Pg07 calibración sondas temperatura

INSTRUCCIÓN PG07-IG XX (DRAFT)Fecha: XX/XX/XXXX

Ed. XX

INSTRUCCIÓN TÉCNICA DE VERIFICACIÓN DE SONDAS, TRANSMISORES DE MEDICIÓN Y CONVERSIÓN DE

TEMPERATURA

Responsable Firma Fecha

Preparado por: Jefe de Mantenimiento

Aprobado por: Director de operaciones

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INSTRUCCIÓN PG07-IG XX (DRAFT)Fecha: XX/XX/XXXX

Ed. XX

INDICE

1.- INTRODUCCIÓN

2.- DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS Y SISTEMAS A VERIFICAR

2.1.-SONDAS PT10002.2.-TRANSMISORES DE TEMPERATURA2.3.- DISPOSITIVOS DE CONTROL Y VISUALIZACIÓN DE TEMPERATURA

3.- TIPOS DE VERIFICACIONES INTERNAS A REALIZAR

4.- INVENTARIO DE EQUIPOS A CALIBRAR. PLAN DE VERIFICACIONES Y PERIODICIDAD. CRITERIOS DE ACEPTACIÓN

5.- VERIFICACIONES INTERNAS

5.1.- COMPROBACIONES PREVIAS EN SONDAS PT100 ANTES DE CALIBRACIÓN5.2.- VERIFICACIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA INTERNA DE RTD A TEMPERATURA AMBIENTE5.3.-VERIFICACIÓN DEL TRANSMISOR A PARTIR DE SIMULACIÓN DE RTD DE TRES HILOS, Y

LECTURA EN PANTALLA DE PRODUCCIÓN5.4.- (PARA SONDAS SIN CONVERSOR A RTD, VERIFICACIÓN SUSTITUYE A 5.2. VERIFICACIÓN

DE TRANSMISOR MEDIANTE SIMULACIÓN DE SEÑAL DE TEMPERATURA POR TERMOPAR, Y LECTURA EN PANTALLA DE PRODUCCIÓN

5.5.- VERIFICACIÓN DE SONDAS PT100 MEDIANTE COMPARACIÓN CON SONDA PATRÓN EN HORNO.

OPERACIONES DE VERIFICACIÓN INSTALACIÓN DE SONDA PATRÓN Y A VERIFICAR EN ESTUFA (HORNO) OPERATIVA DE VERIFICACIÓN

6.- ANEXOS

DOCUMENTACIÓN APLICABLE

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1. INTRODUCCIÓN

Esta Instrucción Técnica (IT) describe las operaciones de verificación periódica a las que deben someterse los sistemas de medición y transmisión de señal de temperatura, instalados en las líneas de fabricación de la Compañía.

El objetivo fundamental es garantizar que la magnitud temperatura es tratada y procesada de una forma fiable en los dispositivos de medida y control de forma que, mediante comparación con una señal calibrada por un instrumento de verificación, puede considerarse válida.

El instrumento de verificación o calibrador de procesos, consiste en un un generador y medidor de señales eléctricas calibradas que, mediante simulación de la magnitud temperatura y su medición en la señal eléctrica correspondiente, puede permitir realizar una verificación de funcionamiento del sistema en todo su rango de funcionamiento.

2. DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS Y SISTEMAS A VERIFICAR

2.1. Sondas PT100

Son instrumentos de medición de temperatura consistentes en un cable más o menos largo y flexible y enfundado en una vaina protectora metálica. Está provista de un transmisor que convierte la temperatura, a través de señal emitida por dicho cable, a una magnitud eléctrica que pueda leerse por un controlador de temperatura. De ahí la denominación usualmente empleada de RTD (Resistance Temperature Detector).

Tipos de sondas Pt100 por número de cables: 2, 3 y 4 hilos. A fin de conseguir más exactitud en la variable de resistencia, las sondas pueden disponer de dos, 3 o cuatro cables a su salida. Normalmente en planta encontraremos sondas Pt100 de 3 cables. El número de cables es importante de cara a la verificación de la sonda mediante el instrumento de verificación

2.2. Transmisores de temperatura

Instrumentos electrónicos a los cuales van conectados eléctricamente las sondas de temperatura. Los transmisores sirven para convertir la magnitud física que varía con la temperatura (resistencia eléctrica interna del RTD), a otra magnitud eléctrica variable que pueda leerse por un dispositivo de control industrial.

El transmisor funciona como enlace entre el dispositivo de control (autómata programable / controlador de temperatura) mediante conexión con la sonda Pt 100 a través de un bucle cerrado de alimentación eléctrica.

La alimentación eléctrica es fija en 24 Voltios de corriente continua y la magnitud eléctrica variable está en el rango de 4-20 miliamperios según el rango de temperatura en el que la sonda está fabricada (rango de valores de la resistencia interna del RTD).

