TORMENTO 2015.pdf

8/20/2019 TORMENTO 2015.pdf

1/113

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE SANTIAGOUTESA

Área de Arquitectura e IngenieríaCarrera Ingeniería en Electrónica

EVALUACION Y SELECCIÓN DE UN SISTEMA DECOMUNICACIÓN PARA UN TANQUE DE COMBUSTIBLE

INTEGRADO A UN SISTEMA DE MONITOREO

Monográfico para optar por el títulode Ingeniero en Electrónica

PRESENTADA POR:LUIS R. CERVERA ABREU

ASESOR:ING. RAMÓN MARTÍNEZ MOTA, M.S

ING. LUCIANO BEATO, M.A

Santiago de los CaballerosRepública Dominicana

Diciembre, 2015


2/113

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE SANTIAGOUTESA

Área de Arquitectura e IngenieríaCarrera Ingeniería en Electrónica



Monográfico para optar por el títulode Ingeniero en Electrónica

PRESENTADA POR:LUIS R. CERVERA ABREU 1-00-3345

ASESOR:ING. RAMÓN MARTÍNEZ MOTA, M.S

ING. LUCIANO BEATO, M.A

Santiago de los CaballerosRepública Dominicana

Diciembre, 2015


3/113




4/113

INDICE


5/113

DEDICATORIAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .AGRADECIMIENTOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

RESUMEN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .INTRODUCCIÓN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

CAPÍTULO I. COMUNICACIÓN INDUSTRIAL

1.1 Buses de campo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1.1 Hart. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.1.2 Profibus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.1.3 Fieldbus Foundation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.1.4 Modbus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.1.5 DeviceNet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.2 Comunicaciones industriales Wireless. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.2.1 Tecnología soportada en el estándar ISA100.11ª. . . . . . . . 71.2.2 Tecnología soportada en el estándar WirelessHART. . . . . 101.2.3 Tecnología soportada en el estándar ZigBee. . . . . . . . . . . 12

1.2.3.1 Estándar IEE 802.15.4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.2.3.2 Característica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

1.2.4 Tecnología Accutech ™ Wireless Industrial. . . . . . . . . . . . 16

11.11114

CAPÍTULO II. SISTEMA DE MONITOREO EN TANQUES DECOMBUSTIBLE

2.1 Instrumentos de medida directa en tanques de combustible. . . . . . . . . 192.1.2 Instrumentos basados en la presión hidrostática. . . . . . . . . . . . 242.1.3 Instrumento basado en el desplazamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . 282.1.4 Instrumentos basados en características eléctricas de líquidos. 29

2.2 Medidores de nivel de líquidos en tanques de combustible. . . . . . . . . 312.2.1 Medidor de nivel de ultrasonidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312.2.2 Medidor de nivel de radar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342.2.3 Medidor de nivel de radiación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35


6/113

CAPÍTULO III. ESTUDIO DE SISTEMAS DE COMUNICACIONESINDUSTRIALES COMERCIALES WIRELESS O INALAMBRICOS

3.1 Sistema marca Banner Surecross. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.1.1 Módulos inalámbricos SureCross modelos Dx80n y Dx80g. 42

3.2 Sistema marca Vega. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.2.1 Módulos inalámbricos Plicsradio modelos T62 Y R62. . . . . 44

3.3 Sistema marca Pepperl + Fuchs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463.3.1 Módulo inalámbrico gateway modelo wha-gw-f2d2. . . . . . . . 47

3.3.2 Módulo inalámbrico adaptador wirelesshartwha-adp-f8b2. 493.4 Sistema marca Siemens. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

3.4.1 Módulo inalámbrico gateway ie/wsn-pa link. . . . . . . . . . . 523.4.2 Módulo inalámbrico adaptador SITRANS AW200. . . . . . . . 55

CAPÍTULO IV. EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DEL SISTEMA DECOMUNICACIÓN PARA UN TANQUE DE COMBUSTIBLEINTEGRADO A UN SISTEMA DE MONITOREO

4.1 Análisis del sistema de comunicación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584.2 Evaluación y selección. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .584.3 Base y criterio de seleccion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

CONCLUSIONES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .RECOMENDACIONES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BIBLIOGRAFÍA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


7/113

DEDICATORIAS


8/113

A Dios:

Porque sin su guía y protección no pudiera realizar ninguna actividad

y gracias a él obtengo las fuerzas necesarias para seguir adelante y luchar por alcázar mis metas y objetivos además de su infinita bondad amorosa.

A mis Padres Luisa y Ramón:

Por su gran dedicación y empeño, por darme una carrera para mi

futuro y por creer. A mi padre por brindarme los recursos necesarios y estar

a mi lado apoyándome y aconsejándome siempre. A mi madre por hacer demí una mejor persona a través de sus consejos enseñanzas y amor. Los Amo

con todo mi Corazón y espero nunca defraudarlos.

