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Introduccióna la
Intrumentación
Lección 1
© ITES-Paraninfo
Control de Procesos
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Operador
SISTEMADE
CONTROL
PLANTAo
PROCESO
Consigna Entrada Salida
Operador
SISTEMADE
CONTROL
PLANTAo
PROCESO
ConsignaSeñales de
mando Salida
Potencia
AC
TU
AD
OR
ES
DISPOSITIVOS DE SEÑAL DISPOSITIVOS DE POTENCIA
Control de Procesos
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Operador
SISTEMADE
CONTROL
PLANTAo
PROCESO
ConsignaSeñales de
mando
Perturbaciones
AC
TU
AD
OR
ES
Nodosuma
+ -
Señal deerror
Variable regulada
Lazo de realimentación
Salida
Control de Procesos
PR
OC
ES
O
SISTEMA DE CONTROL
Visualizador
SENSOR ACONDICIONAMIENTO
ACTUADOR
TRANSMISOR
RECEPTOR
Señaleléctrica
Variablefísica
Señalmedida
Señalmando
Medio de
transmisión
SISTEMA DE MEDIDA
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Sistemas de medida
text
ADQUISICIÓNDE DATOS
PROCESAMIENTODE DATOS
DISTRIBUCIÓNDE DATOS
SISTEMA DE MEDIDA
Entrada(Valor verdadero)
Salida(Valor medido)
SISTEMA DEMEDIDA
- Temperatura - Presión - Velocidad - Luz - pH etc.
- Visualización
- Almacenamiento
- Transmisión
ENTRADAS SALIDAS
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Sistemas de medida
Procesador
ADQUISICIÓN DE DATOS
PROCESA-MIENTO
DE DATOS DISTRIBUCIÓN DE DATOS
Entrada SalidaSensor
Acondicio-namiento Acondicio-
namiento
ConversiónAD
ConversiónDA
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Sistemas de medida
Sensor1
ADCProce-sador
DAC
MU
LT
IPL
EX
OR
AN
AL
ÓG
ICO
Canal 1
Salida
Acondicinador1
Sensor2Canal 1
Acondicinador2
Sensorn
Canal n Acondicinadorn
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Sistemas de medida
Sensor1
DAC
PR
OC
ES
AD
OR
Canal 1
Salida
Acondicinador1
Sensor2Canal 1
Acondicinador2
Sensorn
Canal n Acondicinadorn
ADC1
ADC2
ADCn
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Ejemplo de sistema de medida
Acondicionadorde señal detemperatura
Medio detransmisión
Sensor detemperatura
Hornoindustrial
Aislamiento
Controladorde
temperatura
Transmisor Receptor
Resistenciacalefactora
220 V
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Topología de estrella
Valores deconsignas
SISTEMA
DE MEDIDA
1
n
32
..
.
1 m32 ..
NÚCLEO INTELIGENTE
SISTEMA
DE
CONTROL
1 n32
1
n
32
..
.
... .
P R O C E S OValoresreales de
lasvariables
SENSOR1
SENSOR2
SENSOR3
SENSORn
ACTUADOR1
ACTUADOR2
ACTUADOR3
ACTUADORm
Señales de sensores Señales de mando
Valoresmedidos
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Topología de Buses
NÚCLEOINTELIGENTE
M
NÚCLEOINTELIGENTE
1
NÚCLEOINTELIGENTE
2
NÚCLEOINTELIGENTE
3
NÚCLEOINTELIGENTE
N
BUS DE CAMPO
BUS DE PROCESO
SENSOR SENSOR ACTUADORACTUADOR SENSOR
P R O C E S O
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Características estáticas. Curva de calibración
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Salida
Magnitud a medir
Salida
Magnitud a medir
(a) (b)
Características estáticas. Curva de calibración
Sensibilidad
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Salida,Y
YS
YI
Salida a fondode escala
YS-YI
Campo de medidaAlcance=XS-XI
XIlímite
inferior
Xslímite
superior
Magnitud a medir, X
No linealidad
%X
h
s
1001%
X
h
s
1002
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Salida
Magnitud,X
XSXI
Curva real
Curvalinealizada
h2
Salida
Magnitud,X
XSXI
Curva real
Curvalinealizada
Desviaciónmáxima
(a) (b)
h1
Zona muerta
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ResistenciaT2-T3
360º0º
Zona muerta
Zona muertamα
Terminales
T1 T2 T3
α
(a) (b)
Ángulo de giro,
mα
Resolución, histéresis, saturación
Resolución
Salida,Y
Magnitud amedir,X
X
Y1
Y2
Salida
Magnitud amedir,X
Xsat
Histéresis
Saturación
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Salida
Tensión de entrada, (V)
000
001
010
011
100
101
110
111
0,500 1,000
Errores
exactoValormedidoValor
exactoValor
exactoValormedidoValor
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Operación Resultado Resultado corregido
Suma
Diferencia
Producto*
Cociente*
Propagación de errores
bkbaka 21 bkakba 21 222
1 bkakba
bkbaka 21 bkakba 21 222
1 bkakba
bkbaka 21 21 kkabab 22
21 kkabab
bkb
aka
2
1
21 kk
b
a
b
a 2
221 kk
b
a
b
a
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Calibración
Salida
Magnitud amedir
S1Δ
ΔS2
Instrumento 1
Instrumentoideal
Instrumento 2
iα
2α
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Calibración
Salida
X
Salida
X
Salida
XXn
Yn
Respuestareal
Respuestabuscada
(a) (b) (c)
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Características dinámicas
y(t)G(t)
(a)
(b)
x(t)
valorfinal
valorinicial
y(t)
error(t)
t
t
t
x(t)
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Características dinámicas
x(t)
y(t)
(a) (b)
x(t)
y(t)
retraso VALOR“EXACTO”
VALOR“EXACTO”
t
t t
t
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Características dinámicas
t
t
t
t
t
t
t
t
t t
f f
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Características dinámicas
log
loglog
log
)G(ω
)(G
BANDAPASANTE
BANDAPASANTE
0º
0
90º
0º
(a) (b)
)(G
CAMBIO DEFASE
CAMBIO DEFASE
)(G
90º
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Características dinámicas
Tπ2
1
T
DESARROLLO ENSERIE DE FOURIER
t t
f f
100V
...VVVTHD(%)
f
2n
22
21
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Características dinámicas
loglog
B
0
(a) (b)
3dB
B'
B
3dB
B'
HLH
HB LHB -
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Características dinámicas
(a)
x y
x
y
y
(b)
(c)
(d)
t
t
t
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Sistemas de primer orden
t
F e1X)t(x
toleranciapermitida
por la precisión
t
ts
tr
x(t)
xF
0,9xF
0,1xF
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Sistemas de segundo orden
X(t)
t
(a) (c)
t
XF
(b)
t
X(t) X(t)
XF XF
toleranciapermitida
por la precisión
t
ts
tu
x(t)
xF
xmax
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