El documento proporciona información sobre transmisores industriales. Explica que los transmisores captan la señal de un sensor y la transmiten a distancia. Describe los tipos de transmisores (neumáticos, electrónicos e inteligentes), sus ventajas e inconvenientes. También detalla los pasos para calibrar y configurar un transmisor de temperatura Foxboro RTT20 utilizando un comunicador de campo.

2. Objetivos:
Al finalizar la sesión, el participante estará en
condiciones de identificar y comprender
correctamente el funcionamiento, calibración
y configuración de los Transmisores
Industriales

3. Generalidades:En todo proceso es absolutamente necesario controlar y
mantener constantes algunas magnitudes, tales como la
presión, el caudal, el nivel, la temperatura, el pH, la
conductividad, la velocidad, la humedad, el punto de rocío,
etcétera.
Los instrumentos de medición y control permiten el
mantenimiento y la regulación de estas constantes en
condiciones más idóneas que las que el propio operador
podría realizar. Un transmisor recibe la señal del sensor y la
transmite hacia una unidad remota.

4. Definición
Los transmisores son instrumentos que captan la variable de
proceso y la transmiten a distancia a un instrumento receptor,
indicador, registrador, controlador o combinación de estos.

6. Transmisores Industriales
Tipos
 Transmisores Neumáticos.
 Transmisores Electrónicos.
 Transmisores Inteligentes.

7. Sistema Tobera Obturador
Consiste en un tubo neumático alimentado a una presión
constante Ps, con un reducción en la salida en forma de
tobera, la cual puede ser obstruida por una lámina
llamada obturador, de cuya posición depende el elemento
de medida.

8.  Transmisión segura en
ambientes peligrosos.
 Insensible a la contaminación
electromagnética.
 Inicialmente menor costo que
eléctricas.
 Utiliza actuadores neumáticos.
 Compresibilidad del aire.
 Sensibilidad a las condiciones
del aire.
 Requiere de un compresor.
Magnitud física: Presión de aire
Cero vivo: presión mínima 0.2 Kg/cm2.
Permite detectar fugas o cortes de la línea.
Mejora la velocidad de transmisión.

10.  Alta velocidad de transmisión.
 Bajo costo.
 Sensibilidad a la contaminación
electromagnética.
Utiliza cables apantallados.
Magnitud física:
 Tensión: 1 – 5 V, 0 – 10 V, 0-24 V
Caídas de tensión en los cables falsean la medida.
 Intensidad: 4 – 20 mA
No se afecta por los cables.

12. Basado en la variación de capacidad producida en un condensador formado
por dos placas fijas y un diafragma sensible interno y unido a las mismas,
cuando se les aplica una presión o presión diferencial a través de un fluido
que rellena el interior del condensador. El desplazamiento del diafragma
sensible es de solo 0,1 mm como máx.. Un circuito formado por un oscilador y
demodulador transforma la variación de capacidad en señal analógica, que es
convertida a digital y pasa después a un microprocesador que la transforma a
la señal analógica de transmisión de 4 – 20 mA c.c.

13. Aprovecha las propiedades eléctricas de los semiconductores al ser sometido
a tensiones. El modelo de semiconductor está fabricado a partir de una
delgada película de silicio y utiliza técnicas de dopaje para generar una zona
sensible a los esfuerzos. Se comporta como un circuito dinámico de puente de
Wheatstone aplicable a la medida de presión, presión diferencial y nivel,
formado por una pastilla de silicio en el que se hallan embebidas a las
resistencias RA, RB, RC, RD de un puente Wheatstone. El desequilibrio del
puente originado por cambios de variable, da lugar a una señal de salida de 4
– 20 mA c.c.

14.  Mayor precisión aproximada de 0.1%, comparada con 0.3% para
transmisores analógicos (caracterización del sensor, correcciones por
presión y temperatura, etc.).
 Menor costo de mantenimiento.
 Se pueden ajustar los rangos y la configuración a distancia.
 Autodiagnóstico.
 Actualmente su uso es masivo.
Al estar dotados de un microprocesador, suelen incorporar las funciones
del protocolo HART (actualmente se estima que existen en el mundo
unos 25 millones de dispositivos con protocolo HART).

