Hay varias razones para que una unidad central se comunique con los dispositivos inteligentes. Éstas incluyen:

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1 Qué es HART? La mayoría de los dispositivos inteligentes de campo instalados alrededor del mundo son compatibles con HART. Pero algunos de los nuevos en el campo de la automatización pueden necesitar una actualización sobre esta poderosa tecnología. En pocas palabras, el Protocolo HART (transductor remoto direccionable en red) es el estándar mundial para enviar y recibir información digital a través de cables analógicos entre dispositivos inteligentes y el sistema de control o de monitoreo. Más específicamente, HART es un protocolo bidireccional de comunicación que suministra acceso de datos entre instrumentos inteligentes de campo y sistemas centrales. Un sistema central puede ser cualquier aplicación de software desde el dispositivo de mano o laptop del técnico hasta el control de procesos de una planta, gestor de activos, seguridad u otro sistema que use cualquier plataforma de control. UNA ACTUALIZACIÓN DIGITAL PARA PLANTAS EXISTENTES La tecnología HART ofrece una solución confiable a largo plazo para operarios de planta que buscan los beneficios de dispositivos inteligentes con comunicación digital que está incluida en la mayoría de los dispositivos en instalación. Sin embargo, en muchos casos, la mayoría de las aplicaciones no pueden actualizar sus sistemas de automatización existentes con un sistema que pueda aceptar los datos digitales suministrados por el Protocolo HART. Debido a que hoy en día la mayoría de las redes de automatización en operación se basan en el cableado analógico tradicional de 4 a 20 ma, la tecnología HART desempeña un papel fundamental porque la información digital se comunicará al mismo tiempo con la señal de 4-20 ma. Si ésta, no habría comunicación digital. UNA FUNCIÓN DIGITAL CRÍTICA La Tecnología HART es fácil de usar y muy confiable cuando se usa para poner en servicio y calibrar dispositivos inteligentes así como para diagnóstico continuo en línea. Hay varias razones para que una unidad central se comunique con los dispositivos inteligentes. Éstas incluyen: Configuración o reconfiguración del dispositivo Diagnóstico del dispositivo Identificación y corrección de problemas del dispositivo Lectura de valores de medición adicionales suministrados por el dispositivo Estado de operación y bienestar del dispositivo

2 Mucho más: Hay muchas ventajas por utilizar la tecnología HART y más usuarios están reportando beneficios en sus proyectos en forma continua. Para más información, por favor visite Historias de éxito Muchos años de éxito y la obtención de estos beneficios explica por qué la tecnología HART es el más grande de todos los protocolos de comunicación, instalado en más de 30 millones de dispositivos en todo el mundo. Si usted ha usado una línea telefónica terrestre y observado la pantalla del identificador de llamadas para saber quién llama, ya conoce la mitad de lo que hace el Protocolo HART, identifica quién llama. En una red de automatización industrial "quién" es un dispositivo inteligente de campo basado en un microprocesador. Además de permitir que dichos dispositivos inteligentes de campo "llamen a casa", la comunicación HART permite al sistema central enviar datos al instrumento inteligente. HART surgió a finales de la década de 1980 sobre la base de la misma tecnología que llevó a la identificación de llamadas de telefonía analógica. Ha experimentado un desarrollo continuo, hasta e incluyendo los productos de automatización ya a la venta con función de comunicación HART inalámbrica integrada. Cómo funciona HART HART es un acrónimo en inglés para Transductor Remoto Direccionable en Red. El Protocolo HART usa la norma Bell 202 Modulación por desplazamiento de frecuencia o MDF (FSK en inglés) para empalmar señales digitales de comunicación a bajo nivel sobre 4 a 20 ma. Figura 1. Modulación por desplazamiento de frecuencia (MDF) Esto permite la comunicación bidireccional en campo y hace posible la transmisión de información adicional más allá de sólo las variables normales de proceso comunicadas de y hacia un instrumento inteligente de campo. El Protocolo HART se comunica a 1200 bps sin interrumpir la señal de 4 a 20 ma y permite a la aplicación central (maestra) obtener dos o más actualizaciones digitales por segundo de un dispositivo inteligente de campo. Ya que la señal digital MDF es de fase continua no hay interferencia con la señal de 4 a 20 ma. La Tecnología HART es un protocolo maestro/servidor, lo cual significa que un dispositivo inteligente de campo (servidor) sólo habla cuando le habla un maestro. El Protocolo HART se puede utilizar en diversos modos, como punto a punto o multipunto

3 para transmitir información hacia y desde los instrumentos inteligentes de campo y el control central o los sistemas de monitoreo. La comunicación HART se produce entre dos dispositivos habilitados con HART, típicamente un dispositivo de campo inteligente y un sistema de control o monitoreo. La comunicación se produce mediante un cable de instrumentación de calidad estándar y el uso de prácticas de cableado y terminación estándar. El protocolo HART proporciona dos canales de comunicación simultáneos: la señal analógica de 4 a 20 ma y una señal digital. La señal de 4 a 20 ma comunica el valor primario medido (en el caso de un instrumento de campo) con el circuito de corriente 4 a 20 ma, el estándar más rápido y más fiable de la industria. Información adicional del dispositivo se comunica mediante una señal digital que se superpone a la señal analógica. La señal digital contiene la información del dispositivo incluyendo el estado del dispositivo, diagnóstico, valores medidos o calculados adicionales, etc. Juntos, los dos canales de comunicación proporcionan una solución completa de comunicación de campo muy robusta a bajo costo que es fácil de usar y configurar. Figura 2. Dos canales de comunicación El Protocolo HART suministra hasta dos maestros (primario y secundario). Esto permite usar maestros secundarios como comunicadores de mano sin interferir con las comunicaciones desde y hasta el maestro primario, es decir, el sistema de control / monitoreo.