A mi Hermana Zoleima:

Porque sus ejemplos tanto positivo como negativo me enseñaron el

camino que realmente vale la pena recorrer.

A mi esposa Yelisa:

Por ayudarme siempre y sacrificar su tiempo para colaborar conmigo

en este proyecto y en el último año de mi carrera. Por los ejemplos de

perseverancia y constancia que lo caracterizan y que me ha infundado, por

el valor mostrado para salir adelante. Te Amo.

Luis


9/113

AGRADECIMIENTOS


10/113

A Dios por habernos dado la salud, fuerza y voluntad para

desempeñar debidamente este proyecto.

A nuestros padres por sus aportes económicos para que este proyecto

fuera posible.

A Yelisa Martínez por su gran ayuda, su tiempo y otros recursos

aportados.

A Wester Sarita porque sin el este proyecto no fuera posible.

A nuestros asesores Ramón Mota y Luciano Beato por haberme

dirigido durante todo el proceso.

A todos aquellos que de una forma u otra colaboraron para que este

proyecto sea posible.

Gracias.

Luis


11/113

RESUMEN


12/113

El problema para ser identificarlo se hizo necesario una entrevista

con el ingeniero encargado de la plata. La entrevista reveló el deseo inicial

de probar la tecnología inalámbrica, a su vez probar la comunicación entre

gateway con PLCs de la central de operaciones para aplicaciones de control

y monitoreo en los procesos industriales. Definido esto, la compañía

manifestó el interés de realizar el proyecto aplicándolo a un sistema real, de

ahí salió la idea de la evaluación y selección del sistema de comunicación

para un tanque de combustible integrado a un sistema de monitoreo

Medir manualmente o por medio de varilla un tanque de combustible

situado a distancia de la empresa que se abastece resulta problemático, por

la distancia y la situación geográfica de su ubicación,de ahí que se hace

sumamente necesario implementar el sistema de monitoreo a distancia.

Por lo tanto, un proyecto de esta naturaleza sobre la evaluación y

selección del sistema de comunicación para un tanque de combustible

integrado a un sistema de monitoreo resulta importante porque no existe en

las empresas un proyecto que permita evaluar y seleccionar un sistema de


13/113

comunicación a un tanque de combustible integrado a un sistema de

monitoreo.

De igual manera este proyecto resulta importante para las empresas

debido a que requieren un registro detallado del nivel de los tanques que

permita realizar un control de inventario, además el sistema debe generar

una alerta cuando sus niveles estén por debajo de una medición crítica, de

esta manera con esta alarma el operario podrá tomar a tiempo las decisiones

correctas para que el proceso siga funcionando sin alteraciones.

Este sistema favorecerá a la empresa en eficiencia y economía en

cuanto al llenado de combustible de las máquinas minimizando pérdidas de

tiempo en los procesos de producción.

El objetivo general es evaluar el sistema de comunicación para un

tanque de combustible integrado a un sistema de monitoreo.

El tipo de investigación a desarrollar en el presente estudio es de

carácter bibliográfico y se usara como fuente suplementaria un estudio de


14/113

campo, por tanto, se procederá a recopilar los materiales que demanda la

investigación; se seleccionaran de acuerdo a los requerimientos del estudio,

se procederá analizarlo y de igual manera se procederá a la evaluación y


integrado a un sistema de monitoreo.

De ahí que el presente estudio pone énfasis en las siguientes tecnologías:

Los buses de datos que permiten la integración de equipos para la

medición y control de variables de proceso, reciben la denominación

genérica de buses de campo.

Un bus de campo es un sistema de transmisión de información

(datos) que simplifica enormemente la instalación y operación de máquinas

y equipamientos industriales utilizados en procesos de producción.

De igual manera se plantea que el sistema de monitoreo es un

proceso mediante el cual se reúne, observa, estudia y emplea información


15/113

para luego poder realizar un seguimiento programado a un hecho

particular.

Por lo tanto un medidor de sonda consiste en una varilla o regla

graduada de la longitud conveniente para introducirla dentro del depósito.

La determinación del nivel se efectúa por lectura directa de la longitud

mojada por el líquido. En el momento de la lectura el tanque debe estar

abierto a presión atmosférica. Se utiliza, generalmente, en tanques de fuel-

oil o gasolina.

Otro medidor consiste en una varilla graduada con un gancho que se

sumerge en el seno del líquido y se levanta después hasta que el ganchorompe la superficie del líquido.

La distancia desde esta superficie hasta la parte superior del tanque

representa indirectamente el nivel. Se emplea en tanques de agua a presión

atmosférica. Otro sistema parecido es el medidor de cinta graduada y

plomada, que se emplea cuando es difícil que la regla graduada tenga

acceso al fondo del tanque. Se lanza la cinta con la plomada hasta que toca


16/113

la superficie del líquido o hasta que toca el fondo del tanque. La marca del

líquido en la cinta indica el nivel.

