Las últimas técnicas de calibración de bucle y sondas digitales intercambiables en caliente para ahorrar costes y reducir el tiempo de inactividad.

En las aplicaciones modernas de fabricación avanzada, almacenamiento de productos y desarrollo, cualquier interrupción de los datos de medición utilizados para el control o la supervisión del entorno presenta riesgos sustanciales, lo que conlleva costes directos significativos.

¿Cómo puede la instrumentación moderna ayudarle a mitigar estos riesgos y reducir costes?

Estos riesgos pueden mitigarse mediante un mantenimiento planificado, revisiones y, cuando sea necesario, el uso de instrumentos redundantes. El mantenimiento crítico incluye la calibración periódica y la sustitución de filtros. La redundancia puede lograrse utilizando ubicaciones de medición adicionales, plataformas de monitorización independientes o sistemas de gestión de edificios totalmente duplicados.

La calibración, aunque es vital para reducir estos riesgos, tiene un coste significativo y suele provocar un tiempo de inactividad considerable de los instrumentos durante la calibración. En este blog se exploran los métodos tradicionales y modernos utilizados para realizar calibraciones de bucle en campo, que son un requisito en muchas de las aplicaciones más críticas.

Definición del problema: Riesgos asociados con la instrumentación de humedad para el control y la supervisión Definición del problema: Riesgos asociados con la instrumentación de humedad para el control y la supervisión

La medición y el control de la humedad se describen a menudo como un arte oscuro debido a la compleja relación entre la temperatura y la humedad. En casi todos los escenarios, la humedad excesiva que conduce a la condensación o a la formación de hielo es inaceptable y puede afectar gravemente a los productos, los procesos y las personas.

Incluso sin condensación, un control deficiente de la humedad puede afectar a los productos y procesos de varias maneras, como el deterioro de los productos alimenticios, el apelmazamiento de los polvos, la alteración de la viabilidad y la vida útil de los productos, la generación de descargas estáticas en componentes críticos y la reducción del confort humano.

Las mediciones de calidad de la humedad son esenciales, pero todas las tecnologías de medición de la humedad se enfrentan a varios retos:

• Precisión de la medición: Incluso los mejores instrumentos industriales de medición de la humedad suelen alcanzar, en el mejor de los casos, una precisión de solo el 1 % de humedad relativa.
• Velocidad de respuesta: Los sensores de humedad interactúan con el aire, lo que hace que reaccionen más lentamente que los sensores de otros parámetros, como la presión.
• Desviación de la medición: Todos los sensores de humedad se desvían con el tiempo, lo que da lugar a datos menos fiables si no se recalibran y ajustan periódicamente. La desviación se amplifica normalmente en aplicaciones difíciles o contaminadas.
• Ubicación de la instalación y homogeneidad: La colocación de los instrumentos de humedad en un proceso o sala puede afectar significativamente a sus lecturas debido al alto impacto de la temperatura en la humedad.
• Daños en los sensores: Los sensores de humedad son relativamente frágiles y susceptibles a daños por vibraciones o contaminantes.

Información técnica: calibración de bucle

La calibración confirma el rendimiento de un instrumento de medición. En la actualidad, es habitual en las operaciones modernas, o incluso está regulado, que se realicen calibraciones completas del bucle del «sistema».

¿Qué es una calibración de bucle?

Un bucle de medición completo incluye el instrumento de medición, el cableado asociado, los indicadores, las tarjetas de entrada del sistema de control y los valores finales de visualización en el PLC o en el panel de control del sistema.

¿Por qué son necesarias las calibraciones de bucle?

La calibración completa del bucle es esencial, ya que verifica la precisión de todo el bucle de medición, asegurando que el resultado utilizado para las decisiones de control o la supervisión refleje con precisión las condiciones reales del proceso. Este enfoque holístico es crucial para mantener la seguridad, la calidad y la eficiencia operativas. Aunque a menudo se asume que solo el instrumento de medición necesita calibración una vez puesto en marcha correctamente, factores como los daños en el cableado, la deriva de la tarjeta de entrada y los desplazamientos de configuración del PLC pueden afectar a las lecturas finales.

