SUITE DE INGENIERÍA INDUSTRIAL · 48 CALCULADORAS TÉCNICAS

Herramientas & Calculadoras de Automatización, Instrumentación y Control

Plataforma de cálculo en tiempo real diseñada para ingenieros de proyectos, integradores y técnicos de planta. Fórmulas exactas bajo estándares internacionales (ISA, ASME, IEC, NOM y NEC).

Mostrando 48 calculadoras técnicas en 7 módulos de ingeniería
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1. Instrumentación y Medición de Procesos

10 Calculadoras · ISA / IEC 60751 / ISO 5167
IEC 61131-3 / Siemens / Rockwell

Escalador de Señales Analógicas Multi-Estándar

#01

Conversión bidireccional entre variable de proceso real (EU), señal eléctrica (4–20 mA, 0–10 V, 1–5 V) y cuentas crudas de PLC (0–27648, 0–32767, 4000–20000).

Escenarios:
Porcentaje de Escala:50.0 %
Señal Transmitida:12.000 mA
Registro PLC (RAW):13824
EU = LRV + ((RAW - RAW_min) / (RAW_max - RAW_min)) * (URV - LRV)
mA = 4 + (EU - LRV) / (URV - LRV) * 16
ANSI/ISA-75.01.01 / IEC 60534

Dimensionamiento de Válvulas de Control (Cv / Kv)

#02

Cálculo del coeficiente de flujo requerido según caudal operativo, presiones aguas arriba/abajo y gravedad específica del fluido.

Coeficiente Cv (US GPM/psi^0.5):11.18
Coeficiente Kv Métrico (m³/h/bar^0.5):9.67
Diagnóstico de Régimen:Régimen Normal (Subcrítico)
Cv = Q * sqrt(G / (P1 - P2)) | Kv = 0.865 * Cv
ISA DP Level Standards

Calibrador de Nivel Hidrostático para Tanques

#03

Cálculo de rango de calibración (LRV y URV) con supresión o elevación de cero en tanques abiertos y cerrados (pierna seca / húmeda).

URV LRV
Nivel: 100.0%
LRV (0%): 0.0 mmH2O
URV (100%): 2000.0 mmH2O
LRV (0% de Nivel / 4 mA):0.0 mmH2O
URV (100% de Nivel / 20 mA):2000.0 mmH2O
Span Calibrado:2000.0 mmH2O
LRV = (d * SG_leg) (Supresión si wet leg)
URV = (H * SG_proceso) + LRV | Span = URV - LRV
IEC 60751 / ASTM E230 / NIST ITS-90

Conversor de Sensores de Temperatura (RTD & Termopares)

#04

Conversión precisa de Ohms a °C para RTDs (Pt100, Pt1000) y milivoltios (mV) a °C para termopares J, K, T con compensación de unión fría.

Temperatura Calculada:100.00 °C
Equivalencia Fahrenheit:212.00 °F
Equivalencia Kelvin:373.15 K
Detalle Normativo:Pt100 IEC 60751
ISA-RP67.04.02 / ASME PTC 19.1

Calculadora de Error Total Probable (TPE)

#05

Estimación de la incertidumbre global del lazo de instrumentación combinando sensor, transmisor, cableado y convertidor A/D mediante raíz de suma de cuadrados.

Error Total Probable (TPE):± 0.283 %
Peor Caso (Suma Lineal):± 0.580 %
Evaluación de Lazo:Excelente Precisión (< 0.5%)
ISO 5167-2 / AGA Report No. 3

Dimensionamiento de Placas de Orificio (ISO 5167)

#06

Cálculo de caída de presión ΔP, caudal volumétrico y másico y relación de diámetros β (d/D) para tomas de presión.