Los transmisores también constan de una conexión a termopar independiente de la sonda, a fin de poder verificar con un instrumento de medida independiente a temperatura y por tanto el funcionamiento del RTD

2.3 Dispositivos de control de temperatura

Son los sistemas físicos (hardware) o lógicos (software) que sirven para visualizar y utilizar la señal de temperatura, a fin de poderla utilizar para controlar actuadores durante el proceso (abrir/cerrar válvulas fundamentalmente).

Los sistemas utilizados en nuestro proceso son:

Controladores de temperatura, que tienen diseñado un programa interno para dar salida digital a un actuador frente a valores programables de temperatura y ,

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Autómatas programables, como dispositivos utilizados junto con un programa para realizar la misma función.

El dispositivo de control no es un elemento sometido a verificación y control y por tanto no está dentro del alcance del presente documento

3. TIPOS DE VERIFICACIONES INTERNAS A REALIZAR

3.1.- Comprobaciones visuales en sondas Pt100 antes del proceso de verificación mediante calibrador de procesos.

3.2.- Verificación de resistencia interna de RTD a temperatura ambiente (utilizando tabla de conversión resistencia / temperatura según Norma IEC 751)

3.3.- Verificación de transmisor a partir de simulación de RTD de 3 hilos, y lectura en pantalla de control de producción

3.4.- (Solo para sondas PT100 distintas a RTD. Esta verificación sustituye a 3.2) Verificación de transmisor y lazo de alimentación mediante simulación de señal de temperatura por termopar, y lectura en pantalla de control de producción

3.5.- Calibración interna de RTD y transmisor mediante comparación de temperatura en horno con otra sonda calibrada y certificada.

Las mediciones y simulaciones 3.1 a 3.4 anteriormente citadas se realizarán mediante un calibrador de procesos marca Fluke modelo 725, con dos juegos de pinzas de conexión y termopar de conexión tipo K con mini clavija de conexión a aparato.

La calibración indicada en el punto 3.5 se realizará en horno situado en Taller de Mantenimiento. La operativa de verificación se describe en el punto 6.4.

4.- INVENTARIO DE EQUIPOS. PLAN DE VERIFICACIONES Y PERIODICIDAD. CRITERIOS DE ACEPTACIÓN

4.1.- Inventario de sondas a calibrar: El inventario de sondas está situado en la ruta siguiente. El formato del documento aparece en el Anexo.

\\macaosvr\grupossol\Comun\Mantenimiento\Calibraciones\Verificación sondas temperatura

En los archivos en Excel se anotarán los resultados de las verificaciones internas.

4.2.- Plan de verificaciones y periodicidad

Las Verificaciones 3.1 a 3.3/3.4 se deben realizar con periodicidad mensual, cumplimentando el registro correspondiente situada en la ruta indicada, dentro del archivo “Calibración sondas con Fluke”. El registro aparece en Anexos.

La verificación 3.5 se debe realizar con periodicidad anual, cumplimentando el registro correspondiente situada en la ruta indicada, dentro del archivo “Calibración sondas con horno”. El registro aparece en Anexos.

El encargado de realizar esta verificación es el Oficial de Mantenimiento.

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La verificación debe ir precedida de la Orden de Trabajo correspondiente y ser registrada en la Base de Datos, tal y como se indica en el documento PG-11 IG07 “Control de Actividades de Mantenimiento”.

4.3.- Criterios de aceptación

Una vez verificadas las sondas, se les aplicará, si procede la corrección calculada por diferencia entre lo marcado por el termómetro y lo marcado por la sonda verificada.

Cuando una sonda presente oscilaciones en la temperatura leída en un punto o una diferencia con la sonda certificada mayores que las establecidas en esta instrucción como criterios de aceptación para cada caso, el instrumento será retirado y enviado a reparar, si ello es posible.

Definiciones:-Error absoluto: Valor absoluto del valor de temperatura medido entre patrón y zona a verificar:

Tpatrón – Tverificar.-Error relativo: % de error medido respecto a la temperatura de referencia: (Tpatrón-

Tverificar/)Tpatrón.-Desviación de la sonda patrón dentro del rango. Dr. Es el valor absoluto de la desviación de

temperatura observada en la sonda patrón para el rango de temperatura a verificar.-Intervalo de verificación. Es el intervalo de temperaturas que limita la tolerancia máxima la

sonda.

La tabla siguiente indica el valor máximo aceptable de error medido en la sonda de temperatura con respecto al patrón, en función del rango de temperatura.

Tª a medir

T

Desviación de la sonda patrón dentro del rango.

