EL GLOSARIO GORDO DEL INGENIERO DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL

Todo “Ingeniero de Instrumentación y Control”, se debería familiarizar con los siguientes términos:

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“ANILLO REDUNDANTE”: Doble circuito redundante de comunicaciones que se especifica para asegurarnos una mayor disponibilidad y seguridad del sistema.

Para que una comunicación redundante sea efectiva es importante designar dos caminos (dos bandejas o dos conductos) uno para cada circuito.

En las comunicaciones de los controladores principales de una gran planta industrial se suele especificar doble anillo redundante de fibra óptica.

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“ARMADURA”: (Cable armado) Cubierta metálica que se puede especificar en los cables, para darle un protección mecánica adicional.

"ARQUITECTURA DE COMUNICACIONES": Documento del proyecto donde se resume a través de un croquis como se comunica el sistema de control principal de la planta con el resto de los equipos.

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"ATEX": Directiva europea que usamos en instrumentación para certificar los equipos instalados en zonas clasificadas con riesgo de explosión.

"AUTOMÁTICO": Es muy común confundir estos 4 conceptos automático/manual y local/remoto.

Automático quiere decir que el dispositivo actuará si necesidad de que ninguna persona física realice alguna acción.

Manual (lo contrario de automático) indica que la acción es realizada por la intervención de alguna persona.

Local quiere decir que la señal que actúa sobre el equipo es enviada desde una ubicación próxima o desde el propio equipo.

Remoto (lo contrario de local) la señal enviada al equipo proviene de un lugar remoto.

"AVR": Lazo de control que gestiona la regulación de la excitación del generador.

Normalmente este lazo está implementado en el sistema de control de turbina.

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"BLOW OUT BACK": Descripción usada por algunos suministradores de manómetros para indicar que cumple lo que se llama “solidfront” que quiere decir que en caso de sobrepresión el manómetro rompería hacia atrás manteniéndose sin deformar la parte delantera.

"BLOW OUT DISC": Es una característica de los manómetros similar a “BLOW OUT BACK”, pretende proteger a una persona que esté leyendo el valor indicado contra un posible sobrepresión. (Lo considero menos restrictivo que “solidfront”).

"BOOSTER": Amplificador neumático. Se puede utilizar en válvulas neumáticas cuando se requiere de un mayor caudal de aire de entrada al actuador.

"BRIDA": Flange. Pieza de unión entre tuberías y equipos. 

Requiere de pernos y tornillos. 

Siempre que tengamos que revisar una brida debemos comprobar: el material, el tamaño, el tipo y el rating.

"BUS DE CAMPO": Cada vez son más los clientes que solicitan bus de campo para la instrumentación de sus plantas.

Los buses de campo llevan comunicadas señales que hasta ahora se llevaban cableadas desde el instrumento al controlador.

Entre sus ventajas está que por un solo cable nos podemos llevar varias señales analógicas.

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"BUTWELD": Soldado a tope.

"CABINET": Armario (Control Cabinet = Armario de Control, Electrical Cabinet = Armario Eléctrico)

"CABLES DE COMUNICACIONES": Conductor de cobre o fibra óptica por el que se transmiten las señales comunicadas (utilizando algún protocolo de comunicaciones).

"CABLES DE CONTROL": Conductor por el que trasmiten las señales de control (Analógicas y digitales).

"CABLES DE FUERZA": Conductor por el que se alimenta la potencia demandada por una carga eléctrica.

"CAMPO": Nos referimos a campo (instrumentos de campo, cuadros instalados en campo, señales de campo, etc..) cuando se hace referencia a equipos instalados en zonas donde se desarrolla el proceso industrial.

En todos los proyectos siempre hay equipos que tendremos que instalar en campo y otros que debemos proteger e instalar en salas acondicionadas específicamente.

“CAPA FÍSICA”: Son las reglas establecidas en un protocolo de comunicaciones que nos indicará como deben de ser los cables, como se conectan, número de hilos , los niveles de tensión y corriente, etc… (Características físicas de la comunicación)

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“CAPA LÓGICA”: Son las reglas que indican como tiene que configurarse las comunicaciones a nivel software, como se almacenarán los datos, como se transmitirán etc… (Características de la programación y configuración).

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"CARRETE": Spool. Denominamos carrete a un trozo de tubería corto. Se pueden instalar en sustitución de otro equipo. Para ello el carrete debe tener el mismo avance (longitud) que el del equipo original. Esto suele ser algo provisional a la espera de que se pueda instalar el equipo definitivo.

"CASCADA": Filosofía de control utilizada en algunos lazos cuando tenemos que controlar una valor utilizando distintas variables medidas. En un control en cascada solemos usar dos PID, donde la salida de uno es la entrada del otro. 

"CAVITATION": Efecto nocivo que puede producirse al generar una caída de presión durante la estrangulación de un fluido y que debemos evitar. Consiste en la formación de burbujas de gas con su posterior implosión dentro del fluido líquido.

Para más información os recomiendo leer el gran artículo de Ángel Arranz: “pulsar aquí”

"CCM": Cuadro de control de motores (MCC Motor Control Center).

Estos armarios están normalmente ubicados en las salas eléctricas. Están divididos en pequeños cubículos y desde cada uno de estos cubículos se alimenta a un equipo ubicado en campo o a otro cuadro eléctrico.

Los cubículos que alimentan a motores suelen ser controlados de forma remota desde el sistema de control principal y además pueden tener la opción de ser controlados de forma local desde el CCM mediante pulsadores de marcha, paro y parada de emergencia.

Hay otros cubículos que alimentan a equipos y no requieren control (Estas cargas las llamamos "feeders"). Estos cubículos no suelen ser comandados desde el sistema de control aunque si que se suele supervisar su estado de abierto o cerrado. Estos cubículos se pueden utilizar para alimentar otros armarios eléctricos, de cuadros de alumbrados, plantas paquetes, etc.

"CHOCKED PRESSURE": Es una situación muy estudiada en el dimensionamiento de válvulas de control.

Normalmente el caudal que pasa por una determina restricción depende de la presión aguas arriba y aguas abajo de la restricción. Pero llega un momento que por mucho que se baje la presión a la salida, el caudal no aumentará; este punto es el “chockedpressure".

