Prólogo a la séptima edición Prólogo

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1 Prólogo a la séptima edición Prólogo Capítulo 1. Generalidades 1.1. Introducción 1.2. Definiciones en control Campo de medida (range) Alcance (span) Error Incertidumbre de la medida (uncertainty) Exactitud (accuracy) Precisión Zona muerta (dead zone o dead band) Sensibilidad (sensitivity ) Repetibilidad (repeatibility) Histéresis (hysteresis) Otros términos Ejemplos generales de características de instrumentos 1.3. Clases de instrumentos En función del instrumento En función de la variable de proceso Código de identificación de instrumentos Resumen norma ISA-S (R 1992) Resumen norma ISA-S (R 1992) Resumen norma ISA-S Resumen norma ISA-S Resumen norma ISA-S Normas DIN e ISO Capítulo 2. Transmisores 2.1. Generalidades 2.2. Transmisores neumáticos 2.3. Transmisores electrónicos 2.4. Transmisores digitales 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 Instrumentos de presión diferencial Fórmula general

2 Elementos de presión diferencial Resumen de las normas ISO Tubo Pitot Tubo Annubar Transmisores de fuelle y de diafragma Integradores Área variable (rotámetros) Velocidad Vertederos y Venturi Transductores ultrasónicos Fuerza (medidor de placa) Tensión inducida (medidor magnético) Medidor magnético de caudal Desplazamiento positivo Medidor de disco oscilante Medidor de pistón oscilante Medidor de pistón alternativo Medidor rotativo Accesorios Remolino y vórtex Oscilante Medidor láser 4.2. Medidores de caudal masa Medidores volumétricos compensados Medidores térmicos de caudal Medidores de momento angular 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 Instrumentos de medida directa Instrumentos basados en la presión hidrostática Medidor manométrico Membrana Burbujeo Presión diferencial Instrumento basado en el desplazamiento Instrumentos basados en características eléctricas del líquido Medidor de nivel de ultrasonidos Medidor de nivel de radar Medidor de nivel de radiación Medidor de nivel láser Medidor másico de nivel 5.2. Medidores de nivel de sólidos Detectores de nivel de punto fijo Detectores de nivel continuos Capítulo 6. Medida de temperaturas 6.1. Introducción

3 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 Leyes, curvas y tablas características, tubos de protección y su selección Circuito galvanométrico Circuito potenciométrico Verificación de un instrumento y de un termopar 6.8. Pirómetros de radiación Pirómetros ópticos Pirómetro de infrarrojos Pirómetro fotoeléctrico Pirómetro de dos colores Pirómetros de radiación total Otros fenómenos 6.9. Velocidad de respuesta de los instrumentos de temperatura Tabla comparativa de características Capítulo 7. Otras variables 7.1. Variables físicas Peso Velocidad Densidad y peso específico Introducción Areómetros Métodos de presión diferencial Método de desplazamiento Refractómetro Método de radiación Método de punto de ebullición Medidor de ultrasonidos Medidores inerciales Medidor de Coriolis Medidores de balanza Humedad y punto de rocío Humedad en aire y gases Humedad en sólidos Punto de rocío Viscosidad y consistencia Introducción Viscosímetros Medidores de consistencia Llama Detector de calor Detectores de ionización-rectificación Detectores de radiación Tabla comparativa de detectores Programadores

4 Oxígeno disuelto Turbidez Intensidad de radiación solar 7.2. Variables químicas Conductividad ph Redox (potencial de oxidación-reducción) Concentración de gases Conductividad térmica Paramagnetismo del oxígeno Analizador de infrarrojos Capítulo 8. Elementos finales de control 8.1. Válvulas de control Generalidades Tipos de válvulas Válvulas con obturador de movimiento lineal Válvula de globo Válvula en ángulo Válvula de tres vías Válvula de jaula Válvula de compuerta Válvula en Y Válvula de cuerpo partido Válvula Saunders Válvula de compresión Válvulas con obturador de movimiento circular Válvula de movimiento excéntrico rotativo (Camflex) Válvula de obturador cilíndrico excéntrico Válvula de mariposa Válvula de bola Válvula de macho Válvula de orificio ajustable Válvula de flujo axial Cuerpo de la válvula Tapa de la válvula o casquete Partes internas de la válvula Obturador y asientos Generalidades Materiales Corrosión y erosión en las válvulas Materiales Características de la válvula Características de caudal inherente Características de caudal efectivas Selección de la característica de la válvula Servomotores Servomotor neumático Servomotor eléctrico Servomotor hidráulico

