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Instrumentacion Industrial

Tapa del libro Ampliar
Subtítulo: materiales adicionales en la Web
Autor: Antonio Creus Solé
ISBN: 9789701511503
Editorial: Alfaomega, Grupo Editor
Edición: 7
Páginas: 775
Formato: 23x17
Cant. tomos: 1
Año: 2008
Idioma: Español
Origen: México
Disponibilidad: Disponible
Precio: Gs 150.000 Comprar

Reseña

No es imaginable, en la actualidad, la existencia de una industria moderna sin un completo sistema de instrumentación y control. La medición de los distintos parámetros que intervienen en un proceso de fabricación o transformación industrial es básica para obtener un control directo sobre los productos y poder mejorar su calidad y competitividad.
Así pues, el conocimiento del funcionamiento de los instrumentos de medición y de control, y su papel dentro del proceso que intervienen, es básico para quienes desarrollan su actividad profesional dentro de este campo, como por ejemplo el jefe u operador del proceso, el proyectista, el técnico en instrumentos, el estudiante, etc.

A todos ellos se dedica este libro (que en su primera edición fue galardonado en los "Premios Mundo Electrónico") en el que, en distintos capítulos y de forma ordenada y didáctica, sin grandes alardes matemáticos (aunque sí se necesita una base mínima para comprender algunos aspectos), se trata de los términos y códigos empleados en instrumentación, transmisores, medición y control de presión, caudal, nivel, temperatura y otras variables, elementos finales de control, control automático, control por ordenador, seguridad intrínseca y funcional, control distribuido e integrado, instrumentos inteligentes, calibración de instrumentos, aplicaciones en la industria y, finalmente, se dedica un apéndice a los principios básicos del análisis dinámico de los instrumentos y a la evolución de la instrumentación.

En esta edición actual se han revisado todos los capítulos, en particular las definiciones de control y el resumen de las normas ISA e ISO de identificación de instrumentos en el capítulo 1, las comunicaciones en el capítulo 2 y en el capítulo 9 se han agrupado el control por computador con el control avanzado incluyendo su análisis dinámico y se ha añadido el control integrado con todos sus componentes de gestión de alarmas y de seguridad de la planta, aspectos que son de interés creciente. Se ha incluido además un resumen de la norma de calidad ISO 9000 del año 2000 que modifica la ISO del año 1994. Se ha actualizado el capítulo 10 de Calibración de los Instrumentos. Se ha trasladado al Apéndice la evolución de la instrumentación y se han añadido hojas representativas de especificaciones de instrumentos.

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Índice

Prólogo a la séptima edición
Prólogo

Capítulo 1. Generalidades
1.1. Introducción
1.2. Definiciones en control
1.2.1. Campo de medida (range)
1.2.2. Alcance (span)
1.2.3. Error
1.2.4. Incertidumbre de la medida (uncertainty)
1.2.5. Exactitud (accuracy)
1.2.6. Precisión
1.2.7. Zona muerta (dead zone o dead band)
1.2.8. Sensibilidad (sensitivity )
1.2.9. Repetibilidad (repeatibility)
1.2.10. Histéresis (hysteresis)
1.2.11. Otros términos
1.2.12. Ejemplos generales de características de instrumentos
1.3. Clases de instrumentos
1.3.1. En función del instrumento
1.3.2. En función de la variable de proceso
1.3.3. Código de identificación de instrumentos
1.3.3.1. Resumen norma ISA-S5.1-84 (R 1992)
1.3.3.2. Resumen norma ISA-S5.2-76 (R 1992)
1.3.3.3. Resumen norma ISA-S5.3-1983
1.3.3.4. Resumen norma ISA-S5.4-1991
1.3.3.5. Resumen norma ISA-S5.5-1985
1.3.3.6. Normas DIN e ISO

Capítulo 2. Transmisores
2.1. Generalidades
2.2. Transmisores neumáticos
2.3. Transmisores electrónicos
2.4. Transmisores digitales
2.4.1. Ventajas e inconvenientes
2.5. Comunicaciones
2.6. Tabla comparativa de transmisores

Capítulo 3. Medidas de presión
3.1. Unidades y clases de presión
3.2. Elementos mecánicos
3.3. Elementos electromecánicos
3.4. Elementos electrónicos de vacío

