Pasos para el análisis de fallos en los instrumentos

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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, este artículo presenta algunas experiencias en el mantenimiento en campo de instrumentos, para que sirvan de referencia a quienes se dedican a su mantenimiento. 　　I. Pasos básicos para el análisis de las fallas en los sistemas de instrumentación en campo. Los parámetros medidos por los instrumentos en campo suelen dividirse en cuatro categorías: temperatura, presión, caudal y nivel de líquido. 　　　　Ahora, según los diferentes parámetros de medición, se analiza dónde se encuentran las fallas en los instrumentos de campo. 　　　　1. Primero, antes de analizar las fallas en los instrumentos presentes en el sitio, es necesario comprender a fondo el proceso de producción del sistema de instrumentos en cuestión, 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 analizar las curvas de registro de los instrumentos que presentan fallos, con el fin de determinar la causa de dichas fallas. 　　　　3. Si la curva registrada por el 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 convierte repentinamente en una línea recta ； Es muy probable que el problema esté en el sistema de instrumentos. 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 el sistema de instrumentos no presenta problemas graves. 　　　　4. Al cambiar los parámetros del proceso, se observa que la curva de registro experimenta cambios bruscos o llega 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 de registro del instrumento mostraba un comportamiento normal. Pero una vez que aparecieron las fluctuaciones, la curva de registro se volvió irregular, lo que dificultó el control del sistema; incluso las operaciones manuales ya no eran efectivas para controlarlo. En ese 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 correspondientes. Si hay una gran diferencia entre esos valores, 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 lugar 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 de medición de los cuatro parámetros 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 instrumentos eléctricos que se encargan de medir, indicar y controlar ； Las mediciones de los instrumentos de este sistema suelen tener un gran retraso. 　　　　(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 bruscos. 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 deba 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 propio 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 dicha señal, la válvula de regulación seguirá funcionando; sin embargo, es posible que haya una fuga en la membrana de la válvula ； Verifique si hay cambios en la señal de entrada del localizador de la válvula de regulación. Si la señal de entrada no cambia, pero la señal de salida sí lo hace, entonces el localizador está defectuoso ； Verifique si hay cambios en la señal de entrada del localizador; a continuación, compruebe si hay cambios en la salida del regulador. Si la entrada del regulador no cambia, pero su salida sí lo hace, entonces se trata de una falla 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 lecturas de los instrumentos del sistema de control de presión, lo primero que se debe hacer es verificar si hay cambios en las condiciones de operación del proceso. Estos cambios suelen ser causados por problemas en la configuración de los parámetros PID del regulador. 　　　　(2) En los instrumentos del sistema de control de presión se observa una señal de error; 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 de medición del controlador. 　　3. Pasos para el análisis de fallos en el sistema de instrumentos de control de caudal 　　　　(1) Cuando el valor indicado por el sistema de instrumentos de control de caudal llega a su mínimo, primero se deben verificar los instrumentos de medición en el lugar. Si estos funcionan correctamente, entonces el problema está en el instrumento de visualización. Cuando las lecturas de los instrumentos de medición en el sitio 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 una falla 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 relacionado con los instrumentos, las posibles causas son: es posible que el medidor de caudal por diferencia de presión esté obstruido debido a la tubería de derivación de presión a presión positiva ； Fuga en la cámara de presión positiva del transmisor de diferencia de presión ； Los medidores de caudal mecánicos presentan problemas como el atasco de los engranajes o la obstrucción de las mallas de filtración. 　　　　(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 medición. Se debe verificar si las válvulas de control del sistema de medición del caudal están funcionando correctamente ； Verificar si el sistema de medición de presión del instrumento funciona correctamente ； Verifique si el sistema de transmisión de señales del panel de instrumentos funciona correctamente. 　　　　(3) Si los valores indicados por el sistema de instrumentos de control de caudal varían con frecuencia, se puede pasar al modo manual de control. Si las fluctuaciones disminuyen, la causa podría estar en los propios instrumentos o en que los parámetros de control PID no son adecuados. Si las fluctuaciones siguen siendo frecuentes, entonces la causa radica en los procedimientos de 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 está en el sistema de control del nivel del líquido ； Si no se logra mantener estable el nivel del líquido, generalmente se trata de un fallo en el sistema de procesamiento; por lo tanto, es necesario 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 sus indicaciones son normales, entonces se debe comprobar si hay fugas en el líquido que sella el tubo de transmisión de presión negativa del instrumento de control de nivel por diferencia de presión ； Si hay fugas, vuelva a sellar el líquido y ajuste el punto cero ； No hay fugas; probablemente la cantidad de desplazamiento negativo del instrumento no es la correcta. Se debe ajustar nuevamente esa cantidad para que el instrumento muestre valores normales. 　　　　(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 cuerpo que se está controlando, a fin de determinar la causa del problema. Por lo general, un volumen grande es la causa de las fallas 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 tales cambios, es probable que se trate de fluctuaciones causadas por el propio proceso. Si no hay cambios, podría ser un fallo en el instrumento. 　　Lo anterior es solo un análisis de fallos en los instrumentos de control individual para los cuatro parámetros principales en el sitio. En la práctica, existen además circuitos de control más complejos, como el control en serie, el control por rangos, el control programado, el control de interbloqueo, entre otros. El análisis de estas fallas es aún más complejo; se necesita un análisis detallado