Instrumentación de Proceso ABB -...

© ABB Group October 9, 2009 | Slide 1

Instrumentación de Proceso ABBRodrigo Muñoz, Automation Product Division Presentación Congreso IEEE PUCV


Portafolio de Instrumentación

�Introducción

�Presión

�Flujo

�Temperatura

�Actuadores y posicionadores

�Analítica

�Registro y Control


ABB InstrumentaciónNuestras Fábricas

Fábricas de Instrumentación:� Alemania� Italia� USA � UK

Reno

Toronto

Warminster

UK 2 Fábricas

Alemania 3 Fábricas

Lenno India China


Pulpa & Papel

PowerFarmacéutica

Quimíca & Petroquímica

Sanitarias (Agua)

Oi & Gas

F&B

Mineria

ABB InstrumentaciónIndustria



�Introducción

�Presión

�Flujo

�Temperatura


�Analítica



� Serie 261 Línea Económica

� Serie 264 y 265 Familia Principal

� Serie 268 Redundante

� Serie 267 Mult. Variable

� Serie 364 Versión Compacta 364

Presión Familia 2600T


• Transductor

• Electrónica

Posee 2 partes principales

� Transductor: Sensor electrónico que procesa la variable y genera una señal eléctrica.

� Electrónica: Convierte la señal eléctrica del transductor una señal análoga o bus de campo.

Transmisores de Presión


Sensores

� Capacitivo:

� Resistivo:

� Inductivo:

C1

P1 P2

C2

L1 L2

ferrite Diafragma

P1 P2

Transductores de Presión


Atmosférica(14.7 psia)

Absoluta

Manométrica (G)

Presión(Cero Absoluto)

Barométrica

Vacío

Terminología


Una restricción en la línea causa un DP

Curva de presión

��

Presión Diferencial (DP)- flujo

Alta Presión , bajasvelocidad

Baja Presión, Alta Velocidad


Estanque Abierto

� Pmax = 120 inH2O,

� s.g.= 1,2

� Altura = Phead / S.G

� Altura = 120 / 1,2

� Altura = 100 in

��

��

��

Presión de Columna de Líquido - Nivel


� Presión Diferencial, Manométrica Absoluta y Manométrica

� Exactitud: 0,075 / 0,015 % del Span Calibrado.

� Turn down hasta 100:1

� Cálculo y Totalización de caudal

� Comunicaciones HART / 4-20 mA, PROFIBUS PA, FOUNDATION Fieldbus, MODBUS

� Aplicaciones redundantes Control e indicación para seguridad planta (TÜV Aprobación SIL2)

� Apto para seguridad intrínseca.

� Formato Estándar ó DIN

� Válvulas para venteo y purga.

� Materiales: Acero inoxidable, Monel, Hastelloy,Tantalio, Baño de oro

� Integración Industrial

Transmisor de PresiónSerie 264


Materiales� Acero Inoxidable AISI 316� Monel� Hastelloy� TANTALIO � Bañado en oro

Sensor� Presión Diferencial � Manométrica� Absoluta� Nivel� Mult. Variable

Fluidos de llenado� Aceite de Silicona� Fluido Inerte� Grado: Farmacia / Alimenticio� Alta temperatura

Conexión a Proceso � Remoto (conexión derivada)� Montaje Integral � Sello/s Remoto/s

Transmisor de PresiónSerie 264


Transmisor de Presión 264Serie 264 Integración Industrial

� Reemplazable en campo, electrónica Plug & Play con GeminiConfig™� Reemplazo solo en 5 minutos

FF

ProfiBus

Hart



�Introducción

�Presión

�Flujo

�Temperatura


�Analítica



ABB InstrumentaciónMedición de Caudal

� Electromagnéticos

� Vortex

� Swirl

� Masico Coriolis

� Área Variable

� Masico Térmicos

� DP (Wedge y Oriflow)


Caudalímetro ElectromagnéticoPrincipio de Funcionamiento

Se induce un voltaje (E) en un liquido conductor que se mueve en un Campo

electromagnético

La magnitud del voltaje inducido es proporcional a:

�La velocidad del conductor (V)

�La longitud del conductor (D)

�La intensidad del Campo (B)

Michael Faraday (1791 - 1867)

E = k * B * D * V

K = constante para conversión de unidad


Electrodos

Bobinas

Liner

Proceso ConductivoFlujo Variable

(ft/s)Tubo de Inox.Brida

“E”

“E”

