INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y
ELÉCTRICA
UNIDAD PROFESIONAL “ADOLFO LÓPEZ MATEOS”
(ZACATENCO)
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN
ACADEMIA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
ELEMNTOS PRIMARIOS DE MEDICION
IDENTIFICACION DE INSTRUMENTOS Y SIMBOLOGIA DE LA NORMA ISA
S5.1 Y NORMA ISA S5.5
EQUIPO 6
GRUPO: 5AV2
ALUMNOS:
##/##/##
Diaz Bravo Edwin Jared
Mondragón Gómez Luis Eduardo
2
3
4
28/04/2023
Índice
1. Objetivo
identificar los instrumentos y simbología de la norma ISA S5.1
2. Normas ISA S5.1 y Norma ISA S5.5
2.1. instrumentación industrial
La instrumentación industrial como definición, es la técnica y equipos que se ocupan de Medir,
Transmitir y/o Regular de forma automática, aquellas magnitudes físicas y químicas cuyo
conocimiento es importante para el funcionamiento de un proceso, en términos de calidad y
seguridad, ya que, para automatizar un proceso, es necesario disponer de información sobre su
estado en forma precisa y confiable. Los instrumentos de medición y control permiten el
mantenimiento y la regulación de las magnitudes del proceso, ejemplo: presión, temperatura,
caudal, nivel, etc. Un sistema de control exige incluir determinados instrumentos: unidad de
medición, unidad de control y elemento final de control. La norma ISA S5.1 establece de manera
uniforme y estándar los medios de representación, la identificación y funciones propias de los
instrumentos o dispositivos, sistemas de instrumentación utilizados para la medición, seguimiento
y control, presentando un sistema de designación que incluye sistemas de identificación y símbolos
gráficos.
2.2. Clases de instrumentos
La instrumentación se puede clasificar como primaria, secundaria, auxiliar y de accesorios para la
asignación funcional de lazo, las identidades y los símbolos.
Un instrumento de medición es el dispositivo capaz de suministrar una medida o de realizar una
observación del universo físico. Los instrumentos de medición y control son relativamente
complejos y su función puede estudiarse de acuerdo con la siguiente clasificación:
De acuerdo con la variable de proceso que miden: esta clasificación, como su nombre lo
indica, se referirá a la variable de proceso que tratemos de medir. En la actualidad se pueden
medir todas las variables de proceso que existen, más sin embargo estas pueden ser medida
de forma directa o indirecta dependiendo el caso.
De acuerdo con su función en un proceso.
2.3. Instrumentos primarios
La instrumentación primaria consiste en la medición, seguimiento, control, o el cálculo de los
dispositivos y hardware y sus funciones propias y funciones de software que incluyen, pero no se
limitan a los registradores, transmisores, controladores, válvulas y dispositivos de control y
aplicación de funciones de software que requieren o permiten identificaciones asignados por el
usuario.
2.4. Instrumentos secundarios
La instrumentación secundaria consiste en medir, monitorear y tener el control de dispositivos que
incluyen hardware y no se limita a visores de nivel, manómetros, termómetros y reguladores de
presión.
2.5. Instrumentos auxiliares
La instrumentación auxiliar consta de dispositivos y hardware que permite medir, controlar o
calcular, y que son necesarios para el funcionamiento eficaz de los instrumentos primarios o
secundarios.
2.6. Instrumentos de accesorios
La instrumentación de accesorios se compone de dispositivos y hardware que, aunque no son para
medir o controlar, son necesarios para el funcionamiento eficaz de la medición, monitoreo o sistema
de control.
3. Clasificación de instrumentos de acuerdo con su función en un proceso.
Ciegos - Cumplen una función reguladora en el proceso, pero no tienen indicación visible de la
variable. Ejemplos: termostatos, presostatos.
Indicadores - Indican directamente el valor de la variable de proceso. Disponen de un índice y escala
graduada o de un despliegue digital en los que puede leerse el valor de la variable. Ejemplos:
manómetros, termómetros
Registradores - Registran con trazo continuo o punto a punto la variable, y pueden ser circulares o
rectangulares. En algunos casos podrá ser necesario un registro histórico de la variable que se
estudia en un determinado proceso.
Elementos primarios - Están en contacto directo con la variable de proceso que se desea medir, con
el fin de recibir algún efecto de este, y así, poder evaluar la variable en cuestión.
Sensor - Es un dispositivo que recibe una señal o estimulo y responde con una señal eléctrica.
Ejemplo: sensor piezoeléctrico, termopar.
Transmisor - Estos elementos reciben la variable de proceso a través del elemento primario, y la
transmiten a algún lugar remoto. Las señales que se usan para transmitir la información entre los
instrumentos de lazo de control son generalmente de dos tipos: neumáticas y eléctricas. Las señales
neumáticas están entre 3 y 15 psi equivalentes a 0,206 y 1,033 bar. Las señales eléctricas pueden
ser de 4 a 20 mA.
Convertidores - Reciben una señal de entrada neumática (3 a 15 psi) o electrónica (4 a 20 mA)
procedente de un instrumento y después de modificarla envían la señal en forma de una salida
estándar.
Receptores - Son los instrumentos que son instalados en el panel de control, como interfaces entre
el proceso y el usuario. Reciben las señales de los transmisores o de un convertidor.
