Los instrumentos de control están universalmente admitidos. En nuestros días es impensable la existencia de una industria moderna sin instrumentos. Y, si bien existiese, las necesidades que crea el mercado de conseguir productos terminados con las garantías de calidad demandadas y en la cantidad suficiente a fin de que el coste logrado sea competitivo, forzarían a alterar esta hipotética industria, incluyendo en la transformación siguiente la automatización del proceso a través de los instrumentos de medición y control. En la industria se presenta puesto que, reiteradamente, la necesidad de conocer y comprender el funcionamiento de los instrumentos y el papel que juegan en el control del proceso. De este modo le ocurre al jefe o bien al operador del proceso, al proyectista y a su ingeniería, al estudiante y a cualquiera que esté relacionada o bien vaya a relacionarse con el proceso, sin mentar como resulta lógico al instrumentista o bien al técnico en instrumentos para quienes el tema es la esencia de su profesión. : Capítulo 1: Generalidades1.1 Introducción1.2 Definiciones en control1.2.1 Campo de medida (range)1.2.2 Alcance (span)1.2.3 Error1.2.4 Inseguridad de la medida (uncertainty)1.2.5 Exactitud1.2.6 Precisión (accuracy)1.2.7 Zona fallecida (dead zone o bien dead band)1.2.8 Sensibilidad (sensitivity)1.2.9 Repetibilidad (repeatibility)1.2.10 Histéresis (hysteresis)1.2.11 Otros términos1.3 Clases de instrumentos1.3.1 Dependiendo del instrumento1.3.2 Dependiendo de la variable de proceso1.3.3 Código de identificación de instrumentos Capitulo 2: Transmisores2.1 Generalidades2.2 Transmisores neumáticos2.2.1 Bloque amplificador de 2 etapas2.2.2 Transmisor de equilibrio de movimientos2.2.3 Transmisor de equilibrio de fuerzas2.2.4 Transmisor de equilibrio de momentos2.3 Transmisores electrónicos2.3.1 Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas2.3.1.1 Detector de situación de inductancia2.3.1.2 Transformador diferenciaL2.3.2 Transmisores es2.4 Comunicaciones2.5 Comparación de transmisores Capítulo 3: Medidas de presión3.1 Unidades y clases de presión3.2 Elementos mecánicos3.3 Elementos neumáticos3.4 Elementos electromecánicos3.4.1 Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas3.4.2 Transductores resistivos3.4.3 Transductores magnéticos3.4.4 Transductores capacitivos3.4.5 Galgas extensométricas (strain gage)3.4.6 Transductores piezoeléctricos3.5 Elementos electrónicos de vacío3.5.1 Transductores mecániéos de fuelle y de diafragma3.5.2 Medidor McLeod3.5.3 Transductores térmicos3.5.4 Transductores de ionización Capítulo cuatro Medidas de caudal4.1 Medidores volumétricos4.1.1 Instrumentos de presión diferencial4.1.1.1 Fórmula general4.1.1.2 Elementos de presión diferencial4.1.1.3 Resumen de las reglas ISO 516719804.1.1.4 Cilindro Pitot4.1.1.5 Cilindro Annubar4.1.1.6 Transmisores de fuelle y de diafragma4.1.1.7 Integradores4.1.2 Área variable (rotámetros)4.1.3 Velocidad4.1.3.1 Vertederos y Venturi4.1.3.2 Turbinas4.1.3.3 Transductores ultrasónicos4.1.4 Fuerza (medidor de placa)4.1.5 Tensión inducida (medidor imantado)4.1.5.1 Medidor imantado de caudaL4.1.6 Desplazamiento positivo4.1.6.1 Medidor de disco oscilante4.1.6.2 Medidor de pistón oscilante4.1.6.3 Medidor de pistón alternativo4.1.6.4 Medidor rotativo4.1.6.5 Medidor de paredes deformables4.1.6.6 Accesorios4.1.7 Torbellino y Vórtex4.1.8 Oscilante4.2 Medidores de caudal masa4.2.1 Compensación de alteraciones de densidad del fluido en medidores volumétricos4.2.2 Medición directa del caudalmasa4.2.2.1 Medidores térmicos de caudal4.2.2.2 Medidores por el momento angular4.2.2.3 Medidor de Coriolis4.3 Comparación de peculiaridades de los medidores de caudal Capítulo 5: Medición de nivel5.1 Medidores de nivel de líquidos5.1.1 Instrumentos de medida