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¿Cómo funciona el protocolo HART?

La comunicación industrial es un área que ha presentado un gran desarrollo en los últimos años, particularmente con los sistemas inalámbricos y la Industria 4.0. Sin embargo, la estabilidad y velocidad en los sistemas cableados de comunicación siguen siendo una ventaja en el sector industrial chileno. En este sentido, el protocolo HART ofrece grandes posibilidades para potenciar estos sistemas.

HART es un protocolo abierto de uso común en los sistemas de control, que se emplea para la configuración remota y supervisión de datos con instrumentos de campo que miden diferentes magnitudes, entre ellas temperatura, humedad, presión, nivel, etc.

Por mucho tiempo, el estándar de comunicación utilizado por los equipos de automatización de proceso ha sido la transmisión analógica convencional en corriente 4-20mA (la que se mantiene hasta ahora mayoritariamente). Junto con este sistema, existen otros de menor masificación, entre ellos 0-10V o 0-5V y transmisión en corriente 0-20 mA.

En 1986, aparece el protocolo de comunicación HART (Highway Addressable Remote Transducer), el que entrega una solución para la comunicación de instrumentos inteligentes y que además tiene la virtud de ser compatible con la transmisión analógica convencional en corriente 4-20mA, permitiendo que la señal analógica y las señales de comunicación digital sean transmitidas simultáneamente sobre el mismo cableado. Mediante este protocolo, la información de la magnitud medida se transmite mediante la señal analógica de 4-20mA, mientras que la señal digital es utilizada para transmitir otro tipo de información, como por ejemplo, instrucciones para el proceso, configuración de los equipos, calibración e información de diagnóstico del instrumento.


Ventajas que ofrece este protocolo

Mejora las operaciones en planta.

Otorga mayor flexibilidad operacional.

Protege la inversión hecha en la instrumentación de la planta.

Entrega una alternativa económica de comunicación digital.

Implica un ahorro considerable en materiales eléctricos en las instalaciones Multipunto.


Características del protocolo

Es un protocolo del tipo maestro/esclavo, lo que significa que el dispositivo de campo (esclavo), como un medidor de presión, “habla” solo cuando es preguntado por un maestro (un computador, un PLC, etc.). Este estándar también destaca por su versatilidad, ya que en una red HART pueden existir dos maestros (uno primario y el otro secundario), y ambos pueden comunicarse con un mismo dispositivo esclavo.

Los maestros secundarios pueden comunicarse a la vez con los dispositivos de campo sin que ello signifique distorsionar la comunicación que ese esclavo mantiene con el maestro primario. Un maestro primario puede ser típicamente un DCS (Sistema de Control Distribuido), un PLC, o un sistema central de monitorización o control basado en PC, mientras un maestro secundario puede ser un comunicador portátil.


Las redes HART

La comunicación puede operar sobre dos tipos de arquitectura de redes:

Comunicación punto a punto: La señal convencional de 4-20 mA es usada para comunicar una variable de proceso mientras otras variables adicionales, parámetros de configuración y otras informaciones del dispositivo son transmitidas digitalmente usando el protocolo HART, por lo tanto la señal análoga de 4-20 mA no es afectada por la señal HART y puede ser usada para el monitoreo o control de forma normal. La señal de comunicación digital HART da acceso a variables secundarias y otras informaciones pueden ser utilizadas para propósitos de operación, mantención y diagnóstico.

Comunicación tipo Multipunto: El modo Multipunto requiere solamente un par de alambres y el lazo de control puede tener barreras de seguridad y fuentes de poder auxiliares para hasta 15 aparatos de terreno, donde todos los valores de proceso son transmitidos digitalmente.


Artículo gentileza de VETO. / www.veto.cl
Enero 2022
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