Relación de Diámetros (β = d/D):0.600
Caudal Másico (qm):14,235.0 kg/h
Caudal Volumétrico (Qv):14.24 m³/h
Validación ISO 5167:Beta dentro de norma (0.2 ≤ β ≤ 0.75)
ISO 9104 / AGA-9 / ASME MFC

Calculadora de Tramos Rectos de Tubería

#07

Determinación de longitudes mínimas aguas arriba y aguas abajo en diámetros nominales (D) según la tecnología de medición y perturbaciones.

Aguas Arriba Mínimo (L_up):5 D (0.51 m / 508 mm)
Aguas Abajo Mínimo (L_down):2 D (0.20 m / 203 mm)
ASME PTC 19.3 TW-2016

Frecuencia de Resonancia en Termopozos (ASME PTC 19.3 TW)

#08

Verificación de la relación de frecuencia de desprendimiento de vórtices (Wake Frequency) contra la frecuencia natural para evitar rotura por fatiga.

Frecuencia Vórtices (fs):61.9 Hz
Frecuencia Natural (fn):140.0 Hz
Relación de Frecuencias (fs/fn):0.44
Dictamen ASME PTC 19.3:Aprobado
ISO 2533 / AGA-8

Compresibilidad y Corrección de Caudal de Gases

#09

Conversión entre caudal volumétrico en condiciones de operación (m³/h, ACFM) y condiciones normales (Nm³/h, SCFM) con factor Z.

Caudal Normalizado:641.5 Nm³/h
Caudal Estándar (SCFM):377.6 SCFM
ASTM D1125 / DIN 38404

Calculadora de Concentración Química por Conductividad

#10

Estimación del porcentaje en peso (% peso) para soluciones de NaOH, HCl, NaCl y H2SO4 a partir de mediciones de conductividad con compensación térmica a 25°C.

Concentración Estimada:6.38 % Peso
Conductividad @ 25°C:150.0 mS/cm

2. Instalaciones Eléctricas, Tableros y Distribución

12 Calculadoras · NOM-001-SEDE / NEC / UL 508A
NOM-001-SEDE-2012 Art. 210-19 / NEC 215

Dimensionamiento de Conductores y Caída de Tensión

#11

Cálculo de calibre AWG/kcmil por ampacidad y límite de caída de tensión (≤ 3% para alimentadores) en sistemas monofásicos y trifásicos.

Caída de Tensión (ΔV):5.75 V
Porcentaje de Caída:2.61 %
Tensión en Carga Final:214.25 V
Cumplimiento NOM-001:🟢 Cumple NOM (≤ 3%)
ΔV_3ph = (sqrt(3) * I * L * (R*cos φ + X*sin φ)) / 1000
%ΔV = (ΔV / V_nominal) * 100% (Límite NOM ≤ 3% alimentador)
NOM-001 Tabla 310-15(B)(2)(a) / (B)(3)(a)

Factores de Corrección de Ampacidad

#12

Ajuste de la corriente admisible por temperatura ambiente elevada (> 30°C) y factor de agrupamiento de más de 3 conductores activos.

Ampacidad Corregida Real:45.8 A
Factores Aplicados:Factor Temp: 0.88 | Factor Agrup.: 0.80
NOM-001 Capítulo 9 Tabla 1 / NEC Chapter 9

Calculadora de Llenado de Tuberías (Conduit Fill 40%)

#13

Determinación del diámetro comercial mínimo de tubería EMT, IMC o Cédula 40 según el área total de cables respetando la regla del 40%.

Tubería Conduit Mínima:Tubería Recomendada: 1" (EMT)
Porcentaje de Ocupación:37.8 % (Regla ≤ 40%)
IEC 60890 / IEEE C37.20.1

Disipación Térmica en Gabinetes de Control

#14

Balance térmico en Watts para dimensionar sistemas de ventilación forzada con filtros (CFM) o unidades de aire acondicionado industrial (BTU/h).

