Pasos para el análisis de las fallas comunes en los sistemas de instrumentación en sitio

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　　Actualmente, a medida que aumenta el nivel de automatización en las industrias petroquímica, siderúrgica, papelera, alimentaria y farmacéutica, se exigen mayores competencias técnicas a los técnicos encargados del mantenimiento de los instrumentos en las plantas industriales. Con el fin de acortar el tiempo de reparación de las averías en los instrumentos, garantizar una producción segura y mejorar la rentabilidad económica, a continuación se presentan algunas experiencias en el mantenimiento en campo de los instrumentos, para que los técnicos encargados de su mantenimiento las tengan en cuenta. 　　I. Pasos básicos para el análisis de fallos en los sistemas de instrumentación en campo: Los parámetros medidos por los instrumentos en campo suelen dividirse en cuatro categorías principales: temperatura, presión, caudal y nivel del líquido. 　　Ahora, según los diferentes parámetros de medición, se analiza dónde se encuentran las fallas en los instrumentos de campo. 　　1. En primer lugar, antes de analizar las fallas en los instrumentos de medición en el sitio, es necesario comprender a fondo el proceso de producción del sistema de instrumentos correspondiente, así como las condiciones y procedimientos de fabricación. También es importante conocer el diseño del sistema de instrumentos, sus objetivos, su estructura, sus características, sus prestaciones y los requisitos relacionados con sus parámetros. 　　2. Antes de analizar y examinar las fallas en el sistema de instrumentos en el lugar de trabajo, es necesario obtener información de los operarios sobre la carga de producción y los cambios en los parámetros de las materias primas. También se deben revisar las curvas de registro de los instrumentos defectuosos, con el fin de realizar un análisis integral y determinar la causa de la falla. 　　3. Si la curva de registro del instrumento es una línea recta (una línea sin ningún tipo de variación se denomina línea recta), o si la curva, que antes era ondulada, ahora se ha convertido repentinamente en una línea recta, es muy probable que el problema esté en el sistema del instrumento. Debido a que la mayoría de los instrumentos de registro actuales son sistemas informáticos DCS, su sensibilidad es muy alta, por lo que pueden detectar con gran precisión los cambios en los parámetros. En este momento, se pueden modificar artificialmente los parámetros del proceso para observar cómo cambia la curva. Si no hay cambios, se puede suponer que hay un problema en el sistema de instrumentos; si hay cambios normales, se puede asumir que no hay problemas graves en dicho sistema. 　　4. Al cambiar los parámetros del proceso, se observa que la curva de registro experimenta cambios bruscos o salta al valor máximo o mínimo; en estos casos, el problema suele estar en el sistema de instrumentación. 　　5. Antes de que ocurriera la falla, la curva registrada por los instrumentos mostraba un comportamiento normal. Pero una vez que aparecieron las fluctuaciones, la curva dejó de seguir un patrón regular y el sistema se volvió difícil de controlar; incluso las operaciones manuales ya no eran efectivas para controlarlo. En este caso, la falla podría ser causada por problemas en el sistema de operación del proceso. 　　6. Cuando se detecta que los indicadores del DCS no funcionan correctamente, se puede ir al lugar para verificar los valores indicados por los instrumentos visuales. Si hay una gran diferencia entre ellos, es muy probable que haya un problema en el sistema de instrumentación. 　　En resumen, al analizar las causas de las fallas en los instrumentos de medición en el sitio, es necesario prestar especial atención a los cambios en las características del objeto de control y de las válvulas de control, ya que estos pueden ser las causas de las fallas en el sistema de instrumentos de medición. Por lo tanto, debemos considerar y analizar detenidamente ambos aspectos: el sistema de instrumentación en el sitio y el sistema operativo del proceso, para determinar cuál es la causa. 　　II. Pasos para el análisis de fallos en los sistemas de control de instrumentos para los cuatro parámetros de medición principales:
1. Pasos para el análisis de fallos en los sistemas de control de temperatura
Al analizar los fallos en los sistemas de control de temperatura, es necesario prestar atención a dos puntos: primero, la mayoría de los instrumentos utilizados en estos sistemas son eléctricos, y segundo, la medición realizada por estos instrumentos suele tener un retraso considerable. 　　(1) Cuando el valor indicado por el sistema de instrumentos de temperatura cambia repentinamente al máximo o al mínimo, generalmente se trata de una falla en dicho sistema. Debido al gran retraso en la medición del sistema de instrumentos de temperatura, no se producen cambios repentinos. En este caso, las causas de la falla suelen ser el daño en los termopares, las resistencias térmicas, la rotura de los cables de compensación, o el fallo del amplificador del transmisor. 　　(2) El sistema de instrumentos de control de temperatura indica la presencia de oscilaciones rápidas, lo cual suele ser causado por un ajuste inadecuado de los parámetros PID de control. 　　(3) El sistema de instrumentos de control de temperatura muestra fluctuaciones lentas y significativas; esto probablemente se debe a cambios en las condiciones de operación del proceso. Si no hay cambios en esas condiciones, entonces es muy probable que se trate de un fallo en el propio sistema de control de los instrumentos. 　　