El nivel de cristal consiste en un tubo de vidrio con sus extremos

conectados a bloques metálicos y cerrados por prensaestopas que están

unidos al tanque, generalmente, mediante tres válvulas, dos de cierre de

seguridad en los extremos del tubo para impedir el escape del líquido, en

caso de rotura del cristal, y una de purga.

El nivel de cristal normal se emplea para presiones de hasta 7 bar. A

presiones más elevadas el cristal es grueso, de sección rectangular y está

protegido por una armadura metálica.

Los instrumentos de flotador consisten en un flotador situado en el

seno del líquido y conectado al exterior del tanque indicando directamenteel nivel. La conexión puede ser directa, magnética o hidráulica.


17/113

El flotador conectado directamente está unido por un cable que

desliza en un juego de poleas a un índice exterior que señala sobre una

escala graduada. Es el modelo más antiguo y el más utilizado en tanques de

gran capacidad, tales como los de fuel-oil y gasoil. Tiene el inconveniente

de que las partes móviles están expuestas al fluido y pueden romperse, y de

que el tanque no puede estar sometido a presión. Además, el flotador debe

mantenerse limpio.

Estos instrumentos son adecuados en la medida de niveles en tanques

abiertos y cerrados a presión o al vacío, y son independientes del peso

específico del líquido. Por otro lado, el flotador puede agarrotarse en el tubo

guía por un eventual depósito de los sólidos o cristales que el líquido pueda

contener y, además, los tubos guía muy largos pueden dañarse ante olas

bruscas en la superficie.

El medidor de nivel magnético utiliza un flotador cuya posición, que

indica el nivel, se determina por el fenómeno de la magnetostricción. Para

detectar la posición del flotador, el transmisor envía un impulso alto de


18/113

corriente de corta duración (impulso de interrogación) hacia abajo al tubo

de guía de ondas, con lo que crea un campo magnético tubular que

interacciona inmediatamente con el campo magnético generado por los

imanes del flotador.

Entre las principales sistema de comunicaciones industriales

comercializada Wireless se encuentra una amalgama de marcas famosas

que la industria usa dependiendo de las necesidades de la empresa, de la

marca comercializadora y del precio por volumen. En el presente capitulo

se exploraran las marcas comerciales de mayor impacto en la industria por

su rendimiento, durabilidad y costo.

El protocolo RF patentada por Banner junto con la tecnología de

saltos de frecuencia sin licencia hace que las comunicaciones por radio sean

confiables y seguras.

Un gateway es el dispositivo maestro dentro de cada red inalámbrica. De

manera similar que un dispositivo gateway en una red cableada actúa como


19/113

una "interface" entre las redes. El módulo inalámbrico SureCross gateway

actúa como portal entre la red inalámbrica y el controlador de host. Cuando

la gateway utiliza comunicación Modbus RTU RS-485 en combinación la

configuración es un esclavo Modbus a un controlador host Modbus RTU, la

red inalámbrica puede contener hasta 47 nodos en una sola red inalámbrica.

El gateway mantiene los registros Modbus de todos los dispositivos

inalámbricos de la red.

Independientemente del tamaño de una compañía y del tipo de solución

tecnológica que requiera, es de vital importancia diseñar y conducir un

proceso formal de evaluación y selección que permita tener en cuenta todas

las variables tanto técnicas como de estratégicas para, al final del proceso

poder lograr una decisión de acuerdo a las expectativas de la organización.

En el mercado actual existen varios fabricantes de tecnología

inalámbricas como son: Banner Surecross, Vega, Pepper+Fuchs, Siemmes

destinada a la medición de variables en diferentes industrias.


20/113

Esta tecnología puede que ya venga integrada con el sensor o que sea

un adaptador que le provee comunicación inalámbrica a un sensor estándar

para comunicarse con el sistema de control.

La Evaluación y selección de un sistema de comunicación para un

tanque de combustible integrado a un sistema de monitoreo permite llevar

el control de inventario diario de Stop y consumos de los tanques de

combustible.

La operación de este sistema requiere de la instalación de un sistema

de monitoreo con tecnología Wireless por la ubicación remota del tanque de

combustibles a la central.

Para el diseño del sistema propuesto de Monitoreo se tomarán los

siguientes aspectos:

Se seleccionó medidores de nivel tipo radar por condiciones de

trabajo de los tanques de combustible como son: Altas presiones, presiones

bajas, altas temperaturas - composición del aire. Los medidores tipo radar

se emplean en procesos químicos de almacenamiento de hidrocarburos sin


21/113

problemas en la mediciones y frecuencias de radiación de los equipos de

medición que es baja, menor que un teléfono celular alrededor de 0.2 mW.

Las Antena de acero inoxidable soportan temperaturas máximas de 400 ºC

y 100 bars de presión la cual no soportaría otro instrumento de medición.