En gases este efecto se produce cuando al tener una baja presión a la salida la velocidad de salida del gas es muy alta y se genera un efecto sónico que obstruye el paso.

En líquido se produce cuando la caída de presión genera una cavitación haciendo que la propias burbujas colapsen la restricción.

"CONTACTO SECO": Contacto de libre potencial o “DRY CONTACT” o "FREE CHARGE".

Normalmente las señales digitales que son enviadas desde un instrumento u otro equipo a un controlador las especificamos como “drycontact” (sin energía), para que sea el controlador (que interpretar la señal) el que pone la energía que considere.

En señales analógicas hablaremos de señales pasivas o activas para referirnos a que equipo pone la energía en el lazo.

"Cv": Coeficiente de cálculo, muy utilizado en válvulas de control.

Nos indica la capacidad que tiene de pasar caudal por una restricción. (Es como si nos diera una aproximación de cómo de grande es el agujero de la restricción).

Técnicamente su definición es: el caudal de agua que puede pasar por una restricción a 60 F, medido en galones por minuto (gpm), que produce una pérdida de carga de una libra por pulgada cuadrada (psi).

En el cálculo de las válvulas de control por un lado con los datos de proceso calcularemos el Cv que necesitamos para hacer pasar el caudal que nos piden en cada condición de operación. Con estos valores (Cv máximo ,Cv normal y Cv mínimo), debemos seleccionar una válvula cuyo máximo Cv (Rated Cv, el Cv cuando la válvula está al 100%), esté por encima del Cv máximo calculado (Por ejemplo al menos 125%).

Un vez hemos seleccionado una válvula el suministrador nos calculará que porcentaje de apertura de tener la válvulas para conseguir las condiciones que le hemos indicado (mínima, normal, máxima). Debemos comprobar que estos porcentajes de apertura en cada condición, son adecuados y están dentro de los rangos esperados.

Cada tipo de válvula tiene su curva característica que relaciona el porcentaje de apertura y el Cv (capacidad de pasar caudal con esa apertura).

Como se puede ver en la gráfica anterior, en una válvulas de apertura rápida (fast opening) antes de llegar al 25%, la válvula nos habrá dado más del 75% de su capacidad (de su Cv). Sin embargo en otras válvulas como las globo se puede caracterizar su respuesta buscando un relación lineal entre el Cv y el porcentaje de apertura.

El Kv es el mismo concepto que el Cv, pero el Kv está en unidades internacionales y el Cv unidades Americanas.

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"DCS": Distributed Control System (SCD). Sistema de control distribuido. Este sistema suele gestionar el control principal de una planta industrial.

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“DEAD BAND”: Zona muerta. Campo de valores de la variable que no producen una respuesta en el instrumento.

“DERIVA”: Es la variación de la señal indicada en un periodo de tiempo, mientras permanece constate la variable medida y todas las condiciones ambientales.

"DISPARO POR PROTECCIÓN": Señal de lógica de disparo, esta señal normalmente está disponible en muchos "típicos lógicos" de control.

Por ejemplo en el control de una bomba; al activar la señal de disparo por protección, llevaremos el equipo a paro (posición segura), puenteando las órdenes del control automático y manual.

DOCUMENTOS DE SOLDADURA: Welding documents. Documentos oficiales solicitados a los fabricantes relacionados con la soldadura.

Podemos agruparlos en dos:

1º-Welding dossier: es la documentación que se puede solicitar antes de la fabricación. 

Esta documentación puede constar de: 

WPS: Welding procedure specifications. Describe el procedimiento de cada uno de los tipos de soldaduras a realizar.

PQR: Procedure qualification Record. Nos indica que los procedimientos de soldadura los WPS, son adecuados según norma y han sido aprobados y supervisados por un organismos de inspección.

WELDING MAP: Plano de la pieza a construir donde se indica cada puntos de soldadura relacionándolo con el WPS que aplique.

WELDER CERTIFICATE: Certificado del soldador. Documento donde se indica los datos del soldador y donde se indica su acreditación para poder realizar ese trabajo.

2º-Welding certification: Un vez realizado los trabajos se realizarán los certificados finales.

"DRY CONTACT": Contacto de libre potencial o contacto seco (Free charge).

Normalmente las señales digitales que son enviadas desde un instrumento u otro equipo a un controlador las especificamos como “drycontact” (sin energía), para que sea el controlador (que interpretar la señal) el que pone la energía que considere.

En señales analógicas hablaremos de señales pasivas o activas para referirnos a que equipo pone la energía en el lazo.

"EPC": Engineering Procurement and Construction. Proyecto EPC o llave en mano, en estos proyectos la construcción y la ingeniería son realizadas por la misma empresa para un promotor.

“ERROR ABSOLUTO”: Es igual al valor medido menos el valor verdadero.

“ERROR ALEATORIO”: Es el error producido por causas impredecibles. Este error no es posible compensarlo pero si cuantificarlo.

“ERROR RELATIVO”: Es igual al error absoluto dividido por el valor verdadero.

“ERROR SISTEMÁTICO”: Es el error que no tiende a cero al aumentar la muestra, si no que se mantendrá debido a que está implícito al diseño. Este error puede corregirse mediante la calibración del equipo.

"ESD": Emergency Shut Down. Sistema de disparos de emergencia. Este sistema de control está encargado de gestionar señales críticas (por seguridad o disponibilidad) que nos aseguren una probabilidad de fallo inferior a un valor especificado (nivel SIL).

“ETHERNET”: Es un protocolo de comunicaciones que establece principalmente la capa física y parte de la capa lógica.

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“ETHERNET TCP/IP”: Es un protocolo de comunicaciones que establece la capa física y lógica.

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“EXACTITUD”: Accuracy. Es la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero.

Con una buena calibración se podría corregir algo la exactitud.

"FEED": Front End Engineering Design. Es la ingeniería básica de un proyecto.

Esta ingeniería será utilizada por otras ingenierías para ofertar y realizar una planificación inicial del proyecto antes de la adjudicación.

Una vez adjudicado el proyecto el “FEED” o ingeniería básica será el punto de partida para desarrollar la ingeniería de detalle.

"FEEDER": Son cargas eléctricas que no requieren de control. Deben estar continuamente alimentadas. Los interruptores que alimentan estas cargas pueden estar ubicados en los cuadros de control de motores pero no suelen ser comandados desde el sistema de control aunque si que se suele supervisar su estado de abierto o cerrado desde el sistema de control.

