Módulo 2 Las mediciones de temperatura del proceso.

1. Mejores prácticas de calibración, mantenimiento y solución de problemas para los técnicos de proceso Módulo 2 Las mediciones de temperatura del proceso.

2. Módulos del Taller • Pruebas de lazos de control de 4-20 mA • Prueba y calibración de instrumentos de temperatura de proceso • Prueba y calibración de instrumentos de presión de proceso • Introducción al control de procesos digital • Regulaciones y costos asociados con los entornos de trabajo de seguridad intrínseca

3. En esta sesión • Unidades de temperatura, de donde vinieron • Métodos de medición de temperatura • Tipos de sensores de medición • Técnicas de generación de temperatura • - Fuentes de simulación y de temperatura de precisión electrónicas • ¿Cuáles son los dispositivos de temperatura más comunes? • - ¿Cuáles son sus funciones en un proceso? • ¿Qué cosas pueden salir mal con estos dispositivos de temperatura? Testing, troubleshooting and calibratingprocesstemperaturedevices

4. En esta sesión • Prueba de transmisores de temperatura • Calibración de transmisores de temperatura • Simulación de la temperatura y la interpretación de la señal de 4 a 20 mA • Prueba de termostatos • Simulación de la temperatura y la interpretación del cambio de estado del interruptor • Comprobación y ajuste de un transmisor de temperatura inteligente HART • Abastecimiento de la temperatura con una fuente de precisión e interpretar la señal de 4 a 20 mA • Prueba el transmisor y el sensor de proceso como un sistema de medición combinado

5. Unidades de medida de temperatura y escalas • Escala Fahrenheit más común en EE.UU. • Celsius es más común en el resto del mundo • Muchas máquinas de proceso europeos escala en grados Celsius • Escalas Kelvin y Rankine más utilizados en la ciencia e investigación Para convertir de F a C, restar 32 y multiplicar el resultado X 0.5556 Para convertir de C a F, agregue 32 y multiplicar el resultado X 1.8 Kelvin = Celsius + 273, Rankine = Fahrenheit + 460

6. Sensores de temperatura • Conecta un indicador, transmisor o módulo de entradas analógicas de PLC / DCS • En contacto o aisladas a través de la vaina • Los sensores mas comunes en aplicaciones de procesos: • Termopar (TC), cambio de tensión con la temperatura • RTD, cambio de resistencia con la temperatura • Sensores menos comunes, para aplicaciones especiales • Termistor, cambio de resistencia con la temperatura • Infrarrojo, sin contacto, la radiación emitida cambia con la temperatura

7. Sensores de proceso, un importante contribuyente al error de medición de temperatura • Termopares: • Rangos de temperatura: -200 a 1.250 ℃ • Tipo de sensor más común y duradera • Sensor de proceso menos precisa • Incertidumbre típica: + / - 2,2 ℃. • Detectores de temperatura resistivos, (RTD): • Estrecho intervalo de temperatura: -200 a 800 ℃ • PT100-385 (IEC-751) la versión más común • Clase A Precisión: + / - 0,15 a 0 ℃ • Precisión de Clase B: + / - 0,3 a 0 ℃. • Menos duradero que los termopares

8. Los sensores de temperatura Los sensores de temperatura vienen en muchas formas y tamaños. El desafío es encontrar el mejor para la aplicación • Conecte en un indicador, transmisor, entrada PLC / DCS • Por lo general, a través de la vaina aislados • Sensores de proceso más frecuentes: • Termopares (TC), el cambio de tensión con la temperatura • RTD, cambio de resistencia con la temperatura • Menos comunes: Termistores, infrarrojo, sin contacto-IR

9. Sensores tipo Termocoupla. • Medir la temperatura utilizando el efecto termoeléctrico (Seebeck) • Voltaje creado por dos alambres de metales diferentes unidos • Generar un cambio predecible en el voltaje para un cambio en la temperatura • Tipo de sensor más común y duradera • Muchos tipos con diferentes rangos de medición, J, K, T, E, R, S, y más • Precisión típica, la incertidumbre: ± 2,2 ℃ • Para interpretar un sensor termopar necesita medir tres cosas: • La tensión generada por el termopar • La temperatura a la que el termopar se conecta al circuito de medición • La tabla tensión vs temperatura para el tipo de TC. • Tensión generada es relativa a la unión de referencia o de medición

