Protocolo HART: Highway Addressable Remote Transducer
HART, que significa Highway Addressable Remote Transducer, es un protocolo de comunicación utilizado en sistemas de automatización industrial para supervisar y controlar dispositivos de campo, como sensores y actuadores. HART combina la comunicación digital y analógica en una sola señal de cableado, lo que permite la transmisión de datos digitales de alta velocidad junto con la señal analógica de proceso en un mismo par de cables. Esto significa que los dispositivos HART pueden enviar y recibir datos digitales, como configuraciones de parámetros, diagnósticos de dispositivos y otros datos de proceso, mientras que al mismo tiempo proporcionan la señal de medición analógica.
Tipos de señales en instrumentación
Señales analógicas
Una señal analógica es un tipo de señal que varía de manera continua en el tiempo y puede tomar cualquier valor dentro de un rango específico. En otras palabras, una señal analógica representa una cantidad física de forma continua, sin saltos discretos entre valores.
- Señales de corriente (4-20 mA): Es un tipo común de señal utilizada para transmitir información de proceso. Representa la magnitud de una variable controlada en un rango específico, siendo 4 mA la señal correspondiente al valor mínimo y 20 mA al valor máximo.
- Señales de voltaje (0-10V): Similar a la señal de corriente, pero utiliza voltaje para transmitir información de proceso. El rango típico va desde 0V para el valor mínimo hasta 10V para el valor máximo.
- Señales de resistencia: Utilizan un cambio en la resistencia eléctrica para representar la magnitud de una variable de proceso. Por ejemplo, los termistores y los RTD (Resistance Temperature Detector) utilizan este principio para medir la temperatura.
Señales digitales
Una señal digital es un tipo de señal que representa información mediante la codificación de valores discretos, generalmente en forma de «1» y «0». En contraste con las señales analógicas, que son continuas, las señales digitales son discretas y se transmiten en forma de pulsos eléctricos o cambios de voltaje que representan estados binarios.
- Señales discretas: Son señales que pueden tomar solo dos estados, generalmente representados como «0» (apagado) o «1» (encendido). Se utilizan para indicar eventos binarios, como el estado de un interruptor o una alarma.
- Protocolos de comunicación digital: Son protocolos que utilizan lenguaje digital para transmitir datos entre dispositivos. Ejemplos incluyen MODBUS, PROFIBUS, FOUNDATION Fieldbus y HART, entre otros.
Principales protocolos de comunicación
- Modbus: Es un protocolo de comunicación estándar utilizado en sistemas de automatización industrial para permitir la comunicación entre dispositivos electrónicos. Facilita la transmisión de datos entre dispositivos como sensores, actuadores y controladores. Modbus es ampliamente utilizado debido a su simplicidad y eficacia en la transmisión de datos en tiempo real.
- PROFIBUS: Es un protocolo de comunicación de campo abierto utilizado en sistemas de automatización industrial para la comunicación entre dispositivos en una red. PROFIBUS proporciona una comunicación rápida y confiable entre dispositivos distribuidos a través de un bus de campo. Es especialmente común en aplicaciones de control de procesos y fabricación.
- FOUNDATION Fieldbus: Es un protocolo de comunicación digital utilizado en sistemas de automatización industrial para la comunicación entre dispositivos de campo, como sensores y actuadores, y sistemas de control. Foundation Fieldbus permite una comunicación bidireccional entre dispositivos y proporciona funciones avanzadas de diagnóstico y control. Es ampliamente utilizado en la industria de procesos y control de plantas.
Señales pulsantes
Una señal pulsante es un tipo de señal que consiste en una serie de pulsos o ráfagas de energía que ocurren en intervalos regulares de tiempo. Estos pulsos pueden variar en duración, frecuencia, amplitud y forma de onda, dependiendo de la aplicación específica.
- Señales de frecuencia: Utilizan la frecuencia de una señal pulsante para representar la magnitud de una variable de proceso. Por ejemplo, los medidores de flujo de tipo turbina generan pulsos en proporción al flujo que pasa a través de ellos.
- Señales PWM (Modulación por Ancho de Pulso): Varían el ancho de los pulsos en una señal cuadrada para representar una magnitud de proceso. Se utilizan en aplicaciones de control de velocidad de motores y sistemas de control de potencia.