Estas cargas (feeders) pueden ser otros armarios eléctricos, cuadros alumbrados, plantas paquetes, etc.

Los cubículos diseñados para alimentar eléctricamente a los FEEDER no sirve para poder controlar el arranque y paro de un motor o abrir y cerrar una válvula motorizada.

Actualmente el 99% de las válvulas motorizadas que se especifican tienen el control en la propia válvula (control en cabeza), por lo que desde el punto de vista del MCC es otro "feeder".

“FIABILIDAD”: Reliability. Probabilidad de que un instrumento continúe comportándose dentro de los límites de error especificados bajo unas determinadas condiciones.

“FIBRA ÓPTICA”: Cable de comunicaciones muy utilizado para largas distancias. Disponen de una gran capacidad para transmitir mucha información en poco tiempo. Las señales emitidas son haces de luz y los conductores son fibras que re-direccionan la luz.

En industria se utilizan dos tipos multimodo y monomodo.

En las comunicaciones de los controladores principales de una gran planta industrial se suele especificar doble anillo redundante de fibra óptica.

"FIELDBUS": Bus de campo utilizado para comunicarse con varios instrumentos y actuadores por un solo cable.

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"FINAL DE CARRERA": Limitswitch, equipo que enviará una señal digital para indicar que un actuador o equipo ha llegado a una determinada posición.

Estos dispositivos suelen ser requeridos para supervisar la posición del actuador en las válvulas todo-nada.

Estos contacto suelen especificarse SPDT o DPDT.

Hay tres tipos mecánicos, magnéticos o inductivos. 

Los finales de carrera mecánicos son contactos de libre potencial pero al ser un equipo mecánico permite menos ciclos de vida.

Los finales de carrera magnéticos también son contactos de libre potencial y pueden ser más resistentes que los mecánicos.

Los finales de carrera inductivos (los Namur son de este tipo) no son señales de libre potencial por lo que estas señales necesitarán ser interpretadas por equipos más complejos. 

  

"FLANGE": Brida, pieza de unión entre tuberías y equipos.

Este tipo de conexión requiere de pernos y tornillos.

Siempre que tengamos que revisar una brida debemos comprobar: el material, el tamaño, el tipo y el rating.

"FLASHING": Vaporización. El “Flashing” consiste en el cambio de estado del fluido de líquido a gas al pasar dicho fluido a través de una válvula.

Para más información os recomiendo leer el gran artículo de Ángel Arranz:“pulsar aquí”

"FLUKE": Es una marca de equipos industriales muy extendida entre los instrumentistas.

Usamos el nombre de la marca para referirnos de forma genérica al equipo portátil que nos permitirá medir tensión, corriente, hacer pruebas de continuidad, simular la salida de una tarjeta analógica…etc.

"GLICERINA": Compuesto utilizado en instrumentación, para rellenar en los manómetros que se necesite atenuar las vibraciones de la aguja indicadora.

"GOVERNOR": Lazo de control que gestiona el control de la válvula principal de turbina.

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"HART": Es una comunicación que suele ser requerida en los instrumentos de campo y actuadores. La señal HART es una información bidireccional que viaja camuflada en una señal analógica (4~20ma).

Esta comunicación se suele utilizar para ser gestionada desde una estación dedicada al mantenimiento de los equipos. No se recomienda utilizar esta información ni en el control, ni en la supervisión del SCADA.

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"HAZOP": Hazard and Operability. Estudio que se realiza en los proyectos industriales donde se analizará las posibles situaciones inseguras de la planta para eliminarlas o reducirlas.

Más o menos es sentarnos en una mesa y decir: ¿Y qué pasaría si…?

“HISTÉRISIS”: Hysteresis. Máxima diferencia entre los valores indicados por un instrumento, cuando variamos la medida primero en un sentido y luego en el otro (ascendente/descendente) en todo el rango del instrumento.

"HOOKUPS": Dibujos esquemáticos, donde se muestra cómo debe instalarse cada instrumento y actuadores en el proceso.

Además de mostrar la forma de instalar el equipo, se suele listar el material necesario para su montaje.

"IEC": Internacional Electrotechnical Commission. Este organismo establece normativa internacional electrotécnica. En muchos proyectos internacionales fuera de Europa y USA podremos acudir a las certificaciones IEC. (Por ejemplo fuera de Europa en los certificados de áreas clasificadas, el cliente nos podría exigir certificados IEC en lugar de ATEX)

“INCERTIDUMBRE”: Uncertainty. Es el error de nuestro instrumento patrón. Este error no nos permitirá calcular con exactitud el error de nuestra medida.

“IRIG-B”: Es un protocolo de comunicaciones que estable la capa física y lógica. Muy utilizado en la sincronización horaria de equipos.

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"JUNCTION BOX": Caja eléctrica usada principalmente para la agrupación de señales en campo.

"KKS": Kraftwerk Kennzeichen System. Sistema de identificación de equipos usado en el diseño de plantas de energía.

Como cualquier sistema de identificación, es muy importante aclarar al principio del proyecto como usar correctamente este sistema. Al igual que la mayoría de los sistemas de identificación deja ciertos aspectos un poco abiertos a la interpretación de cada uno.

Principalmente presenta poco detalle en la identificación de señales y alarmas de control.

“K-MASS”: Recubrimiento especial que se da a los equipos (cuadros, válvulas…) para protegerlos del fuego directo (al menos durante 30 minutos). Este sistema puede ser modular o pegarse directamente sobre los equipos. Este producto era utilizado en las cámaras espaciales.

"Kv": Coeficiente de cálculo, muy utilizado en válvulas de control.

Nos indica la capacidad que tiene de pasar caudal por una restricción. (Es como si nos diera una aproximación de cómo de grande es el agujero de la restricción).

Técnicamente su definición es: el caudal de agua a 16º C que pasa por una restricción, medido en metros cúbicos por hora (m3/h), que produce una pérdida de carga de 1bar.

En el cálculo de las válvulas de control por un lado con los datos de proceso calcularemos el Kv que necesitamos para hacer pasar el caudal que nos piden en cada condición de operación. Con estos valores (Kv máximo ,Kv normal y Kv mínimo), debemos seleccionar una válvula cuyo máximo Kv (Rated Kv, el Kv cuando la válvula está al 100%), esté por encima del Kv máximo calculado (Por ejemplo al menos 125%).

