En la industria de procesos, cada dato puede llegar a ser relevante para el funcionamiento de sus operaciones, así como para su continua optimización. En este sentido, la instrumentación juega un rol vital, por lo que los fabricantes no sólo han buscado aumentar su precisión, sino que también facilitar su mantenimiento, incluyendo funciones mejoradas de diagnóstico y configuración, como los otorgados por el protocolo HART, el que permite contar con una completa información sobre las variables físicas que están siendo medidas, así como sobre el estado actual del dispositivo. No obstante, para contar con estos datos, se requiere que los dispositivos estén instalados sobre una red cableada, la que no siempre es sencilla de implementar. Es así como surge la necesidad de contar con otras tecnologías de comunicación.
“La comunicación wireless se está expandiendo en los sectores industriales. Las soluciones inalámbricas en campo se originan ante una necesidad de optimizar sistemas automatizados de monitoreo, buscando mayor eficiencia en la vigilancia y seguimiento de variables físicas, que permita implementar un sistema inteligente entre elementos de campo y el sistema central de control”, explica Kurt Meichsner, Jefe División Instrumentación de SOLTEX Chile.
Según Iván Flores, Product Manager de Instrumentación de Proceso de Siemens Chile, la instrumentación Wireless tiene un sinnúmero de aplicaciones en la Industria, principalmente en procesos de monitoreo donde representan una alternativa más económica y práctica que la instrumentación convencional vía cable. “Se estima que el costo de cableado de un instrumento convencional es de US$20/metro. Una aplicación clave para esta tecnología consiste en los equipos rotatorios, donde los instrumentos cableados representan un verdadero desafío tecnológico. En este sentido, Wireless HART permite obtener todos los beneficios del protocolo HART, que son diagnósticos del instrumento como parametrización, acceso a más de una variable según esté disponible, etc.”, agrega.
Por su parte, Cristian Oses, Product Manager Instrumentación de ABB en Chile, señala que al ser un estándar industrial abierto desarrollado para elementos de campo, cumple plenamente con las normas de confiabilidad, seguridad, rentabilidad y fácil manejo. “La llegada de esta tecnología WirelessHART significa un cambio fundamental, ya que ofrece un estándar uniforme para toda la industria de procesos. Un sencillo adaptador WirelessHART en el instrumento actual puede aportar la funcionalidad adicional que falta y potenciar el rendimiento del sistema de control en su conjunto. De este modo, el canal inalámbrico permite el control de estado tan necesario en la etapa final”, afirma.
Según el especialista, esta tecnología es una mejora complementaria del protocolo HART, que proporciona la capacidad adicional para beneficiar aplicaciones (nuevas y existentes) en monitorización y control de procesos. “Ya sea cableada o inalámbrica, la tecnología HART ofrece las herramientas y la flexibilidad que se necesita para administrar mejor los equipos de medición. Además, WirelessHART es compatible con versiones anteriores de dispositivos HART. Además, la tecnología utiliza las herramientas HART existentes, protegiendo así su inversión actual y futura”, acota.
En esta línea, Meichsner sostiene que, a pesar de que millones de dispositivos HART están instalados en todo el mundo, en la mayoría de los casos la valiosa información que pueden proporcionar está atrapada en los dispositivos. “Se estima que en el 85% de todos los dispositivos HART instalados no es posible tener el acceso para visualizar la información de diagnóstico de los dispositivos, y que sólo se comunican los datos de las variables de proceso a través de la señal analógica de 4…20 mA. A menudo, esto se debe al costo y la dificultad de acceder a la información HART”, afirma. “La tecnología Wireless HART permite a los usuarios acceder a la gran cantidad de información de una manera sencilla, fiable y segura con el objetivo de implementar nuevos puntos de medición y aumentar la visibilidad de la planta”, agrega.
En términos de normas y estándares, Flores, de Siemens Chile, comenta que, como se mencionó, el protocolo WirelessHART está basado en el protocolo HART (administrado por HART Communication Foundation), bajo el estándar IEEE 802.15.4, norma que define el nivel físico y el control de acceso al medio de redes inalámbricas de área personal con tasas bajas de transmisión de datos (low-rate wireless personal area network, LR-WPAN).
Algunos detalles sobre WirelessHART
WirelessHART se basó en los mismos principios que rigieron el desarrollo del HART “con cables”, es decir, los niveles de comunicación y aplicación forman parte de la solución, y el protocolo propiamente tal, se mantiene lo más sencillo posible. “De este modo, se puede sacar más partido a los instrumentos ya instalados. De hecho, muchas instalaciones ya están equipadas con instrumentos HART”, dice Oses.
Cada red WirelessHART incluye tres elementos principales:
• Dispositivos inalámbricos de campo: Estos son integrados al equipo de la planta o de proceso. Este instrumento podría ser un dispositivo WirelessHART nativo o un dispositivo existente compatible con HART con un adaptador Wireless-HART conectado al mismo.
• Gateway o Interface: Permite la comunicación entre los dispositivos inalámbricos de campo y de unidades centrales conectadas a una red troncal de alta velocidad u otras redes de comunicaciones existentes en la planta.
• Un administrador de red: Integrado en el Gateway, éste es el responsable de configurar la red, la programación de las comunicaciones entre dispositivos, gestión de rutas de mensajes y monitoreo del bienestar de la red.
A juicio de Flores, las principales ventajas de la instrumentación WirelessHART son:
• Ahorro en los costos de cableado.
• Posibilidad de estudios puntuales, donde no se requiera la instalación permanente de un equipo.
• Seguridad en la transmisión de los datos mediante la operación “en malla” (mesh network).
• Bajo costo de comisionamiento y mantenimiento.
• Fácil acceso a todos los datos de diagnóstico del equipo.
En tanto, sus principales desventajas se refieren principalmente a que los tiempos de actualización aún no permiten el uso del equipo en lazos críticos o en sistemas de trip de emergencia. Asimismo, las distancias están limitadas por la propia tecnología y por los eventuales obstáculos que se pudieran interponer entre dos equipos (o entre un equipo y el gateway).
¿Cómo elegir un sistema de instrumentación WirelessHART?
A juicio de Meichsner, se debe considerar la interoperabilidad con otros fabricantes, la simplicidad, fiabilidad y la seguridad para garantizar el correcto monitoreo y control de proceso. “El elegir un sistema de instrumentación wireless debe estar respaldado por una comisión, como es el caso de WirelessHART (IEC 62591)”, confirma. “Hoy tenemos aplicaciones en industrias tales como Minería, Refinerías, Pulpa y Papel y plantas industriales. El foco en el mercado nacional estaría en la incorporación de nuevos puntos de medición, como también apuntar hacia el mantenimiento predictivo en los instrumentos o dispositivos más críticos dentro de la planta”, añade.
Por su parte, el profesional de Siemens Chile declara que “a medida que los clientes han ido comprendiendo esta tecnología, la han ido considerando para sus aplicaciones. El mercado hoy maneja más y mejores conocimientos, y por eso ahora tanto los proveedores como los clientes, saben de antemano en qué partes del proceso WirelessHART realmente representará un beneficio”.