Capítulo 4. Medidas de caudal
4.1. Medidores volumétricos
4.1.1. Instrumentos de presión diferencial
4.1.1.1. Fórmula general
4.1.1.2. Elementos de presión diferencial
4.1.1.3. Resumen de las normas ISO 5167-1980
4.1.1.4. Tubo Pitot
4.1.1.5. Tubo Annubar
4.1.1.6. Transmisores de fuelle y de diafragma
4.1.1.7. Integradores
4.1.2. Área variable (rotámetros)
4.1.3. Velocidad
4.1.3.1. Vertederos y Venturi
4.1.3.2. Transductores ultrasónicos
4.1.4. Fuerza (medidor de placa)
4.1.5. Tensión inducida (medidor magnético)
4.1.5.1. Medidor magnético de caudal
4.1.6. Desplazamiento positivo
4.1.6.1. Medidor de disco oscilante
4.1.6.2. Medidor de pistón oscilante
4.1.6.3. Medidor de pistón alternativo
4.1.6.4. Medidor rotativo
4.1.6.5. Accesorios
4.1.7. Remolino y vórtex
4.1.8. Oscilante
4.1.9. Medidor láser
4.2. Medidores de caudal masa
4.2.1. Medidores volumétricos compensados
4.2.2. Medidores térmicos de caudal
4.2.3. Medidores de momento angular
4.2.4. Medidor de Coriolis
4.3. Comparación de características de los medidores de caudal

Capítulo 5. Medición de nivel
5.1. Medidores de nivel de líquidos
5.1.1. Instrumentos de medida directa
5.1.2. Instrumentos basados en la presión hidrostática
Medidor manométrico
Membrana
Burbujeo
Presión diferencial
5.1.3. Instrumento basado en el desplazamiento
5.1.4. Instrumentos basados en características eléctricas del líquido
5.1.5. Medidor de nivel de ultrasonidos
5.1.6. Medidor de nivel de radar
5.1.7. Medidor de nivel de radiación
5.1.8. Medidor de nivel láser
5.1.9. Medidor másico de nivel
5.2. Medidores de nivel de sólidos
5.2.1. Detectores de nivel de punto fijo
5.2.2. Detectores de nivel continuos

Capítulo 6. Medida de temperaturas
6.1. Introducción
6.2. Termómetro de vidrio
6.3. Termómetro bimetálico
6.4. Termómetro de bulbo y capilar
6.5. Termómetros de resistencia
6.6. Termistores
6.7. Termopares
6.7.1. Leyes, curvas y tablas características, tubos de protección y su selección
6.7.2. Circuito galvanométrico
6.7.3. Circuito potenciométrico
6.7.4. Verificación de un instrumento y de un termopar
6.8. Pirómetros de radiación
6.8.1. Pirómetros ópticos
6.8.2. Pirómetro de infrarrojos
6.8.3. Pirómetro fotoeléctrico
6.8.4. Pirómetro de dos colores
6.8.5. Pirómetros de radiación total
6.8.6. Otros fenómenos
6.9. Velocidad de respuesta de los instrumentos de temperatura
6.10. Tabla comparativa de características

Capítulo 7. Otras variables
7.1. Variables físicas
7.1.1. Peso
7.1.2. Velocidad
7.1.3. Densidad y peso específico
7.1.3.1. Introducción
7.1.3.2. Areómetros
7.1.3.3. Métodos de presión diferencial
7.1.3.4. Método de desplazamiento
7.1.3.5. Refractómetro
7.1.3.6. Método de radiación
7.1.3.7. Método de punto de ebullición
7.1.3.8. Medidor de ultrasonidos
7.1.3.9. Medidores inerciales
7.1.3.10. Medidor de Coriolis
7.1.3.11. Medidores de balanza
7.1.4. Humedad y punto de rocío
7.1.4.1. Humedad en aire y gases
7.1.4.2. Humedad en sólidos
7.1.4.3. Punto de rocío
7.1.5. Viscosidad y consistencia
7.1.5.1. Introducción
7.1.5.2. Viscosímetros
7.1.5.3. Medidores de consistencia
7.1.6. Llama
7.1.6.1. Detector de calor
7.1.6.2. Detectores de ionización-rectificación
7.1.6.3. Detectores de radiación
7.1.6.4. Tabla comparativa de detectores
7.1.6.5. Programadores
7.1.7. Oxígeno disuelto
7.1.8. Turbidez
7.1.9. Intensidad de radiación solar
7.2. Variables químicas
7.2.1. Conductividad
7.2.2. pH
7.2.3. Redox (potencial de oxidación-reducción)
7.2.4. Concentración de gases
7.2.4.1. Conductividad térmica
7.2.4.2. Paramagnetismo del oxígeno
7.2.4.3. Analizador de infrarrojos

