Tema 8 Unidad I Plc ICI

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    11-Nov-2015

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Trabajo de Investigacin de la Unidad I: Conceptos Bsicos de Control en la Ctedra: Instrumentacin y Control Industrial.

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<ul><li><p>Universidad de Oriente </p><p>Ncleo de Monagas </p><p>Escuela de Ingeniera y Ciencias Aplicadas </p><p>Curso Especial de Grado - rea: ACPI </p><p>Instrumentacin y Control Industrial </p><p>Maturn Estado Monagas </p><p>Tipos de errores. Errores de paralaje. Errores de escala (exactitud). Errores de proceso (montaje). Errores de </p><p>calibracin. </p><p>Unidad I: Conceptos Bsicos de Control </p><p>Profesor: Bachilleres: </p><p>Ing. Moiss Prez Mata Lpez, Francis Del Valle </p><p> C.I. 21.347.654 </p><p>III Cohorte Automatizacin y Salazar Faras, Luis Germn </p><p>Control de Procesos Industriales C.I 20.648.461 </p><p> Equipo PLC </p><p>Maturn, Marzo de 2015 </p></li><li><p>2 </p><p>NDICE </p><p>NDICE .................................................................................................................... 2 </p><p>INTRODUCCIN .................................................................................................... 3 </p><p>MARCO TERICO .................................................................................................. 4 </p><p>1. Qu es medir? ............................................................................................. 4 </p><p>2. Qu es error? .............................................................................................. 4 </p><p>3. Tipos de Errores ............................................................................................ 5 </p><p>4. Errores de paralaje ........................................................................................ 6 </p><p>5. Errores de escala (exactitud) ......................................................................... 6 </p><p>6. Errores de procesos (montaje) ...................................................................... 6 </p><p>7. Errores de calibracin .................................................................................... 7 </p><p>DISCUSIN ............................................................................................................ 9 </p><p>CONCLUSIONES .................................................................................................. 11 </p><p>REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ...................................................................... 12 </p></li><li><p>3 </p><p>INTRODUCCIN </p><p> Para determinar la magnitud de una variable, generalmente en el proceso </p><p>de medicin se requiere el uso de instrumentos como medio fsico. Siempre es importante medir pues siempre se busca conocer las dimensiones de objetos y entre objetos para el estudio de muchas reas de aplicacin. Por supuesto, siempre existen desviaciones del valor real a partir de la variable medida, es un factor que est ntimamente ligado con los procesos de medicin. Esa diferencia algebraica entre el valor ledo o transmitido por el instrumento y el valor real de la variable medida le conocemos como Error. </p><p> Los errores tienden a aparecer constantemente en los procesos de </p><p>medicin y son elementos que tcnicamente no podemos hacer desaparecer. Por supuesto, se han utilizado mtodos y tcnicas de medicin que permiten a las personas disminuir y controlar la aparicin de las diferencias algebraicas en la variable medida. Algo que es sumamente fundamente es conocer las causas por las cuales aparecen los errores y es que los ms comunes son: error debido al instrumento de medida, error debido al operador, error debido a los factores ambientales, error debido a las tolerancias geomtricas de la propia pieza, entre otros. </p><p> As mismo, es necesario comprender qu tipos de errores se pueden </p><p>presentar cuando realizamos procesos de medicin y cmo podemos actuar ante la aparicin de cada uno de ellos, a fin de que a travs de formulas matemticas y estudios de la fsica podamos controlar y disminuir el error que se presente en cualquier procesos de medicin. En la instrumentacin de procesos industrial es necesario conocer todo esos tipos de errores presentes, tales como: errores de paralaje, errores de procesos, de calibracin, entre otros. </p></li><li><p>4 </p><p>MARCO TERICO </p><p>1. Qu es medir? Es comparar la cantidad desconocida que queremos determinar y una </p><p>cantidad conocida de la misma magnitud, que elegimos como unidad. Teniendo como punto de referencia dos cosas: un objeto (lo que se quiere para medir) y una unidad de medida ya establecida ya sea en Sistema Ingles, Sistema Internacional, o una unidad arbitraria. Se puede hablar acerca de diversos tipos de medida entre los cuales se encuentra: medicin directa, medicin indirecta, medicin reproducible, medicin estadstica, entre otros. A continuacin, se definen estos diferentes tipos de medida: </p><p> Medicin directa: se obtiene con un instrumento de medida que compara la variable a medir con un patrn. As, si deseamos medir la longitud de un objeto, se puede usar un calibrador. Obsrvese que se compara la longitud