10. Tablas de termopar, tipo K ejemplo valor mV para 100 ℃ Unión de referencia 0 ℃: 4.096 mV Unión de referencia 23 ℃ : 0.919 mV Valor esperado mV medido: 3.177 mV La temperatura a la que el termopar se conecta es de 23 ℃ • Do the math! • 4.096 mV – 3.177 mV = 0.919 mV • Relationship (voltage vstemperature) is not linear, table required

11. Sensores RTD • Medir la temperatura con un sensor resistivo con un cambio prestablecido de resistencia para un cambio en la temperatura • Construcción más común de alambre de platino • PT100-385 (IEC-751) la versión más común • 0.385 ohmios / ℃ • Resistencia a 0 ℃ es 100 ohmios • Estrecho intervalo de temperatura: -200 ℃ a 800 ℃ • Más exacto, pero menos duradero que los termopares • Para medir se requiere un circuito de medición de resistencia con 2 3 Ó 4 hilos y la tabla correspondiente

12. Sensores RTD: conexión a 2 hilos • Resistencia de los cables de RTD de 2 hilos puede degradar la precisión de medición • Configuración menos precisa para la medición de RTD

13. Sensores RTD: conexión a 3 hilos • Circuitos RTD de 3 hilos compensa la resistencia del cable • Configuración más precisa, común en RTD´s industriales • Mide la resistencia del alambre de compensación y asume que todas piernas tienen igual resistencia • La resistencia calculada se resta de la medición

14. Sensores RTD: conexión a 4 hilos • Circuitos de medición RTD de 4 hilos elimina los efectos de la resistencia de los conductores • Configuración más precisa, se utiliza principalmente en aplicaciones de alta precisión • La resistencia de las puntas no es parte de la resistencia medida • El circuito de medida lee sólo la caída de tensión del sensor.

15. RTD tabla de consulta, ejemplo Pt100-385 Para medir con precisión la temperatura con un RTD se requiere: • Una fuente de corriente constante exacta • Un circuito de medición de tensión exacto RTD Tabla de temperatura vs Resistencia

16. Instrumentos de temperatura • Transmisores • Switches y controladores • Medidores • PLC o Sistema de control E / S • Caudalimetros

17. Transmisor de temperatura en un circuito de proceso • PV Medido: • El PV o variable primaria / proceso en este ejemplo es la temperatura del fluido del proceso que se está midiendo por el transmisor de temperatura. • Transmisor de temperatura: • Detecta la temperatura del proceso a través de termopar o sensor RTD • Convierte la medición en una señal de 4 a 20 mA. • El transmisor de este ejemplo tiene un rango de entrada (rango) de 0 ° a 300 ° C. transmisor de temperatura

18. Herramientas para la solución de problemas

19. Problemas con lazos de medición de temperatura • Señal mA incorrecta enviada al controlador • Si no, ya sea a gran escala o ninguna señal mA al controlador • Posibles causas: • Fallas o degradación del sensor • El rendimiento del transmisor o se rompió • Problemas en el bucle 4 a 20 mA

20. Problemas con lazos de medición de temperatura Esta el lazo funcionando mal? Roto - Reparar Inexacta - Calibre • Buscar y minimizar los errores • prueba de bucle • ajuste del transmisor • prueba de sensores • Averías • resolución de problemas de bucle • prueba del transmisor • prueba de sensores • Prueba de entrada del sistema de control Primero prueba del bucle, prueba de lazo, ajuste de la salida de mA del transmisor, prueba de la entrada del sistema de control. Echemos un vistazo a las pruebas transmisores de temperatura y sensores