Dr

Intervalos de verificación

R

Tolerancia máxima

U

Ambiente hasta 80 ªC µ_rango Amb-80 T+Dr U≤R±3ºCDesde 80 a 175 ºC µ_rango 80-175 T+Dr+ U≤R±5ºC

En los documentos indicados en Anexos, todas aquellas sondas que presenten unas tolerancias máximas indicadas en la tabla anterior serán retiradas de la línea de producción, indicando en los registros correspondientes “NOK”

5.- VERIFICACIONES INTERNAS A REALIZAR

5.1.- Comprobaciones visuales en sondas Pt100 antes del proceso de verificación mediante calibrador de procesos.

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Las sondas metálicas se limpiarán con un paño suave o con agua destilada dejándolas secar al aire antes de su verificación.

Se verificarán las conexiones de los cables de salida de la sonda (RTD 3 / 4 hilos) en el transmisor (ver esquema de conexionado en punto 5).

Se examinará el estado de rosca de conexión de la sonda y se preparará con cinta de teflón para su posterior

Comprobar que tanto la tapa del transmisor como el prensaestopas tengan las correspondientes juntas para asegurar estanqueidad entre transmisor y exterior.

Es importante comprobar que, en los casos donde la sonda no mide directamente la temperatura, sino en termopozo, éste no presente fisuras o agujeros que transmitan el producto a la sonda, provocando daños en la misma o mal funcionamiento.

5.2.- Verificación de valor de resistencia interna del RTD a temperatura ambiente.

Los esquemas de conexionado tanto para sondas Pt100 con RTD de 3 hilos como de 4 hilos se muestran a continuación:

Figura 1.- fotografía de transmisor para RTD típico y conexiones (tomado de transmisor Endress + Hauser modelo TMT 181)

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Figura 2.- Esquema de asignación de terminales típica en transmisores, para conexionado de alimentación de bucle y salida analógica, sensor TC y cableado de RTD en

configuraciones de 2, 3, y 4 hilos

Pasos a seguir

1.- Desconexionado de sonda Pt100 del transmisor: desmontar en el transmisor los cables correspondientes a RTD en configuración de tres hilos (ver figura 2).

Como ejemplo de referencia, véase esquema adjunto con cableado a transmisor estándar.

A la hora de la desconexión, se recomienda numerar los cables de la sonda a fin de su conexión correcta.

2.- Cableado del calibrador de procesos Fluke 725 tal y como se indican en las siguientes figuras:

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Realizar los siguientes ajustes en el Fluke 725 para simular un RTD.

Pulsar botón “MEAS/SOURCE” para activar el modo MEASURE Pulse RTD para seleccionar el modo RTD Pulse cursor “arriba / abajo”, para seleccionar el tipo de RTD a 3 hilos.

Tomar lectura del valor de resistencia.

3.- En caso que el sensor PT100 no sea del tipo RTD. Conectar el termopar tipo “K” patrón tal y como se indica en la siguiente figura:

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El conexionado al transmisor debe realizarse en la entrada para TC que está marcada con un símbolo como el que se muestra en la figura 2. Debe respetarse la polaridad “+” y “-“ en el conexionado del TC. Para ello, guiarse por el color del polo positivo del termopar conforme a la tabla adjunta.

Pulsar botón “MEAS/SOURCE” para activar el modo MEASURE Pulse TC para seleccionar el modo de medición de temperatura de termopar.

Anotar el valor de temperatura medida en la pantalla del Fluke 725

Comparar los valores de resistencia y temperatura medidos en la tabla indicada en la siguiente ruta:

\\macaosvr\grupossol\Comun\Mantenimiento\Calibraciones\Verificación sondas temperatura

Y verificar que los valores de la tabla Excel que relaciona valores de temperatura y resistencia son correctos.

Anotar los valores de temperatura y resistencia en tabla situado en Anexos

5.3.- Verificación de transmisor a partir de simulación de RTD de 3 hilos, y lectura en pantalla de control de producción

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Conectar el Fluke 725 como se indica en las siguientes figuras

Terminales 5 y 6 deben ir a la clavija inferior derecha (COM). Terminal 3 debe ir a la clavija superior derecha (V/RTD).

Pulsar el botón “MEAS / SOURCE” para activar el modo SOURCE.

Pulsar el botón “RTD” para seleccionar como fuente de simulación RTD. Seleccionar a continuación el modo “3w” (tres hilos)

Verificar el rango de temperaturas en las que la sonda está diseñada, para introducirlas en el equipo (Ejemplo: sonda Pt100 de 0 ºC a 150 ºC)

Introducir el valor de temperatura mínima mediante los cursores con flechas arriba y abajo y pulsar de forma continua la tecla “0%”. El valor quedará grabado.

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Introducir el valor máximo del rango de temperatura mediante los cursores con flechas arriba y abajo. Si hay que cambiar de dígito, se utilizan los cursores con flecha izquierda y derecha. Una vez seleccionado el valor de temperatura, pulsar de forma continua la tecla “100%”. El valor quedará grabado.