El empleo de equipos de comunicación con tecnología Wireless

protocolo Hart debido a las condiciones asimétricas de los tanques y el

acceso negado a una comunicación alámbrica por la disposición de equipos

de distribución.

En síntesis los Equipos de Comunicación seleccionados de tecnología

HART soportan una diversidad de protocolos estándar de las

Telecomunicaciones actuales.

Al Termino del presente estudio se pudo comprobar que la

tecnología inalámbrica es la tecnología ideal para este tipo de monitoreo,

mediante el uso adecuado como medio de comunicación en el monitoreo de

tanque de combustible remoto, en este caso, es de gran relevancia para la


22/113

empresa que lo emplea ya que permite el ahorro de la distancia, de

operarios, de fiabilidad y costo, lo que redunda en benéfico de la empresa,

puesto que desde un solo punto puede monitorear, supervisar y controlar los

combustible usado y tomar a tiempo las decisiones pertinente.

Con el uso de comunicaciones inalámbrica para el monitoreo de

tanque de combustible no importan las condiciones geográficas donde se

encuentren los tanques y la distancia de los mismo. En definitiva este tipo

de tecnología se perfila hacia la toma de decisiones tanto en el presente

como en el futuro.


23/113

INTRODUCCIÓN


24/113

Para identificar el problema fue necesario una entrevista con el

ingeniero encargado. La entrevista plasmó los deseos iniciales de probar la

tecnología inalámbrica, a su vez probar la comunicación entre gateway con

PLCs de la central de operaciones para aplicaciones de control y monitoreo

en los procesos industriales. Definido esto la compañía manifestó el interés

de realizar el proyecto aplicándolo a un sistema real, de ahí salió la idea de

la evaluación y selección del sistema de comunicación para un tanque de

combustible integrado a un sistema de monitoreo.

Por lo tanto, un proyecto de esta naturaleza sobre la evaluación y


integrado a un sistema de monitoreo resulta importante porque no existe en

las empresas un proyecto que permita evaluar y seleccionar un sistema de

comunicación a un tanque de combustible integrado a un sistema de

monitoreo.

De igual manera este proyecto resulta importante para las empresas

debido a que requieren un registro detallado del nivel de los tanques que


25/113

permita realizar un control de inventario, además el sistema debe generar

una alerta cuando sus niveles estén por debajo de una medición crítica, de

esta manera con esta alarma el operario podrá tomar a tiempo las decisiones

correctas para que el proceso siga funcionando sin alteraciones.

Este sistema favorecerá a la empresa en eficiencia y economía en

cuanto al llenado de combustible de las máquinas minimizando pérdidas de

tiempo en los procesos de producción.

En la revisión de los antecedentes encontramos que no existen

trabajos sobre el tema a desarrollar en República Dominicana. Sin embargo,

algunos trabajos de tesis y monográficos realizados fuera del país tocan de

manera parcial el tema en cuestión. Por lo tanto, el presente proyecto se

justifica en función de que el mismo viene a llenar una brecha bibliografía

sobre el tema de estudio.

Sin embargo, existen grandes multinacionales fuera del país que han

diseño sistemas de monitoreo remoto de este tipo, donde se deben tener en

cuenta factores como los “sensores” que se necesitan para medir el nivel de


26/113

tanques que contienen líquidos peligrosos por su volatilidad como lo es el

Diésel, así como también los diferentes métodos existentes de

comunicación para trasmitir la información.

Entre estas grandes multinacionales se encuentran: la Siemens,

Krohne, Endress+Hauser, Banner Surecross, Vega, que ya han

implementado este tipo de sistema a nivel mundial en distribución para

varios con un aparato que se llama gateway y nodo inalámbrico.

El objetivo general es evaluar el sistema de comunicación para un

tanque de combustible integrado a un sistema de monitoreo.

Los objetivos específicos son analizar el sistema de comunicación

entre un tanque de combustible y el sistema de monitoreo e investigar la

tecnología necesaria para la implementación del sistema de comunicación

inalámbrica de un tanque de combustible.

Las limitaciones del sistema se definieron en conjunto con el

ingeniero encargado tomando en cuenta las características de los


27/113

componentes del sistema y sector al cual se pretende alcanzar. Inicialmente

se recomendó una serie de documentos citados en la bibliografía, los cuales

aclararon el manejo y funcionamiento de los protocolos de comunicación y

de configuración para el manejo de un proceso industrial de manera

inalámbrica.

De ahí que el trabajo que se pretende llevar a cabo es la implementar

el proceso de comunicación para un tanque de combustible integrado a un

sistema de monitoreo en la Corporación Electica en el municipio de Puerto

Plata – 2015

El tipo de investigación a desarrollar en el presente estudio es de

carácter bibliográfico y se usara como fuente suplementaria un estudio de

campo, por tanto, se procederá a recopilar los materiales que demanda la

investigación; se seleccionaran de acuerdo a los requerimientos del estudio,

se procederá analizarlo y de igual manera se procederá a la evaluación y


integrado a un sistema de monitoreo.