Un vez hemos seleccionado una válvula el suministrador nos calculará que porcentaje de apertura de tener la válvulas para conseguir las condiciones que le hemos indicado (mínima, normal, máxima). Debemos comprobar que estos porcentajes de apertura en cada condición, son adecuados y están dentro de los rangos esperados.

Cada tipo de válvula tiene su curva característica que relaciona el porcentaje de apertura y el Kv (capacidad de pasar caudal con esa apertura). 

Como se puede ver en la gráfica anterior, en una válvulas de apertura rápida (fast opening) antes de llegar al 25%, la válvula nos habrá dado más del 75% de su capacidad (de su Kv. Sin embargo en otras válvulas como las globo se puede caracterizar su respuesta buscando un relación lineal entre el Kv y el porcentaje de apertura.

El Cv es el mismo concepto que el Kv, pero el Kv está en unidades internacionales y el Cv en unidades Americanas.

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"LAZO DE CONTROL": Control loop. Conjunto de equipos (Controlador, instrumentos, actuador, motor...) cuya lógica está directamente relacionada.

"LIMIT SWITCH": Final de carrera, son equipos mecánicos capaces de enviar una señal digital que nos indicará que un equipo ha alcanzado una determinada posición.

Por ejemplo se suelen solicitar para saber la posición del actuador en las válvulas todo-nada.

"LÍMITE DE BATERÍAS": Este término como otros muchos usado en ingeniería, tiene un origen militar.

Batería es un grupo de piezas de artillería que están dispuestas para actuar de forma conjunta.

En ingeniería hablamos de “límite de baterías” cuando queremos hacer referencia a los puntos límites de alcances de distintos suministradores o sistemas.

Es muy importante en instrumentación coordinar estos puntos terminales para que los equipos o sistemas puedan encajar entre si.

Por ejemplo si el límite de baterías está en una tubería que conecta dos sistemas, posiblemente el límite de cada suministrador termine en una brida que deben de encajar entre si, para ello habrá que coordinar que tengan el mismo diámetro nominal (ejm.DN 2”), mismo rating (ejem.150#), mismo tipo (ejem.RF) y el mismo material (ejem.316SS).

“LINEALIDAD”: Desviación máxima de una curva a una recta especificada.

"LLAVE EN MANO": Proyecto EPC o llave en mano, en este tipo de proyectos la construcción y la ingeniería son realizadas por la misma empresa para un promotor.

"LOCAL": Es muy común confundir estos 4 conceptos automático/manual y local/remoto.

Automático quiere decir que el dispositivo actuará si necesidad de que ninguna persona física realice alguna acción.

Manual (lo contrario de automático) indica que la acción es realizada por la intervención de alguna persona.

Local quiere decir que la señal que actúa sobre el equipo es enviada desde una ubicación próxima o desde el propio equipo.

Remoto (lo contrario de local) la señal enviada al equipo proviene de un lugar remoto.

"LÓGICOS DE CONTROL": Documento gráfico donde se suele plasmar mediante puertas lógicas (PID, puertas AND, OR biestables RS, SR…) la lógica de control del proyecto.

En este documento podremos ver desde cuando se genera una alarma hasta porqué se va a arrancar un motor.

“MACRO”: En un departamento de instrumentación se utiliza mucho el término de macro para referirnos a pequeños programas realizados en Excel (a veces ACCESS) que nos permiten automatizar actividades a la hora de trabajar con muchos datos.

Un consejo para los que quieran trabajar en este departamento. “Estudiar un poco de macros de Excell y algo de Access”

"MANGUITO": Trozo de tubería

"MANIFOLD": Conjunto de válvulas manuales integradas en un solo equipo.

Los MANIFOLD son muy usados en los montajes de manómetros y transmisores de presión diferencial.

En los manifold se suele especificar:

1º-Típo de manifold, 2 vías, 3 vías, 5 vías, …

2º -El tamaño y tipo de la conexión (normalmente tamaño ½” NPT) (tipo F-Hembra o M-Macho)

3º-También se suele que se suministren tornillos hexagonales en los puertos de test, drenaje o venteo.

Tipos:

Dos vías. Con una válvula de proceso y una de purga. Muy utilizado para transmisores de presión y a veces también en manómetros.

Tres vías. Con dos válvulas de proceso, una válvula de by-pass para verificar el cero y purgas opcionales con tornillos. Muy utilizado para transmisores de presión diferencial.

Cincos vías. Con dos válvulas de proceso, una válvula de by-pass, dos válvulas de purga y calibración (para un equipo patrón). Usados a veces en presión diferencial.

Dentro de los manifold de tres vías para instrumentación de presión diferencial nos podemos encontrar con estos tres ejemplos:

En estos ejemplo el primero presenta la ventaja de que tras cerrar las válvulas de Manifold, al estar bridado podríamos quitar el transmisor sin necesidad de válvulas de corte.

Los montajes compactos son más baratos. 

Nota: En algunos casos, aunque no se esté aplicando en los hookups, estos transmisores compactos instalados en manifolds complanares requieren de ser instalados boca abajo debido a que pueden acumular burbujas.

"MANUAL": Es muy común confundir estos 4 conceptos automático/manual y local/remoto.

Automático quiere decir que el dispositivo actuará si necesidad de que ninguna persona física realice alguna acción.

Manual (lo contrario de automático) indica que la acción es realizada por la intervención de alguna persona.

Local quiere decir que la señal que actúa sobre el equipo es enviada desde una ubicación próxima o desde el propio equipo.

Remoto (lo contrario de local) la señal enviada al equipo proviene de un lugar remoto.

"MARSHALLING": Armario eléctrico cuya función es hacer los cruces entre las señales que viene de campo (agrupas en multicables) y su destino en las tarjetas del armario de control.

El marshalling tiene como principal ventaja reducir los tiempos en la planificación de un proyecto de control. Si no hubiera marshalling en un proyecto con una gran envergadura no podríamos realizar el diseño del armario de control hasta no disponer de la información de como vamos a cablear las señales.