directa5.1.2 Instrumentos basados en la presión hidrostática. Medidor manométrico. Membrana. Burbujeo. Presión diferencial5.1.3 Instrumento basado en el desplazamiento5.1.4 Instrumentos basados en peculiaridades eléctricas del líquido5.2 Medidores de nivel de sólidos5.2.1 Detectores de nivel de punto fijo5.2.2 Detectores de nivel continuos Capítulo 6: Medida de temperatura6.1 Introducción6.2 Termómetro de vidrio6.3 Termómetro bimetálico6.4 Termómetro de bulbo y capilar6.5 Termómetros de resistencia6.6 Termistores6.7 Termopares6.7.1 Leyes, curvas y tablas peculiaridades, cilindros de protección y su selección ..6.7.2 Circuito galvanométrico6.7.3 Circuito potenciométrico6.7.4 Comparación entre circuitos galvanométricos y potenciométricos6.7.5 Verificación de un instrumento y de un termopar6.8 Pirómetros de radiación6.8.1 Pirómetros ópticos6.8.2 Pirómetro de infrarrojos6.8.3 Pirómetro fotoeléctrico6.8.4 Pirómetros de radiación total6.9 Velocidad de contestación de los instrumentos de temperatura6.10 Tabla comparativa de peculiaridades Capítulo 7: Otras variables7.1 Variables físicas7.1.1 Peso7.1.2 Velocidad7.1.2.1 Tacómetros mecánicos7.1.2.2 Tacómetros eléctricos7.1.3 Densidad y pesQ específico7.1.3.1 Introducción7.1.3.2 Areómetros7.1.3.3 Métodos de presión diferenciaL7.1.3.4 Procedimiento de desplazamiento7.1.3.5 Refractómetro7.1.3.6 Procedimiento de radiación7.1.3.7 Procedimiento de punto de ebullición7.1.3.8 Medidor de ultrasonidos7.1.3.9 Medidores inerciales7.1.3.10 Medidor de Coriolis7.1.3.11 Medidores de balanza7.1.4 Humedad y punto de rocío7.1.4.1 Humedad en aire y gases7.1.4.2 Humedad en sólidos7.1.4.3 Punto de rocío7.1.5 Viscosidad y consistencia7.1.5.1 Introducción7.1.5.2 Viscosímetros7.1.5.3 Medidores de consistencia7.1.5.4 Tabla comparativa7.1.6 Llama7.1.6.1 Detector de calor7.1.6.2 Detectores de ionizaciónrectificación7.1.6.3 Detectores de radiación7.1.6.4 Tabla comparativa de detectores7.1.6.5 Programadores7.1.7 Oxígeno disuelto7.1.8 Turbidez7.1.9 Intensidad de radiación solar7.2 Variables químicas7.2.1 Conductividad7.2.2 pH7.2.3 Redox (potencial de oxidaciónreducción)7.2.4 Concentración de gases7.2.4.1 Conductividad térmica7.2.4.2 Paramagnetismo del oxígeno7.2.4.3 Analizador de infrarrojos Capítulo 8: Elementos finales de controL8.1 Válvulas de control8.1.1 Generalidades8.1.2 Géneros de válvulas8.1.2.1 Válvula de globo8.1.2.2 Válvula en ángulo8.1.2.3 Válvula de 3 vías8.1.2.4 Válvula de jaula8.1.2.5 Válvula de compuerta8.1.2.6 Válvula en y8.1.2.7 Válvula de cuerpo partido8.1.2.8 Válvula Saunders8.1.2.9 Válvula de compresión8.1.2.10 Válvula de obturador excéntrico rotativo8.1.2.11 Válvula de obturador cilíndrico excéntrico8.1.2.12 Válvula de mariposa8.1.2.13 Válvula de bola8.1.2.14 Válvula de agujero ajustable8.1.2.15 Válvula de flujo axiaL8.1.3 Cuerpo de la válvula8.1.4 Tapa de la válvula8.1.5 Partes internas de la válvula. Obturador y asientos8.1.5.1 Generalidades8.1.5.2 Materiales8.1.5.3 Peculiaridades de caudal inherente8.1.5.4 Peculiaridades de caudal efectivas8.1.5.5 Selección de la característica de la válvula8.1.6 Corrosión y erosión en las válvulas. Materiales8.1.7 Servomotores8.1.7.1 Servomotor neumático8.1.7.2 Servomotor eléctrico8.1.7.3 Géneros de acciones en las válvulas de control8.1.8 Accesorios8.1.8.1 Camisa de calefacción8.1.8.2 Posicionador8.1.8.3 Volante de accionamiento manual8.1.8.4 Repetidor8.1.8.5 Transmisores de situación y microrruptores de final de carrera8.1.8.6 Válvula de solenoide de 3 vías8.1.8.7 Válvula de enclavamiento8.1.8.8 Válvula de Kv o bien Cvo carrera ajustables8.1.9 Dimensionamiento de la válvula. Factores Kv YCv8.1.9.1 Definiciones8.1.9.2 Fórmula general8.1.9.3 Líquidos8.1.9.4 Gases8.1.9.5 Vapores8.1.9.6 Régimen bifásico8.1.9.7 Resumen de cálculo de factores