Régimen Térmico: Ventilación Forzada Activa
Caudal Filtro: 126.0 CFM
Flujo de Ventilación Requerido:126 CFM
Capacidad de Clima (Si T_ext ≥ T_int):1,638 BTU/h (0.14 TR)
Pérdida Calor Total:480 W
CFM = (3.16 * Watts_disipados) / (T_int - T_ext)
BTU/h = 3.412 * Watts_netos
NFPA 79 / UL 508A

Dimensionamiento de Fuentes de 24 VDC

#15

Cálculo de corriente nominal y de pico considerando módulos de PLC, sensores inductivos/ópticos, relevadores e islas de electroválvulas.

Corriente Nominal Total:11.00 A
Fuente Recomendada (+ Margen):14.3 A (Comercial: 20 A)
Potencia en 24 VDC:343 Watts
IEEE 141 (Red Book) / UL 508A

Cálculo de Cortocircuito Punto a Punto (Icc)

#16

Determinación de la corriente de cortocircuito disponible (Icc en kA simétricos) a lo largo del alimentador para evaluar la capacidad interruptiva (SCCR).

Corriente Icc Disponible:12.85 kA
Capacidad Interruptiva Requerida:≥ 14 kA (o 18 kA)
IEEE 738 / IEC 60287

Pérdida por Efecto Joule (I²R)

#17

Estimación de pérdidas de energía eléctrica en Watts y costo anual disipado por metro lineal de cable bajo carga continua.

Potencia Disipada Total:721.4 W
Consumo Anual por Pérdida:6,319 kWh/año
NEMA ST-1 / UL 508A

Dimensionamiento de Transformadores de Control

#18

Cálculo de potencia continua en VA y corriente de irrupción (inrush) de contactores y solenoides para evitar caídas de voltaje de control.

Capacidad Mínima de Transformador:250 VA (Comercial: 250 VA)
IEEE 18 / IEEE 141

Dimensionamiento de Bancos de Capacitores (kVAR)

#19

Potencia reactiva capacitiva requerida para elevar el factor de potencia (cos φ) de la planta por encima de las penalizaciones de CFE (≥ 0.95).

Potencia Reactiva a Instalar:91.8 kVAR
Paso Estándar Recomendado:100 kVAR (Pasos de 25 kVAR)
IEEE 485 / IEEE 1184

Dimensionamiento de Sistemas UPS / Baterías

#20

Cálculo de autonomía y capacidad de banco de baterías en Ampere-hora (Ah) según la potencia de control conectada.

Capacidad de Batería Mínima:88.2 Ah
Corriente de Descarga Promedio:30.8 A
IEEE 80 / NOM-001-SEDE Art. 250

Resistencia de Puesta a Tierra (Fórmula de Dwight)

#21

Estimación de la resistencia de tierra en Ohms para electrodos de varilla vertical y arreglos múltiples según resistividad del suelo.

Resistencia Resultante Total:11.23 Ω
Estado Normativo:Cumple norma (< 25 Ω)
IEEE C37.20.1 / NEMA 250

Resistencia de Calefactor Anti-Condensación

#22

Cálculo de la potencia en Watts requerida para mantener el interior del gabinete por encima del punto de rocío y prevenir corrosión en componentes electrónicos.

Potencia de Calefactor Recomendada:60 Watts
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3. Motores, Variadores (VFD) y Control de Movimiento

8 Calculadoras · NEMA MG-1 / IEC 60034
NEMA MG-1 / IEC 60034-1

Ley de Ohm y Potencia Trifásica de Motores

#23

Cálculo de corriente nominal (In), potencia activa (kW), potencia aparente (kVA) y reactiva (kVAR) a partir de HP y factor de potencia.

Corriente Nominal (In):17.9 A
Potencia de Entrada (kW):12.29 kW
Potencia Aparente (kVA):14.29 kVA
Potencia Reactiva (kVAR):7.29 kVAR
IEC 60034 / NEMA Premium

Velocidad Síncrona, Frecuencia y Deslizamiento

#24

Relación entre número de polos, frecuencia de salida del variador (Hz) y RPM reales del eje considerando el deslizamiento de inducción.