Al diseñar el bornero de un armario de control donde se cablearán las señales de las tarjetas, podemos tomar dos caminos:

1º- Cablear cada señal de las tarjetas, al bornero del armario a modo de espejo, de modo que primero tendremos las señal uno (de la primera tarjeta) luego la dos y así consecutivamente.. (Como se puede ver en el siguiente dibujo)

Esto tiene el inconveniete de que cuando lleguemos con las señales de campo agrupadas en los multicables correspondientes, en primer lugar estaremos condicionados a que todas las señales vayan este armario de control, y por otro lado tendremos que dejar un espacio considerable debajo de las bornas, porque en esta zona los hilos de los multicables se cruzarán unos con otros buscando su borna correspondiente de un lado a otro del bornero. (Como se puede ver en el siguiente dibujo)

2º- La segunda opción es decidir como vamos a agrupar las señales en la fase de diseño y solicitar que el bornero del armario de control venga cableado de esta forma. 

En esta segunda opción, el cruce de cables ya no se realizará después de las bornas. Los multicables al llegar al armario serán cableados sus hilos consecutivamente en el bornero tal y como se había previsto. Será en el cableado interno del armario entre las tarjetas y las bornas de salida del armario donde se realizarán los cruces para que cada señal vaya a su borna correspondiente. (Como se puede ver en el anterior dibujo)

El armario Marshalling intenta buscar las ventajas de ambas opciones, "que la agrupación de señales no afecte a los plazos en la planificación de la construcción del armario de control" y que "se pueda cablear de forma sencilla y limpia los cientos de señales que nos vendrán de campo".

Este armario normalmente consta de un doble bornero, uno será el destinado a los multicables y otro a las tarjetas de los armarios de control.

En el lado de campo los multicables serán cableados de forma ordenada y limpia consecutivamente.

En el otro lado, el destinado a las tarjetas de control, las señales serán cableadas consecutivamente a modo de espejo del armario de control.

Entre una bornas y otras internamente realizaremos los cruzes.

Los armarios marshaling pueden ser:

-Cableados internamente con un montón de cables realizando los cruces entre las bornas.

-Electrónicos. Los Marshalings electrónicos están empezando a integrarse en los sistemas de control, estos equipos no tiene cables para realizar los cruces, sino que se programan redirigiendo las señales de un sitio a otro.

"MATRIZ CAUSA EFECTO": En este documento mediante una tabla se plasma la lógica de control de un sistema, podremos ver desde cuando se genera una alarma hasta porqué se va a arrancar un motor.

Es un documento muy utilizado sobre todo a la hora de definir la lógica en los sistemas de seguridad.

"MCC": Motor Control Center. Cuadro de control de motores (CCM).

Estos armarios están normalmente ubicados en las salas eléctricas. Están divididos en pequeños cubículos y desde cada uno de estos cubículos se alimenta a un equipo ubicado en campo o a otro cuadro eléctrico.

Los cubículos que alimentan a motores suelen ser controlados de forma remota desde el sistema de control principal y además pueden tener la opción de ser controlados de forma local desde el CCM mediante pulsadores de marcha, paro y parada de emergencia.

Hay otros cubículos que alimentan a equipos y no requieren control (Estas cargas las llamamos "feeders"). Estos cubículos no suelen ser comandados desde el sistema de control aunque si que se suele supervisar su estado de abierto o cerrado. Estos cubículos se pueden utilizar para alimentar otros armarios eléctricos, de cuadros de alumbrados, plantas paquetes, etc.

"MODBUS": Es un protocolo de comunicaciones que principalmente establece la capa lógica.

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“MODBUS ETHENERT”: Es un protocolo de comunicaciones que establece la capa física y lógica.

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“MODBUS RTU”: También conocido como MODBUS 485. Es un protocolo de comunicaciones que establece la capa física y lógica.

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"NACE": National Association of Corrosionn Engineers

"NAMUR": Asociación internacional para la automatización de procesos industriales. Los "sensores NAMUR" son instrumentos que siguen la normativa de dicha asociación, lo cual nos asegura unas características que cumplirán estos equipos.

“OPC”: Es un protocolo de comunicaciones que principalmente estable la capa lógica.

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"OUT GASS": Es un fenómeno similar al flashing, en este caso el fluido de entrada consta de una mezcla de líquido más un gas disuelto, con diferente composición y propiedades físicas. El "OUTGASS" ocurre cuando la caída de presión producida en la válvula rompe el equilibrio y el gas se libera.

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"P&ID": Pipe & Instrumentation Diagram. Diagramas de Tuberías e Instrumentación.

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“PANTALLA”: (Cable apantallado) Malla metálica (pantalla). Esta malla rodea al cable generando el efecto de la jaula de Faraday, este efecto permite proteger de interferencias a los conductores que están en la jaula del entorno y al entorno de los conductores. Se suele conectar la pantalla a tierra en un solo punto de la instalación que llamamos tierra de control.

Se suelen pedir cable apantallado en la mayoría de las señales comunicadas y las señales analógicas. (A veces todas las señales analógicas y digitales).

No obstante la mejor forma de evitar el ruido inducido por otros cables (como los cables fuerza), es haciendo un disgregación por bandejas, separando siempre los cables de fuerza de los cables de control. Y dentro de los cables de control separar si es posible por nivel de tensión y por tipo analógicos y digitales.

Los cables de fibra óptica no necesitan ni pantalla ni trenzado ni disgregación especial, ya que la fibra no es susceptible de ser influenciada por el ruido eléctrico además, muchas veces se utilizan las torres de alta tensión para llevar también fibra óptica.

"PARTIAL STROKE": Es un sistema que se puede instalar en las válvulas On-Off. 

Normalmente se especificará en válvulas que cumplen una función de seguridad, pero que pueden pasar mucho tiempo sin cambiar de posición (incluso no moverse durante toda la vida de la instalación), este sistema nos permiten comprobar que la válvula puede cerrar. 

Para lograr esto se implanta en el propio control un pulsador que tras pulsar moverá la válvula un poco pero sin que el fluido del proceso lo llegue a notar.

Es una herramienta muy útil en mantenimiento y puede mejorar el SIL de la instalación.

“PATRÓN”: Elemento cuyo valor es aceptado como verdadero.

"PERMISIVOS": Señal lógica de control, disponible en la mayoría de los típicos lógicos que se usan en los procesos industriales.

