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Aplicaciones para transmisores de temperatura

Hubert Jakob
Productmanager de Alexander Wiegand GmbH, Klingenberg, Alemania
29/11/2007
La temperatura es uno de los parámetros más medidos en las instalaciones industriales ya que más de 50 por ciento de todos los sensores instalados registran la temperatura. Por ello los usuarios necesitan sensores adecuados en función de la aplicación. Un transmisor de temperatura con alimentación, junto con un sensor de medición, ubicado por ejemplo en el cabezal del lugar de medición sirve para la captación y la amplificación de la señal.
Las exigencias de los usuarios a la medida de la temperatura y sobre todo a los transmisores están marcadas por las características tecnológicas de la medición y de las influencias electromagnéticas. Además existen otros factores como la seguridad funcional (por ejemplo señalización de errores) que cobran cada vez más importancia. En general se puede resumir las necesidades de la siguiente manera:

• Fácil manejo en el montaje.

• Adaptación fácil y asistida a la tarea de medición.

• Buena estabilidad de todas las funciones, precisamente en ambientes difíciles.

• Larga vida útil.

• Almacenaje y logística sencilla

• Económico en el aprovisionamiento y desde el punto de vista del coste total de la propiedad durante la aplicación.

Además existen otras necesidades como la con señalización inequívoca en caso de error, la seguridad funcional (SIL), las aplicaciones de seguridad así como protección antiexplosiva (ATEX o homologaciones nacionales). El cumplimiento de todas estas exigencias, que son a veces contradictorias, requiere en la práctica una gran experiencia adquirida en distintos ámbitos de aplicación. Además las múltiples exigencias como larga durabilidad y larga estabilidad constituyen una síntesis de experiencias tanto de proyectistas y usuarios como del know-how del fabricante de los transmisores.

Sin embargo es evidente que distintas aplicaciones requieren distintas soluciones.

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Transmisores analógicos…

Este tipo de transmisor es de construcción sencilla y dispone de posibilidad de configuración mediante puentes de soldadura. Son muy económicos con entrega inmediata y constituyen la base de los transmisores de temperatura.

En las versiones de cabezal o carril ya esta integrada la señalización en caso de error del sensor. Debido a su construcción básica la seguridad funcional no es muy amplia y las posibilidades de configuración son limitadas. Entre la entrada de señal y salida no existe separación galvánica, lo que no tiene efecto en la exactitud del transmisor pero se debe descartar la conexión de sensores no aislados.

… con configuración digital

Estos transmisores análogicos destacan sobre todo por su rápido tiempo de reacción ya que la electrónica consiste únicamente de componentes análogos. Aun así son configurables fácilmente mediante un software y se puede prescindir de una simulación compleja. Este transmisor une las ventajas de la configuración digital con la señalización analógica y como tal es una solución adecuada para la aplicación en sistemas múltiplex. Condiciones óptimas para almacenaje y fácil manejo sobre todo si se utilizan en grandes cantidades.

Con las distintas homologaciones para las zonas EX y homologaciones específicas estos tipos de transmisores cumplen las necesidades de los mercados mundiales. Transmisores de este tipo controlan rupturas o cortocircuitos de los sensores conectados.

Estos transmisores análogicos destacan sobre todo por su rápido tiempo de reacción ya que la electrónica consiste únicamente de componentes análogos. Aun así son configurables fácilmente mediante un software y se puede prescindir de una simulación compleja. Este transmisor une las ventajas de la configuración digital con la señalización analógica y como tal es una solución adecuada para la aplicación en sistemas múltiplex. Condiciones óptimas para almacenaje y fácil manejo sobre todo si se utilizan en grandes cantidades.

Con las distintas homologaciones para las zonas EX y homologaciones específicas estos tipos de transmisores cumplen las necesidades de los mercados mundiales. Transmisores de este tipo controlan rupturas o cortocircuitos de los sensores conectados.

Transmisores digitales

Estos modelos destacan por su fácil adaptabilidad a varias tareas de medición. Son aplicables con todos los sensores de temperatura (por ejemplo RTD/termoelementos) o con potenciómetros y señales milivoltios mediante distintas conexiones ( por ejemplo sensores de resistenca con 2-/3-/4- hilos ). Los transmisores inteligentes también permiten la modificación con termorresistencias a los termopares o del termopar a una termorresistencia.

Además son aplicables curvas de señalización determinadas por parte del cliente.

También en estos sensores se prescinde de simulaciones complejas posterior de la configuración. El transmisor controla al sensor conectado a ruptura, cortocircuito y otras señales de error.

Las señalizaciones de error son configurables mediante un software a las aplicaciones especificadas. Las limitaciones de señalización y de salida ya corresponden a las recomendaciones de Namur. El protocolo del fabricante sin embargo que es necesario para el intercambio entre Software y transmisor es únicamente configurable mediante el software específico del fabricante.

… con protocolos abiertos

Un transmisor con protocolo estandardizado (por ejemplo Hart) suele cumplir todos los requisitos tanto generales como específicos.

Son fácilmente adaptables a las tareas de medición, la configuración a todos los tipos de sensores (RTD, termopar, termorresistencia, señalización mV, sensores con específicaciones del cliente)

sin simulación compleja del sensor. Señalizaciones precisas son factibles sin problema mediante el software de configuración específica.

Con estos transmisores también se pueden configurar a través de herramientas “abiertas” de configuración como por ejemplo AMS (Asset Management System, Emerson) o Simatic PDM (Siemens) Estas herramientas de configuración son aptas para varios fabricantes y sirven para la operación, el ajuste, el mantenimiento y la diagnosis de instrumentos de campos inteligentes. Por supuesto se cumplen las recomendaciones Namur como las altas exigencias en referencia a la protección antiexplosiva.

Otra característica de este tipo de transmisor es la realización de aspectos globales de seguridad como la clasificación SIL (Safety Integrity Level) que se basa en un análisis exhaustivo de FMEDA (Failure Mode and Detection Análisis).

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Transmisor con Foundation Fieldbus y Profibus
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Transmisor digital (0...20 mA) con protocolo

abierto estandardizado (Hart)

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Transmisores Fielbus

Estos transmisores “inteligentes” disponen de una señalización digital (según protocolo fieldbus).

Una configuración de span de medición no es necesaria para estos modelos. Para la adaptación a la tarea de medición es suficiente la selección del sensor (RTD, termopar, termorresistencia, sensor especificado del cliente etc.) sin simulación del sensor. Se emite una señalización detalladas (error y estado) mediante la señal digital. Estos modelos también están disponibles con protección antiexplosiva.

Sin embargo aun no existen clasificaciones SIL o informes FMEDA.

La medida de temperatura es una tarea algo compleja. Se necesitan conocimientos sobre sensores, vainas y transmisores. Distintas aplicaciones producen una multitud de distintos transmisores. La tendencia sin embargo es clara. Un transmisor inteligente configurable no es limitado a la medida de temperatura sino también señala cortocircuitos, rupturas y muchas otras funciones en cumplimiento de las recomendaciones de Namur. Instrumentos de gama alta están clasificados según la normativa SIL y son homologados para aplicaciones en zonas de protección antiexplosivas. La señalización frecuente de 4…20 mA es cada vez mas complementada por la señalización digital (mediante protocolos) o sustituido por la misma.

Los transmisores se convierten cada vez mas en microordenadores especializados para la aplicación industrial.

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