0 RPM 1760 RPM (Rotor) 1800 RPM (Síncrona)
Velocidad Sincrónica (Ns):1800 RPM
Deslizamiento del Rotor (s):2.22 %
Ns = (120 * f) / Polos | Slip (s) = ((Ns - Nr) / Ns) * 100%
VFD Application Manuals

Resistencia de Frenado Dinámico para VFD

#25

Cálculo del valor óhmico mínimo admisible por el chopper de frenado y la potencia de disipación requerida en Watts según inercia y ciclo de trabajo.

Resistencia Óhmica Recomendada:43.8 Ω
Potencia Continua de la Resistencia:2,640 W (2.64 kW)
Motion Control Sizing Guides

Relación de Inercia de Carga vs. Motor (JL / JM)

#26

Cálculo de la inercia reflejada mediante reductores y verificación del ratio de estabilidad para lazos de posición cerrados en servomotores.

Inercia Reflejada al Eje Motor:0.001735 kg·m²
Relación de Inercia (JL / JM):1.0 : 1
Diagnóstico de Control:Excelente (< 5:1)
IEC 61800-7 / PLCopen Motion

Perfil de Movimiento Trapezoidal y Curva S

#27

Cálculo de tiempos de aceleración, velocidad de crucero y tiempo total de ciclo para ejes de posicionamiento servocontrolados.

Tiempo Total de Ciclo:1.767 s
Tiempo de Aceleración:0.267 s
DIN 43305 / EnDat / SSI

Conversor de Resolución de Encoders

#28

Equivalencias entre pulsos por revolución (PPR), cuadratura (x4), resolución angular en grados y frecuencia de pulsos a máxima velocidad.

Cuentas en Cuadratura (x4):8,192 Cuentas/Rev
Resolución Angular:0.04395 °/cuenta (2.64 arcmin)
Frecuencia de Señal A/B:102.40 kHz
AGMA 6013 / ISO 6336

Dimensionamiento de Reductores Mecánicos

#29

Cálculo de torque de salida efectivo (Tout = Tin · i · η) y velocidad angular final para cajas planetarias y sinfín-corona.

Torque de Salida Efectivo:61.8 Nm
Velocidad de Salida:300 RPM
DIN 69051 / ISO 3408

Fuerza de Empuje y Torque en Husillos de Bolas

#30

Cálculo del torque requerido en el servomotor a partir del paso de rosca (mm/rev), masa de carga, aceleración y rozamiento.

Fuerza Axial de Rozamiento:73.6 N
Torque Requerido en Motor:0.130 Nm
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4. Neumática e Hidráulica de Control

4 Calculadoras · ISO 1219 / ISO 5598
ISO 6431 / ISO 15552

Consumo de Aire Comprimido para Actuadores

#31

Cálculo de demanda de aire en SCFM y Nm³/min para cilindros neumáticos según diámetro de émbolo, carrera y frecuencia de ciclos.

Consumo de Aire Libre:169.9 L/min
Consumo en SCFM:6.00 SCFM
ISO 1219-1 / DIN ISO 6432

Fuerza de Cilindros Neumáticos e Hidráulicos

#32

Cálculo de fuerza teórica y real de empuje (avance) y tracción (retroceso con vástago) considerando fricción de empaques.

Fuerza de Empuje (Avance):1,683 N (171.6 kgf)
Fuerza de Tracción (Retroceso):1,513 N (154.2 kgf)
ASME Sec. VIII Div. 1

Dimensionamiento de Tanques Pulmón de Aire

#33

Cálculo del volumen del depósito en litros y galones para soportar picos de demanda o carreras de emergencia en paros ESD.

