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CALIBRACIÓN Y PUESTA EN SERVICIO DE UNA VÁLVULA DE CONTROL, Guías, Proyectos, Investigaciones de Control de Procesos

El presente informe detalla el proceso de calibración de una válvula de control modelo Fisher Baumann 24000, utilizando el calibrador de campo Emerson 475. Además, se describe el procedimiento para obtener la firma de la válvula en equipos compatibles con los protocolos HART o Fieldbus. La firma de la válvula permite realizar un análisis exhaustivo de su funcionamiento, facilitando la evaluación de su estado operativo y el diagnóstico de posibles anomalías. Este análisis es fundamental para asegurar el desempeño óptimo de la válvula en procesos industriales, minimizando riesgos asociados a fallos en el control. Asimismo, el informe incluye el procedimiento para ajustar la válvula y verificar su comportamiento tras el ajuste, aplicando una señal escalón para comprobar si responde correctamente y sigue la señal de control.

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2023/2024

Subido el 24/06/2025

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jose-miguel-vega-jacho 🇪🇨

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INFORME DE PRÁCTICA DE LABORATORIO
Código de documento: VDC-INF-2024-V2-014 REV. UPDI :2024-oct-08
Código de proceso: GDOC-ATAD-9-4-1
DEPARTAMENTO:
Eléctrica electrónica y
Telecomunicaciones
CARRERA:
Electrónica y Automatización
ASIGNATURA:
Control de procesos - 3091
NIVEL:
Séptimo
03/12/2024
DOCENTE:
ING. Edwin Patricio Pruna Panchi
PRÁCTICA N°:
2
CALIBRACIÓN Y PUESTA EN SERVICIO DE UNA VÁLVULA DE CONTROL
José Miguel Vega Jacho, Brayan Alexander Sangucho Taco, Franklin Rodrigo Moreno Prado
RESUMEN
El presente informe detalla el proceso de calibración de una válvula de control modelo Fisher Baumann 24000,
utilizando el calibrador de campo Emerson 475. Además, se describe el procedimiento para obtener la firma de
la válvula en equipos compatibles con los protocolos HART o Fieldbus. La firma de la válvula permite realizar un
análisis exhaustivo de su funcionamiento, facilitando la evaluación de su estado operativo y el diagnóstico de
posibles anomalías.
Este análisis es fundamental para asegurar el desempeño óptimo de la válvula en procesos industriales,
minimizando riesgos asociados a fallos en el control. Asimismo, el informe incluye el procedimiento para ajustar
la válvula y verificar su comportamiento tras el ajuste, aplicando una señal escalón para comprobar si responde
correctamente y sigue la señal de control.
Palabras Claves: Válvula, Firma, Calibración
1. INTRODUCCIÓN:
El control preciso de los procesos industriales depende en gran medida del correcto funcionamiento de las válvulas de control,
elementos esenciales para regular variables como presión, caudal y nivel. Este informe presenta el proceso de calibración de
una válvula de control modelo Fisher Baumman 24000, utilizando el Comunicador de campo EMERSON 475, junto con los
pasos necesarios para ponerla en servicio dentro de un sistema de control.
El objetivo principal es garantizar que la válvula opere de manera óptima, siguiendo un procedimiento estructurado que incluye
su ajuste y la obtención de su firma mediante protocolos de comunicación HART o Fieldbus. Este análisis permite identificar
posibles anomalías, evaluar su estado funcional y verificar si la válvula responde adecuadamente a las señales de control
aplicadas. Finalmente, se verifica el desempeño de la válvula mediante la aplicación de una señal escalón para comprobar su
capacidad de seguir correctamente la señal de control.
2. OBJETIVO(S):
2.1 Realizar la calibración de una válvula de control, para funcionamiento en un sistema de control
2.2 Realizar los pasos para poner en servicio la válvula de control.
3. MARCO TEÓRICO:
Válvulas Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación
de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.
Una válvula realiza la función de variar el caudal del fluido de control que modifica a su vez el valor de la variable medida,
comportándose como un orificio de área continuamente variable.
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Código de documento: VDC-INF- 2024 - V2- 014 REV. UPDI:2024-oct- 08 DEPARTAMENTO: Eléctrica electrónica y Telecomunicaciones CARRERA:^ Electrónica y Automatización ASIGNATURA: Control de procesos - 3091 NIVEL: Séptimo FECHA: 03 /12/ DOCENTE: ING. Edwin Patricio Pruna Panchi PRÁCTICA N°: 2 CALIFICACIÓN:

