Protocolo HART es un estándar de comunicación que superpone una señal digital sobre un bucle de corriente analógica estándar de 4-20 mA, permitiendo que un par de cables transporte tanto la medida del proceso en vivo como datos digitales bidireccionales al mismo tiempo.
HART es la sigla de Highway Addressable Remote Transducer. Introducido a mediados de los años 1980, más tarde fue transferido a la independiente HART Communication Foundation, que se fusionó con el FieldComm Group en 2015. Las plantas ya habían invertido mucho en el cableado 4-20 mA, por lo que HART permitió que los transmisores inteligentes reutilizaran esa infraestructura en lugar de obligar a un desmantelamiento y reemplazo por un bus de campo totalmente digital.
HART utiliza Frequency Shift Keying (FSK) basado en el estándar de módem Bell 202. Dos tonos de frecuencia de audio, 1200 Hz y 2200 Hz, representan el 1 y el 0 digitales, transmitidos a 1200 bits por segundo. Estos tonos viajan por el lazo como una pequeña corriente de CA, aproximadamente 0,5 mA pico (unos 1 mA pico a pico), superpuestos a la señal de CC de 4-20 mA. Debido a que la forma de onda FSK es simétrica y promedia cero en cada periodo de bit, no desplaza la corriente media del lazo. La lectura analógica en la tarjeta de entrada del PLC o DCS permanece exacta mientras los datos digitales viajan junto a ella, sin interrupciones.
HART admite dos modos de cableado. En modo punto a punto, un dispositivo por bucle, la señal 4-20 mA representa activamente la variable primaria y los comandos digitales se superponen para configuración y diagnóstico. En modo multidrop, varios dispositivos comparten un par de cables, cada uno fijado a una corriente baja estática (típicamente 4 mA) y asignado a una dirección de sondeo única, por lo que la corriente deja de seguir el proceso y cada valor se lee digitalmente en su lugar. Las primeras revisiones de HART (3 a 5) permitían direcciones de sondeo de 1 a 15; HART 6 amplió la direccionamiento a 63, y HART 7 redefinió el rango como 0 a 63.
El canal digital convierte un transmisor 4-20 mA simple en un activo inteligente y gestionable de forma remota:
WirelessHART, estandarizado como IEC 62591, transporta la capa de aplicación HART sobre una malla inalámbrica en lugar de un lazo cableado. Funciona sobre la capa física IEEE 802.15.4 en la banda ISM de 2,4 GHz, usa espectro ensanchado por secuencia directa en la capa física combinado con salto de frecuencia y lista negra de canales a nivel de red para esquivar interferencias, y forma una malla autoorganizada y autorreparable donde cada dispositivo de campo puede retransmitir los datos de otros hacia la pasarela. El acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) programa las transmisiones en ranuras sincronizadas de 10 milisegundos, 100 por segundo, proporcionando una comunicación determinista y de bajo consumo adecuada para dispositivos alimentados por batería. Introducido con HART 7 y aprobado como norma IEC completa en 2010, el primer estándar internacional para comunicación inalámbrica en automatización de procesos, usa los mismos comandos y el mismo modelo de descripción de dispositivo que HART cableado, por lo que un sistema host no necesita un modelo de datos separado para integrar instrumentos inalámbricos en el mismo flujo de trabajo de gestión de activos, útil para adaptar la monitorización de condición a equipos como bombas donde tender nuevos cables es impracticable, junto con técnicas como la termografía frente al análisis de vibraciones.
HART sigue siendo uno de los protocolos de instrumentación más ampliamente desplegados porque protege el cableado 4-20 mA existente mientras desbloquea datos de diagnóstico que los lazos solo analógicos nunca transportaron. Esa capa de diagnóstico —deriva del sensor, estado del lazo, salud del dispositivo— es el tipo de señal de aviso temprano que se pierde cuando nadie la sondea, el mismo punto ciego que deja que problemas como la cavitación pasen desapercibidos hasta que una bomba falla. Fabrico lee la condición de la máquina y el OEE directamente de la línea y enruta automáticamente una orden de trabajo en el momento en que se detecta una pérdida, con visión por computador que detecta modos de fallo que los sensores y los diagnósticos HART por sí solos pueden pasar por alto. Está desarrollado en la UE con residencia de datos en la UE y certificado ISO 27001, 20000-1 y 9001. Solicita una demo de Fabrico.
No. Los tonos FSK promedian cero corriente durante cada ciclo de señalización, por lo que el componente de CC que representa la variable de proceso no se ve afectado. La lectura analógica permanece tan precisa como en un lazo 4-20 mA estándar.
Sí. Los dispositivos WirelessHART se conectan a través de una pasarela que traduce el tráfico de la malla inalámbrica a los mismos comandos y estructuras de datos HART usados en los lazos cableados, por lo que el host y el software de gestión de activos tratan ambos como dispositivos HART.
La variable primaria (PV) es la que está representada por la corriente analógica 4-20 mA en modo punto a punto. Las variables dinámicas adicionales, comúnmente etiquetadas secundaria, terciaria y cuaternaria, están disponibles solo a través del canal digital HART, permitiendo que un único transmisor informe mediciones adicionales junto a su lectura principal.
El modo multidrop sacrifica la lectura analógica en vivo a cambio de permitir cablear múltiples dispositivos en un solo par de cables, útil para aplicaciones con amplia dispersión y baja tasa de actualización como depósitos o monitorización de oleoductos donde el sondeo únicamente digital es un compromiso aceptable para reducir el cableado.
Iniciar sesión
Blog