15. TRASMISOR DE TEMPERATURA
Los transmisores de temperatura permiten
conocer el valor de una temperatura medida
como una señal analógica de 4–20 mA, se
utilizan para evitar pérdidas de tensión o
cuando un regulador o PLC no puede medir
directamente la señal desde un sensor de
resistencia (Termopar o PT100.
Las funciones que cumple un transmisor de
temperatura son aislar, amplificar, filtrar
sonido, linealizar y convertir la señal de
entrada a una señal estandarizada de control.
Como ya mencionamos la salida más común es
la de corriente 4 – 20 mA, por ejemplo 4 mA
puede representar 0 ºC y 20 mA 100 ºC.

17. GeneralidadesEn el medio altamente competitivo de hoy en día, todas
las compañías buscan reducir los costos de operación,
entregar sus productos rápidamente, y mejorar la calidad
de estos.
El Protocolo HART contribuye directamente con estas
metas de producción, permitiendo ahorrar gastos en:
 Comisionamiento e Instalación.
 Operaciones de planta y mejoramiento de la calidad.
 Mantenimiento.
El Protocolo HART fue desarrollado por Rosemount a
finales de los años `80. HART es la sigla de “Highway
Addressable Remote Transducer” (Transductor Remoto
Direccionable de Alta velocidad. )

18. Definición
El método tradicional de transmisión de datos con 4-20
mA, solo se limita a transmitir la magnitud de la
medición. Con la evolución en los procesos y la
aparición de la instrumentación de campo inteligente,
se hizo necesario encontrar nuevas formas de
transmisión.
En este marco se desarrolla el Protocolo HART, un
protocolo híbrido, que mezcla la señal análoga de
corriente con la transmisión de datos digitales por los
mismos dos cables sin que se distorsionen ninguna de
las dos señales.

19. HART
Puede funcionar como Maestro-Esclavo. Puede haber hasta dos maestros y
hasta 15 dispositivos esclavos se pueden conectar en configuración
multipunto. Cabe destacar que HART posee una arquitectura abierta,
disponible para cualquier proveedor y para cualquier usuario
Información adicional que se puede transmitir
La cual puede permitir ahorrar mucho tiempo y dinero a la hora de la
mantención, y además mejora el manejo y la utilización de las redes de
instrumentos inteligentes
Cableado existente y las estrategias de control
No deberán ser totalmente reemplazados al momento de implementar.

20. Señales Normalizadas
Señales Analógicas (Transmisión continua de la
información en tiempo real):
 Neumática: 0.2 – 1.0 Bar
3 – 15 PSI
 Eléctrica : 4 – 20 mA
0 – 24 V cc

21. Fundamento Tecnológico de HART
El Protocolo HART permite la trasmisión simultánea
de información analógica y digital pues generalmente
opera superpuesto sobre el lazo de corriente de 4-20
mA, y utiliza una señal FSK para la transmisión digital
binaria a 1200 bps, o 2200 bps (1200 Hz para un UNO y
2200 Hz para un CERO). Como el valor promedio de
una señal FSK es cero, ella no afecta los valores
analógicos presentes en el lazo de corriente.

22. Señal HART
El FSK (Frequency-Shift Keying) es un tipo de modulación de frecuencia cuya
señal modulante es un flujo de pulsos binarios que varía entre valores
predeterminados.

23. Esquema Maestro – Esclavo
Como su nombre lo dice este sistema consta de dos tipos de
dispositivos, uno al que llamamos Maestro, el cual esta
encargado de iniciar las comunicaciones y es el que pide la
información. Los dispositivos Esclavos, en tanto, solo
envían información cuando se les solicita. El proceso por el
cual el Maestro envía un mensaje y recibe una respuesta
(en caso de haberla) se denomina Transacción.