CALIBRACIÓN Y PUESTA EN SERVICIO DE UNA VÁLVULA DE CONTROL

José Miguel Vega Jacho, Brayan Alexander Sangucho Taco, Franklin Rodrigo Moreno Prado

RESUMEN

El presente informe detalla el proceso de calibración de una válvula de control modelo Fisher Baumann 24000, utilizando el calibrador de campo Emerson 475. Además, se describe el procedimiento para obtener la firma de la válvula en equipos compatibles con los protocolos HART o Fieldbus. La firma de la válvula permite realizar un análisis exhaustivo de su funcionamiento, facilitando la evaluación de su estado operativo y el diagnóstico de posibles anomalías. Este análisis es fundamental para asegurar el desempeño óptimo de la válvula en procesos industriales, minimizando riesgos asociados a fallos en el control. Asimismo, el informe incluye el procedimiento para ajustar la válvula y verificar su comportamiento tras el ajuste, aplicando una señal escalón para comprobar si responde correctamente y sigue la señal de control. Palabras Claves: Válvula, Firma, Calibración

1. INTRODUCCIÓN: El control preciso de los procesos industriales depende en gran medida del correcto funcionamiento de las válvulas de control, elementos esenciales para regular variables como presión, caudal y nivel. Este informe presenta el proceso de calibración de una válvula de control modelo Fisher Baumman 24000, utilizando el Comunicador de campo EMERSON 475, junto con los pasos necesarios para ponerla en servicio dentro de un sistema de control. El objetivo principal es garantizar que la válvula opere de manera óptima, siguiendo un procedimiento estructurado que incluye su ajuste y la obtención de su firma mediante protocolos de comunicación HART o Fieldbus. Este análisis permite identificar posibles anomalías, evaluar su estado funcional y verificar si la válvula responde adecuadamente a las señales de control aplicadas. Finalmente, se verifica el desempeño de la válvula mediante la aplicación de una señal escalón para comprobar su capacidad de seguir correctamente la señal de control. 2. OBJETIVO(S): 2.1 Realizar la calibración de una válvula de control, para funcionamiento en un sistema de control 2.2 Realizar los pasos para poner en servicio la válvula de control. 3. MARCO TEÓRICO: Válvulas Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos. Una válvula realiza la función de variar el caudal del fluido de control que modifica a su vez el valor de la variable medida, comportándose como un orificio de área continuamente variable.

Código de documento: VDC-INF- 2024 - V2- 014 REV. UPDI:2024-oct- 08 Figura 1. Estructura de una válvula de control Calibración de Instrumentos industriales Calibración: Básicamente es un proceso de comparación de las medidas que da un instrumento respecto a un instrumento patrón. En ese sentido de esta comparación se obtendrá un error, el mismo que se analizará si cumple o no con las especificaciones que el sistema bajo medición exige. Ajuste: Consiste en las acciones correctivas que se realizan para corregir el error con el fin de que el error este dentro de lo considerado como aceptable.

4. DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO: 4.1. Materiales

  • Válvula Fisher Baumman 24000 + Posicionado
  • Calibrador de procesos fluke 707
  • Comunicador de campo EMERSON 475
  • Compresor 4.2. Trabajo preparatorio ¿Qué es la firma de la válvula de control? Ayuda a identificar problemas que surgen de la válvula a fin de identificar problemas y realizar reparaciones antes de que afecten el rendimiento.
  • Evaluar la fricción de la válvula, la banda muerta y la capacidad de corte
  • Calcular la razón de compresión de resorte del actuador y la fijación en el banco
  • Identificar posibles problemas de la empaquetadura
  • Comparar el estado actual con el estado de los valores de referencia anterior Procedimiento necesario para obtener la firma de la válvula de control
  1. Seleccionar valvuelink de la pantalla de inicio del comunicador de campo Emerson 475.
  2. Realizar la comunicación HART y hacer un diagnóstico completo de la válvula.
  3. Si es necesario ajustar la válvula haciendo un análisis mediante el gráfico que proporciona del diagnóstico realizado.
  4. Todos estos datos e imágenes son enviados al software de emerson (valvelink). 4.3. Desarrollo
  • Se realiza la conexión de la figura Figura 2. Conexión de los equipos e instrumentos industriales, para la calibración. Obtención de la firma
  • Se enciende el comunicador de campo 475.

Código de documento: VDC-INF- 2024 - V2- 014 REV. UPDI:2024-oct- 08 Figura 6. Selección para fuera de servicio. Seleccionamos diagnostic – total scan.