4 Figura 3. Maestros primarios y secundarios El protocolo HART permite toda la comunicación digital con los dispositivos de campo en configuración de red punto a punto o multipunto: Figura 4. Configuración Punto a Punto Configuración Multipunto También hay una opción de modo de comunicación "ráfaga" donde un solo dispositivo servidor puede transmitir continuamente un mensaje de respuesta estándar HART. Con este modo de comunicación ráfaga opcional son posibles mayores tasas de actualización y el uso normalmente se limita a la configuración punto a punto. Figura 5. Configuración Multipunto HART El Protocolo HART permite la comunicación digital bi-direccional con instrumentos inteligentes sin perturbar la señal analógica de 4-20mA. Ambas señales, la analógica 4-20mA y las señales de comunicación digital HART pueden ser transmitidas simultáneamente sobre el mismo cable. El éxito de este protocolo y la aceptación

5 obtenida en el entrono industrial se debe a las ventajas que ofrece al usuario, y a su fácil implementación sobre los sistemas de control existentes basados en 4-20mA. FUNDAMENTO TECNOLÓGICO DE HART El protocolo HART utiliza el estándar Bell 202 FSK (Codificación por Cambio de Frecuencia) para superponer las señales de comunicación digital al bucle de corriente 4-20mA, como se muestra en la Figura 2. La información binaria es representada mediante una señal de dos frecuencias distintas. Un cero lógico es representado por una frecuencia de 2200Hz, mientras un uno lógico es representado por una frecuencia de 1200Hz. Estos tonos se superponen a la señal de continua, y como la señal de AC tiene un valor promedio cero, la señal de continua no es afectada como se muestra en la Figura 3. El protocolo HART permite la comunicación digital en los dos sentidos de forma que es posible enviar información adicional a la variable de proceso transmitida hacia o desde un instrumento de campointeligente. La variable de proceso es portada por laseñal analógica mientras que mediante la comunicación digital se accede a medidas adicionales, parámetros de proceso, configuración de instrumentos, calibración e información de diagnostico que mediante el protocolo HART viaja sobre el mismo cable y simultáneamente a la señal analógica. Esto supone una gran ventaja a la hora de implantar esta tecnología de comunicación digital, frente a otras tecnologías digitales, ya que es compatible con los sistemas existentes. HART es principalmente un protocolo maestro/esclavo lo que significa que el dispositivo de campo (esclavo) habla solo cuando es preguntado por un maestro. En una red HART dos maestros (primario y secundario) pueden comunicar con un dispositivo esclavo. Los maestros secundarios pueden comunicarse con los dispositivos de campo sin distorsionar la comunicación con el maestro primario. Un maestro primario puede ser

6 típicamente un DCS (Sistema Distribuido de Control), un PLC, o un sistema central de monitorización o control basado en PC, mientras un maestro secundario puede ser un comunicador portátil. Una configuración típica con dos maestros se muestra en la Figura 4. Dentro del protocolo HART existen varios modos para la comunicación de información desde/hacia instrumentos de campo inteligentes y el controlador central o equipos de monitorización. La comunicación digital maestro/esclavo simultanea con la señal analógica 4-20mA mostrada en la Figura 5 es la más común. Este modo, permite que el esclavo responda a los comandos-peticiones del maestro 2 veces por segundo, mientras que la señal analógica, que es continua, puede seguir portando la variable de control. Otro modo de comunicación opcional es el modo Burst mostrado en la Figura 6, que permite que un único dispositivo esclavo emita continuamente un mensaje HART de respuesta estándar. El protocolo HART también tiene la capacidad de conectar múltiples dispositivos de campo sobre el mismo par de hilos en una configuración de red multipunto como la

7 que se muestra en la Figura 7. En la configuración multipunto, la comunicación está limitada a la comunicación digital maestro/esclavo. La corriente a través de cada dispositivo esclavo se fija al mínimo valor para alimentar el dispositivo yno tiene ningún significado relativo al proceso. Desde la perspectiva de la instalación, para las señales de comunicación HART se utiliza el mismo cable usado para transmitir la señal analógica 4-20mA. Las longitudes de cable permitidas van a depender del tipo de cable utilizado y del número de dispositivos conectados. COMANDOS EN HART La comunicación HART está basada en comandos. Hay tres tipos de comandos que van a proporcionar acceso de lectura-escritura a la información disponible en los instrumentos de campo compatibles con HART. Los comandos pueden ser Comandos Universales (Universal Commands), Comandos de Practica Común (Common Practice Commands) y Comandos Específicos del Dispositivo (Device Specific Commands). Los Comandos Universales aseguran la interoperabilidad entre los productos de distintos fabricantes, y proporcionan el acceso a la información útil en la operación habitual en planta. Todos los esclavos compatibles HART deben responder a todos los Comandos Universales. Los Comandos de Practica Común proporcionan acceso a funciones que son

8 implementadas en muchos dispositivos, pero no en todos. Son opcionales, pero si se implementan, debe ser como se especifica. Los Comandos Específicos del Dispositivo ofrecen la libertad para que cada aparato particular tenga parámetros o funciones exclusivos.