24. Comunicación Punto a Punto
En el modo de Punto a Punto, la señal tradicional de 4–
20 mA se usa para comunicar un proceso variable,
mientras que las variables del proceso adicionales, los
parámetros de la configuración y otros datos del
dispositivo son transferidos digitalmente usando el
protocolo HART. La señal de 4–20 mA no es afectada
por la señal del protocolo HART y puede usarse para el
control de manera normal.
La señal digital de la comunicación HART da al acceso a
las variables secundarias y a otros datos que pueden
usarse para el funcionamiento, el comisionando, el
mantenimiento, y para propósitos de diagnóstico.

25. Comunicación Punto a Punto

26. Comunicación Multipunto
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. 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 y no tiene ningún significado
relativo al proceso.

27. Comunicación Multipunto

28. Aplicaciones del Protocolo HART
El Protocolo HART se utiliza típicamente para configuración
remota, ajuste y diagnóstico de dispositivos de campo
inteligentes. El Protocolo HART no es apropiado para sistemas
que requieren respuestas muy rápidas; sin embargo, si no se
requieren altas velocidades, el Protocolo HART se puede
utilizar en configuración Multipunto. En este caso no se
emplea el lazo de corriente, es decir, se eliminan las señales
analógicas en el sistema y todas las mediciones y control se
efectúan con los dispositivos y formatos HART. Nótese que en
este caso cada transmisor produce una corriente fija de 4 mA;
además, cada uno de ellos posee un Módem HART.

29. LONGITUD Y CAPACITANCIA DE CABLE
La mayoría de las instalaciones están dentro del límite teórico de los 3.000 (10, 000
pies) metros para la comunicación HART. Sin embargo, las características eléctricas
del cable - sobre todo su capacitancia - y la cantidad de dispositivos conectados
pueden afectar la longitud máxima permitida del cable. La siguiente tabla muestra
el efecto de la capacitancia del cable y el número de dispositivos de red en la
longitud del cable.

30. LONGITUD Y CAPACITANCIA DE CABLE
Consideraciones de cableado
Si es posible, use cable de par trenzado blindado individualmente, ya sea en par
único o variedades multi-pares. Los cables sin blindaje se pueden utilizar para
distancias cortas, siempre que el ruido ambiental y la diafonía no tengan
repercusiones negativas en la comunicación. El calibre mínimo del conductor es
0,51 mm de diámetro (# 24 AWG) para tendidos de cable menores a 1.500 metros
(5.000 pies) y diámetro de 0,81mm (# 20 AWG) para distancias más largas.

32. Una Descripción de Dispositivo o DD es un archivo electrónico de datos
preparado de conformidad con las especificaciones del Lenguaje para
Descripción de Dispositivo que describe las características y funciones
especificas de un dispositivo inclusive detalles de menús y características
de la pantalla gráfica que será usada por las aplicaciones centrales
(inclusive dispositivos portátiles de mano) para entrar a todos los
parámetros y datos en el dispositivo correspondiente.
Lenguaje para Descripción de Dispositivo (DDL) es un lenguaje para
describir dispositivos. Una Descripción de Dispositivo (DD) se crea como
archivo de texto y luego se convierte a un archivo binario estándar.
Integración de Dispositivo
La DD será desarrollada por el fabricante del dispositivo o por un socio de
servicio. Las DD son distribuidas por La Fundación de Comunicación
HART en disco y a través de Internet (descarga).
¿QUE SON LAS DD?

33. ¿QUE ES EL PACTware ?
 PACTware (Process Automation Configuration Tool)
Es un software independiente del fabricante y del bus de
campo para la configuración de todo tipo de equipo de
campo.

34. ¿Qué son los DTM?
 DTM ( Field Device Tool) es el verdadero modulo de
configuración de los sensores y componentes de
campo. El mismo contiene todos los datos y funciones
especificas de un tipo de sensor y suministra todos los
elementos graficos y diálogos para la comunicación.
 El DTM no es un software con capacidad propia de
ejecución sino que requiere para su empleo un
programa de soporte como el PACTware.

35. ¿QUE ES EL MODEM HART?

