Reusability

evalúan para crear mensajes de estado locales.

En el sistema de control aparecen mensajes

claros por código tipo semáforo y clasificados

según sean de interés para el operador de la

planta o el técnico de mantenimiento.

■ Esquema de funcionamiento del posicionador digital de Samson Tipo 3730-3.

101 Noviembre 2006 / n.º 379

SOLUCIONES

to de la señal antes de que se trans- mita al amplificador de aire de salida del posicionador. El punto de con- signa W se capta en la entrada (ver figura en página anterior), lo que pue- de hacerse de varias maneras. Con un sistema de técnica dos hilos 4-20 mA en modo automático, el sistema de control emite el punto de consigna como una señal de 4-20 mA y se di- gitaliza en el convertidor analógi- co/digital (A/D) (4). En modo ma- nual, el botón giratorio y la pantalla (16), el puerto serie o la señal Hart superpuesta (FSK, 17) facilitan la conversión del punto de consigna a señal digital. En un sistema de bus de campo, la señal de entrada en modo automático es siempre digital.

El regulador PD (3) interno utili- za el punto de consigna W digital y la posición de la válvula X analógica facilitada por el sensor de posición (2) como retroalimentación, para crear la señal de mando interna Y, que se necesita para controlar el módu- lo i/p (6) junto con el amplificador neumático (7). El amplificador cam- bia la presión suministrada al accio- namiento aireándolo y desaireándo- lo hasta que la válvula alcanza la posición deseada. Una ventaja adi- cional es la pequeña fuga de aire in- terna del regulador de caudal (9), que reduce la influencia de la histé- resis interna en el posicionador. Y, además, mantiene limpios los com- ponentes mecánicos, lo que aumen- ta la fiabilidad del posicionador.

Los parámetros de control del re- gulador PD se pueden ajustar digital- mente con ayuda de potenciómetros

digitales, lo que permite una perfec- ta adaptación a la válvula de control durante la inicialización. El regulador PD (3) trabaja con ambos compo- nentes: digitales (punto de consigna, parámetros de control) y analógicos (posición de la válvula, el mismo re- gulador), y así se obtiene una exce- lente dinámica del lazo de control como se demuestra en las figuras su- periores.

En caso de entrada sinusoidal, el posicionador sigue la señal con sólo un ligero desfase, incluso para una frecuencia de 1 Hz y una amplitud de 5%. Después de un cierto periodo de tiempo, el posicionador equipado con piezoválvulas de conmutación incluso deja de seguir el punto de consigna sinusoidal porque el mis- mo posicionador incrementa la zona muerta requerida (banda de tole- rancia) y ya no responde a pequeños cambios en el punto de consigna. En caso de entrada por salto con un cambio de la señal del 2%, el po- sicionador responde al punto de con- signa sin retardo ni sobrepasarse, mientras que otros posicionadores no pueden mantenerlo en este caso. Además, dos de los otros posiciona- dores muestran grandes desviaciones de la posición tomada en el vástago de la válvula, debido al inexacto sis- tema mecánico de transmisión y me- dición de la carrera. El nuevo posi- cionador descrito previamente está diseñado para que tenga en cuenta la transmisión cinemática de la po- sición actual de la válvula en el án- gulo de medición del potenciómetro interno para excluir cualquier no li-

nearidad de los cálculos.

Las mediciones descritas en las figuras superiores se realizaron des- pués de haberse completado la ini- cialización automática del posicio- nador. El nuevo posicionador Samson Tipo 3730 se inicializa con tan sólo pulsar un botón y está inmediata- mente en servicio con un alto grado de precisión. El posicionador Tipo 3780 también produce muy buenos resultados, aunque su respuesta no es tan dinámica debido a su diseño, que incluye dos electroválvulas. Los otros posicionadores necesitan al- gunos ajustes finos, lo que conlleva algunos minutos. Actualmente, los operadores de planta no tienen mu- cho tiempo y desean un posicionador que se inicialice con tan sólo pulsar un botón.

Una ventaja adicional de este posi- cionador es el modo de operación de emergencia, que se pone en marcha cuando falla el sensor de posición. El posicionador tolerante a fallos sigue funcionando usando la correlación previamente determinada entre la se- ñal de mando interna Y y el punto de consigna W; así, casi se consigue la po- sición deseada de la válvula.

La señal del sensor de posición X (2 en figura de la primera página) y la señal de mando interna Y también se digitalizan, haciéndolas isocícli- camente accesibles en el micropro- cesador o memoria. Cuando las señales X, W e Y se analizan inteli- gentemente nos proporcionan gran cantidad de información acerca del estado del posicionador, acciona- miento y válvula de control.

■ Respuesta a una entrada sinusoidal de diferentes posicionado- res.

■ Respuesta a una entrada por salto de diferentes posicionadores.

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Automática e Instrumentación

SOLUCIONES

Métodos de

diagnóstico y datos puros online

Diagnóstico estándar

Tanto durante la iniciali- zación automática como durante el servicio nor- mal del posicionador, se colecciona una gran can- tidad de información que hace posible la detección de posibles fuentes de error. La lista de la figura adjunta incluye los datos accesibles.

En la sección Estado de la lista se informa acerca del tiempo de operación del posicionador. Se dife- rencia entre el tiempo to- tal que el posicionador ha estado en funcionamien- to y el tiempo que ha fun-

cionado dentro del rango admisible sin estar en la posición cerrada. La información se basa en dos puntos en el tiempo: la primera y la última ini- cialización. El número de calibracio- nes del cero, de inicializaciones y de cambios en la configuración realiza- dos indica con qué frecuencia se le dio mantenimiento y se hicieron mo- dificaciones a la válvula de control. Naturalmente, también se indica si se inicializó el posicionador.

Un fallo en el posicionador se indica como estado de alta prioridad si, por ejemplo, se detectó un fallo de ope- ración o del hardware. También se in- dica si la posición de seguridad se activó por la electroválvula opcio- nalmente integrada.

Como el posicionador también se puede operar localmente utilizando sus mandos, desde la sala de control se puede observar si se está reali- zando algún trabajo en el posiciona- dor en campo.

Si durante la inicialización ocurre algún fallo, éste se indica como Error de Inicialización. Por ejemplo, los Códigos 50 hasta 52 en la figura in- dican que ha habido un fallo en el montaje o en los parámetros ajusta- dos para la carrera o en la palanca de transmisión de la posición. Los Erro- res de Operación también propor-

cionan información muy im- portante.

El mensaje de error en el lazo de control aparece cuando la válvula de control no reacciona a la variable regulada en el tiempo de respuesta admisible. Cuan- do el punto cero se despla- za más del ±5 % (ajuste de fábrica que el usuario pue- de modificar) aparece el mensaje desviación en el cero. Este fallo puede ocu- rrir cuando se cambia la po- sición de montaje del posi- cionador, cuando los internos de la válvula es-

Integración en el sistema de control