Mediante las teclas de porcentaje, seleccionar el valor de temperatura a simular en el rango 0%-25%-50%75%-100% y descendente en orden inverso.

Para cada porcentaje, comparar el valor de temperatura simulada en pantalla del Fluke 725 con el valor que se muestra en la pantalla de control.

5.4.- (Solo para sondas PT100 distintas a RTD. Esta verificación sustituye a 3.2) Verificación de transmisor y lazo de alimentación mediante simulación de señal de temperatura por termopar, y lectura en pantalla de control de producción.

Conectar el Fluke 725 como se indica en las siguientes figuras. Para ello, utilizar el termopar tipo “K” con miniclavija macho que está junto al equipo.

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El conexionado al transmisor debe realizarse en la entrada para TC que está marcada con un símbolo como el que se muestra en la figura 2.

Debe respetarse la polaridad “+” y “-“ en el conexionado del TC. Para ello, guiarse por el color del polo positivo del termopar conforme a la tabla adjunta.

Pulsar botón “MEAS/SOURCE” para activar el modo SOURCE Pulse TC para seleccionar el modo de medición de temperatura de termopar. Continuar

pulsando esta tecla para seleccionar el tipo de termopar deseado (tipo “K”).

Introducir el valor máximo del rango de temperatura mediante los cursores con flechas arriba y abajo. Si hay que cambiar de dígito, se utilizan los cursores con flecha izquierda y derecha. Una vez seleccionado el valor de temperatura, pulsar de forma continua la tecla “100%”. El valor quedará grabado.

Mediante las teclas de porcentaje, seleccionar el valor de temperatura a simular en el rango 0%-25%-50%75%-100% y descendente en orden inverso.

Para cada porcentaje, comparar el valor de temperatura simulada en pantalla del Fluke 725 con el valor que se muestra en la pantalla de control. Anotar los valores de temperaturas para cada valor del rango tanto en pantalla de producción como “display” del instrumento en el documento “Calibración RTD/Transmisores PT100 en planta” (ver Anexos).

5.5.- Calibración interna de RTD y transmisor mediante comparación de temperatura en horno con otra sonda calibrada y certificada.

Las calibraciones internas de los termómetros consisten en la comparación de la temperatura marcada por el termómetro con los valores indicados por una sonda certificada en el mismo rango de temperaturas.

5.5.1.- Operaciones de verificación

La verificación de Sondas PT100 en la Compañía se realizará por comparación de la lectura de la sonda a comparar con la lectura de una sonda patrón. Ambas sondas se encontrarán ubicadas en un estufa termostatizada que permite elevar la temperatura dentro de la misma hasta 250ºC.

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La verificación de la sonda en cuestión se hará de acuerdo al rango de temperaturas de trabajo del equipo, el cual vendrá definido en el Plan de verificaciones para cada equipo.

5.5.2.- Instalación de sonda patrón y a verificar en estufa

La sonda calibrada se enviará a su calibración externa junto a su visor de temperatura al menos una vez al año. Ésta se encontrará instalada en un racor roscado en la estufa de verificación conectada al visualizador de temperatura.

La sonda a verificar se encontrará roscada en el racor ejecutado en la estufa para tal efecto. Es importante reseñar que:“PARA LA CORRECTA VERIFICACIÓN DE LA SONDA, LA LONGITUD DE LA VAINA DE LA SONDA A VERIFICAR QUE ENTRA EN LA ESTUFA, DEBE SER MAYOR O IGUAL A LA LONGITUD DE LA VAINA DE LA SONDA CALIBRADA”.

5.5.3.- Operativa de verificación

Se tomaran las lecturas de las sondas patrón y a verificar, en las temperaturas a las que se indica se debe realizar la verificación. La temperatura se debe tomar SIEMPRE cuando ésta sea estable, es decir cuando la temperatura de la sonda patrón no varíe en décima de grado al menos durante 1 minuto.

5.5.4.- Certificado de verificación

La medición se realizará al menos 3 veces por sonda para poder dar por buena la verificación. Se colocará etiqueta identificativa con la fecha de verificación, y próxima fecha de verificación.

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La fecha de verificación será además registrada en la base de datos correspondiente.

En caso que la sonda no cumpla con los criterios de aceptación, ésta será eliminada o enviada a reparación si es posible.

ANEXOS

DOCUMENTOS APLICABLES

PG-07FXX CALIBRACIÓN RTD/TRANSMISORES PT100 EN PLANTA

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PG-07F03 CALIBRACIÓN DE SONDAS MEDIANTE PATRÓN

PG-07 F04 INVENTARIO DE SONDAS PT100

PG-01 – F02/ Ed.1. 15 de 15

Documents

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