37. COMUNICACION DE UN
TRANSMISOR CON PACTWARE Y
MODEM HART VEGA

46. Pasos para calibrar y configurar
el Transmisor de Temperatura
Foxboro RTT20 con HAND
HELD

47. Datos técnicos de los instrumentos a utilizar:
 Comunicador de Campo (FIELD
COMUNICATOR)
Marca: Emerson Management
Modelo: 475
Alimentación: 24 VDC

48.  Transmisor de Temperatura
Marca : Foxboro
Modelo : RTT20
Rango : 0-1200°C
Alimentación : 12 - 42VDC

49.  Calibrador de Procesos
Marca: MARTEL
Modelo: MC 1010

50. Diagrama de conexión
 Conectar el HAND HELD con los conectores en paralelo
a la resistencia de la carga, resistencia mínima de 250 Ω
en el lazo HART para protección del equipo.
 La resistencia va conectada en serie con el transmisor de
temperatura en la línea negativa de la fuente
 El calibrador de procesos simulará al sensor de
temperatura (termocupla) enviando señales de 4-
20mV

52. PASOS PARA LA CONFIGURACION DEL TRANSMISOR DE
TEMPERATURA
 Energizar el Hand Held y con el teclado alfanumérico
seleccionar la función HART
 APLICATION con la tecla de entrada

53.  Una vez dentro del parámetro Hart Aplication aparecerán 3
opciones:
 Se selecciona la opción ON LINE con la tecla entrar

54.  Una vez elegida la opción ON LINE (en línea) aparecerán las
opciones siguientes:
 Seleccionar la opción DEVICE DATA y aparecerán dos
opciones más:

55.  Elegimos “SPECIALIST”, mostrándonos 7 opciones:
 Punto de Medición
 Configuraciones del sensor
 Configuración de la salida
 Falla manual
 Calibrar señal de 4-20mA
 Opciones
 Información del transmisor

56.  Primero elegimos la opción “CONFIG. SENSOR”,
mostrándonos 4 opciones y las configuramos:
 Luego regresamos al “SPECIALIST”, eligiendo “CONFIG.
OUT PUT”, mostrándonos 2 opciones:

57.  Ingresando a “MEASURING RANGE”, ingresando a “INPUT”
y le damos los valores a los rangos bajo y alto:
 Regresamos a la carpeta de “SPECIALIST”, ingresando a la
opción “CAL 4-20 mA” y Calibramos la salida.
 Nuevamente ingresamos a “SPECIALIST” e ingresamos a
“OPTIONS” mostrándonos 6 opciones:

58.  Ingresamos a “LOCAL DISPLAY” apareciendo 3
opciones:

59.  Ingresando a “DISPLAY CONFIG” es para elegir en
que unidades de ingeniería ver en el display del
transmisor de temperatura
 Regresamos a “OPTIONS”, eligiendo la opción
“LOCAL KEY” para habilitar eligiendo ENABLE:

60.  Regresamos a “OPTIONS”, eligiendo la opción
“INTERNAL TEMP. UNIT” que es la opción 3.2.6.5
para elegir la unidad de “°C “.
 Ingresamos a “LOCAL DISPLAY” apareciendo 3
opciones

61.  Ingresando a “DISPLAY CONFIG” para elegir en que
unidades de ingeniería se verá en el display del
transmisor de temperatura:
 Regresamos a “OPTIONS”, eligiendo la opción
“LOCAL KEY” para habilitar eligiendo ENABLE:

62.  Regresamos a “OPTIONS”, eligiendo la opción “INTERNAL TEMP.
UNIT.” Para elegir la unidad de “°C”.
 Regresamos a “OPTIONS”, eligiendo la opción “HART”,
apareciendo 3 opciones:
 Generar señal de termocupla con el calibrador de procesos en este
caso tipo “J” a un rango de 0° a 100 °C

63.  Configurar en el HAND HELD los parámetros de
medición con una termocupla tipo J.

65. ¿Alguna
pregunta?
¿Alguna
Pregunta?