORTATILES DE MEDICION

6.8 CIRCUITOS ACONDICIONADORES

6.8.1 Puente de Wheatstone

6.8.2 Amplificadores Operacionales AO

6.9 EJERCICIOS

CAPÍTULO 7. INTRODUCCIÓN AL DISEÑO Y SINTONIZACIÓN DE

CONTROLADORES

7.1 SISTEMAS DE ORDEN SUPERIOR A 2

7.1.1 Sistemas de fase No Minima

7.1.2 Polos en el origen

7.1.3 Polos dominantes

7.2 CONTROLADORES PID

7.2.1 Regulación PID

7.2.2 Implementación con AO

7.2.3 Implementación con neumatica/hidraulica

7.2.4 Sintonización PID

7.3 DISENO EN FUNCION DEL LUGAR DE LAS RAICES

7.4 RESPUESTA EN FRECUENCIA

7.5 SISTEMAS DISCRETOS

7.6 EJERCICIOS

CAPÍTULO 8. EJEMPLOS CON PLC DE MONTAJE Y

PROGRAMACIÓN

8.1 INTRODUCCION A LOS PLCS S7-1200 Y TIA PORTAL

8.1.1 Requisitos: software, licencia, CPU y versión firmware

8.1.2 Cableado y configuración hardware

8.1.3 Tipos de datos

8.1.4 Programación, transferencia y uso

8.2 ENTRADAS ANALOGICAS. PROGRAMACION “0 ACTIVO”

O DETECCION ROTURA DE CABLE

8.3 EJEMPLO DE CONTROL ANALOGICO-DIGITAL DE UN SECADERO

CON S7-1200 (TIA V13)

8.3.1 Enunciado: SECADERO MEDIANTE VENTILADOR Y SALES

8.3.2 Solución: PROGRAMA EN S7-1200 PARA EL SECADERO

8.4 PROGRAMACION DE UN ENCODER INCREMENTAL (TIA PORTAL V14)

8.4.1 Enunciado

8.4.2 Solucion

8.5 PROGRAMACION PID CON S7-1200 (TIA PORTAL V14).

8.5.1 Enunciado

8.5.2 Solucion

8.6 EJERCICIOS

CAPÍTULO 9. PREVENCIÓN DE RIESGOS Y MEDIOAMBIENTE

9.1 PREVENCION DE RIESGOS

9.1.1 Normativa aplicable

9.1.2 Prevención en sistemas de medida y regulación

9.1.3 Equipos de Proteccion Individual EPI

9.1.4 Equipos de Proteccion Colectiva

9.1.5 Cinco Reglas de Oro

9.2 MEDIOAMBIENTE

9.2.1 Regla de las tres RE

9.2.2 Valorización de residuos

9.2.3 Sistemas basados en UNE-EN-ISO14001

9.2.4 Contaminantes

9.2.5 Residuos según origen y constitución

9.2.6 Sistemas Integrados de Gestión de residuos

9.3 EJERCICIOS

CAPÍTULO 10. SISTEMAS DE CONTROL CON SCILAB

10.1 SOBRE SCILAB

10.2 CONSOLA DE SCILAB

10.2.1 Calculando con Scilab

10.2.2 Ajuste visualización de ejes y graficas

10.2.3 Calculo de polos de funciones de transferencia

10.2.4 Comando Evans. Datatip

10.2.5 Respuesta ante un escalon

10.3 HERRAMIENTA XCOS

10.3.1 Paleta de elementos

10.3.2 Simulación de diagramas de bloques

10.4 CONCLUSIONES

10.5 EJERCICIOS

10.6 EJERCICIOS DE CAPITULOS ANTERIORES

FORMULARIO

BIBLIOGRAFÍA