La Industria 4.0 conduce a la automatización industrial hacia mayores niveles de digitalización. Una clave para la implementación de los principios de la Industria 4.0 es el uso generalizado de sensores con el fin de ajustar el rendimiento de forma precisa y de detectar incidencias potenciales antes de se conviertan en problemas. El ecosistema construido alrededor del protocolo HART (Highway Addressable Remote Transducer), que ha respaldado el uso de sensores de proceso en la automatización durante muchos años, está evolucionando de acuerdo con esta tendencia.
 
Como protocolo escogido por numerosos usuarios durante muchos años, HART ha suministrado datos a controladores lógicos programables y sistemas de supervisión a través de una conexión de dos cables punto a punto. Si la instalación requiere muchos sensores y transmisores de proceso, el cableado punto a punto resulta mucho más difícil. Los cambios introducidos en la interfaz HART han posibilitado la instalación de sensores que utilizan buses multipunto con el fin de simplificar el cableado y permitir lecturas desde un conjunto de sensores colocados a lo largo de un cable. Sin embargo, dado que esta versión del bus utiliza el mismo protocolo principal, la transferencia de datos es relativamente lenta.
 
Avances en redes digitales
Muchos usuarios pensarán que es más ventajoso recurrir a tecnologías más novedosas que aprovechen los avances introducidos en las redes digitales: WirelessHART y HART-IP. WirelessHART accede al mismo espectro de 2,4GHz sin licencia que emplean WiFi y Bluetooth pero utiliza un protocolo desarrollado para comunicaciones industriales. El mismo protocolo TSMP (Time Synchronised Mesh Protocol) admite un funcionamiento con un consumo eléctrico muy bajo ya que permite que los sensores se desconecten cuando no esperan establecer una comunicación. Su diseño en malla también permite que los paquetes pasen de un nodo inalámbrico a otro, una técnica que ayuda a alargar la cobertura de la red. Esto puede ser crucial en sistemas que cubran grandes áreas donde no sea práctico recurrir al cableado fijo.
 
HART-IP aprovecha la pila IP estándar para posibilitar el envío de mensajes HART a través de diversos tipos de Ethernet, incluidas las versiones diseñadas para un funcionamiento intrínsecamente seguro en entornos peligrosos, así como WiFi. El uso de IP permite manejar datos del bus de campo junto con otros protocolos para facilitar la integración de PLC y sensores en sistemas SCADA unificados en una sola red principal. Añadir la compatibilidad con WirelessHART potenciará la cobertura de la red fija.
 
La calibración es primordial
Sea cual sea el protocolo de comunicaciones subyacente, la calibración es un aspecto vital de la instalación y el mantenimiento del sistema. Este proceso solía ser asumido por un ingeniero que utilizaba un calibrador profesional en el transmisor. La calibración se lleva a cabo tras conectar el instrumento físicamente a las entradas analógicas y al puerto de datos. Instrumentos como el calibrador y documentador de procesos Fluke 754 proporcionan flujos de trabajo a través de un menú, con el fin de comprobar que el transmisor funcione correctamente; para ello envía datos precisos y registra los resultados.
 
La adopción de WirelessHART y HART-IP conllevará cambios en el modo que tiene el calibrador de acceder a los datos enviados por el transmisor a través de la red. Para garantizar que el ingeniero vea la misma información que es enviada a los PLC o a los sistemas SCADA, necesitarán introducirse en la red para recibir esos paquetes. Cuando el transmisor envié datos mediante WirelessHART tiene sentido disponer de un módulo adaptador para un calibrador que se conecte directamente a interfaces con protocolos como WirelessHART.
 
Diagnóstico efectivo de problemas en la red
Los usuarios también podrían optar por sacar partido a la naturaleza ubicua de IP para transmitir los paquetes a un dispositivo portátil a través de una pasarela de la red. Este modo de funcionamiento también resultará útil para comprobar el flujo de la información desde cada transmisor recalibrado. La mayor complejidad de la arquitectura de la red hace que sea importante que los técnicos comprendan cómo hallar problemas que pudieran impedir la correcta recepción de los datos. Un analizador del protocolo de la red como el comprobador de cables y de red LinkIQ de Fluke Networks, que permite diagnosticar muchos problemas de la red, como roturas de cable y fallos de configuración del router, se convertirá en un instrumento importante para el ingeniero de mantenimiento junto con el equipo de calibración. Con el objetivo de garantizar las necesidades futuras de esta comunidad, Fluke está invirtiendo en una integración más estrecha del análisis de protocolo y la calibración del sensor, asegurando así que los ingenieros de proceso puedan realizar sus pruebas de forma rápida y eficiente, aplicando las estrategias más apropiadas para su empresa.

Autor: Eric van Riet, Responsable de Soporte y Formación Estratégica – LMS Admin, Ingeniería y Tecnología de Aplicaciones, Fluke