5 Servomotor digital Tipos de acciones en las válvulas de control Accesorios Camisa de calefacción Volante de accionamiento manual Repetidor Microrruptores de final de carrera y transmisores de posición Válvula de solenoide de tres vías Válvula de enclavamiento Válvula de Kv o Cv o carrera ajustables Manifold Posicionador Válvula inteligente Dimensionamiento de la válvula Coeficientes Kv y Cv Definiciones Fórmula general Procedimientos de ensayo Pérdida de carga Caudal máximo Densidad Tamaño de la válvula Líquidos Gases Vapores Régimen bifásico Resumen de cálculo de coeficientes de válvulas Ruido en las válvulas de control Generalidades Causas del ruido en las válvulas Reducción del ruido 8.2. Otros elementos finales de control Rectificadores controlados de silicio Bombas dosificadoras Actuadores de velocidad variable Elementos finales varios Capítulo 9. Regulación automática 9.1. Introducción 9.2. Características del proceso 9.3. Tipos de control Control todo-nada Control flotante Control proporcional de tiempo variable Control proporcional Control proporcional + integral Control proporcional + derivado Control proporcional + integral + derivado 9.4. Controladores neumáticos 9.5. Controladores electrónicos

6 Controlador todo-nada Control proporcional de tiempo variable Control proporcional Control proporcional + integral Control proporcional + derivado Control proporcional + integral + derivado 9.6. Controladores digitales Componentes Algoritmos 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 Otros tipos de control Generalidades Control en cascada Programadores Control de relación Control anticipativo Control de gama partida (split-range control) Control selectivo Control de procesos discontinuos Controladores no lineales Instrumentos auxiliares Seguridad intrínseca y funcional Introducción Nivel de energía de seguridad Mecanismos de la ignición en circuitos de baja tensión Clasificaciones de áreas peligrosas Normas Barreras Zener Barreras galvánicas Factores de seguridad Seguridad funcional de los instrumentos Control por computador Generalidades Control DDC Control supervisor Control distribuido (DCS) Sistemas de control avanzado Generalidades Correctores Control linealizador global Control estadístico del proceso (SPC) Control multivariable Control óptimo Control adaptativo Control predictivo Sistemas expertos Control por redes neuronales

7 Control por lógica difusa Control integrado Generalidades Sistema de control básico, control distribuido y control avanzado Gestión de alarmas Sistema de gestión de laboratorio Sistema de gestión de la producción Red de comunicaciones Sistema de gestión de seguridad de la planta Sistema de gestión de la calidad (ISO 9000:2000) Estándar OPC de intercambio de datos de proceso Gestión de calibraciones Capítulo 10. Calibración de los instrumentos Generalidades Errores de los instrumentos Procedimiento general de calibración Calibración de instrumentos de presión, caudal y nivel Calibración de instrumentos de temperatura Calibración de válvulas de control Calibración de instrumentos digitales Mantenimiento de instrumentos Normativa de calidad ISO 9000:2000 aplicada a la instrumentación Capítulo 11. Aplicaciones en la industria Esquemas típicos de control Generalidades Calderas de vapor Control de combustión Control de nivel Seguridad de llama Secaderos y evaporadores Horno túnel Columnas de destilación Intercambiadores de calor 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 Transmisor electrónico A Transmisor digital A.3. Análisis dinámico de los controladores A.3.1. Introducción A.3.2. Acción proporcional A Controlador electrónico A Control por ordenador

8 A 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