1. Comunicación Digital
Sesión:
Protocolos Hart
Ing. Elmer E. Mendoza Trujillo
emendoza@tecsup.edu.pe
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.
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2. HART usa una técnica de
codificación por
modificación de frecuencia
(FSK, 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 dos frecuencias
(1.200 Hz y 2.200 Hz)
para representar un 1 y un
0 binarios. (Ver Figura).
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
para control de procesos y la señal digital para información que no sea de control.
La tecnología HART es un protocolo maestro esclavo, se comunica a 1200 bps sin
interrupción de la señal de 4-20 mA.
La señal digital contiene información del dispositivo incluyendo el estatus del
dispositivo, diagnostico, medición adicional o valores calculado, etc. Juntos, los dos
canales de comunicación proveen una solución en comunicación de bajo costo y
robusto fácil de usar y configurar.
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3. El protocolo HART permite conectar hasta dos maestros (primario y secundario). El
maestro secundario puede ser un comunicador manual (HandHeld) que puede ser
usado sin interferir con la comunicación del maestro primario, es decir sin intervenir
en el monitoreo del sistema.
Comunicación tipo Punto a Punto: En el modo Punto a Punto, la señal tradicional
de 4-20 mA es usada para comunicar una variable de proceso mientras otras variables
adicionales -parámetros de configuración y otras informaciones de aparato- son
transmitidas digitalmente usando el protocolo HART. La señal análoga de 4-20 mA no
es afectada por la señal HART y puede ser usada para el monitoreo o control en la
forma normal. La señal de comunicación digital HART le da acceso a variables
secundarias y a otras informaciones, que pueden ser usadas para propósitos de
operación, mantención y diagnóstico.
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4. HART también ofrece la posibilidad de funcionar en multipunto, pudiendo
conectarse hasta 15 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
función multipunto de HART podría tener una efectiva aplicación como
transmisor múltiple de temperaturas permitiendo la vigilancia del proceso.
COMANDOS HART
Los comandos HART proveen uniforme y consistente comunicación para
todos los dispositivos de campo. Estos comandos son de tres clases:
Universal, practica común, específicos del dispositivo.
Comandos Universal: todos los dispositivos que usan el protocolo Hart
deberán reconocer y soportar los comandos universales, estos comandos
proveen acceso a la información usual en operación normal del dispositivo
(es decir leer unidades primarias y sus unidades).
Comandos de Practica Común: proveen funciones implementadas para
muchos pero no necesariamente todos los dispositivos de comunicación
Hart.
Comando de Dispositivos Específicos: representan funciones que son
únicos para cada dispositivo. Estos comandos acceden a la información de
configuración y calibración del dispositivo así como información de la
construcción del dispositivo. La información de estos comandos lo
proporciona el fabricante.
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5. Descripción del Dispositivo DD:
Una descripción del dispositivo DD es un archivo electrónico de datos preparado
De acuerdo a las especificaciones del Lenguaje de Descripción del Dispositivo,
este describe características especificas y funciones de un dispositivo
incluyendo detalles del menú y características de la pantalla grafica a ser usada
por la aplicación de lectura (incluyendo los Hanheld) para acceder a todos los
parámetros y datos en los correspondientes dispositivos.
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6. Comunicador Universal Manual
Usando los archivos de Descripción de Dispositivos (DD) el comunicador manual
HandHeld puede configurar todos y cualquier dispositivo Hart para los archivos DD
instalados.
Si el comunicador manual no tiene los archivos DD para un dispositivo especifico,
este podrá usar y configurar el dispositivo utilizando los comandos de practica
común, pero no podrá acceder a los comandos específicos disponibles en el
dispositivo.
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