28/113

Algunas limitaciones siempre traicionan o presentan obstáculos al

investigador, más cuando se trata de tener que consultar fuentes fuera del

municipio donde se realiza el proyecto, así como, laslimitaciones de

documentación bibliográfica confiable. De igual manera, no se puede dejar

pasar por alto el limitado tiempo que se ofrece para montar y ejecutar un

proyecto de este tipo. A pesar de todo se le hizo frente al proyecto y se ha

logrado concluirlo de manera exitosa.

El presente trabajo sobre la Evaluación y Selección de un sistema de

comunicación para un tanque de combustible integrado a un sistema de

monitores, trata en el primer capítulo la comunicación industrial,

permeando los diferentes tipos de buses de campo y las comunicaciones

industriales Wireless ; el segundo capítulo centra el estudio en el sistema de

monitoreo, así como, los instrumentos de medidas y los medidores de

control de líquidos, el tercer capítulo describe el estudio de los sistema de

comunicaciones industriales comerciales inalámbricos y finalmente el

capítulo cuatro y último capítulo trata de manera específica y detallada los

análisis de la evaluación del sistema de comunicación de un tanque de


29/113

combustible integrado al sistema de monitoreo, de donde se desprenden las

conclusiones y recomendaciones pertinentes..


30/113


31/113

El presente capitulo pretende lograr una aproximación a la

comunicación industrial tocando una serie de conceptos teóricos que

pretende detallar de manera univoca los diferentes tipo de comunicación en

la industria.

A continuación pasamos a detallar todos y cada uno de los sistema de

transmisión que originan la comunicación en la industria.

No debemos pasar por alto que los conceptos teóricos aquí

planteados, se asumen de manera total ya que los mismos representan una

guía general detallada y especifica de la comunicación industrial sobre la

cual descansa el presente capitulo.

Se pueden definir las Comunicaciones Industriales como: “Área de la

tecnología que estudia la transmisión de información entre circuitos y

sistemas electrónicos utilizados para llevar a cabo tareas de control y

gestión del ciclo de vida de los productos industriales”.


32/113

1.1 Buses de campo

Los buses de datos que permiten la integración de equipos para la

medición y control de variables de proceso, reciben la denominación

genérica de buses de campo.

Un bus de campo es un sistema de transmisión de información

(datos) que simplifica enormemente la instalación y operación de máquinas

y equipamientos industriales utilizados en procesos de producción.

El objetivo de un bus de campo es sustituir las conexiones punto a

punto entre los elementos de campo y el equipo de control a través del

tradicional lazo de corriente de 4 -20mA o 0 a 10V DC, según corresponda.

Generalmente son redes digitales, bidireccionales, multipunto, montadas

sobre un bus serie, que conectan dispositivos de campo como PLC’s,

transductores, actuadores, sensores y equipos de supervisión.


33/113

Los buses de campo con mayor presencia en el área de control y

automatización de procesos son: Hart, Profibus y Fieldbus Foundation.

1.1.1 Hart

El protocolo HART (High way-Addressable-Remote-Transducer)

agrupa la información digital sobre la señal analógica típica de 4 a 20 mA

DC. La señal digital usa dos frecuencias individuales de 1200 y 2200 Hz,

que representan los dígitos 1 y 0 respectivamente y que en conjunto forman

una onda sinusoidal que se superpone al lazo de corriente de 4-20 mA.

Como la señal promedio de una onda sinusoidal es cero, no se añade

ninguna componente DC a la señal analógica de 4-20 mA., lo que permite

continuar utilizando la variación analógica para el control del proceso.

“Hart es una solución sin riesgo para comunicaciones de campo de

altas prestaciones. Es relativamente de fácil mantenimiento y operación

especialmente en comunicaciones punto a punto. Permite reducir los costos


34/113

de cableado mediante el sistema multidrop que conecta varios dispositivos

mediante el mismo cable”. (Emerson, 2002)

1.1.2 Profibus

(Process Field Bus) Norma internacional de bus de campo de alta

velocidad para control de procesos normalizada en Europa por EN 50170.

Existen tres perfiles:

-Profibus DP (Decentralized Periphery). Orientado a

sensores/actuadores enlazados a procesadores (PLCs) o terminales.

-Profibus PA (Process Automation). Para control de proceso, cumple

normas especiales de seguridad para la industria química (IEC 1 1 15 8-2,

seguridad intrínseca).

-Profibus FMS (Fieldbus Message Specification). Para comunicación

entre células de proceso o equipos de automatización.

1.1.3 Fieldbus Foundation

Foundation Fieldbus (FF) es un protocolo de comunicación digital

para redes industriales, específicamente utilizado en aplicaciones de control


35/113

distribuido. Puede comunicar grandes volúmenes de información, ideal para

aplicaciones con varios lazos complejos de control de procesos y

automatización. Está orientado principalmente a la interconexión de

dispositivos en industrias de proceso continuo. Los dispositivos de campo

son alimentados a través del bus Fieldbus cuando la potencia requerida para

el funcionamiento lo permite.

