Definición de Instrumentación Industrial

¿Que es la Instrumentación?
 
En relación al tema industrial, la Instrumentación es:
  • Rama de la ciencia que trata de la medición y control
  • Conjunto de instrumentos de una planta o proceso
  • Dentro de la ingeniería multidisciplinaria, es la disciplina que se encarga de toda la instrumentación. En estos casos incluye tanto instrumentación propiamente tal como control de procesos, pero también otros temas como comunicaciones, telefonía, sistemas de video, redes de computadores, y otros
Un instrumento es un dispositico que mide o manipula variables de un proceso. Estas variables pueden ser, entre otras:
  • Variables más comunes
  • Presión. Absoluta o diferencial
  • Temperatura
  • Nivel. De líquidos o sólidos
  • Posición. Ejemplo, desalineamiento, posición abierta/cerrada de válvulas, etc
  • Velocidad
  • Peso
  • Variables eléctricas
  • Voltaje
  • Corriente
  • Frecuencia
  • Otras menos comunes
  • Viscosidad
  • Resistividad
  • Radiación
  • Inductancia
  • pH
  • Conductividad eléctrica
  • Redox
  • Humedad

También pueden identificarse los actuadores, como

  • Válvulas solenoides
  • Válvulas análogas
  • Eléctricos
  • Relays de protección de motores
  • Contactores
  • Variadores de velocidad o frecuencia
Los instrumentos de la variables más comunes, pueden representar el 90 o 95% de la instrumentación de una planta, y son elementos tan simples como: switchs o interruptores de posición, válvulas solenoides (on/off, discretas), válvulas de control (análogas) y transmisores de presión, nivel y temperatura

Las variables eléctricas son tema aparte, porque la mayor parte de esta "instrumentación" es definida por la disciplina eléctrica, aunque la disciplina instrumentación también tiene mucho que decir, porque estos elementos también se integran al sistema de control. Allí los elementos más comunes son relays de protección de motores, contactores, variadores de velocidad o frecuencia, medidores de energía tanto en baja tensión como media y alta tensión, y otros.
 
En ocasiones, estas variables menos comunes, son medidas con analizadores, que son utilizados fuera de línea en un laboratorio, en un proceso de muestreo generalmente periódico. Estos valores pueden alimetarse manualmente al sistema de control, para que tome las acciones correctivas, aunque sea con algún retardo. Cada vez más, con nuevas tecnologías y menores costos, se utiliza también instrumentación en línea.
 
El sistema de control es un componente esencial de la instrumentación de planta, y representa en términos prácticos una subdisciplina. Permite leer las variables de proceso, y en base a lógica programada, tomar acciones para corregirlas a través de los elementos de control de campo. Sobre ellos tratamos ampliamente en este blog.
 
La instrumentación análoga (nivel, presión, tempreratura y otros) tradicionalmente se ha realizado con transductores que convierten esas señales básicas en un valor de corriente que va en el rango de 4 a 20 mA. Y los sistemas de control reciben estas señales en módulos normalizados, que de este modo son capaces de leer cualquier tipo de señal de campo. Otras opciones de señales análogas, pero cada vez menos usadas, son por ejemplo: 0 a 20 mA, 0 a 5 V, -10 a +10 V, RTD, mV de termocupla y otros.
 
Sin embargo, cada vez más la instrumentación está siendo implementada a través de lo que se conoce como buses de campo. Estas son  verdaderas redes de comunicación, que comunican digitalmente los instrumentos, y que transportan las señales en forma de mensajes digitales. En estas redes, se pueden conectar diferentes tipos de instrumentos, diferentes tipos de señales, diferentes marcas, cada uno con una dirección única en la red.
 
Algunas de las redes de campo conocidas son: Profibus DP, Foundation Fieldbus, DeviceNet, y otras. Ver Protocolos para más información.
En los sistemas modernos, toda la gestión del instrumento se realiza desde el propio sistema de control, que rescata a través de estas redes de campo, no sólo la señal medida, sino que además información de diagnóstico y de configuración.
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