Protocolo Hart

El protocolo de comunicación HART (HART= Transductor Remoto Direccionable de Alta velocidad, por sus siglas en inglés) fue introducido por primera vez por la compañía Rosemount Inc. en 1986 como un estándar de Diseño exclusivo para la comunicación de transmisores. Poco después de su introducción, Rosemount decidió permitir su acceso para uso por parte de otros fabricantes. Desde esa fecha, eseprotocolo ha adquirido amplia popularidad, y ahora constituye uno de los estándares de facto de mayor desarrollo para la instrumentación de campo de procesos. En la actualidad, más de 60 fabricantes ofrecen productos con el protocolo HART. El estándar está regulado en el presente y puede adquirirse en la HART Communication Foundation (HCF), un consorcio de proveedores y usuarios de HART.
El motivode la aceptación obtenida por el protocolo se debe a las ventajas que ofrece HART al usuario. Es un protocolo de comunicación que puede usarse en los existentes sistemas de control de 4-20 mA con gastos mínimos para su implementación. Pueden utilizarse los actuales cableados de campo y las Salidas y Entradas de sistemas de control. Debido a que HART combina la señalización analógica y digital, elprotocolo ofrece un control notablemente rápido de la variable primaria y permite la transmisión simultánea de información que no sea de control.
HART usa una técnica de codificación por modificación de frecuencia (SFK, por sus siglas en inglés) para sobreponer comunicación digital en el bucle de corriente de 4-20 mA que conecta el instrumento de campo con el sistema de control. Se utilizan dosfrecuencias (1.200 Hz y 2.200 Hz) para representar un 1 y un 0 binarios. (Ver Figura 2).
Estos tonos se sobreponen a la señal DC a un bajo nivel. La señal AC tiene un valor promedio de cero. Por ello, no se registra ningún cambio de DC en la señal existente de 4-20 mA, independientemente de los datos digitales. En consecuencia, el instrumento puede seguir utilizando la señal analógica 4-20 mA paracontrol de procesos y la señal digital para información que no sea de control.
HART también ofrece la posibilidad de funcionar en multipunto, pudiendo conectarse hasta 16 instrumentos en el mismo par de líneas. Sin embargo, la señalización digital de HART alcanza 1.200 baudios, lo cual limita el número de aplicaciones que pueden utilizar el multipunto para control de procesos. La funciónmultipunto de HART podría tener una efectiva aplicación como transmisor múltiple de temperaturas permitiendo la vigilancia del proceso.
Figura 2: La señal de Comunicación FSK es súper impuesta en la señal analógica de 4..20 mA
La tecnología de una válvula HART
Aunque los dispositivos de entrada HART (transmisores) han sido utilizados por varios anos, los dispositivos de salida HART (posicionadores) nose han usado por tanto tiempo. Existen ciertas diferencias básicas entre las entradas y salidas que han requerido de nuevas tecnologías para el desarrollo de dispositivos de salida HART.
Los instrumentos instalados en válvulas han empleado normalmente corriente de 4-20 mA para señalización y suministro de energía. De modo característico, el instrumento instalado en válvulas también debeproporcionar una señal neumática de control a un actuador de diafragma o de pistón para operar la válvula. Dentro del instrumento debe ocurrir una conversión de corriente a presión neumática (I/P por sus siglas en inglés). Un sencillo diagrama de bloque (Ver Figura 3) ilustra el control interno.
La retroalimentación (feedback) se utiliza para controlar la posición final de la válvula y el actuador. Losconvertidores I/P empleados en instrumentos analógicos han requerido generalmente de una excesiva cantidad de energía eléctrica para su uso en un instrumento que también utiliza un microprocesador para control y comunicación. A fin de resolver este problema, tuvo que desarrollarse una tecnología de conversión I/P a baja potencia. Para ofrecer un desempeño óptimo en aplicaciones de control de...