Dos enfoques tradicionales para realizar calibraciones de bucle:

El instrumento se calibra in situ, lo que permite leer los datos del PLC y compararlos con una referencia. Por ejemplo, se puede utilizar un transmisor de humedad en un generador de calibración portátil para comparar la lectura del PLC con la referencia del generador.

Ventajas:
+ Calibración de bucle completo
+Instrumento calibrado tal como se instaló
Desventajas:
-Los datos en tiempo real se interrumpen durante la calibración.  
-Por lo general, solo se puede calibrar un instrumento a la vez. 
-El acceso a los instrumentos suele ser poco práctico o perjudicial (por ejemplo, unidades de tratamiento de aire, salas blancas, zonas peligrosas). 

El instrumento se retira para una calibración por separado y se miden las señales analógicas. Las señales analógicas in situ se inyectan en el sistema mediante un dispositivo de calibración de campo calibrado capaz de generar señales analógicas con precisión.

Ventajas:
+ Calibración de bucle completo
+ El instrumento puede calibrarse sin conexión (a menudo a un estándar más alto)  
+ Reducción del tiempo de inactividad
Desventajas:
-El instrumento debe retirarse y sustituirse (probablemente por uno de repuesto).   
-Se necesita instalación eléctrica/mecánica   
-El nuevo instrumento debe ponerse en servicio -Se requiere un dispositivo de calibración de campo avanzado 

Calibración de bucle basada en sonda digital moderna

Rotronic ha sido pionera en un tercer enfoque que implica el intercambio en caliente de sondas digitales y la calibración de bucle digital durante los últimos 20 años. En este método, el instrumento permanece completamente instalado y la sonda de medición digital se retira manualmente. Se conectan simuladores de sondas digitales calibrados, que envían valores de medición digitales al transmisor, que se convierten en señales analógicas a través de la interfaz PLC final. Normalmente, se utilizan tres simuladores diferentes para proporcionar una calibración de tres puntos. Este método elimina la necesidad de una instalación mecánica o eléctrica, ya que las sondas se pueden intercambiar manualmente. Una vez completada la calibración del bucle, se conecta una sonda digital de repuesto o de sustitución con una calibración nueva. Las sondas retiradas pueden calibrarse ex situ con un alto nivel de calidad en un laboratorio de calibración local o fuera de las instalaciones.

Ventajas:
+ Calibración de bucle completo
+Transmisor calibrado según lo instalado  
+Muy bajo tiempo de inactividad del proceso
+Sin cambios eléctricos ni mecánicos
+Puede ser realizado por personal con menos formación técnica
+No se necesitan instrumentos ni dispositivos de calibración de campo en el lugar de medición.
+Las sondas retiradas pueden calibrarse según el mejor estándar (no impulsado por el tiempo de inactividad del proceso)
Desventajas:
-Los transmisores con interfaz de sonda digital suponen una inversión inicial más elevada.

Conclusión: Las ventajas de las sondas digitales y los simuladores

Las sondas digitales permiten intercambiar las sondas de campo sin afectar al cumplimiento y la trazabilidad. Las sondas retiradas pueden calibrarse fuera de las áreas de producción o instalación, normalmente con un estándar más alto y menos presión de tiempo. El proceso de intercambio en caliente es rápido, lo que da como resultado interrupciones nulas o muy breves de los valores medidos. En el campo, los simuladores de sondas digitales inyectan valores fijos en los transmisores, lo que facilita una calibración rápida y eficiente y reduce significativamente el tiempo de inactividad. Para aplicaciones acreditadas, los simuladores pueden incluso calibrarse con certificación acreditada.

Mediante el uso de sondas digitales de Rotronic y las técnicas actualizadas de calibración y medición que permiten, organizaciones como la suya pueden mejorar significativamente la fiabilidad de sus procesos, reducir los costes de mantenimiento y mejorar la eficiencia operativa general. Este enfoque garantiza que el control de la humedad deje de ser un «arte oscuro» y se convierta en un proceso preciso y manejable. Estas ventajas también se aplican a nuestra gama de sondas digitales de presión diferencial de temperatura y CO2. Póngase en contacto con nosotros para obtener más información.

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