Volumen de Tanque Pulmón:203 Litros
Capacidad en Galones:54 Galones (0.20 m³)
Crane TP-410 / ASHRAE

Velocidad de Flujo en Tuberías Fluidodinámicas

#34

Verificación de la velocidad lineal del fluido (m/s) para prevenir erosión, ruidos acústicos y caídas excesivas de presión.

Velocidad Media Lineal:2.93 m/s
Evaluación de Tubería:Velocidad Normal
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5. Teoría de Control y Sintonización PID

4 Calculadoras · Ziegler-Nichols / Cohen-Coon / Lambda
Ziegler-Nichols Ultimate Gain Method

Sintonizador PID Ziegler-Nichols (Lazo Cerrado)

#35

Cálculo de ganancias Kp, Ti y Td a partir de la ganancia última (Ku) y el período crítico de oscilación (Pu) en lazo cerrado.

Curva de Respuesta al Escalón PV(t)
SP
PV(t)
Ganancia Proporcional (Kp):3.120
Tiempo Integral (Ti):7.00 s
Tiempo Derivativo (Td):1.75 s
Ganancia Integral Ki (1/s):0.4457
PID: Kp = 0.60*Ku | Ti = 0.50*Pu | Td = 0.125*Pu
PI: Kp = 0.45*Ku | Ti = 0.83*Pu | Td = 0
Cohen-Coon Reaction Curve

Sintonizador PID por Curva de Reacción (Lazo Abierto)

#36

Determinación de parámetros PID basados en el modelo de primer orden con retardo (FOPDT): ganancia estática (K), tiempo muerto (θ) y constante de tiempo (τ).

Curva de Reacción FOPDT y PV(t)
SP
PV(t)
Ganancia Kp (Cohen-Coon):3.956
Tiempo Integral (Ti):8.05 s
Tiempo Derivativo (Td):1.23 s
Kp = (1/K) * (τ/θ) * (4/3 + θ/(4τ))
Ti = θ * (32 + 6θ/τ) / (13 + 8θ/τ) | Td = θ * 4 / (11 + 2θ/τ)
Lambda IMC Tuning Standard

Sintonizador PID por Método Lambda (λ)

#37

Parámetros de sintonización robustos para procesos industriales que requieren respuesta suave sin ningún sobreimpulso (overshoot = 0%).

Respuesta Suave sin Sobreimpulso (Overshoot = 0%)
SP
PV(t)
Ganancia Proporcional (Kp):0.156
Tiempo Integral (Ti = τ):25.0 s
Tiempo de Lazo Cerrado (λ):75.0 s
λ = Factor * τ | Kp = (1 / K) * (τ / (λ + θ)) | Ti = τ
Discrete Exponential Moving Average (EMA)

Filtro Digital Pasabajas de Primer Orden

#38

Cálculo del factor de suavizado α para código de PLC a partir de la frecuencia de corte deseada (fc) y el tiempo de ciclo de scan (Ts).

Factor Alfa de Suavizado (α):0.1117
Constante de Tiempo Equivalente:79.6 ms
Val_Filtrado := Val_Filtrado + 0.1117 * (Val_Crudo - Val_Filtrado);
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6. Redes Industriales y Estructuras de Datos

7 Calculadoras · IEC 62443 / Modbus / IEEE 754
RFC 1918 / ISA-95 Segmentación OT

Calculadora de Subredes IP Industriales

#39

Cálculo de máscaras de subred CIDR (/8 a /30), rangos de hosts válidos, broadcast y segmentación de zonas OT (PLC, SCADA, HMI, E/S).

Máscara Decimal:255.255.255.0
Dirección de Red:192.168.1.0
Dirección Broadcast:192.168.1.255
Rango Asignable:192.168.1.1 — 192.168.1.254
Capacidad de Hosts:254 IPs asignables
IEEE 754 / Big-Endian / Little-Endian

Conversor de Formatos de Datos Industriales en Tiempo Real

#40

Conversor simultáneo entre Hexadecimal, Binario de 32 bits, Enteros con/sin signo y Float IEEE 754 con soporte de Word Swap.