(4) Pasos para el análisis de fallos en el sistema de control de temperatura: Se debe verificar si hay cambios en la señal de entrada del válvula de regulación. Si no hay cambios en la señal de entrada, pero la válvula de regulación sigue funcionando, entonces es posible que haya una fuga en la membrana de la válvula. También se debe verificar si hay cambios en la señal de entrada del localizador de la válvula de regulación. Si no hay cambios en la señal de entrada, pero sí cambios en la señal de salida, entonces el localizador está defectuoso. Finalmente, se debe comprobar si hay cambios en la señal de entrada del regulador. Si no hay cambios en la señal de entrada del regulador, pero sí cambios en la señal de salida, entonces el problema radica en el propio regulador. 　　2. Pasos para el análisis de fallos en los sistemas de instrumentación de control de presión 　　(1) Cuando se observan oscilaciones rápidas en las indicaciones de los instrumentos del sistema de control de presión, lo primero que se debe hacer es verificar si hay algún cambio en las condiciones de operación del proceso. Estos cambios suelen ser causados por problemas en la forma en que se lleva a cabo la operación del proceso o por una configuración incorrecta de los parámetros PID del regulador. 　　(2) En los instrumentos del sistema de control de presión se observa una falta de respuesta; independientemente de los cambios en las operaciones del proceso, la indicación de presión no varía. Por lo general, el problema radica en el sistema de medición de presión. Primero, se debe verificar si hay obstrucciones en el sistema de tuberías de medición. Si no hay obstrucciones, entonces se debe comprobar si hay cambios en el sistema de salida del transmisor de presión. Si hay cambios, el problema está en el sistema de indicación del controlador. 　　3. Pasos para el análisis de fallos en el sistema de instrumentos de control de caudal 　　(1) Cuando los valores indicados por el sistema de instrumentos de control de caudal alcanzan su valor mínimo, primero se deben revisar los instrumentos de medición en el sitio. Si estos funcionan correctamente, entonces el problema está en el instrumento de visualización. Cuando las lecturas de los instrumentos de medición en el lugar también son mínimas, se debe verificar el grado de apertura de la válvula de regulación. Si el grado de apertura es cero, suele tratarse de un problema entre la válvula de regulación y el regulador. Cuando los instrumentos de medición en el lugar indican un valor mínimo y la apertura de la válvula de regulación es normal, la causa del problema probablemente sea una presión insuficiente en el sistema, obstrucciones en las tuberías del sistema, incapacidad de la bomba para suministrar fluido, cristalización del medio o un manejo inadecuado. Si se trata de un problema en los instrumentos de medición, las causas pueden ser: que el medidor de caudal por diferencia de presión esté obstruido debido a un conducto de presión positiva bloqueado; que la cámara de presión positiva del transmisor de diferencia de presión tenga fugas; o que en el caso de los medidores de caudal mecánicos, los engranajes estén atascados o que las mallas de filtración estén bloqueadas. 　　(2) Cuando los valores indicados por el sistema de instrumentos de control de caudal alcanzan su valor máximo, los instrumentos de medición también suelen indicar ese mismo valor máximo. En este momento, se puede regular manualmente la válvula de control para abrirla o cerrarla. Si el caudal disminuye, generalmente se debe a causas relacionadas con las operaciones del proceso. Si el valor del caudal no disminuye, la causa está en el sistema de instrumentación. Es necesario verificar si las válvulas de control del sistema de instrumentación funcionan correctamente; también hay que comprobar si el sistema de medición de presión del instrumento funciona bien, así como si el sistema de transmisión de señales del instrumento está en buen estado. 　　(3) Si los valores indicados por el sistema de instrumentos de control de caudal fluctúan con frecuencia, se puede pasar al modo manual de control. Si las fluctuaciones disminuyen, la causa está en los instrumentos mismos o en que los parámetros de control PID no son adecuados. Si las fluctuaciones persisten, la causa radica en problemas relacionados con la operación del proceso. 　　4. Pasos para el análisis de fallos en el sistema de instrumentos de control de nivel 　　(1) Cuando los valores indicados por el sistema de instrumentos de control de nivel alcanzan su valor máximo o mínimo, se puede comenzar por verificar si los instrumentos de medición funcionan correctamente. Si todo está bien, se puede pasar al control manual del nivel, para observar cómo varía este. Si el nivel del líquido puede mantenerse dentro de un rango determinado, entonces el problema radica en el sistema de control del nivel. Si no es posible mantener estable el nivel, generalmente se trata de un problema en el sistema de procesamiento; en ese caso, hay que buscar las causas desde el punto de vista del proceso. 　　(2) Cuando las indicaciones del instrumento de control de nivel por diferencia de presión no coinciden con las indicaciones del instrumento de lectura directa en el sitio, primero se debe verificar si el instrumento de lectura directa funciona correctamente. Si su funcionamiento es normal, entonces se debe comprobar si hay fugas en el tubo de transmisión de presión negativa del instrumento de control de nivel. Si hay fugas, se debe volver a sellar dicho tubo y ajustar el punto cero. Si no hay fugas, es posible que la cantidad de desplazamiento negativo del instrumento no sea la correcta; en ese caso, se debe ajustar nuevamente esa cantidad para que las indicaciones del instrumento sean correctas. 　　(3) Cuando los valores indicados por el sistema de instrumentos de control de nivel varían con frecuencia, lo primero que se debe hacer es analizar el volumen del elemento que se controla para determinar la causa del problema. Por lo general, un volumen elevado se debe a una falla en los instrumentos. En los casos en que la capacidad es baja, primero se debe analizar si hay cambios en las condiciones de operación del proceso. Si existen cambios, es probable que se trate de fluctuaciones causadas por el propio proceso. Si no hay cambios, podría ser un fallo en el instrumento.