1.1.4 Modbus

Modbus es un protocolo de transmisión para sistemas de control y

supervisión de procesos (SCADA) con control centralizado, puede

comunicarse con una o varias Estaciones Remotas (RTU) con la finalidad

de obtener datos de campo para la supervisión y control de un proceso. La

Interfaces de Capa Física pueden estar configurada en:: RS-232, RS-422, y

RS-485.

En Modbus los datos pueden intercambiarse en dos modos de

transmisión: modo RTU y modo ASCII.


36/113

1.1.5 DeviceNet

Red de bajo nivel adecuada para conectar dispositivos simples como

sensores fotoeléctricos, sensores magnéticos, pulsadores, etc y dispositivos

de alto nivel (PLC, controladores, computadores, HMI, entre otros). Provee

Información adicional sobre el estado de la red, cuyos datos serán

desplegados en la interfaz del usuario.

1.2 Comunicaciones industriales Wireless

La comunicación wireless o sin cables es aquella en la que

la comunicación (emisor/receptor) no se encuentra unida por un medio de

propagación físico, sino que se utiliza la modulación de ondas

electromagnéticas a través del espacio.

Siemens (2015) opina que las comunicaciones inalámbricas abren el

camino a nuevos recursos para soluciones de automatizaciones altamenteflexibles y eficientes.


37/113

1.2.1 Tecnología soportada en el estándar ISA100.11a

La Sociedad Internacional de Automatización (ISA) comenzó a

trabajar en una familia de estándares que definen los sistemas inalámbricos

para la automatización industrial y aplicaciones de control.

El primer estándar que surgió fue ISA100.11a, que fue ratificado

como estándar de ISA en septiembre de 2009. ISA100.11a tiene como

objetivo proporcionaruna comunicación inalámbrica segura y fiable para

aplicaciones no críticas de vigilancia y control.

El alcance del estándar ISA100.11a incluye la definición de la

tecnología inalámbrica, las frecuencias de radio (punto de partida), las

vibraciones, temperatura, humedad, la interoperabilidad, la convivencia con

los sistemas existentes, y la ubicación física del equipo para lo cual se

enfoca en los siguientes temas:


38/113

Bajo consumo de energía de los dispositivos, con la capacidad de

escalar para hacer frente a las grandes instalaciones.

La infraestructura inalámbrica, interfaces con la infraestructura

existente y aplicaciones, seguridad y gestión de redes de una manera

escalable.

Robustez ante la presencia de interferencias que se encuentran en

entornos industriales y con los demás sistemas.

La convivencia con otros dispositivos inalámbricos en el espacio de

trabajo industrial.

El enfoque de la comisión es mejorar la confianza, integridad y

disponibilidad de componentes o sistemas utilizados para la fabricación

o control, y establecer criterios para la adquisición e implementación de

la tecnología inalámbrica en el entorno del sistema de control.

En ISA100.11a, se define un conjunto de funciones para describir las

características de un dispositivo. Un dispositivo ISA100.11A deberá

contener una o más de estas funciones:


39/113


40/113

Para ISA100.11a, las funciones del sensor y un actuador (I / O) son

diferentes al papel del “Router”. Esto permite a los instrumentos

ISA100.11a de campo se definen ya sea como nodos finales, sin

capacidad de enrutamiento y / o como nodos router con capacidad de

enrutamiento.

1.2.2 Tecnología soportada en el estándar WirelessHART

En septiembre de 2007, HART Communication Foundation (HCF)

dio a conocer la comunicación de campo HART Protocol Specification,

Revisión 7.0, que incluye la definición de una interfaz inalámbrica a

dispositivos de campo, conocido como Wireless-HART.

WirelessHART es una estándar global aprobado por la norma IEC 62

591 que especifica una tecnología interoperable de topología Mesh auto-

organizable en la que los dispositivos de campo forman las redes

inalámbricas de forma dinámica con el fin de mitigar el impacto de los

obstáculos en el entorno del proceso.


41/113

La tecnología WirelessHART proporciona un protocolo inalámbrico

robusto para la gama completa de los procesos de medición y aplicaciones

de gestión de activos y está basada en el Protocolo de comunicación HART.

La tecnología HART es el protocolo de campo de la comunicación

más utilizado para la instrumentación de procesos inteligentes.

Los siguientes dispositivos y componentes están asociados con una

red WirelessHART:

Dispositivos de campo: un instrumento de campo con comunicación

inalámbrica integrada.

Adaptador: Un módulo de comunicación inalámbrica que se conecta

a dispositivos de campo HART conectados, proporcionándoles las

capacidades de WirelessHART.