Hexadecimal (32-bit):0x42F6E666
Float IEEE 754 (Big Endian):123.450
Float (Word Swap / Modbus):-2.11589e+23
Binario:0100 0010 1111 0110 1110 0110 0110 0110
Modbus Application Protocol V1.1b

Calculador de Direcciones y Mapeo Modbus

#41

Equivalencias entre Base 0 (Offset de protocolo 0–65535) y Base 1 (Direcciones de PLC 40001, 30001, 10001, 00001).

Dirección PLC Convencional:40101
Offset de Red (Frame Hex):Offset Hex: 0x0064 (Dec: 100)
Código de Función Requerido:FC03 / FC06 / FC16
ODVA EtherNet/IP / PI PROFINET IO

Calculadora de Tráfico y Ancho de Banda Ethernet Industrial

#42

Estimación de paquetes por segundo (PPS) y carga porcentual de red según el RPI (Requested Packet Interval) y número de nodos.

Tasa Total de Paquetes:4,800 PPS
Ancho de Banda Utilizado:6.37 Mbps
Porcentaje de Carga de Red:6.37 % de la red
TIA/EIA-485-A / Profibus DP Guideline

Longitud Máxima de Bus vs. Baud Rate

#43

Relación de distancia máxima recomendada y velocidad de transmisión para redes serie RS-485, CANopen y Profibus DP.

Longitud Máxima Recomendada:1,200 metros
Terminadores de Bus:Resistencia Terminal: 120 Ω en ambos extremos
Modbus Protocol Specification CRC-16

Generador de Checksum CRC-16 Modbus

#44

Cálculo en tiempo real del checksum CRC-16 Modbus (polinomio 0xA001) para validación de tramas de comunicación serial.

CRC-16 Calculado (Low High):85 D4
Trama Completa Lista:01 03 00 64 00 02 85 D4
IEC 61131-3 WORD / DWORD bitwise mapping

Mapeador de Bits a Palabras (Bit Packing Board)

#45

Tablero visual interactivo de 16 switches de bits para convertir banderas booleanas a enteros y hexadecimales para intercambio de alarmas en PLC.

Valor Entero Decimal:0
Valor Hexadecimal (WORD):0x0000
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7. Seguridad Funcional y Confiabilidad

3 Calculadoras · ISO 13855 / ISO 13849 / IEC 61508
ISO 13855 / EN 999

Distancia de Seguridad para Cortinas Ópticas (ISO 13855)

#46

Cálculo de la distancia mínima de separación (S = K·T + C) entre la barrera óptica y el punto de peligro de la máquina.

Distancia Mínima de Montaje (S):360 mm (36.0 cm)
Velocidad de Aproximación K:2000 mm/s (Mano/Brazo)
S = (K * T_total) + C
T_total = t1 (cortina) + t2 (máquina)
C = 8 * (d - 14) para resolución d ≤ 40 mm (C ≥ 0)
ISO 13849-1 / SISTEMA

Calculadora de Confiabilidad MTTFd y DCavg (ISO 13849-1)

#47

Evaluación del tiempo medio hasta falla peligrosa (MTTFd) y cobertura de diagnóstico (DCavg) para determinar el Performance Level (PL a-e).

Nivel MTTFd:Alto (≥ 30 años)
Nivel DCavg:Media (90% - 99%)
Performance Level Alcanzable:PL e (Máximo nivel)
IEC 61508 / IEC 61511

Probabilidad Media de Falla en Demanda (PFDavg y SIL)

#48

Cálculo de tasa de falla peligrosa no detectada (λDU) e intervalos de prueba (Proof Test) para verificar el nivel de integridad de seguridad (SIL 1–4).

PFDavg Calculada:4.380e-4
Nivel de Seguridad SIL:SIL 3 (Alta Seguridad)
Factor de Reducción de Riesgo (RRF):2,283 : 1

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