Capítulo 8. Elementos finales de control
8.1. Válvulas de control
8.1.1. Generalidades
8.1.2. Tipos de válvulas
8.1.2.1. Válvulas con obturador de movimiento lineal
8.1.2.1.1. Válvula de globo
8.1.2.1.2. Válvula en ángulo
8.1.2.1.3. Válvula de tres vías
8.1.2.1.4. Válvula de jaula
8.1.2.1.5. Válvula de compuerta
8.1.2.1.6. Válvula en Y
8.1.2.1.7. Válvula de cuerpo partido
8.1.2.1.8. Válvula Saunders
8.1.2.1.9. Válvula de compresión
8.1.2.2. Válvulas con obturador de movimiento circular
8.1.2.2.1. Válvula de movimiento excéntrico rotativo (Camflex)
8.1.2.2.2. Válvula de obturador cilíndrico excéntrico
8.1.2.2.3. Válvula de mariposa
8.1.2.2.4. Válvula de bola
8.1.2.2.5. Válvula de macho
8.1.2.2.6. Válvula de orificio ajustable
8.1.2.2.7. Válvula de flujo axial
8.1.3. Cuerpo de la válvula
8.1.4. Tapa de la válvula o casquete
8.1.5. Partes internas de la válvula
Obturador y asientos
8.1.5.1. Generalidades
8.1.5.2. Materiales
8.1.6. Corrosión y erosión en las válvulas
Materiales
8.1.7. Características de la válvula
8.1.7.1. Características de caudal inherente
8.1.7.2. Características de caudal efectivas
8.1.7.3. Selección de la característica de la válvula
8.1.8. Servomotores
8.1.8.1. Servomotor neumático
8.1.8.2. Servomotor eléctrico
8.1.8.3. Servomotor hidráulico
8.1.8.4. Servomotor digital
8.1.8.5. Tipos de acciones en las válvulas de control
8.1.9. Accesorios
8.1.9.1. Camisa de calefacción
8.1.9.2. Volante de accionamiento manual
8.1.9.3. Repetidor
8.1.9.4. Microrruptores de final de carrera y transmisores de posición
8.1.9.5. Válvula de solenoide de tres vías
8.1.9.6. Válvula de enclavamiento
8.1.9.7. Válvula de Kv o Cv o carrera ajustables
8.1.9.8. Manifold
8.1.9.9. Posicionador
8.1.10. Válvula inteligente
8.1.11. Dimensionamiento de la válvula
Coeficientes Kv y Cv
8.1.11.1. Definiciones
8.1.11.2. Fórmula general
8.1.11.3. Procedimientos de ensayo
8.1.11.4. Pérdida de carga
8.1.11.5. Caudal máximo
8.1.11.6. Densidad
8.1.11.7. Tamaño de la válvula
8.1.11.8. Líquidos
8.1.11.9. Gases
8.1.11.10. Vapores
8.1.11.11. Régimen bifásico
8.1.11.12. Resumen de cálculo de coeficientes de válvulas
8.1.12. Ruido en las válvulas de control
8.1.12.1. Generalidades
8.1.12.2. Causas del ruido en las válvulas
8.1.12.3. Reducción del ruido
8.2. Otros elementos finales de control
8.2.1. Rectificadores controlados de silicio
8.2.2. Bombas dosificadoras
8.2.3. Actuadores de velocidad variable
8.2.4. Elementos finales varios

