Dentro del campo de la automatización industrial nos encontramos con una disciplina específica multidisciplinar basada en la instrumentación industrial cuya aplicación es fundamental para la automatización de plantas de producción.
Dentro del área existen ingenieros y técnicos especializados exclusivamente en instrumentación industrial cuyos conocimientos requeridos son electricidad, electrónica, química, mecánica, microprocesadores y microcontroladores, control de procesos, tipos de lenguajes de software, entre otros, y principios de comunicaciones industriales, hidráulica y neumática.
Para comprender el concepto Instrumentación industrial primero veremos qué se entiende por instrumentación.
¿Qué es la instrumentación?
Corresponde al conjunto de varios instrumentos interconectados que pueden ser eléctricos, mecánicos y electrónicos con el fin de analizar, medir y controlar las magnitudes eléctricas y no eléctricas.
A su vez, la instrumentación se clasifica en diferentes tipos como la instrumentación industrial, la instrumentación eléctrica, instrumentación electrónica o la mecánica, entre otros.
Una vez comprendida que es la instrumentación vamos a adentrarnos en el concepto de instrumentación industrial.
¿Qué es la instrumentación industrial y para qué se utiliza?
La instrumentación industrial, considerada como la ciencia del control de los sistemas de automatización y medición, se encarga de controlar y medir diversas cantidades en los procesos industriales mediante diferentes instrumentos industriales.
Los valores de las mediciones son transmitidos de forma manual o automática con fines de indicación, control o cálculo.
En operaciones de control automática la cantidad puede ser controlada enviando una señal de control mediante la CPU a los dispositivos.
En campo, los sensores leen los datos como presiones, volúmenes, caudales, vibraciones, etc. Y son transmitidos a los sistemas de control distribuidos (DCS) o a los autómatas programables (PLC).
¿Cómo funciona la instrumentación industrial?
Para llevar a cabo el funcionamiento de la instrumentación industrial, el primer paso a realizar es la medición de los valores que, en la industria, pueden venir de:
- Presiones, flujos, volúmenes de fluidos.
- Temperaturas.
- Concentraciones químicas.
- Movimientos o aceleraciones de máquinas.
- Dimensiones de objetos.
- Inventarios.
- Corrientes, voltajes, resistencias eléctricas
Cuando hemos realizado la medición de la cantidad que nos interesa se transmite una señal representando la misma en el PLC/DCS. Una vez, llegados a este punto, se requiere la acción humana o automatizada.
En la acción automatizada, los autómatas programables (PLC) o los sistemas de control distribuidos (DCS) envían una señal al dispositivo de control final para su tratamiento. Todo este sistema, en general, se le denomina “proceso”.
¿Cuáles son las características y elementos principales de la instrumentación industrial?
Características de la instrumentación industrial
La característica principal de la instrumentación industrial se basa en su arquitectura para aplicaciones a tiempo real.
Su arquitectura está formada por dispositivos de entrada, como por ejemplo sensores, y dispositivos de salida, como por ejemplo controladores y procesadores entre otros.
Los dispositivos de entrada son para medir y los dispositivos de salida controlan las variables de salida deseada.
Elementos principales de la instrumentación industrial
- Sensores: existen numerosos tipos de sensores utilizados como instrumentación de entrada para el control a tiempo real. Estos sensores pueden ser de temperatura, de presión, de flujo, fotoeléctricos, de nivel, velocidad y manómetros entre otros.
- Controladores: En la industria, los controladores utilizados dependen de ordenadores lo que facilita la programación de los algoritmos de control necesarios. Su función es la de controlar las señales de entrada, ejecución del programa del estado de la señal y actualiza el estado de las salidas. Los controladores más utilizados son los PLC, DCS o Sistemas SCADA.
- Actuadores: Son utilizados para transformar la señal de salida emitida por el controlador en una acción a gran potencia.
Los tipos de actuadores pueden ser hidráulico, neumático, eléctrico o mecánico. Estos actuadores son utilizados en la industria para controlar dispositivos de salida como válvulas, relés, motores etc.
Conclusiones sobre la instrumentación industrial
La instrumentación industrial es un área principal y necesaria dentro de la automatización para controlar de forma adecuada los procesos de producción de las plantas industriales con la finalidad de lograr resultados más eficientes, económicos y de calidad.
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