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I

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE INGENIERÍA DE PROCESOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA ASIGNATURA: Control de procesos PRACTICA DE LABORATORIO N°1 TEMA: Instrumentos de control: Actuadores GRUPO: 

Miércoles 7:00-8:40

Integrantes:   

Quispe Peralta Juan de Dios Junior Ranilla Gallegos Celso Ricardo Sanches Condori Jose Daniel

Profesora: 

Cuadros Castilla de Medina Teresa Rossmery

AREQUIPA PERU 06/05/2020

II Resumen: Los actuadores son dispositivos que siguiendo las órdenes del sistema de control, realizan acciones que repercuten en el mundo “real”, los cuales en la actualidad tenemos distintos tipos de actuadores como son los de accionamientos eléctricos, neumáticos, hidráulicos y térmicos. También se hablaran de los tipos de válvulas ya que son un factor crucial para la automatización de los procesos industriales en su regulación, puesto que su función permite modificar el caudal de flujo y modificar el valor de la variable medida, al comportarse como un orificio de área continuamente móvil.

III Contenido Capitulo 1........................................................................................................................................................... 4 Introducción....................................................................................................................................................... 4 1.1. Clasificación............................................................................................................................................. 4 1.1.1. Actuadores neumáticos................................................................................................................... 4 1.1.2. Actuadores eléctricos....................................................................................................................... 7 1.1.3. Actuador electrónico........................................................................................................................ 7 1.2. Condiciones de trabajo............................................................................................................................ 8 1.3. Tipos de válvulas para el control de procesos..........................................................................................8

IV Capitulo 1 Introducción Los actuadores tienen como misión generar el movimiento de los elementos según las órdenes dadas por la unidad de control, estos son dispositivos capaces de intervenir en los procesos que pretendemos controlar. Existen una gran variedad de actuadores pero los más usados son los destinados a producir movimiento (motores t cilindros), los destinados a trasiego de fluidos (bombas) y los de tipo térmico (hornos, intercambiadores, etc.). 1.1. Clasificación Se clasifican en cuatro grupos, dependiendo de la energía que utilizan: 

Neumáticos



Hidráulicos



Eléctricos



Electrónico Dentro de cada una de estas tecnologías encontramos accionamiento de dos tipos:



Accionamiento todo o nada



Accionamiento de tipo continuo

1.1.1. Actuadores neumáticos Los actuadores neumáticos utilizan el aire comprimido como fuente de energía y son muy indicados en el control de movimientos rápidos, pero de precisión limitada. Se clasifican en: 

Cilindro



Actuadores Giratorios



Motores

1.1.1.1. Cilindros  Cilindro de simple efecto: Al cilindro de simple efecto se le aplica presión solo por extremo, con lo cual solo realiza trabajo en un sentido.

V

Retroceso por muelle

Retrocesos por fuerza externa: Solo se usan en casos en los cuales la carga (lo que debe mover) empuja hacia atrás del cilindro.



Cilindro de doble efecto: Pueden realizar el trabajo en ambas direcciones porque se les aplica la presión en ambas caras del embolo.

Cilindro convencional

VI Cilindro de doble vástago: Presentan vástago por las dos partes del embolo. Se usa cuando se requiere un trabajo en dos direcciones.

Cilindro con amortiguador interno

Tipo Tándem: El vástago de uno empuja sobre la superficie del embolo del otro. Las fuerzas de los dos cilindros se suman y gracias a esto se pueden conseguir grandes fuerzas sin la necesidad de utilizar grandes presiones ni cilindros con grandes diámetros.

1.1.1.2. Actuadores giratorios Proporcionan movimiento de giro pero no llegan a producir una revolución. 

Actuador de paleta: El aire a presión, acciona una aleta oscilante. Realiza un movimiento de giro que raras veces supera los 270°, la regulación de este giro lo permiten unos topes mecánicos

VII 

Cilindro rotativo cremallera: El vástago es una cremallera que acciona un piñon y transforma el movimiento lineal en giratorio, hacia la izquierda o la derecha, según el sentido del embolo.

1.1.1.3. Motores neumáticos  Motores neumáticos de paletas: Son de construcción sencilla y por tanto de reducido peso. Consta de un rotor excéntrico dotado de ranuras, el cual gira en una cámara cilíndrica. 

Motor de embolo radial y axial: Similar al anterior. La fuerza se transforma por medio de un plato oscilante en movimiento rotativo, el aire lo reciben dos cilindros simultáneamente al objeto de equilibrar el par y obtener un funcionamiento normal.

1.1.2. Actuadores eléctricos Esta es más sencilla a comparación con la de los actuadores hidráulicos y neumáticos, ya que solo requieren de energía eléctrica como fuente de poder. Como se utilizan cables eléctricos para transmitir electricidad y las señales, es altamente versátil y prácticamente no hay restricciones entre la fuente de poder y el actuador. Existe una gran cantidad de modelos y es fácil utilizarlos como motores eléctricos estandarizados según la aplicación. En la mayoría de veces es necesario usar reductores, debido a que los motores son de operación continua. Sus características, por ser de control, sencillez y precisión de los accionamientos eléctricos han hecho que sean los más usados en los robots industriales actuales. Dentro de los actuadores eléctricos pueden distinguirse tres tipos diferentes: 

Motores de corriente continua (DC)



Motores de corriente alterna (AC)

1.1.3. Actuador electrónico El actuador electrónico es un dispositivo utilizado en los tornos automáticos multihusillo para sustituir las levas y palancas mecánicas para la maniobra axial del pick-up, de los husillos frontales o de los carros. El uso de este dispositivo elimina todos los problemas ligados a la fabricación de levas mecánicas, como: el coste elevado, las dificultades de fabricación o la imposibilidad de optimizarlas en relación con el ciclo de trabajo de la máquina. Este dispositivo puede emplearse además para maniobrar husillos frontales en todos los tornos automáticos carentes de mandos independientes. El actuador electrónico está formado básicamente por un motor brushless con controlador y encoder, un

VIII tornillo de bolas y un pequeño ordenador donde se ha instalado el software para la generación y memorización de las levas. 1.2. Condiciones de trabajo  Establecer el porcentaje de sobredimensionamiento. Usualmente y dependiendo del tamaño y diseño de la válvula, entre 10% y 50% de sobredimensionamiento. 

Considerar la presión de la línea, que muy posiblemente lucha con el actuador.



Verificar el torque admisible para el vástago de la válvula.



Establecer los controles que gobernaran al actuador. Posicionador, válvulas, solenoides, interruptores de carrera, transmisores de posición, etc.



En el caso de un actuador rotatorio hidráulico considerar que la presión hidráulica es mucho más alta que la presión de aire, por lo que los pistones asociados a un actuador hidráulico son mucho más pequeños.



Considerar la adquisición de una central hidráulica si no posee actualmente la presión hidráulica disponible.

1.3. Tipos de válvulas para el control de procesos  Valculas de globo  Valvulas de alto rendimiento de mariposa  Valvulas angulares  Valvula de tres vías ...