de válvulas8.1.10 Estruendos en las válvulas de controL8.1.10.1 Generalidades8.1.10.2 Causas del estruendos en las válvulas8.1.10.3 Reducción del ruido8.2 Elementos finales electrónicos8.2.1 Amplificador imantado saturable8.2.2 Rectificadores controlados de silicio8.2.3 Válvula inteligente8.3 Otros elementos finales de control Capítulo 9: Regulación automática9.1 Introducción9.2 Peculiaridades del proceso9.3 Sistemas de control neumáticos y eléctricos9.3.1 Control todonada9.3.2 Control flotante9.3.3 Control proporcional de tiempo variable9.3.4 Control proporcional.9.3.5 Control proporcional + integraL9.3.6 Control Ploporcional + derivado9.3.7 Control proporcional + integral + derivado9.3.8 Cambio automáticomanualautomático9.3.9 Tendencias en los instrumentos neumáticos9.4 Sistemas de control electrónicos y es9.4.1 Generalidades9.4.2 Control todonada9.4.3 Control proporcional de tiempo variable9.4.4 Control proporcional9.4.5 Control integral9.4.6 Control derivativo9.4.7 Control proporcional + integral + derivativo9.4.8 Cambio automáticomanualautomático9.4.9 Controladores es9.5 Selección del sistema de control9.6 Criterios de estabilidad en el control9.7 Métodos de ajuste de controladores9.8 Otros géneros de control9.8.1 Generalidades9.8.2 Control en cascada9.8.3 Programadores9.8.4 Control de relación9.8.5 Control anticipativo9.8.6 Control de gama partida9.8.7 Control selectivo9.8.8 Control de procesos discontinuos9.8.9 Controladores no lineales9.8.10 Instrumentos auxiliares9.9 Seguridad intrínseca9.9.1 Introducción9.9.2 Nivel de energía de seguridad9.9.3 Mecanismos de la ignición en circuitos de baja tensión9.9.4 Clasificaciones de áreas peligrosas9.9.5 Normas9.9.6 Barreras Zener9.9.7 Barreras galvánicas9.9.8 Factores de seguridad9.10 Control por computador9.10.1 Generalidades9.10.2 Control DDC9.10.3 Control supervisor9.10.4 Control distribuido9.10.5 Sistemas de control avanzado9.10.6 Sistemas expertos9.10.7 Control por redes neuronales9.10.8 Control por lógica difusa (fuzzy)9.11 Evolución de la instrumentación Capítulo 10: Calibración de los instrumentos10.1 Introducción10.2 Fallos de los instrumentos. Procedimiento general de calibración10.3 Calibración de instrumentos de presión, nivel y caudaL10.4 Calibración de instrumentos de temperatura10.5 Comprobación de válvulas de control10.6 Aparatos electrónicos de comprobación10.7 Calidad de calibración conforme Regla ISO nueve mil dos Capítulo 11: Aplicaciones en la industria. Esquemas propios de control11.1 Generalidades11.2 Calderas de vapor11.2.1 Control de combustión11.2.2 Control de nivel11.2.3 Seguridad de llama11.3 Secaderos y evaporadores11.4 Horno túnel11.5 Columnas de destilación11.6 Intercambiadores de calor11.7 Control del reactor en una central de energía nuclear Apéndice. Análisis activo de los instrumentosA.l GeneralidadesA.2 Análisis activo de los transmisoresA.2.1 Elementos fundamentalesA.2.2 Diagrama de bloques, diagrama de Bode y función de trasferencia de un transmisorA.2.2.1 Transmisor neumáticoA.2.2.2 Transmisor electrónicoA.2.2.3 Transmisor A.2.3 Velocidad de contestación de los transmisoresA.2.3.1 Transmisores neumáticosA.2.3.2 Transmisores electrónicos o bien esA.3 Análisis activo de los controladoresA.3.1 IntroducciónA.3.2 Acción proporcionalA.3.3 Acción proporcional + integralA.3.4 Acción proporcional + derivadaA.3.5 Acción proporcional + integral + derivadaA.3.6 Ensayo de controladoresA.4 Iniciación a la optimización de procesosA.4.l GeneralidadesA.4.2 Análisis experimental del procesoA.4.3 EstabilidadA.5 Control avanzadoA.5.1 CorrectoresA.5.2 Control multivariableA.5.3 Control óptimoA.5.4 Control adaptativoA.5.5 Control predictivoA.5.6 Control por redes neuronalesA.5.7 Control por lógica difusaA.5.8 Estructuras del control avanzado