Para todas las operaciones relacionadas con procesos en tiempo real en las industrias, todo el sistema debe controlarse adecuadamente para lograr operaciones más económicas, eficientes y confiables. El proceso de medir y controlar diversas cantidades en las industrias mediante la utilización de diversos instrumentos industriales se denomina instrumentación industrial. Las cantidades comunes utilizadas en las industrias y que se consideran para la medición incluyen la presión de fluido, el caudal de fluido, la temperatura de un dispositivo, el volumen de fluido, el movimiento o la posición o las dimensiones físicas o la aceleración de la máquina, la corriente eléctrica, el voltaje eléctrico y la resistencia eléctrica.
A continuación se explican brevemente tres elementos principales de la instrumentación industrial
1. Sensores
Hay muchos sensores utilizados como dispositivos de entrada en aplicaciones de control e instrumentación electrónica en tiempo real, pero los sensores de uso frecuente incluyen sensor de temperatura, sensor de presión, sensor optoelectrónico, sensor de flujo, sensor de nivel, sensor de velocidad, generador de impulsos de bobina de inductancia, manómetro, pirómetro óptico, placa de orificio, termistor, termopar, sensor de imagen, sensor de posición y desplazamiento, etc.
Sensor de temperatura
El sensor de temperatura se utiliza para detectar los cambios de temperatura de un dispositivo o máquina o sistema en particular y tal que da la señal a los controladores en caso de cambio en los límites de temperatura. Hay diferentes tipos, como termistor, termostato, termopar, etc., sensor específico utilizado según la aplicación.
Sensor de presión
El sensor de presión actúa como un transductor y se utiliza para medir la presión de líquidos o gases, convierte la presión en señales eléctricas.
Sensor de presión
Por lo tanto, el proceso especificado que está destinado a funcionar de una manera particular se conecta a un sensor específico para detectar cualquier cambio en la operación, detectar la salida y transmitirla a los controladores para controlar o monitorear u operar el proceso de una manera predefinida.
2. Controladores
La mayoría de los controladores o válvulas se implementan generalmente mediante sistemas mecánicos o electrónica sólida. Pero los controladores industriales recientes de los sistemas de control industrial dependen de las computadoras, lo que facilita la implementación de algoritmos de control complejos que el uso de un sistema mecánico.
Los sistemas de control de uso frecuente en instrumentación son los sistemas PLC, DCS, SCADA.
Controlador lógico programable (PLC)
El controlador lógico programable es una computadora digital que se utiliza con frecuencia en varias industrias y máquinas para la automatización de procesos electromecánicos industriales. Es un sistema en tiempo real que se utiliza para producir resultados en un tiempo limitado como respuesta a cambios en las condiciones de entrada. Los sistemas generales de control de relés son reemplazados por PLC.
Los instrumentos o máquinas industriales, como motores eléctricos, cilindros neumáticos o hidráulicos, solenoides, etc., se pueden operar mediante PLC.
Control de supervisión y adquisición de datos (SCADA)
Las industrias consisten en equipos e instrumentos ubicados en ubicaciones remotas, estos se pueden controlar de forma remota utilizando el SCADA. Es un tipo de sistema de control industrial en el que el sistema de supervisión se combina con el sistema de adquisición de datos para adquirir información sobre los instrumentos remotos o equipos con señales codificadas a través de diferentes canales de comunicación como la comunicación inalámbrica para transferir datos al panel de control.
Sistema de control distribuido (DCS)
En las industrias, los elementos de control están ubicados en una ubicación central y también en ubicaciones distribuidas en toda la industria. Por tanto, para controlar estos subsistemas distribuidos, se requiere un sistema de control para operar en ubicaciones distribuidas denominadas sistemas de control distribuidos. DCS se utiliza para la automatización de procesos en varios procesos utilizando un sistema de control computarizado.
Se utiliza para monitorear y controlar diversos procesos en industrias como plantas de energía nuclear, sistema de gestión de agua, plantas de refinación de petróleo, plantas químicas, industrias petroquímicas, etc.
3. Actuadores
El actuador se utiliza para controlar el mecanismo o sistema en función de la señal que se le da al convertir la señal eléctrica en una acción potente. La señal de salida de los controladores o sistemas de control como DCS o SCADA o PLC utilizados en instrumentación industrial se utilizan para controlar los actuadores.
Los actuadores generalmente son operados por la corriente eléctrica, presión de fluido presión neumática y esta energía se convierte en energía mecánica.
Hay diferentes tipos de actuadores, a saber, actuador hidráulico, actuador neumático, actuador eléctrico y actuadores mecánicos.
Estos actuadores se utilizan para controlar los dispositivos de salida como motores, luces, válvulas, relés, contactores, etc.
Contactor
La salida del PLC se utiliza para cerrar el interruptor de solenoide, lo que da como resultado el encendido de altas corrientes, por ejemplo, para encender el motor en industrias.
Válvulas
El dispositivo que se utiliza para controlar, regular el flujo de fluidos mediante la apertura, cierre o obstrucción parcial de conductos o conductos. El flujo de líquidos o gases en las industrias se puede controlar mediante el uso de válvulas que se pueden controlar manualmente con manijas, pedal o rueda y accionarse automáticamente de acuerdo con las variaciones de presión, flujo y temperatura.
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