Levantamiento Técnico para desarrollar un proyecto de Instrumentacion, Sensores y Actuadores.
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Un levantamiento técnico para un proyecto de instrumentación, sensores y actuadores es la fase de campo fundamental donde se recopila información detallada, física y operativa sobre un proceso, máquina o infraestructura existente. El objetivo es documentar el estado actual ("As-Is") para diseñar, automatizar, mejorar o mantener los lazos de control de manera precisa y segura.
Este proceso consiste en las siguientes etapas clave:
- 1. Definición del Alcance y Requerimientos (AS-IS)
- • Identificación del Proceso: Entender el funcionamiento actual de la máquina o proceso a automatizar.
- • Objetivos del Proyecto: Definir si es una instalación nueva, actualización de sensores, mejora de actuadores o cambio de controlador (PLC/HMI).
- • Requerimientos de Seguridad: Identificar áreas críticas, paros de emergencia necesarios y normativas técnicas a cumplir.
- 2. Levantamiento de Campo de Instrumentación (Sensores)
- • Identificación de Variables: Medición física de las variables de proceso: presión, nivel, caudal, temperatura, posición, etc..
- • Selección de Sensores: Determinar el tipo de sensor adecuado (tipo de señal, rango de medición, precisión requerida).
- • Ubicación Física: Tomar medidas, fotos y planos para determinar dónde se instalarán los sensores y cómo se conectarán.
- • Condiciones Ambientales: Evaluar factores como temperatura extrema, vibración, humedad, presencia de polvo o agentes corrosivos.
- 3. Levantamiento de Actuadores y Elementos Finales de Control
- • Identificación de Actuadores: Documentar válvulas, bombas, motores, variadores de velocidad, cilindros neumáticos/hidráulicos.
- • Requerimientos de Acción: Definir si requieren control ON/OFF o control proporcional (señal continua de 4-20mA, 0-10V).
- • Compatibilidad: Revisar la fuerza, torque o flujo necesario para la acción de control.
- 4. Infraestructura de Conectividad y Control
- • Cableado y Canalización: Mapeo de las rutas de cableado desde los sensores/actuadores hasta el tablero de control (PLC/HMI).
- • Redes Industriales: Evaluar la red de comunicación existente o necesaria (Profinet, Modbus, Ethernet/IP).
- • Alimentación Eléctrica: Verificar voltajes disponibles (110V, 220V, 24VDC).
- 5. Documentación Final del Levantamiento
- • Planos Actualizados (As-Built): Actualización de planos P&ID (Diagramas de Tuberías e Instrumentación) y diagramas eléctricos.
- • Informe de Campo: Memorias técnicas, fotografías de alta resolución de la maquinaria y un listado de materiales (BOM) preliminar.
- • Lista de I/O (Entradas/Salidas): Conteo preliminar de cuántas entradas y salidas analógicas y digitales requerirá el sistema.
En resumen, es un mapeo físico y técnico que busca convertir un proceso físico en datos precisos para poder diseñar la automatización, asegurando que los sensores "vean" y los actuadores "hagan" lo necesario dentro del entorno industrial.
- DATOS:
Para realizar un sistema de instrumentación, sensores y actuadores robusto y funcional, es necesario recopilar datos detallados que cubran tanto las especificaciones técnicas de los componentes como las condiciones del entorno donde operarán. Los datos se pueden dividir en varias categorías clave:
- 1. Definición del Proceso y la Variable (¿Qué medir/actuar?)
- • Magnitud Física: Identificar qué se va a medir o controlar: temperatura, presión, nivel, caudal, humedad, posición, velocidad, vibración, etc..
- • Rango de Medición (Span): Valor mínimo y máximo que el sensor debe detectar (ej. -50°C a 150°C).
- • Acción del Actuador: Definir el tipo de movimiento o fuerza necesaria (ej. abrir/cerrar válvula, velocidad de motor, mover un brazo linealmente).
- • Exactitud y Precisión Requerida: Cuál es el error máximo aceptable en la medición.
- 2. Especificaciones Técnicas del Sensor (Entrada)
- • Tipo de Señal de Salida: Analógica (0-10V, 4-20mA), Digital (GPIO), o Protocolos de comunicación (I2C, SPI, Modbus).
- • Sensibilidad y Resolución: La mínima variación que el sensor puede detectar.
- • Tiempo de Respuesta: Qué tan rápido debe reaccionar el sensor ante un cambio en la variable.
- • Excitación/Alimentación: Voltaje y corriente necesarios para funcionar (ej. 5V DC, 24V DC).
- 3. Especificaciones Técnicas del Actuador (Salida)
- • Tipo de Energía: Eléctrica, neumática o hidráulica.
- • Capacidad de Carga/Par (Torque): Fuerza o potencia necesaria para mover la carga (ej. N·m en motores, kg en pistones).
- • Velocidad de Actuación: Tiempo necesario para ejecutar la acción.
- • Tipo de Control: Todo/Nada (On/Off) o Proporcional (PWM, 0-10V).
- 4. Condiciones Ambientales y de Montaje
- • Rango de Temperatura de Operación: La temperatura ambiente máxima y mínima donde estará el equipo.
- • Grado de Protección IP (Ingress Protection): Nivel de protección contra polvo, agua o agentes químicos (ej. IP67).
- • Compatibilidad Química: Si el sensor estará en contacto con sustancias corrosivas o peligrosas.
- • Tipo de Montaje y Conexiones: Espacio disponible, tipo de rosca o brida para sensores, y tamaño del actuador.
- 5. Acondicionamiento y Controlador (Adquisición de Datos)
- • Etapas de Acondicionamiento: ¿Requiere amplificación, filtrado, linealización o aislamiento?.
- • Controlador Lógico (PLC/Microcontrolador): Definir el cerebro del sistema que recibirá los datos y enviará las órdenes.
- • Interfaz Hombre-Máquina (HMI): Si se requiere visualización local de los datos.
- Resumen de Fases de Recopilación
- 1. Determinar objetivos: Qué proceso automatizar.
- 2. Modelar el sistema: Diagrama de bloques (Entrada -> Proceso -> Salida).
- 3. Selección de hardware: Sensores y actuadores específicos según los datos técnicos.
- 4. Conexión y Calibración: Definir señales y medios de transmisión.
- Requisitos Adicionales:
- Lista de procesos.
- Lista de procedimientos.
- Lista de maquinaria.
- Lista de máquinas.
- Lista de sistemas.
- Lista de departamentos.
- Lista de personal.
- Lista de clientes.
- Lista de roles.
- Lista de líneas de producción.
- Lista de planes de producción.
- Lista de fallas principales.
- Lista de problemas actuales.
- Lista de mermas.
- Lista de kpi´s principales por departamentos.
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