Calibración y Puesta en Marcha de Posicionadores de Válvulas: Una Guía Práctica para Válvulas de Control

Un posicionador de válvula ayuda a una válvula de control a alcanzar la posición solicitada por el sistema de control. Sin embargo, la instalación correcta por sí sola no garantiza un funcionamiento preciso. Si el posicionador está configurado incorrectamente, la retroalimentación de recorrido está desalineada o las conexiones neumáticas no son adecuadas, la válvula puede no seguir su señal de entrada como se espera.

Por lo tanto, la calibración y la puesta en marcha son pasos importantes al instalar un nuevo posicionador, reemplazar una unidad existente o devolver una válvula de control al servicio después del mantenimiento.

El procedimiento exacto varía según el modelo, el actuador y la configuración de la válvula. La siguiente guía describe las principales comprobaciones que los ingenieros deben considerar antes de poner en marcha un posicionador.

Un posicionador de válvula compara la posición solicitada con el recorrido medido o inferido de la válvula, y luego ajusta su salida neumática para reducir la diferencia.

La calibración establece la relación entre la entrada del posicionador y el recorrido de la válvula. Dependiendo del dispositivo, la configuración también puede implicar la selección del tipo de actuador, la configuración de la dirección del recorrido, la confirmación del rango de la señal y la comprobación de los sensores de retroalimentación o de presión.

La calibración no es lo mismo que una prueba de puesta en marcha completa. Un posicionador puede pasar su procedimiento de calibración pero aún así funcionar mal debido a la fricción del actuador, aire de instrumentación inadecuado, interferencia mecánica o una configuración de control inadecuada.

Por lo tanto, un proceso de puesta en marcha fiable incluye tanto la configuración del dispositivo como la verificación del conjunto completo de la válvula.

Antes de iniciar la calibración, confirme que el posicionador es adecuado para la válvula y el actuador.

Compruebe el modelo del posicionador, el tipo de actuador, la disposición de montaje, el recorrido de la válvula, la señal de entrada y el protocolo de comunicación. Confirme que la configuración instalada coincide con el hardware real.

Si se ha reemplazado el posicionador, no asuma que la configuración antigua se puede copiar sin verificación. El reemplazo puede tener diferentes ajustes, disposiciones de retroalimentación o requisitos de funcionamiento.

Compruebe el soporte de montaje, la alineación del enlace de retroalimentación o del sensor, y la libertad de movimiento de la válvula. Busque conexiones sueltas, interferencias, holguras excesivas o daños visibles.

Para válvulas rotativas, confirme que la retroalimentación de posición corresponde a la dirección de rotación prevista. Para válvulas de vástago deslizante, compruebe que el mecanismo de retroalimentación puede seguir el recorrido lineal requerido.

Verifique que el suministro de aire cumple con los requisitos del dispositivo y del actuador. Inspeccione las tuberías, los accesorios y las conexiones neumáticas en busca de fugas o restricciones.

Para un posicionador digital accionado eléctricamente, confirme el cableado de entrada, la polaridad cuando sea aplicable, los requisitos de puesta a tierra y las conexiones de comunicación de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

La configuración establece cómo el posicionador interpreta su comando y opera el actuador.

Dependiendo del modelo, los ajustes relevantes pueden incluir:

• Rango de señal de entrada y modo de operación.

• Tipo y acción del actuador.

• Rango y dirección del recorrido de la válvula.

• Configuración de retroalimentación de posición.

• Ajustes de salida y respuesta neumática.

• Opciones de comunicación y diagnóstico.

Por ejemplo, un posicionador utilizado con una señal de control de 4 a 20 mA debe configurarse para el rango de señal correcto y la acción de válvula prevista. Si la válvula está configurada para cerrarse a medida que aumenta la entrada cuando la aplicación requiere el comportamiento opuesto, el conjunto puede responder incorrectamente incluso si el posicionador en sí es funcional.

Los menús de configuración y los nombres de los parámetros varían según el modelo y el firmware. Utilice siempre las instrucciones aplicables al dispositivo exacto.

La calibración del recorrido establece la relación entre el comando y el movimiento físico de la válvula.

Un procedimiento típico puede implicar los siguientes pasos, sujetos a las instrucciones del fabricante:

1. Coloque el instrumento en el modo de calibración o fuera de servicio requerido.

2. Confirme que el actuador y el mecanismo de retroalimentación están instalados correctamente.

3. Inicie el procedimiento de calibración de recorrido aprobado.

4. Permita que el dispositivo identifique o establezca los puntos finales de recorrido requeridos.

5. Compruebe que la retroalimentación corresponde a la posición real de la válvula.

6. Guarde la configuración y devuelva el instrumento a su modo de operación previsto.

7. Verifique la respuesta en todo el rango de recorrido requerido.

Algunos posicionadores digitales admiten la calibración automática del recorrido, mientras que otros pueden requerir ajuste manual o configuración adicional.

