Instrumentacion Inteligente

 

Instrumentación inteligente

Nombre: Ignacio rojas meza Sección: 176 Fecha: 19 de noviembre del 2016

 

Instrumentación Instrumenta ción Inteligente

Es el grupo de elementos que sirven para medir, controlar o registrar variables de un proceso con el fn de opmizar los recursos ulizados en este. La instrumentación es lo que ha permido el gran avance tecnológico de la ciencia actual en casos tales como: viajes espaciales, espaciales, la automazación de los procesos industri industriales ales y muchos otros de los aspectos de nuestro mundo moderno

Instrumentos con tecnología inteligente: Transmisores Transmis ores inteligentes

Transmisor inteligente: Son aquellos instrumentos capaces de realizar unciones adicionales a la de la transmisión de la señal del proceso gracias a un microprocesador incorporado. También existen dos modelos básicos de transmisores inteligentes: El capacivo que cociste en un condensador compuesto de un diaragma interno que separa las placas y que cuando se abren las placas es porque se realiza una presión este diaragma se llena de aceite lo cual hace variar la distancia entre placas en no más de 0.1 mm. Luego esta señal es amplifcada por un oscilador y un demodulador que entrega una señal análoga para ser converda a digital y así ser tomada por el microprocesador.3 El semiconductor sus cualidades permiten que se incorpore un puente de whetstone al que el microprocesador linealiza linealiza las señales y entrega la salida de 4 - 20 mA. Los transmisores inteligentes permiten leer valores, confgurar el transmisor, cambiar su campo de medida y diagnoscar averías, calibración y cambio de margen de medida. Algunos transmisores gozan de auto-calibración, auto-diagnósco auto-diagnósco de elementos electrónicos; su precisión es de 0.075 %. Monitorea las temperaturas, estabilidad, campos de medida amplios, posee bajos costes de mantenimiento pero ene desventajas como su lentud, rente a variables rapidez puede presentar problemas y para el desempeño en las comunicaciones comunicaciones no presenta disposivos universales, es decir, no intercambiable con otras marcas.

 

TRANSMISOR "SMART"

Su salida es analógica de 4 a 20 mA, y se puede comunicar con un "hand-h "hand-held" eld" usando modulación en la salida. El término handheld, hand-held computer o hand-held device, es un anglicismo que traducido al español signifca “de mano” (computadora o disposivo de mano) y describe al po de computadora portál que se puede llevar en una mano mientras se uliza. Existen sistemas de comunicación que se auto-equetan inteligentes (Smarts) pero no todos los diseños lo son. En la actualidad cualquier tecnología presume de ser inteligente o ‘smart’, pero en el caso de los sistemas de comunicación, específcamente específcamente los transmisores, ¿cuándo podríamos decir que se trata eecvamente de un sistema inteligente?

EFC

Un elemento fnal de control es un mecanismo que altera el valor de la variable manipulada en respuesta a una señal de salida desde el disposivo de control automáco; picamente recibe una señal del controlador y manipula un ujo de material o energía para el proceso. El elemento fnal de control puede ser una válvula de control, variadores de recuencia y motores eléctricos, una servo válvula, un relé, elementos caleactores de carácter eléctrico o un amorguador .El elemento fnal de control consta generalmente de dos partes:

Un actuador que convierte la señal del controlador en un comando para el disposivo manipulador.

Un mecanismo para ajustar la variable manipulada

el elemento fnal de control más ulizado en el ámbito industrial, la válvula de control

En los procesos industriales la válvula de control juega un papel muy importante en el bucle de regulación. Realiza la unción de variar el caudal del uido de control que modifca a su vez el valor de la variable de medida comportándose comportándose como un orifcio de área connuamente variabl variablee dentro

 

del bucle de control ene tanta importancia importancia como el elemento primario, el transmisor y el controlador

Buses de campo

bus de campo es un sistema de transmisión de inormación (datos) que simplifca enormemente la instalación y operación de máquinas y equipamientos industriale industrialess ulizados en procesos El objevo de un bus de campo es sustuir las conexiones punto a punto entre los elementos de campo y el equipo de control a través del tradicional bucle de corriente de 4-20 mA. Típicamente son redes digitales, bidireccionales, mulpunto, montadas sobre un bus serie, que conectan disposivos de campo como PLCs/PACs, transductores, actuadores y sensores. Cada disposivo de campo incorpora cierta capacidad de proceso, que lo convierte en un disposivo inteligente, manteniendo siempre un costo bajo. Cada uno de estos elementos será capaz de ejecutar unciones simples de diagnósco, control o mantenimiento, así como de comunicarse bidireccionalmente bidireccional mente a través del bus De producción.