Campo Magnético “B”

�Ley de Faraday: E=kBDV

�k= Constante

�B= Intensidad del Campo Magnético

�D= Longitud del conductor

�V= Velocidad del conductor

�E= Voltaje inducido

Lineal con la velocidad



�

B vE

� Principio de un generador eléctrico

� E = D . B . V



Tecnologías de Medición

Tecnología DCVentajas

� Alta Precisión 0,2%del rango

� Bajo consumo de energía

� No requiere ajuste del cero

Desventajas

� Bajo tiempo de muestreo

� Poco preciso para aplicaciones de batch

� Medición inestable en aplicación de pulpas (Ruidos)

7.5 Hz DC60 HzAC

Tecnología ACVentajas

�Inmune al ruido en medición de pulpas

�Flujo pulsante (Bombas)

�Alto tiempo de respuestas (Batch)

Desventajas

�Podría requerir periódico ajuste del cero

�Precisión típica 1% del rango (ahora 0,5%)

�Mayor consumo de energía de DC


� Tecnología AC

� Diámetros: 1/8”a 40”

� Exactitud: +/- 0.5%

� Para medición de pulpas

� Alta concentración de sólidos

� Rápido tiempo de respuesta

� Flujo pulsante

� Baja conductividad

� Inmune al ruido

� Hart, Profibus PA/ DP,

Foundation Fieldbus

Caudalímetro MagnéticoSerie FSM 4000

Para aplicaciones Mineras, slurries, pulpa y papel


� Tecnología DC

� Diámetros: 1/10”a 80”

� Exactitud: +/- 0.2%

� Para aplicaciones de proceso

� Aplicaciones de alta temperatura

� Diagnostico Avanzado NAMUR

� Avanzado almacenamiento de datos Sensor Memory

� Configuración Intuitiva

� Inmune al ruido

� Diseño Universal

Caudalímetro MagnéticoSerie ProcessMaster

Para todo tipo de aplicaciones de proceso


� Moderno Sensor Alta frecuencia de excitación, diseño de electrodos optimizado, aplicaciones en altatemperatura

� Avanzado almacenamiento de datos en el sensor (SensorMemory)Elimina errores, rápido y seguro start-up

� Conversor universal Display full configuración20mA activa / pasiva (seleccionable )Pulse activa / pasiva (seleccionable )HART Protocol es estándarOperación sin abrir el housingUnico conversor

Descripción de Producto


Especificaciones ProcessMasterEspecificaciones:

� Diámetros: DN3…2000 [1/10“…80“]

� Conductividad: > 5 µS/cm

� Conexión: FlangesDIN, ASME, JIS

� Liner: Hard-, soft rubberPTFE, PFA, ETFECerámica Carbide

� Electrodos: 1.4571[316Ti], Hast. B,Hast. C, Titanium,Tantalum, Platinum-Iridium

� Temperatura: 90°C, 130°C, 180°C

� Protección: IP 67, IP 68

� Largo sensor: ISO 13359

� Alimentación: 85 - 253 V AC16.8 – 31.2 V DC, AC


Opciones de configuración:

� 2 salidas digitales DO1/ DO2 configurables:

� Como contacto de salida

� Como pulso de salida

� Como salida de frecuencia

� Pulso de salida activo / pasivo seleccionableen terreno

� Output 4 – 20mAActiva / Pasiva seleccionable en terreno En condición de error, estados de acuerdo a NAMUR

� HART

� Input

� “Resetear” el totalizador

Especificaciones


Frecuencia v/s Ruido

Agua con Cal

Comparación salida 4/20mA

25 Hz v/s 12,5 Hz

ProcessMaster

Corriente de excitación200mAFcia. De excitación

25 Hz

--- Estándar --- ProcessMaster

0.4 mA de Ruido 0.15 mA de Ruido

Salida 4/20 mA


Calibración

� 0.4 % calibración con 2 puntos es estándar

� 0.2 % calibración con 3 puntos opcional

Calibración Estándar: 0.4% del rango

Calibración Opcional: 0.2% del rango

Especificaciones ProcessMaster


Certificado de calibración:

� Los valores de los puntos de calibraciónestán listados y y se muestran en unacurva

� ISO 9001

Especificaciones ProcessMaster


Moderno diagnostico

� ProcessMaster monitorea:

� Estados del conversor y sensor

� Condición de operación - Proceso

ProcessMaster muestra los siguiente información:

Diagnostico Avanzado


Diagnostico AvanzadoDiagnostico:

� Presencia de burbujas en el líquido, Señal ruidosa

� Baja conductividad

� Electrodos recubiertos

� Electrodos en corto circuitoMinima impedancia.