Handheld: Un ordenador portátil de WirelessHART utilizado para la

configuración, diagnóstico, y la calibración de los dispositivos de

campo.


42/113

Gateway: Un punto de acceso a la red que conecta la red

WirelessHART a una red de automatización de la planta, permitiendo

que los datos fluyan entre los dos.

Network Manager: Una aplicación que gestiona la red

WirelessHART y sus dispositivos.

Security Manager: Una aplicación que se encarga de generar,

almacenar y gestionar la red y las claves de sesión.

En WirelessHART, todos los dispositivos de campo y los adaptadores

son routers capaces de reenviar los paquetes hacia y desde otros

dispositivos en la red. Otras características de una WirelessHART son:

Auto-organizable

La convivencia con otras redes inalámbricas

Dispositivos intrínsecamente seguros

Se ajusta a la adición de nuevos instrumentos

Se adapta a los cambios en la infraestructura de la planta


43/113

1.2.3 Tecnología soportada en el estándar ZigBee

ZigBee es el nombre de la especificación de un conjunto de

protocolos de alto nivel de comunicación inalámbrica para su utilización

con radiodifusión digital de bajo consumo, basada en el estándar IEEE

802.15.4 de redes inalámbricas de área personal (wireless personal área

network, WPAN). Su objetivo son las aplicaciones que requieren

comunicaciones seguras con baja tasa de envío de datos y maximización

dela vida útil de sus baterías. ZigBee se puede utilizar en casi cualquier

lugar, es fácil de implementar y requiere poca energía para funcionar.

ZigBee utiliza la banda ISM para usos industriales, científicos y

médicos; en concreto, 868 MHz en Europa, 915 en Estados Unidos y 2,4

GHz en todo el mundo. Sin embargo, a la hora de diseñar dispositivos, las

empresas optaron prácticamente siempre por la banda de 2,4 GHz, por ser

libre en todo el mundo.

ZigBee es un sistema ideal para redes domóticas (automatización

hogareña), específicamente diseñado para reemplazar la proliferación de


44/113

sensores/actuadores individuales. ZigBee fue creado para cubrir la

necesidad del mercado de un sistema a bajo costo, un estándar para redes

Wireless de pequeños paquetes de información, bajo consumo, seguro y

fiable.

1.2.3.1 Estándar IEEE 802.15.4

IEEE 802.15.4 es un estándar 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 área network, LR-WPAN).

También es la base sobre la que se define la especificación de

ZigBee, cuyo propósito es ofrecer una solución completa para este tipo de

redes construyendo los niveles superiores de la “Stack” de protocolos que el

estándar no cubre.


45/113

1.2.3.2 Características

Se definen tres tipos distintos de dispositivo ZigBee según su papel

en la red:

Coordinador ZigBee (ZigBee Coordinator, ZC): El tipo de

dispositivo más completo. Debe existir uno por red. Se encarga de

controlar la red y los caminos que deben seguir los dispositivos para

conectarse entre ellos, requiere memoria y capacidad de

computación.

Router ZigBee (ZigBee Router, ZR):Interconecta dispositivos

separados en la topología de la red, además de ofrecer un nivel de

aplicación para la ejecución de código de usuario.

Dispositivo final (ZigBee End Device, ZED):Posee la funcionalidad

necesaria para comunicarse con su nodo padre (el coordinador o un

router), pero no puede transmitir información destinada a otros

dispositivos. De esta forma, este tipo de nodo puede estar dormido la

mayor parte del tiempo, aumentando la vida media de sus baterías.

Un ZED tiene requerimientos mínimos de memoria y es por tanto

significativamente más barato.


46/113

Las redes ZigBee han sido diseñadas para conservar la potencia en

los nodos esclavos. De esta forma se consigue el bajo consumo de potencia.

La estrategia consiste en que, durante mucho tiempo, un dispositivo esclavo

está en modo dormido, de tal forma que solo se despierta por una fracción

de segundo para confirmar que está vivo en la red de dispositivos de la que

forma parte. Esta transición del modo dormido al modo despierto (modo en

el que realmente transmite), dura unos 15ms, y la enumeración de

"esclavos" dura alrededor de 30ms.

Otras características de una ZigBee son:

Puede usar las bandas libres ISM (6) de 2,4 GHz (Mundial), 868

MHz (Europa) y 915 MHz (EEUU).

Una red ZigBee puede estar formada por hasta 255 nodos los cuales

tienen la mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con

objeto de consumir menos que otras tecnologías inalámbricas.

Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado

con dos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 años.

Óptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos.


47/113

Solo manipula pequeños paquetes de información comparados con

otras tecnologías.

1.2.4 Tecnología Accutech Wireless Industrial

La instrumentación inalámbrica Accutech esta soportada en un

protocolo propietario “Accutech Wireless Industrial”. Al ser un protocolo

propietario cuenta con pocas fuentes de información por tal razón la

información teórica considerada en este informe fue tomada directamente

de información técnica del fabricante.