del objeto con la longitud del patrn marcado en el calibrador, hacindose la comparacin distancia-distancia. </p><p> Medicin reproducible: son aquellas que al efectuar una serie de comparaciones entre la misma variable y el aparato de medida empleado, se obtiene siempre el mismo resultado. Ejemplo: Si se mide cualquier nmero de veces un lado de un escritorio, siempre se obtiene el mismo resultado. Las medidas reproducibles son procedimientos no destructivos que adems no producen una alteracin importante en el sistema fsico sujeto a medicin. </p><p> Medicin estadstica: Son aquellas que al efectuar una serie de comparaciones entre la misma variable y el aparato de medida empleado, se obtienen distintos resultados cada vez. Ejemplo: Determinar el nmero de personas que leen este artculo diariamente. Aunque se obtienen resultados diferentes cada da, se puede obtener un valor medio mensual o anual. </p><p> Medicin indirecta: es aquella en la que una magnitud buscada se estima midiendo una o ms magnitudes diferentes, y se calcula la magnitud buscada mediante clculo a partir de la magnitud o magnitudes directamente medidas. En sntesis, un instrumento de medicin indirecta mide los efectos de la variable a medir en otra instancia fsica, cuyo cambio es anlogo de alguna manera. </p><p>2. Qu es error? </p><p> Un error es algo equivocado o descartado. Puede ser una accin, un concepto o una cosa que se hizo erradamente. En fsica, el error es la diferencia </p></li><li><p>5 </p><p>de un valor calculado y un valor real. Al medir y comparar el valor verdadero o exacto de una magnitud y el valor obtenido siempre habr una diferencia llamada error de medicin. Por tanto al no existir una medicin exacta debemos procurar reducir al mnimo error, empleando tcnicas adecuadas y aparatos o instrumentos cuya precisin nos permita obtener resultados satisfactorios. Tcnicamente, el error es la diferencia algebraica entre el valor ledo o transmitido por el instrumento y el valor real de la variable medida. </p><p>3. Tipos de Errores </p><p>El origen de los errores de medicin es muy diverso, pero pueden distinguirse los siguientes tipos. Respecto a la ocurrencia de dichos errores se tiene: </p><p> Errores sistemticos: Los errores sistemticos son aquellos errores que se repiten de manera conocida en varias realizaciones de una medida. Esta caracterstica de este tipo de error permiten corregirlos a posteriori. Un ejemplo de error sistemtico es el error del cero, en una bscula, que a pesar de estar en vaco, seala una masa no nula. Otro error que aparece en los sistemas GPS es el error debido a la dilatacin del tiempo que, de acuerdo con la teora de la relatividad general sufren los relojes sobre la superficie de la tierra en relacin a los relojes de los satlites. </p><p> Errores aleatorios: Los errores aleatorios se producen de modo no regular, sin un patrn predefinido, variando en magnitud y sentido de forma aleatoria, son difciles de prever, y dan lugar a la falta de calidad de la medicin. Si bien no es posible corregir estos errores en los valores obtenidos, frecuentemente es posible establecer su distribucin de probabilidad, que muchas veces es una distribucin normal, y estimar el efecto probable del mismo, esto permite establecer el margen de error debido a errores no sistemticos. </p><p> Respecto a la cuantificacin de los errores se tiene: </p><p> Error absoluto: Es la diferencia entre el valor de la medida y el valor tomado como exacto. Puede ser positivo o negativo, segn si la medida es superior al valor real o inferior (la resta sale positiva o negativa). Tiene unidades, las mismas que las de la medida. </p><p> Error relativo: Es el cociente de la divisin entre el error absoluto y el valor exacto. Si se multiplica por 100 se obtiene el tanto por ciento (%) de error. Al igual que el error absoluto, ste puede ser positivo o negativo (segn lo </p></li><li><p>6 </p><p>sea el error absoluto) porque puede ser por exceso o por defecto, no tiene unidades. </p><p> 4. Errores de paralaje </p><p>El error de paralaje se produce cuando la medida de la longitud de un objeto es mayor o menor que la longitud verdadera, debido a que el ojo est siendo colocado en un ngulo a las marcas de medicin con respecto al objeto. Por ejemplo, una persona que est viendo el velocmetro de un auto desde el asiento del conductor obtendr una lectura precisa porque tiene una lnea de visin directa. Una persona que est viendo el velocmetro desde el asiento del pasajero va a sobrestimar la lectura debido al ngulo entre el ojo, el velocmetro y la flecha. </p><p>Figura 1. Errores de paralaje. </p><p>5. Errores de escala (exactitud) Todo instrumento de medida tiene un lmite de sensibilidad. El error de </p><p>escala corresponde al mnimo valor que puede discriminar el instrumento de medida. Los errores de escala (relacionados con la precisin del instrumento) cuando el indicador de un instrumento se sita entre dos divisiones sucesivas de la escala (tanto al principio como al final de la misma, la incertidumbre su duplica). Habitualmente estos errores se acotan tomando la mitad de la menor divisin apreciable por el observador. </p><p>6. Errores de procesos (montaje) </p><p>Se deben a los procedimientos de medicin elegidos. Muchas