� Tuberia parcialemente llena

� Corrosión en electrodos


Instrumentación ABBSoluciones para Proceso Míneros

� Especialista en medición de caudal (Fischer&Porter).

� Instrumentación desarrollada para procesos mineros

� Liner de Resina/Cerámica para Slurries

� Materiales especiales para medición de acido sulfúrico

� Dosificación y control Batch

� Electrodos recubiertos con cerámica

� Cientos de equipos instalados

� Materiales especiales para Slurries


BHP Cannington Australia

� 47-49% concentrado de sulfuro de zinc.

� Temperatura del s lurry 60ºC

� Presencia de acido sulfúrico y óxido de aluminio

� SG del Slurry 1900 kg/m3

� Porcentaje de sólidos de entre el 55-65%

� Tamaño de las partículas: 15-40 micras.

� Velocidad de fluid: 2-4 m / s

Solución ABB

� Caudalímetro ProcessMaster con materiales especiales Carbide desarrollados por ABB

Soluciones para Proceso MínerosMedición Caudal de Slurry


� Tecnología DC

� Diámetros: 0,1”a 84”

� Exactitud: +/- 0.2% y 0,4% OIML

� Auto Calibración cada 40 segundo

� Autoverificación: Tipo P OIML R49

� Autodiagnóstico


� Diagnostico Avanzado NAMUR

� Avanzado almacenamiento de datos Sensor Memory

� Sumergible (IP 68) y enterrable

� Inmune al ruido, Sensor Octogonal

� Diseño Universal

Caudalímetro MagnéticoSerie WaterMaster

Para aplicaciones en el marcado de Aguas


Caudalímetros tipo Coriolis

� Medición de Masa

� Densidad en línea

� Medición de temperatura

� Medición de Volumen y %

concentración

� Elevada exactitud (0,1%)

� Repetibilidad

� Gran rangeabilidad (100:1)

� Soporta Altas temperaturas

� La medición no es afectada por

variaciones en las características del fluido.

� Fácil instalación

� Libre de mantenimiento


Partes de un Flujómetros Coriolis

Tubos de medición

Bobinas de detección

Bobina de Excitación

Sensor de temperatura

Conexión a proceso


Principio de funcionamiento� Se energiza la bobina Impulsora para excitar los tubos de medición y llevarlos a

su frecuencia propia de oscilación.

� Los detectores de movimiento detectan esta frecuencia.

� Cuando no hay flujo, la señal de los detectores de movimiento tanto del lado

izquierdo y derecho están en fase.

Condición de NO FLUJO Condición de FLUJO


Medición de Densidad

�Alta Densidad -> Baja Frecuencia Natural

�Baja Densidad-> Alta Frecuencia Natural


Masa v/s Volumen

PresiónTemperatura

� La Presión y la Temperatura afectan el volumen, no la masa.


Medición de CaudalTecnología Vortex

�Medición de Vapor, Gases y líquidos

�Aplicaciones de alta temperatura

�Conversores remotos/integra� FV 4000 (TRIO WIRL V)�Diámetros: 1/2”a 12”�Rugosidad Rz 16 �m�Cumple con CIP �Exactitud líquidos: +/- 0.75%�Comunicación Hart, Profibus PA,

F-Foundation

InterferenciaSensor


Medición de CaudalTecnología Vortex

Conexión electrica al Conversor

Piezo eléctrico

PT 100


Medición de CaudalTecnologia Swirl�Medición de Vapor, Gases y líquidos

�Aplicaciones de alta temperatura

�Conversores remotos/integra� FV 4000 (TRIO WIRL V)�Diámetros: 1/2”a 16”�Rugosidad Rz 16 �m�Cumple con CIP �Exactitud: +/- 0.5%�Comunicación Hart, Profibus PA, FFoundation



�Introducción

�Presión

�Flujo

�Temperatura


�Analítica



TSP311/321/331 (Trabajo duro)Aplicable para áreas con riesgo de explosión

TSP131Con thermowell reforzado – Para alto estrésmecánico

TSP111

Para instalación en thermowell (Termopozo)