Los permisivos son las restricciones que debemos cumplir para realizar una determinada acción de control.

En la mayoría de los casos los equipos están obligados a cumplir unos determinados permisivos antes de poder tener habilitado la opción de arranque.

Por ejemplo los permisivos de arranque de un motor pueden ser: nivel de aceite del motor adecuado, temperatura de los devanados adecuada, disponibilidad eléctrica el armario...

"PID": Un controlador PID es un algoritmo utilizado en la lógica de control en los procesos industriales.

Su función es llevar una variable a un valor prefijado (Set-point), para ello normalmente se requiere realimentar el PID (lazo) con la señal del proceso que queremos controlar. (Esto se llama lazo cerrado).

Nota: Se llama lazo abierto cuando, no se re-alimenta el PID o lazo de control con un valor medido del proceso que dé una referencia del valor de la variable que se está regulando.

Los PID se dividen en tres partes:

P -> Acción Proporcional

I -> Acción Integral

D-> Acción Derivada

"PLC": Programmable Logic Controller. Controlador lógico programable.

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"PMI": Positive Material Identification. Certificado que se solicita a los suministradores para asegurase que los materiales con los que se ha fabricado un equipo han sido los especificados y son compatibles entre sí.

“PRECISIÓN”: Es el grado de dispersión del resultado de la medida cuando esta se repite un número determinado bajo unas condiciones establecidas. Este error no puede ser corregido con la calibración.

“PROFIBUS DP”: Es un protocolo de comunicaciones que establece la capa física y lógica. (Está basado en RS485)

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“PROFIBUS PA”: Es un bus de campo utilizado para instrumentación de campo. (Basado en RS 485)

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“PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES”: Son un conjunto de reglas que establecen como transmitir e interpretar las señales. Cada sistema con el que se comunicarán dos equipos de una planta industrial se debe acoger a algún protocolo de comunicación normalizado.

Siempre que se haga referencia un protocolo de comunicaciones, se estarán estableciendo las características de la capa física, de la capa lógica o de ambas.

-La capa física son las reglas establecidas en un protocolo de comunicaciones que nos pueden indicar como deben ser los cables, como se conectan, número de hilos, los niveles de tensión y corriente, etc… (Características físicas de la comunicación)

-La capa lógica son las reglas que indican como tienen que configurarse las comunicaciones a nivel software, como se almacenarán los datos, como se transmitirán, etc… (Características de la programación y configuración).

Por ejemplo:

-MODBUS: es un protocolo de comunicaciones que establece normas de la capa lógica.

-RS484: es un protocolo que establece normas de las capa física.

Como un protocolo establece normas de la capa física y otro de la lógica es posible combinar ambos y de aquí surge el:

-MODBUS RTU: Este protocolo define la capa física y lógica.

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"PUNCHLIST": Es la lista de pendientes que se deben de resolver para dejar cerrado un proyecto.

Antes esta lista constaba de cientos de registros y actualmente consta de miles de puntos.

Se llama “punchlist” porque antiguamente era físicamente dos copias en papel. Una la tenía el contractor y otra el cliente. Cuando se resolvía un punto se juntaban los papeles se ponía uno encima del otro y se hacía un agujero con un palo o un “punch-paper”.

"RACK AND PINION": Actuador neumático utilizado en las válvulas rotativas, en aplicaciones todo-nada.

Este modelo presenta las ventajas de ser:

 -Muy compacto

-Permite un ajuste muy fino si queremos limitar el recorrido de la válvula

-Y nos permite girar más de 90º, llegando incluso a 225º

Este actuador logra el giro de la válvula con el desplazamiento de las cámaras internas abriéndose y cerrándose como si fuera un acordeón.

Este tipo de actuadores pueden ser de simple efecto o doble efecto.

En el caso de simple efecto caso, el actuador dispondrá de muelles por los laterales, que estarán empujando hacia dentro, y habrá un toma de neumática que hace que el aire entre por el centro empujando hacia fuera.

En el caso de doble efecto (no habrá muelle) además de la toma de aire que entra y sale por el centro, habrá otra toma que meterá o sacará el aire por los laterales.

Nota: Los actuadores para válvulas rotativas más usados son el “Rack and Pinion” y “Scotch Yoke”

“RANGE”: Rango o campo de medida. Espectro o conjunto de valores que están comprendidos dentro de los límites superior e inferior de la capacidad de medida, de recepción o de transmisión del instrumento.

"REMOTO": Remote. Es muy común confundir estos 4 conceptos automático/manual y local/remoto.

Automático quiere decir que el dispositivo actuará si necesidad de que ninguna persona física realice alguna acción.

Manual (lo contrario de automático) indica que la acción es realizada por la intervención de alguna persona.

Local quiere decir que la señal que actúa sobre el equipo es enviada desde una ubicación próxima o desde el propio equipo.

Remoto (lo contrario de local) la señal enviada al equipo proviene de un lugar remoto.

“REPETIBILIDAD”: Repeatibility. Es la capacidad de reproducir las medidas realizadas ante las mismas condiciones.

“RESOLUCIÓN”: Valor del cambio en escalón de la señal de salida, al ir variando continuamente la medida en todo su rango.

“RS232”: Es un protocolo de comunicaciones que principalmente establece la capa física.

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“RS422”: Es un protocolo de comunicaciones que principalmente establece la capa física.

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“RS485”: Es un protocolo de comunicaciones que principalmente establece la capa física.

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"SCD": Sistema de Control Distribuido. DCS (Distributed Control System). Este sistema suele gestionar el control principal de una planta industrial.

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“SCOTCH YOKE”: Actuador neumático o hidráulico utilizado en las válvulas rotativas, en aplicaciones todo-nada.

Solo permite rotar 90º. Su gran ventaja es permite un par muy elevado. En sistemas neumáticos permite trabajar con presiones de hasta 10 bar y con sistemas hidráulicos podemos irnos a presiones de hasta 210 bar. Es el actuador más utilizado en aplicaciones de válvulas rotativas en Oil&Gas

Puede ser de simple efecto o doble efecto.

En simple efecto por un lado tendrá el muelle, y en el otro lado tendrá un pistón. Al introducir aire o líquido en la cámara del pistón empujará el muelle provocando el giro de la válvula.

En doble efecto no hay lado del muelle solo habrá un pistón e introduciremos el aire por una cámara o por otra.