Controladores- Son los encargados de ejercer la función de comparar lo que está sucediendo en el
proceso, con lo que realmente se desea que suceda en el, para posteriormente, en base a la
diferencia, envíe una señal al proceso que tienda a corregir las desviaciones. Ejemplo: controlador
PID
3.1. Instrumentos de temperatura
Figura 1 Termómetro Moeller
“Liquid in Glass” con conexión
roscada en la parte inferior
Figura 2 Termómetro Rochester
“Bimetallic” con conexión
roscada en la parte trasera
Nota: Un termómetro bimetálico
sirve para medir la temperatura a
través de la contracción y
expansión de diferentes aleaciones
de metales. La medición se lleva a
cabo mediante la mayor o menor
coeficiente de dilatación de cada
uno de los metales.
Alcance: 0 – 100° C
Margen: 100°C
Resolución: 1°C
Nota: Un termómetro “Liquid in
Glass” es un tubo de vidrio donde
un líquido se expande al aumentar
la temperatura y mide la
temperatura sobre una escala
graduada.
Alcance: 0 – 80° C
Margen: 80°C
Resolución: 1°C
Figura 3 Termopar con termo pozo
Nota: Termopar: Se compone de
dos metales diferentes, unidos en
un extremo. Cuando la unión de los
dos metales se calienta o enfría, se
produce una tensión que es
proporcional a la temperatura.
Termopozos: Se utilizan para
proteger los sensores de
temperatura, tales como
termopares, termistores y
termómetros bimetálicos, contra
los daños causados por presión
excesiva, velocidad del material y
corrosión.
3.2. Instrumentos de presión
Figura 4.1: Manómetro de
presión con interruptor de
presión
Nota: Los interruptores de presión
son adecuados para aplicaciones de
corte de seguridad o alarma en aire,
agua, aceite y otros fluidos de baja
viscosidad.
Figura 4.2: Manómetro de
presión de bourdon.
Alcance: 0 – 1600 kN/m2
Margen: 1600 kN/m2
Resolución: 50 kN/m2
Nota: Los manómetros Bourdon son óptimos para
la medición de presión relativa desde 0,6 … 7.000
bar. Debido a su tecnología mecánica no necesitan
energía auxiliar. Los muelles Bourdon consisten en
tubos curvados en arco de sección oval. A medida
que se aplica presión al interior del tubo, éste
tiende a enderezarse. El trayecto del movimiento
se transmite a un mecanismo y es la medida de
presión que se indica mediante una aguja.
Figura 5: Manómetro de presión de
bourdon de doble escala.
Alcance: 0 – 100 psi
0 – 7 Kg/cm2
Margen: 100 psi
7 Kg/cm2
Resolución: 1 psi
.1 Kg/cm2
Nota: Para una descripción del instrumento
consultar Nota en “Figura 4.2”
Figura 6: Manómetro de presión
de bourdon de doble escala.
Alcance: 0 – 800 kN/m2
Margen: 800 kN/m2
Resolución: 50 kN/m2
Nota: Para una descripción del instrumento
consultar Nota en “Figura 4.2”
Figura 7.1: Transmisor de presión
diferencial “PDT”
Presión máxima de trabajo: 140 Bar
Span: 0 – 310/1860 mbar
Nota: Tipo especial de sensor de
presión. Puede medir dos presiones
diferentes y restar una de la otra;
de ahí el nombre diferencial. Los
sensores de presión diferencial se
utilizan comúnmente en medios de
transmisión de fluidos para
determinar el caudal.
Nota: en la figura se pueden
apreciar las conexiones del “PDT”,
H y L (high y low) o presión alta o
baja, dependiendo del proceso se
utilizan diferentes configuraciones
de los elementos primarios de
presión, por ejemplo, placas de
orificio, tubo Venturi, tubo de Pitot,
etc.
Figura 7.3: Vista detallada de
las conexiones del “PDT”
Figura 7.2: Etiqueta de
especificaciones del “PDT”
3.3. Elementos finales de control
Figura 8: Válvula de control de
conexión bridada.
Nota: La función de este elemento final de
control es regular el caudal que circula a
través de su orificio por el posicionamiento
adecuado del obturador. Para eso la válvula
neumática es operada a través de aire para
poder mover el vástago. Como la presión
de aire (salida de control) encima del
diafragma aumenta, el vástago se mueve
hacia abajo y como consecuencia el
obturador restringe el fluido que circula por
el orificio.
Figura 8.1: Recorrido de la
Válvula de control
Referencias
Instrumentos WIKA S.A.U. (Manómetro Bourdon) [Online]
https://www.wika.es/landingpage_bourdon_tube_pressure_gauge_es_es.WIKA
F. Niu (Transmisor De Presión Diferencial) [Online]https://www.omch.co/es/differential-pressuretransmitter/
G. C. Sergio Andres (Válvula de Control – Elemento Final de Control) [Online]
https://controlautomaticoeducacion.com/instrumentacion/valvula-de-control/
Moeller Instrument Company, Inc (Liquid-In-Glass Thermometer) [Online]
http://www.moellerinstrument.com/moliquid.shtml
Abaa Metrología (Termómetro bimetálico) [Online] 1 julio, 2019
https://abaa.mx/blog/termometro-bimetalico/
Chassan Jalloul (Cómo funciona un termopar) [Online] 2023
https://www.bloginstrumentacion.com/productos/temperatura/cmo-funciona-termopar/
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