Electronica

ANALISIS DEL ESTADO ACTUAL DE LAS TÉCNICAS EN
INSTRUMENTOS INTELIGENTES
Andrés J. Piñón Pazos
Universidad de A Coruña. Dep. Ingeniería Industrial
EUP.Ferrol Avda. 19 Febrero s/n 15405 A Coruña, andrespp@cdf.udc.es
Ramón Ferreiro García, José Luís Calvo Rolle, Francisco Javier Perez Castelo
Universidad de A Coruña. Dep. Ingeniería Industrial)
Resumen
Este artículo presenta el estado actualde las
distintas técnicas adoptadas en la instrumentación
inteligente. Se presentan los principales métodos de
corrección de errores, las técnicas de detección y
aislamiento de fallos, tanto los tradicionales como
los nuevos métodos y por último se mencionan las
tendencias en cuanto a capacidad de comunicación.
Palabras Clave: Instrumentos Inteligentes, sensores
inteligentes, detección yaislamiento de fallos.
1 INTRODUCCIÓN
La Inteligencia es una característica humana que se
atribuye habitualmente a maquinas y dispositivos que
muestran ciertas capacidades de reaccionar ante
ciertos eventos. Si se observa el estado actual de los
sensores inteligentes, se ha pasado de la incredulidad
y recelo a la aceptación en apenas dos décadas. La
evolución tecnológica, y laincorporación de
tecnologías como los microcontroladores, redes
neuronales, sofisticadas funciones de procesado de
señal y funciones de comunicación han favorecido el
progreso enormemente. Cada día la diferencia entre
sensores inteligentes e instrumentos inteligentes se
vuelve más difusa. A lo largo de este documento se
tratarán las características principales de los
instrumentos inteligentes y suevolución. En este
caso nos referiremos a los instrumentos inteligentes
como un sistema más general.
2 INSTRUMENTOS
INTELIGENTES
Una definición de un sensor inteligente, es aquel que
modifica su comportamiento interno para optimizar
los datos del mundo físico y los envía hacia un host
[8]. Una configuración hardware genérica de un
instrumento inteligente ha sido presentada en [19].
Haymuchas formas distintas de hacer instrumentos
de campo inteligentes [20]. A continuación vamos a
mencionar algunas razones generales para dotar de
inteligencia a los instrumentos de campo.
Mejora en la precisión de medida:
• Linealización de la relación de entrada
salida.
• Calibración automática del cero.
• Compensación automática de errores
causados por interferencias ambientales, porejemplo la temperatura ambiente.
• Compensación automática de errores
causados por variaciones en las condiciones
del proceso tal como la temperatura o
presión de un fluido en la medida de un
flujo.
Mejoras en la capacidad operacional y posibilidades
de mantenimiento:
• Operaciones de mantenimiento utilizando
funciones de comunicación digital.
• Integración de sensores de distintos rangospermitiendo reprogramar el rango.
• Almacenar y leer los datos del sensor y los
datos de control de proceso.
• Funciones de auto-chequeo y autoaprendizaje.
• Detección de Fallos y alarmas.
Mejoras en las funciones de comunicación y
reducción de fallos en el sistema:
• Monitorizado de los datos importantes.
• Comunicación con sistemas de jerarquías
superiores, y con sistemas vecinos.
•Funciones de detección y predicción de
fallos.
Hoy en día la tendencia en sensores/instrumentos
inteligentes es hacia la integración del elemento
sensor, los circuitos electrónicos y funciones de
tratamiento de la señal para el procesado de la misma
y de la circuitería necesaria para la comunicación
hacía un bus de los datos medidos y del estado del
sensor/instrumento.
Un esquema básico paraun sensor/instrumento
inteligente se muestra en la figura 1.
3 COMPENSACIÓN DE ERRORES
DEL SENSOR Y FUNCIONES
INTELIGENTES
3.1 METODOS DE COMPENSACIÓN DE
DEFECTOS EN SENSORES
El concepto de defecto en el sensor se define en [27].
Hay dos métodos originales de compensación de
defectos del sensor: Calibración y Predicción.
3.1.1 Método de Calibración.
Desde el punto de vista de la...