TSA101Sensores

TSP121Con thermowell soldado

Medición de TemperaturaSensores RTD y Termocupla


Medición de TemperaturaTransmisor TTF300 / TTF 350

� Redundancia de Sensor para Pt-100 de 3-hilos

� Material del Housing: aluminio / stainless steel

� Display LCD

� Redundancia de Sensor para Pt-100 de 3-hilos


� Diagnostico Avanzado

� Proteccion IP 66/ 67 NEMA 4X

� Indicación con unidades de ingeniería y porcentual

� Protocolo HART

� Protección via Dip Switch

� Housing doble compartimento


La serie TSH200 incluye termocuplaspara aplicacionesde hasta 1800 °C

SensyTempTSH210Con thermowellen metal con y sin revestimientoceramíco

SensyTempTSH220Con thermowell en ceramíca

SensyTempTSH250Con thermowellceramíco y punta de platino

Medición de TemperaturaThermowell



�Introducción

�Presión

�Flujo

�Temperatura


�Analítica



� Propósitos Generales e Intrínsicamente Seguro� TZIDC HART� TZIDC-110 Profibus PA� TZIDC-120 Foundation Fieldbus

� Aplicaciones a Prueba de Explosión� TZIDC 200 HART� TZIDC-210 Profibus PA� TZIDC-220 Foundation Fieldbus

� Posicionador con Sensor Inductivo� TZID HART Intrínsicamente seguro� TZID HART Remoto propósito generales PA

� Análogo� AV1 Neumático, 3-15 Psi / 3-27 Psi� AV2 Electro-Neumático, Falla segura� AV3 Electro-Neumático, Falla posición� AV4 Electro-Neumático, Falla posición pulso de entrada

Actuadores y PosicionadorPosicionador Electroneumático TZIDC


100200

20 ... 60

250500

10 ... 120

500 / 8001000 / 1600

10 ... 240

1250 / 2500 / 40002500 / 5000 / 8000

12 ... 280

8000 / 1600016000 / 32000

20 ... 320

48

0.5 ... 2.0

10 / 2020 / 40

0.15 ... 5.0

50100

0.4 ... 10.0

100200

04 ... 10.0

200400

0.4 ... 10.0

Actuador Rotativo

Torque Nominal [Nm]Torque Ruptura [Nm]

Tiempo Posc. / 90°[s]

Fuerza Nominal kN]Fuerza Ruptura [kN]

Velocidad Nominal [mm/s]

Actuadores y PosicionadorActuador Contrac

Actuador Lineal



�Introducción

�Presión

�Flujo

�Temperatura


�Analítica



Analítica líquidos, transmisores.

� AX 460 pH / ORP. Comunicación Profibus DP

� AX 416 Conductividad/ pH o ORP dobleComunicación Profibus DP

�TB82PH pH/ORP. Comunicación Hart, ProfibusPA

�TB82TE Conductividad.Comunicación Hart, Profibus PA y Fieldbus

�TB84pH pH/ORP. Comunicación Hart

�Analizador Oxigeno 4640/ 4645 disuelto.

�Analizador de Turbidez 4670Desde 1 NTU hasta 2000 FTU

Instrumentación AnalíticaPara líquidos y gases.


Instrumentación AnalíticaPara Mercado de Agua

�Potencial de oxidación/reducción

�Sensores ópticos de materia orgánicay nitratos en disolución

�Control de pureza de hidrógeno

�Análisis de gases de combustión

�Detectores de amoníaco, dióxido de carbono, cloruros, fluoruros y nitratos

�Análisis colorimétricode sílice y fosfato

�Sodio

�Hidracina



�Introducción

�Presión

�Flujo

�Temperatura


�Analítica



� Commander C50

control monolazo cubierta NEMA3.

� Commander C250

Retransmision de variable de proceso o set point

NEMA4X

� Commander C100

Controlador Maestro/esclavo para control en cascada.

RS485 Modbus. Linearizacion en rampa de cuatro segmentos.

� Commander C351

Ocho alarmes internas programables.Linearización hasta 15 segmentos.Algoritmos matemáticos.

Registradores y ControladoresControladores Commader


Registradores y ControladoresVideo Registrador SM500F

� SM500F� Unico habilitado para montaje en campo

� Hasta 8 canales de almacenamiento de datos

� 1-4 entradas de proceso

� Display LCD de 5,7 in

� Conectividad Ethernet, Web Server

� Almacenamiento de datos en tarjeta SD removible

� Alarmas, email, bloques lógicos y matemáticos

� Opción de montaje en muro, rack y cañería.

� NEMA4X

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