de las causas del error del proceso se deben al operador, por ejemplo: falta de agudeza visual, descuido, cansancio, alteraciones emocionales, entre otros. Para reducir este tipo de errores es necesario adiestrar al operador. Otro tipo de errores son debidos al </p></li><li><p>7 </p><p>mtodo o procedimiento con que se efecta la medicin, el principal es la falta de un mtodo definido y documentado. </p><p>7. Errores de calibracin Son los que se repiten constantemente y afectan al resultado en un slo </p><p>sentido (aumentando o disminuyendo la medida). Pueden ser debido a: un mal calibrado del aparato, a la utilizacin de frmulas (teora) incorrecto, al manejo del aparato de forma no recomendada por el fabricante. Estos errores slo se eliminan mediante un anlisis del problema y una auditoria" de un tcnico ms calificado que detecte lo errneo del procedimiento. </p><p> Durante el proceso de calibracin se contrasta el valor de salida ("output" </p><p>en ingls) del instrumento a ser calibrado en contra de un estndar en diferentes puntos de calibracin. Si el error de calibracin - error que se pone en manifiesto durante la calibracin - es inferior al lmite de rechazo determinado ya sea por las normas, la empresa o la recomendacin del fabricante, la calibracin ser aceptada. Por otro lado, se requiere un ajuste del instrumento con un posterior contraste. Estos ltimos dos pasos se repiten tantas veces como sea necesario hasta que el error obtenido sea inferior al lmite establecido. En esos equipos en los cuales no se dispone de ajuste, como termopares, etc., en caso de no satisfacer las tolerancias marcadas, los aparatos tendrn que ser sustituidos por otros que hayan estado previamente calibrados. </p><p> Los principales motivos que pueden provocar la necesidad de que se </p><p>realice la calibracin de los instrumentos de medicin son: </p><p> Realizacin de la calibracin de un nuevo instrumento. </p><p> Se ha agotado un periodo de tiempo especfico. </p><p> Se ha agotado un cierto volumen de uso (horas de trabajo). </p><p> Cuando un instrumento ha recibido un golpe o vibraciones fuertes que pueden haber causado que este se descalibre. </p><p> Cambios de temperatura. </p><p> Siempre que las observaciones obtenidas sean cuestionables. </p><p>Existen tres tipos de errores al calibrar un instrumento, los cuales se definen a continuacin: </p><p> Error de cero: Todas las lecturas o seales de salida estn desplazadas un mismo valor con relacin a la recta ideal. Este tipo de error puede verse en la figura 2.1a, donde se observa que el desplazamiento puede ser positivo o negativo. Cambia el punto de </p></li><li><p>8 </p><p>partida o de base de la recta representativa sin que vare la inclinacin o la forma de la curva. </p><p> Error de multiplicacin: Todas las lecturas o seales de salida aumentan o disminuyen progresivamente con relacin a la recta representativa (figura 2.1b), sin que el punto de partida cambie. La desviacin puede ser positiva o negativa. </p><p> Error de angularidad: La curva coincide con los puntos 0% y 100% de la recta representativa, pero se aparta de la misma en los restantes. En la figura 2.1c puede verse un error de este tipo. El mximo de la desviacin suele estar a la mitad de la escala. </p><p>2.1 (a) 2.1 (b) </p><p>2.1 (c) </p></li><li><p>9 </p><p>DISCUSIN </p><p>Al hacer mediciones, las medidas que se obtienen nunca son exactamente </p><p>iguales, aun cuando se efectu por la misma persona, sobre misma pieza, con el </p><p>mismo instrumento, el mismo mtodo y el mismo ambiente, en sentido estricto es </p><p>imposible hacer una medicin totalmente exacta por lo tanto siempre se presentan </p><p>errores al hacer las mediciones. </p><p>El proceso mediante el cual se compara la cantidad desconocida que </p><p>queremos determinar y una cantidad conocida de la misma magnitud, que </p><p>elegimos como unidad. Teniendo como punto de referencia dos cosas: un objeto </p><p>(lo que se quiere para medir) y una unidad de medida, es lo que se conoce como </p><p>medir, juntamente con este concepto viene dado lo que es el error el cual se </p><p>puede definir como la diferencia de un valor calculado y un valor real. Al medir y </p><p>comparar el valor verdadero o exacto de una magnitud y el valor obtenido siempre </p><p>habr una diferencia llamada error de medicin. Por tanto al no existir una </p><p>medicin exacta debemos procurar reducir al mnimo error, empleando tcnicas </p><p>adecuadas y aparatos o instrumentos cuya precisin nos permita obtener </p><p>resultados satisfactorios. </p><p>El origen de los errores de medicin es muy diverso, ya que pueden </p><p>distinguirse y clasificarse respecto a la ocurrencia de errores en los cuales se </p><p>encuentran; los errores sistemticos, errores aleatorios, respecto a la </p><p>cuantificacin de los mismos se tiene lo que se conoce como error absoluto y error </p><p>relativo. </p><p>Aunque se usen los elementos apropiados, en la medicin de cualquier </p><p>magnitud se cometen errores. Los errores tpicos provienen principalmente de dos </p><p>fuentes: errores propios del instrumento, errores del sistema de medicin. </p><p>Los primeros pueden adjudicarse a la falta de calibracin, limpieza y otros </p><p>factor...</p></li></ul>