Nota: Los actuadores para válvulas rotativas más usados son el “Rack and Pinion” y “Scotch Yoke”

“SENSIBILIDAD”: Sensitivity. Relación entre el incremento de la medida indicada y el incremento de la variable que lo ocasiona.

“SEÑAL ACTIVA / PASIVA”: Normalmente usaremos estos términos cuando estemos hablando de señales analógicas. En las señales analógicas es importante definir quien pone la energía en el lazo. La mayoría de la instrumentación de campo (transmisores de presión, temperatura etc..) son entradas analógicas desde el punto de vista del sistema de control, y en la mayoría de los casos estas señales son activas. Esto quiere decir que el sistema de control pone la energía para recibir la señal del transmisor.

A la mayoría de la instrumentación no le queda más remedio que ser señales activas, porque no suelen ser equipos autónomos, la mayoría utilizaran la propia energía del lazo para funcionar.

Si embargo hay instrumentación que requiere de alimentación auxiliar (válvulas motorizadas, caudalímetros ultrasónicos, algunos analizadores...) estos equipos al disponer de energía de forma paralela a la señal, en muchos casos las podremos configurar como señales activas o pasivas.

En resumen y como ejemplo:

Desde el punto de vista del sistema de control la señal de un transmisor de presión cotidiano, es una AI (Analog input) y es una señal activa (hay que aportar energía)

Sin embargo desde el punto de vista del sensor, este equipo enviará una señal al sistema de control, así que para el instrumento será una AO (Analog Output) y será una señal pasiva (el transmisor no podrá suministrar la energía para enviar la señal)

Nota: De forma genérica y lo más habitual cuando hablemos de señales es hablando desde el punto de vista del sistema de control principal de la planta.

“SEÑAL ANALÓGICA”: En este tipo de señal la información enviada es un valor dentro de una escala pre-fijada. (Entre: “1~10”, “4~20mA”, “1~3mbar”, “0~24Vdc”, “Nada-un poco-algo-bastante-mucho”….)

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“SEÑAL CABLEADA”: Llamamos coloquialmente señales cableadas, a aquellas señales que no requieren del conocimiento de un lenguaje especial para poder interpretarlas. El valor de tensión o de corriente nos proporciona la información requerida.

Estas señales pueden contener información analógica o digital.

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“SEÑAL COMUNICADA”: Se llaman señales comunicadas a aquellas que se envían encriptadas en algún lenguaje de comunicaciones.

Las señales enviadas por comunicación pueden ser a su vez señales digitales o señales analógicas.

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“SEÑAL DIGITAL”: En este tipo de señal la información enviada solo puede tener dos posibilidades. (“todo/nada”, “si/no”, “1/0”, “Verdadero/Falso”….)

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“SEÑAL LÓGICA”: Señal de software que es etiquetada para ser utilizada sistemáticamente en la lógica de control de un equipo.

"SET-POINT": Es el valor de consigna que buscamos en un lazo de control.

"SIL": Safety Integrated Level. El nivel SIL es la probabilidad de fallo de un equipo o un sistema. En los lazos de control críticos especificamos un nivel (por ejemplo SIL2) para asegurarnos el funcionamiento esperado con una baja probilidad de fallo determinada.

El nivel SIL se puede especificar para seguridad o para disponibilidad.

Diseñar un sistema con un nivel SIL para seguridad es mucho más sencillo que diseñarlo para disponibilidad. En el caso de seguridad tenemos que buscar que pase lo que pase en caso de fallo el sistema siempre debe tender hacia la situación segura. El nivel SIL para disponibilidad requiere que el sistema funcione correctamente en todas las situaciones (seguras e inseguras).

“SIS”: Safety Instrumented System. Sistema de control destinado exclusivamente a los lazos de procesos críticos.

"SMART": Usamos SMART para designar a aquellos actuadores e instrumentos capazes de generar autodianóstico o que disponen de capacidades que van más allá de medir una simple variable de proceso.

"SOCKETWELD": Es una soldadura realizada entre dos equipos, en la que se requiere que uno de los equipos tenga un rebaje donde le permita entrar parte del otro equipo.

“SOLENOID VALVE”: Válvula todo-nada accionada por la energización de una bobina (solenoide).

Al alimentar eléctricamente la bobina, se genera un campo magnético que logra desplazar un elemento mecánico, cambiando la válvula de una posición a otra.

Este tipo de válvulas aunque se pueden instalar en líneas de proceso, principalmente las  veremos instaladas en esquemas neumáticos.

"SOLID FRONT": Requisito que se suele especificar en los manómetros, según el cual en caso de sobrepresión el manómetro rompería hacia atrás manteniéndose sin deformar la parte delantera.

"SPAN": Es la diferencia algebraica entre los valores superior e inferior del campo de medida del instrumento.

"SPOOL": Denominamos spool o carrete a un trozo de tubería corto. Se pueden instalar en sustitución de otro equipo. Para ello el carrete debe tener el mismo avance (longitud) que el del equipo original. Esto suele ser algo provisional a la espera de que se pueda instalar el equipo definitivo.

"STAMP TIME": Cuando queremos enviar por comunicación (Por ejemplo: MODBUS) una señal digital, en algunos casos podemos solicitar como opcional el "STAMP TIME" de la señal.

El STAMP TIME es una información adicional que además de saber el estado de la señal nos indica en que instante en concreto ha sido activada, así se dispondrá de una correcta secuencia de eventos.

"STEAM JACKET": Para poder asegurar una temperatura mínima que se haya especificado para un determinado proceso, en tuberías, válvulas u otros equipos; se usa el traceado eléctrico o el encamisado de vapor que recubren los equipos asegurando la temperatura mínima requerida.

"SURGE ARRESTOR": Dispositivo eléctrico que se instala en cajas o armarios, para proteger a un equipo de sobretensiones o evitar que continúen propagándose a través del sistema eléctrico.

Los SURGE ARRESTOR (o "surge protector") se pueden instalar para alimentaciones eléctricas, para cables de comunicación o para cables de señales digitales o analógicas.

En el caso de instalar "surge arrestor" en cables de señales, debemos comprobar que estos dispositivos son compatibles con las tarjetas de los equipos que interpretarán o enviarán las señales.