Por ejemplo, los controladores de válvulas digitales Fisher FIELDVUE DVC6200 proporcionan funciones guiadas de configuración y calibración de recorrido. El procedimiento exacto depende de la versión del dispositivo y la configuración.

Después de la calibración, compruebe si la válvula sigue correctamente su comando.

Para un posicionador configurado para una señal de 4 a 20 mA, la verificación debe confirmar que el rango de entrada especificado corresponde al rango de recorrido previsto. La relación exacta depende de la acción configurada de la válvula y de los requisitos de operación.

Durante las pruebas, observe:

• Si la válvula responde en la dirección correcta.

• Si el recorrido alcanza los puntos finales requeridos.

• Si las posiciones intermedias son repetibles.

• Si la válvula se mueve suavemente o muestra atascos o saltos repentinos.

• Si el posicionador informa de alarmas inesperadas.

• Si la presión y el movimiento del actuador parecen consistentes con el comando.

No confíe únicamente en el valor de recorrido mostrado por el posicionador. Siempre que sea práctico y seguro, compare la posición indicada con la posición mecánica real.

Una válvula que se mueve correctamente en sus puntos finales pero funciona mal en posiciones intermedias puede tener fricción, holgura, limitaciones del actuador u otros problemas que la calibración por sí sola no resolverá.

Si la válvula se mueve en la dirección incorrecta, compruebe la acción del actuador, la configuración del posicionador y la disposición de retroalimentación antes de cambiar los ajustes.

El movimiento incompleto puede ser causado por una presión de aire insuficiente, limitaciones del actuador, interferencia mecánica, configuración de recorrido incorrecta o fuerza operativa excesiva de la válvula.

La oscilación o la caza pueden ser el resultado de una fricción excesiva, aire de instrumentación inestable, ajustes de respuesta inadecuados o interacciones de control de proceso. Revise todo el conjunto en lugar de ajustar el posicionador repetidamente sin diagnóstico.

Un fallo de calibración puede indicar un montaje incorrecto, retroalimentación poco fiable, movimiento restringido, configuración de actuador inadecuada o un problema de configuración específico del dispositivo. Siga el procedimiento de solución de problemas del fabricante para identificar la causa.

Si la válvula no sigue la señal de control como se espera, verifique el rango de entrada, el cableado, la acción configurada y la configuración del sistema de control o comunicación.

Antes de devolver la válvula a operación, confirme que:

• Los modelos de posicionador y actuador son compatibles.

• Se han inspeccionado el montaje, la retroalimentación, las tuberías y el cableado.

• El aire de instrumentación cumple los requisitos especificados.

• Se han completado la configuración correcta y la calibración del recorrido.

• Se ha verificado el movimiento de la válvula en todo el rango de operación requerido.

• Se han revisado las alarmas y los mensajes de diagnóstico.

• Se ha comprobado la acción de fallo prevista cuando lo requiere el plan de puesta en marcha.

• Se han retirado todos los arreglos de prueba temporales y el sistema ha sido devuelto a su configuración operativa aprobada.

• Se han registrado los resultados de la calibración y los ajustes finales.

El alcance de las pruebas debe seguir el procedimiento de puesta en marcha del sitio y la documentación del equipo aplicable. Las funciones de seguridad instrumentadas requieren sus propios requisitos de verificación aprobados; la calibración ordinaria del posicionador por sí sola no establece que una función de seguridad cumpla.

La calibración del posicionador de válvula es una parte importante de la puesta en marcha de la válvula de control, pero un rendimiento fiable depende de más que completar una rutina de configuración automática. El montaje correcto, el aire de instrumentación, la configuración, la retroalimentación de recorrido, el rendimiento del actuador y las pruebas finales contribuyen al resultado.

Los posicionadores digitales como Fisher FIELDVUE DVC6200, Masoneilan SVI y Neles ND9000 ofrecen funciones de configuración y diagnóstico dependientes del modelo que pueden apoyar el trabajo de mantenimiento y puesta en marcha.

Seguir el procedimiento específico del modelo correcto y documentar la configuración final ayuda a reducir los problemas de puesta en marcha y hace que la solución de problemas futura sea más eficiente.