21. Comprobación del sensor de temperatura RTD resistencia Verificación rápida a temperatura ambiente: • Aislar el sensor y desconectarlo de la electrónica • Si es una RTD PT100-385 medir la resistencia • Debería estar cerca de los 108 ohmios a temperatura ambiente • Si termopar medir la continuidad primero • Debria de ser pocos ohmios • Poner el DMM en el voltaje más bajo y medir mV. • Calentar o enfriar el extremo del termopar y el valor mV deben aumentar con el calor, disminuye con el frío Para probar un sensor de precisión se necesita una fuente de temperatura de precisión TC Millivoltage (K)

22. Métodos de prueba y verificación del sensor El uso de una fuente de temperatura de precisión • Puede probar múltiples puntos/sensores de temperatura • A veces es difícil quitar el sensor del proceso • Fuentes de temperatura pueden ser voluminosas. Inter-comparación con un termómetro • Rápido y fácil si tenemos un horno / bloque seco • Muchos pozos térmicas no tienen suficiente espacio para la sonda de referencia que ha de insertarse • Chequea un punto solamente, la temperatura del proceso

23. Verificación del sensor de temperatura RTD resistencia • Los sensores se pueden comprobar fácilmente en el laboratorio de calibración con un baño de temperatura o bloque seco • Ajuste la fuente de temperatura a la temperatura de ensayo deseada y mida la resistencia esperada o milivoltaje y comparelo con la tabla. TC Millivoltage (K)

24. Fuentes de temperatura de precisión, portátiles Ejemplo de bloque seco, tiene dos temperaturas en una sola herramienta para la prueba de dos puntos simultáneamente. Para aplicaciones portátiles. Baño se muestra también es portátil para aplicaciones de prueba del sensor de proceso en campo.

25. Herramientas de medición de temperatura de precisión Cerca de precisión estándar primario en una herramienta portátil. Caracterización de la sonda cargadas en la herramienta para una mayor precisión PRT y RTD rangos -200 ℃a 1000 ℃ Precisionde ± 0,011 ℃ Termopar -200 ℃ a 2315 ℃ Precisiones ± 0,23 ℃ Termistor -50 ℃ a 150 ℃ • Precisión de ± 0,002 ℃

26. Prueba de un transmisor de temperatura • Comprueba el rango de entrada del transmisor • Verifica la especificación de precisión del transmisor • El rendimiento total, no la precisión de referencia. • Exactitud de referencia no tiene en cuenta el tiempo, la temperatura y otros factores de rendimiento del mundo real • Encuentre el instrumento de medida adecuado • La precisión y el rango de medida • Simulador o fuente de precisión para probar también el sensor • Comparar la especificación del calibrador con el transmisor • Idealmente, el calibrador debe ser 4X más preciso que el transmisor

27. Prueba del transmisor de temperatura • Aislar el transmisor del proceso • Conecte como se muestra. Aplicar temperatura y comparar los valores medidos de mA a valores esperados.

28. Prueba del transmisor de temperatura • Aislar el transmisor del proceso • Conecte como se muestra. Aplicar temperatura y comparar los valores medidos de mA a valores esperados.

29. Prueba del transmisor de temperatura • Aislar el transmisor del proceso • Conecte como se muestra. Aplicar temperatura y comparar los valores medidos de mA a valores esperados.

30. Prueba del transmisor de temperatura • Aislar el transmisor del proceso • Conecte como se muestra. Aplicar temperatura y comparar los valores medidos de mA a valores esperados.

31. Prueba del transmisor de temperatura • Aislar el transmisor del proceso • Conecte como se muestra. Aplicar temperatura y comparar los valores medidos de mA a valores esperados.