"TAG": Identificación de los instrumentos, actuadores, líneas, alarmas, señales físicas y lógicas, cables, armario, bombas, motores...

La identificación de los equipos de un proyecto debe estar detalladamente especificada. Es uno de los puntos más claves al principio de un proyecto. Un error en la interpretación de como identificar los equipos puede tener un serio impacto en el tiempo y costes del proyecto.

"TERMOPOZO": Thermowell. También llamado "termovaina" es un equipo que se instala en la tubería y evita que los medidores de temperatura tengan que estar en contacto directo con el fluido de proceso.

Para más información: “pulsar aquí”

“TIERRA DE CONTROL”: En las plantas industriales suele haber una tierra de control. Las pantallas de las señales de control y tierras de los equipos de control se conectarán a la tierra de control de la planta.

La tierra de control se conectara a la tierra equipotencial en un solo punto.

"TÍPICOS LÓGICOS": Antes de desarrollar la lógica de control de un proyecto se deben elaborar los típicos de control. Los típicos de control son moldes de programación que usaremos para los equipos que tengan unas características comunes determinadas, de esta forma podremos homogenizar la programación y establecer rápidamente una previsión de las señales que necesitaremos.

Ejemplos típico lógico de: válvula de control, valvula todo-nada, motor de media tensión con dos velocidades, motor de baja tensión con variador, motor de baja tensión sin variador, selector de dos instrumentos...

"TRACEADO ELÉCTRICO": Para poder asegurar una temperatura mínima que se haya especificado para un determinado proceso, en tuberías, válvulas u otros equipos; se usa el traceado eléctrico o el encamisado de vapor que recubren los equipos asegurando la temperatura mínima requerida.

"TRACKING": Es una opción de software típica en los PID y muy utilizada en la lógica de control de sistemas industriales.

Cuando un PID pierde el control de un lazo y ya no se tiene en cuenta su valor de salida, bien sea porque, pasa a ser utilizado el valor de otro PID, un valor manual u otra cosa; para evitar una salto brusco en caso de que el PID recupere el control del lazo, se solicita poner el PID puenteado en TRACKING.

En este estado el PID en tracking deja de calcular y su salida sigue el nuevo valor que manda en ese momento, de esta forma cuando el PID recupere el control empezaría controlando con el valor actual como partida evitando así una posible oscilación brusca en el control.

“TRANSDUCTOR”: Es el equipo que interpretara una señal y la transformará en otro tipo de variable fácilmente medible e interpretable. (Muchas veces usamos el término sensor para referirnos al transductor)

La señal generada por el transductor, será enviada al transmisor, que transformará una vez más dicha señal, en una señal normalizada y fácilmente interpretable por el resto de los equipos. (Normalmente 4-20ma).

En la siguiente imagen se puede ver un ejemplo muy típico: Es un transmisor instalado en cabeza del instrumento. Este transmisor, interpreta la medida de un transductor. En este caso el transductor o sensor es una termoresistencia (PT100).

 “TRANSMISOR”: El transmisor recibirá la señal generada por el sensor o transductor y la transformará adaptándola a un tipo de señal y fácilmente interpretable por el resto de los equipos. (Normalmente de 4-20ma).

“TRENZADO”: Entrelazado que se puede especificar en los conductores de un multicable. Al entrelazar los conductores inducirán menos energía unos sobre otros eliminando parte del ruido en las señales transmitidas. Se puede trenzar cada par o terna de conductores y también se puede hacer un trenzado común de todos los conductores.

Se suelen pedir trenzadas la mayoría de las señales comunicadas y algunas de las señales analógicas. (A veces todas las señales analógicas y digitales).

"UNIFILARES": Esquemas donde se resume el sistema eléctrico de un proyecto. 

Trabajando en instrumentación y control se debe dedicar un tiempo a estudiar los esquemas unifilares eléctricos, como mínimo es imprescindible tener en la cabeza el esquema unifilar general donde se resume toda la instalación eléctrica de la planta.


“VÁLVULA DE CONTROL”: Se llaman “válvulas de control”, a aquellas válvulas, que tienen la capacidad de modificar su porcentaje de apertura, para regular de forma "continua" el caudal de un proceso.

Las válvulas más utilizadas para estas aplicaciones son las válvulas de globo y jaula; y en menor medida V-ball, rotary plug, mariposa triple excéntrica, etc...

Nota: Para profundizar más sobre las características de las válvulas de control, recomiendo el libro de Antonio Campos "VÁLVULAS DE CONTROL selección y cálculo"

“VÁLVULA DE SOLENOIDE”: Válvula todo-nada accionada por la energización de una bobina (solenoide).

Al alimentar eléctricamente la bobina, se genera un campo magnético que logra desplazar un elemento mecánico, cambiando la válvula de una posición a otra.

Este tipo de válvulas aunque se pueden instalar en líneas de proceso, principalmente las  veremos instaladas en esquemas neumáticos.

“VÁLVULA TODO NADA”: Se llaman "válvulas todo-nada", a aquellas válvulas, que se han diseñado para realizar un control "discreto", abriendo totalmente o cerrando, cuando se las requiera.

Las válvulas más utilizadas para estas aplicaciones, son las válvulas de bola, macho, mariposa, compuerta, etc...

Un tipo especial de válvulas de control discreto, son las "válvulas de masa calibrada". 

Este tipo de válvulas, se utilizan cuando, debido al proceso, se ha establecido un punto de funcionamiento, en el que debe trabajar la válvula. Por ejemplo, para mantener un determinado equilibrio entálpico de un sistema.

Otro tipo de aplicación que se podría incluir dentro de las válvulas todo-nada, son las válvulas de posiciones intermedias. Estas válvulas aunque tengan la capacidad de abrir o cerrar un determinado porcentaje de apertura, no se las requiere estar modulando como las válvulas de control, por lo que los requisitos del posicionador, serán mucho menos severos.

"VAPORIZACIÓN": También conocido como “Flashing” consiste en el cambio de estado del fluido, de líquido a gas, al producirse una caída de presión, tras pasar dicho fluido, a través de una restricción.

Para más información os recomiendo leer el gran artículo de Ángel Arranz: “pulsar aquí”

“ZONA MUERTA”: Dead band. Campo de valores de la variable que no producen una respuesta en el instrumento.

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Julio César Fernández Losa 22/08/2015

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