Capítulo 9. Regulación automática
9.1. Introducción
9.2. Características del proceso
9.3. Tipos de control
9.3.1. Control todo-nada
9.3.2. Control flotante
9.3.3. Control proporcional de tiempo variable
9.3.4. Control proporcional
9.3.5. Control proporcional + integral
9.3.6. Control proporcional + derivado
9.3.7. Control proporcional + integral + derivado
9.4. Controladores neumáticos
9.5. Controladores electrónicos
9.5.1. Controlador todo-nada
9.5.2. Control proporcional de tiempo variable
9.5.3. Control proporcional
9.5.4. Control proporcional + integral
9.5.5. Control proporcional + derivado
9.5.6. Control proporcional + integral + derivado
9.6. Controladores digitales
9.6.1. Componentes
9.6.2. Algoritmos
9.6.3. Controlador digital universal
9.7. Selección del sistema de control
9.8. Criterios de estabilidad en el control
9.9. Métodos de ajuste de controladores
9.10. Otros tipos de control
9.10.1. Generalidades
9.10.2. Control en cascada
9.10.3. Programadores
9.10.4. Control de relación
9.10.5. Control anticipativo
9.10.6. Control de gama partida (split-range control)
9.10.7. Control selectivo
9.10.8. Control de procesos discontinuos
9.10.9. Controladores no lineales
9.10.10. Instrumentos auxiliares
9.11. Seguridad intrínseca y funcional
9.11.1. Introducción
9.11.2. Nivel de energía de seguridad
9.11.3. Mecanismos de la ignición en circuitos de baja tensión
9.11.4. Clasificaciones de áreas peligrosas
9.11.5. Normas
9.11.6. Barreras Zener
9.11.7. Barreras galvánicas
9.11.8. Factores de seguridad
9.11.9. Seguridad funcional de los instrumentos
9.12. Control por computador
9.12.1. Generalidades
9.12.2. Control DDC
9.12.3. Control supervisor
9.12.4. Control distribuido (DCS)
9.13. Sistemas de control avanzado
9.13.1. Generalidades
9.13.2. Correctores
9.13.3. Control linealizador global
9.13.4. Control estadístico del proceso (SPC)
9.13.5. Control multivariable
9.13.6. Control óptimo
9.13.7. Control adaptativo
9.13.8. Control predictivo
9.13.9. Sistemas expertos
9.13.10. Control por redes neuronales
9.13.11. Control por lógica difusa
9.14. Control integrado
9.14.1. Generalidades
9.14.2. Sistema de control básico, control distribuido y control avanzado
9.14.3. Gestión de alarmas
9.14.4. Sistema de gestión de laboratorio
9.14.5. Sistema de gestión de la producción
9.14.6. Red de comunicaciones
9.14.7. Sistema de gestión de seguridad de la planta
9.14.8. Sistema de gestión de la calidad (ISO 9000:2000)
9.14.9. Estándar OPC de intercambio de datos de proceso
9.14.10. Gestión de calibraciones

Capítulo 10. Calibración de los instrumentos
10.1. Generalidades
10.2. Errores de los instrumentos
Procedimiento general de calibración
10.3. Calibración de instrumentos de presión, caudal y nivel
10.4. Calibración de instrumentos de temperatura
10.5. Calibración de válvulas de control
10.6. Calibración de instrumentos digitales
10.7. Mantenimiento de instrumentos
10.8. Normativa de calidad ISO 9000:2000 aplicada a la instrumentación

Capítulo 11. Aplicaciones en la industria
Esquemas típicos de control
11.1. Generalidades
11.2. Calderas de vapor
11.2.1. Control de combustión
11.2.2. Control de nivel
11.2.3. Seguridad de llama
11.3. Secaderos y evaporadores
11.4. Horno túnel
11.5. Columnas de destilación
11.6. Intercambiadores de calor
11.7. Control del reactor en una central nuclear

Apéndice A. Análisis dinámico de los instrumentos
A.1. Generalidades
A.2. Análisis dinámico de los transmisores
A.2.1. Elementos fundamentales
A.2.2. Diagrama de bloques, diagrama de Bode y función de transferencia de un transmisor
A.2.2.1. Transmisor electrónico
A.2.2.2. Transmisor digital
A.3. Análisis dinámico de los controladores
A.3.1. Introducción
A.3.2. Acción proporcional
A.3.2.1. Controlador electrónico
A.3.2.2. Control por ordenador
A.3.2.3. Diagrama de Bode
A.3.3. Acción proporcional + integral
A.3.4. Acción proporcional + derivada
A.3.5. Acción proporcional + integral + derivada
A.3.6. Ensayo de controladores
A.4. Iniciación a la optimización de procesos
A.4.1. Generalidades
A.4.2. Análisis experimental del proceso
A.4.3. Estabilidad

Apéndice B. Evolución de la instrumentación
B.1. Inicios
Instrumentos locales y neumáticos
B.2. Instrumentos electrónicos-convencionales y de alta densidad
B.3. Computadores
B.4. Control distribuido
B.5. Control avanzado y transmisores inteligentes
B.6. Ergonomía
B.7. Comunicaciones
B.8. Futuro

Apéndice C. Hojas de especificación de instrumentos
C.1. Hojas de especificación de instrumentos de presión
C.1.1. Manómetros
C.1.2. Receptores de presión
C.2. Hojas de especificación de instrumentos de caudal
C.2.1. Especificación general
C.2.2. Medidores magnéticos de caudal
C.2.3. Instrumentos de presión diferencial
C.3. Hojas de especificación de instrumentos de nivel
C.3.1. Transmisión hidrostática
C.4. Hojas de especificación de instrumentos de temperatura
C.4.1. Sondas de resistencia
C.4.2. Termopares
C.5. Hojas de especificación de otras variables
C.5.1. Densidad
C.5.2. Instrumentos de pH
C.6. Hojas de especificación de válvulas de control

Glosario
Referencias