  • Se observa la firma de la válvula. Figura 7. Firma de válvula. Calibración Nota: Esto se realiza si la válvula esta descalibrada Se selecciona calibration - modo automático. Figura 8. Calibración - modo automático. Luego los siguientes pasos:

Código de documento: VDC-INF- 2024 - V2- 014 REV. UPDI:2024-oct- 08

  • Seleccionar asistente guiado (guided setup)
  • Seleccionar device setup ( esta opción permite ingresar información del actuador)
  • Si el equipo está en servicio aparecerá una advertencia, colocar la válvula fuera de servicio.
  • Elegir el tipo de relay para en actuador (seleccionar A or C).
  • Seleccionar el tipo de control (travel control)
  • Seleccionar el tipo de unidades (PSI)
  • Colocar la presión máxima de suministro (20 PSI)
  • Seleccionar el tipo de actuador (Fisher control)
  • Seleccionar el modelo del actuador (667)
  • Seleccionar el tamaño del actuador (30)
  • Seleccionar (No booster)
  • Setup wizard is ready to send config to the instrument (send)
  • Use Factory defaults for setup? (YES)
  • Aparecerá un mensaje “Setup wizard has completed”
  • Aparecerá un nuevo mensaje (pregunta se quiere activar la calibración) “To finish setting of the valve. Run auto TVL Calib”. (presiona Ok)
  • Aparecerá “do you wish to run auto travel calib?. Select yes if inicial setup” (Presionar yes)
  • Select crossover adjust (Seleccionar “Default”)
  • Terminada la calibración aparecerá “auto tvl calib has completed” (Presionar OK)
  • Colocar la válvula en servicio
  • Aparecerá una nota: “To modify response, use Stabilize/Optimize, presionar ok 5. ANÁLISIS DE RESULTADOS: Análisis de la firma de la válvula
  1. Primero se realiza la obtención de la firma, sin realizar calibración. Figura 9. Firma de válvula (sin calibración).
  • Se observa que la firma tiene una histéresis, respecto a la consiga (línea verde), además, se observa que se tiene el punto de inicio, pero no el de salida.
  • La válvula en el 0% de apertura tiene un valor de 3 PSI y en el 100% tiene 13 PSI por lo cual la válvula se puede decir que está calibrada pero no tiene el punto de salida.
  1. Luego se obtiene otra firma, ya realizada la calibración correspondiente. Figura 10. Firma de válvula (calibrada).

Código de documento: VDC-INF- 2024 - V2- 014 REV. UPDI:2024-oct- 08

7. DISCUSIÓN:

  • Los resultados obtenidos durante la práctica permitieron confirmar la importancia de una calibración adecuada en el desempeño de las válvulas de control. A partir de la obtención de la firma inicial, se observó que, aunque la válvula estaba calibrada dentro de ciertos márgenes, presentaba una falta de precisión en su punto de salida y una histéresis significativa.
  • La realización del procedimiento de calibración utilizando el Comunicador de Campo EMERSON permite que el actuador se ajuste y se calibre de forma sencilla y fácil, además puede mostrar datos de manera gráfica.
  • La aplicación de señales escalón, confirmó que la válvula seguía correctamente la señal de control, por lo cual se puede decir que está funcionando de manera adecuada. 8. CONCLUSIONES:
  • La calibración adecuada de una válvula de control es fundamental para garantizar el correcto desempeño de los sistemas industriales, minimizando errores y daños a futuro.
  • La firma de la válvula es una herramienta clave para diagnosticar su estado, identificar posibles anomalías y realizar ajustes preventivos antes de que impacten negativamente en el sistema.
  • La calibración realizada redujo de manera significativa la histéresis observada en la firma inicial, mejorando la respuesta de la válvula a las señales de control.
  • La aplicación de señales escalón permitió verificar el funcionamiento adecuado de la válvula tras la calibración. 9. BIBLIOGRAFÍA: Fisher Valves. 2023. Control Valve Diagnostics and Performance Monitoring. Fisher Technology Bulletin, Emerson Automation Solutions. Editorial Emerson. Páginas 10-45. Fecha de consulta: 0 2 /12/2024. Emerson Process Management. 2017. 475 Field Communicator Quick Start Guide , Emerson Automation Solutions. Emerson Publishing. Páginas 1-25. Fecha de consulta: 0 2 /12/ Emerson Automation Solutions. 2022. ValveLink Software D102227X012 Product Bulletin 62.1: ValveLink Software. Emerson, páginas 9-11. Fecha de consulta: 0 2 /12/