32. HANDS on prueba de transmisor de temperatura • Utilice el 726 para simular un termopar • Alimentación de bucle de 24V y medir mA • Prueba del transmisor en pasos del 25% • 0 a 300 C

33. Calibración de transmisores de temperatura con el 726 (primera parte) Conecte + (rojo) del cable de prueba mA del 726 al # 8 en el bloque de terminales. Conecte - (negro) del cable de prueba mA del 725 al # 9 en el bloque de terminales. Conecte el "tipo K" cable TC de la 644 a la entrada de T / C en el 726. Prueba de calibración de temperatura

34. Calibración de transmisores de temperatura con el 726 Para ajustar los parámetros de medida, pulse la tecla "V mALoop" hasta mA y Loop se muestran en la pantalla superior. Presione el botón de medición / Fuente para seleccionar la Fuente en la pantalla de canal inferior. Pulse el botón TC hasta que aparezca el tipo de termopar "K". Prueba de calibración de temperatura

35. Calibración de transmisores de temperatura con el 726 Ajuste de la temperatura de la prueba: Utilice las flechas izquierda / derecha para seleccionar el digito a cambiar, flechas arriba y abajo para cambiar el valor Ajuste la temperatura de la fuente a 0 ℃. Mantenga pulsado el botón 0% durante 3 segundos para establecer el ajuste de rango inferior. A continuación, utilice las flechas izquierda / derecha / arriba / abajo para ajustar la temperatura de la fuente a 300 grados ℃. Mantenga pulsado el botón 100% durante 3 segundos para establecer el ajuste de rango superior. Prueba de calibración de temperatura

36. Calibración de transmisores de temperatura con el 726 Utilice las teclas de arriba y abajo de 25%. Verifique que la salida analógica del transmisor. Desviación mAmedido en 4, 8, 12, 16 y 20 mA es el error de calibración Pulse el botón de rampa y la fuente se elevará de 0% a 100% a 0% Pulse el botón de rampa de nuevo para una rampa más rápido Pulse el botón de rampa una vez más Prueba de calibración de temperatura

37. Documentación de la calibración de temperatura • Desconectar el transmisor del proceso • Conecte como se muestra. • Lea la configuración HART

38. Documentación de la calibración de temperatura • Configure el calibrador para la prueba

39. Documentación de la calibración de temperatura • Ejecutar un Auto-Test para documentar los resultados • Prueba 0%

40. Documentación de la calibración de temperatura • Ejecutar un Auto-Test para documentar los resultados • Prueba de 50%

41. Documentación de la calibración de temperatura • Ejecutar un Auto-Test para documentar los resultados • Prueba del 100%

42. Documentación de la calibración de temperatura • Revisar los resultados

43. Ajuste de un transmisor de temperatura HART • Ajuste de salida • Obtener y enviar para ajustar 4 mA y 20 mA • El sensor o entrada • Aplicar los valores de rango inferior (LRV) y de rango superior (URV) y ajustar el bloque de entrada

44. Ajuste de un transmisor de temperatura HART • Ajuste de salida • Obtener y enviar para ajustar la salida de 4 mA

45. Ajuste de un transmisor de temperatura HART • Ajuste de salida • Obtener y enviar para ajustar la salida de 20 mA

46. Ajuste de un transmisor de temperatura HART • Ajuste del sensor • Aplicar los valores de rango inferior (LRV) y valores de rango superior (URV) y recortar el bloque de sensor de entrada

47. Ajuste de un transmisor de temperatura HART • Sensor trim, LRV • Apply the Lower Range Value (LRV) and trim to correct the lower range PV in the input sensor block

48. Ajuste de un transmisor de temperatura HART • Sensor trim, URV • Apply the Upper Range Values (URV) and trim to correct the upper range PV in the input sensor block

49. Hands on-Prueba de un transmisor de temperatura HART • Prueba encontrado, documentado • Transmisor inteligente Ajuste: • Bloqueo de entradas A / D • Bloque de salida D / A • Prueba dejado, documentado • Vamos a seguir el video para hacer la calibración

50. Calibración del Transmisor + sensor • Sensor del proceso se inserta en el calibrador de bloque seco • Conecte las conexiones mA al calibrador documentador Un baño de calibración se puede utilizar para esta función en lugar del calibrador de bloque seco La incertidumbre del bloque seco se puede reducir con el uso de un termómetro de referencia y una sonda de SPRT