 

HART

 El protocolo HART es un protocolo abierto de uso común en los sistemas de control, que se emplea para la confguración remota y supervisión de datos con instrumentos de campo. Este protocolo aun no siendo un bus de campo, pues los instrumentos se cablean a los módulos de entrada/salida de un sistema de control, ene una uncionalidad asimilable, en remotamente desde el nivel de operación de los sistemas de control. cuanto a la gesón y confguración que permite sobre los equipos. Funcionamiento Este protocolo permite comunicar con un instrumento de campo sobre un lazo de corriente 4-20 mA, tanto los datos de confguración y parámetros como las medidas de proceso como temperatura, caudal, presión o cualquier otra. La inormación de control del instrumento se modula digitalmente sobre el lazo de corriente y por tanto no hay intererencias entre ellas. Su velocidad es de 1200 bps, de orma que el equipo maestro puede actualizar la inormación varias veces por segundo. Los modernos controladores empleados en los sistemas de control distribuido (DCS), son transparentes a estos instrumentos de orma que se pueden confgurar y programar

En sus inicios, HART se destacó por dos conceptos. El primero es el concepto de descripción del disposivo (DL). El segundo concepto ue el de redes muldrop, permiendo a varios disposivos comparr un par de cables. Si bien este úlmo concepto (muldrop) ene una implementaci implementación ón limitada dada su baja velocidad, permió a los usuarios evaluar los benefcios de esta tecnología. Por otra parte, HART presenta una ventaja única comparada con otros buses: es compable con la señal de 4-20mA. De esta orma, permite una transición adecuada de tecnología analógica a tecnología digital, manteniendo compabilidad en procedimientos procedimientos de mantención y repuestos.   Profbus PA y DP Profbus PA: Incorporando varios de los benefcios de HART (incluyendo el concepto del DL, materializado en los descriptores GSD), probablemente el aporte más signifcavo de Profbus PA haya sido la implementación de un bus de comunicaciones, comunicaciones, a una velocidad que permite implementarlo en orma eecva.

 Fieldbus Fieldbus (Bus de Campo) es el nombre de una amilia de protocolos industriales de redes inormácas ulizados para redes de control industrial en empo real, estandarizado como norma IEC 61158. Es una manera de conectar los instrumentos en una planta de abricación. Fieldbus puede trabajar en estructuras de red que normalmente permite la conexión de topologías de red en cadena, estrella, anillo, ramas, árboles. Como unciona Fiel bus

 

Hay dos partes importantes de la arquitectura del sistema Fieldbus: la interconexión y aplicación. La interconexión se refere a la transmisión de datos desde un disposivo a otro, puede ser un disposivo de campo, operador de consola o un confgurador. Esta es la parte del protocolo de comunicación de bus de campo. La aplicación es la unción de automazación que el sistema realiza. Mediante la estandarización de parte de la aplicación, Fieldbus ha ido más lejos que cualquier otro estándar de comunicación, garanzando la interoperabilidad entre los productos.

Ethernet

Se trata de un estándar que defne no solo las caracteríscas de los Cables que deben ulizarse para establecer una conexión de Red, sino también todo lo relavo a los niveles Físicos de dicha conecvidad, además de brindar los ormatos necesarios para las tramas de datos de cada nivel. El estándar que rige algunas las conexiones Ethernet es el IEEE 802.3, de alcance a nivel internacional, por lo que a veces es recuente encontrar que éste es nombrado directamente de esta orma, aunque diferen justamente en las tramas de datos y sus respecvos campos aplicados. El desarrollo de esta conecvidad ha tenido un uerte apoyo de las compañías Digital, Intel y Xerox, siendo actualmente el método más popular que es empleado en el mundo para establecer Conexiones de Red de Área Local teniendo como una de las ventajas de que puede alcanzar una conexión de hasta 1024 nodos a una velocidad de 10 MBps (Megabits Por Segundo) y pudiendo ulizar desde un Cable Coaxial hasta la tecnología de Fibra Ópca para establecer un enlace. Entre las disntas tecnologías que están controladas y permidas por esta norma, encontramos las siguientes: 10 Base 5 Standard Ethernet - Cable coaxial con una longitud de segmento con un máximo de 1,640 pies 10 Base 2 Thin Ethernet - Cable coaxial con hasta 607 pies por cada segmento 10 Base T - Pares trenzados con una longitud de segmento con un máximo de 328 pies Como hemos dicho antes, la dierencia undamental que disngue al Ethernet por sobre otros estándares es la del ormato de su trama, pero también encontramos disntas tecnologías que defnen su calidad y su aptud para alcanzar disntas conecvidade conecvidades, s, a saberse: Velocidad: Es un valor en el cual se puede disnguir la capacidad máxima de la tecnología, respecva a la Transmisión de Datos Cable: Como la conexión se realiza a través de cables, tenemos que tener en cuenta qué material se empleará Longitud: El máximo de distancia que puede haber entre dos nodos, descartándose la medición de

 

repedoras o estaciones Topología: Habiendo ya analizado la tecnología que está siendo empleada para establecer la red Ethernet, los insumos necesarios y el rendimiento que se ene, lo úlmo que queda por verifcar entonces es el Diseño de la misma, considerándose la ulización de Switches, Hubs o concentradores, o bien los anguos y todavía vigentes Conectores en orma de T