Esta tecnología fue diseñadas para controlar los parámetros críticos y

enviar la información de forma inalámbrica a una base de radio que puede

estar integrado con un sistema host PLC / RTU o SCADA a través de

Modbus RTU, a través de una banda sin licencia de “spread spectrum”, con

salto de frecuencia de conexión inalámbrica (900 MHz). La Tecnología

Accutech puede llegar a ser hasta 100 nodos de campo que pueden ser

consultados por el “Gateway” con la capacidad de escalar hasta 256 redes

de área local inalámbrica.


48/113

Físicamente los dispositivos cuentan con una batería integrada, que

ofrece 3 años de servicio libre de mantenimiento (dependiendo de las

velocidades de datos y las opciones de la batería).


49/113

CAPÍTULO II.

SISTEMA DE MONITOREO EN TANQUES DE COMBUSTIBLE


50/113

El sistema de monitoreo es un proceso mediante el cual se reúne,

observa, estudia y emplea información para luego poder realizar un

seguimiento programado a un hecho particular.

2.1 Instrumentos de medida directa en tanques de combustible

El medidor de sonda consiste en una varilla o regla graduada de la

longitud conveniente para introducirla dentro del depósito. La

determinación del nivel se efectúa por lectura directa de la longitud mojada

por el líquido. En el momento de la lectura el tanque debe estar abierto a

presión atmosférica.Se utiliza, generalmente, en tanques de fuel-oil o

gasolina.

Otro medidor consiste en una varilla graduada con un gancho que se

sumerge en el seno del líquido y se levanta después hasta que el gancho

rompe la superficie del líquido.


51/113

La distancia desde esta superficie hasta la parte superior del tanque

representa indirectamente el nivel. Se emplea en tanques de agua a presión

atmosférica. Otro sistema parecido es el medidor de cinta graduada y

plomada, que se emplea cuando es difícil que la regla graduada tenga

acceso al fondo del tanque. Se lanza la cinta con la plomada hasta que toca

la superficie del líquido o hasta que toca el fondo del tanque. La marca del

líquido en la cinta indica el nivel.

El nivel de cristal consiste en un tubo de vidrio con sus extremos

conectados a bloques metálicos y cerrados por prensaestopas que están

unidos al tanque, generalmente, mediante tres válvulas, dos de cierre de

seguridad en los extremos del tubo para impedir el escape del líquido, en

caso de rotura del cristal, y una de purga .

El nivel de cristal normal se emplea para presiones de hasta 7 bar. A

presiones más elevadas el cristal es grueso, de sección rectangular y está

protegido por una armadura metálica.


52/113

Los instrumentos de flotador consisten en un flotador situado en el

seno del líquido y conectado al exterior del tanque indicando directamente

el nivel. La conexión puede ser directa, magnética o hidráulica.

El flotador conectado directamente está unido por un cable que

desliza en un juego de poleas a un índice exterior que señala sobre una

escala graduada. Es el modelo más antiguo y el más utilizado en tanques de

gran capacidad, tales como los de fuel-oil y gasoil. Tiene el inconveniente

de que las partes móviles están expuestas al fluido y pueden romperse, y de

que el tanque no puede estar sometido a presión. Además, el flotador debe

mantenerse limpio.

El indicador de nivel magnético se basa en el seguimiento magnético

de un flotador que desliza por un tubo guía y que contiene un potente

electroimán. Hay dos modelos básicos:


53/113

1. Flotador tubo guía situados en el interior del tanque. Dentro del

tubo, una pieza magnética sigue al flotador en su movimiento y mediante

un cable y un juego de poleas arrastra el índice de un instrumento situado en

la parte superior del tanque. El instrumento puede, además, incorporar un

transmisor neumático, electrónico o digital.

2. Flotador que desliza a lo largo de un tubo guía sellado acoplado

externamente al tanque. El flotador contiene un potente imán y, en la parte

externa, hay un tubo de vidrio no poroso herméticamente sellado, dotado de

un indicador fluorescente o de pequeñas cintas magnéticas que siguen el

campo magnético del flotador.

A medida que el nivel sube o baja las cintas giran y, como contienen

colores distintos en su anverso y reverso, visualizan directamente el nivel

del tanque. El instrumento puede tener interruptores de alarma y transmisor

incorporados. Se utilizan en sustitución de los niveles de vidrio cuando se

dan algunas de las siguientes condiciones:


54/113

a) La presión es superior a 25 bar.

b) Existe la probabilidad de rotura del vidrio por las condiciones de

los líquidos (caso de altas presiones, muy bajas temperaturas, etc.).

c) Es preciso evitar el escape de gases tóxicos, líquidos inflamables.

d) Los depósitos o tanques a medir están enterrados, o bien cuando es

necesario ver el nivel a distancia.

e) Los líquidos son sucios o viscosos (asfaltos, residuos de vacío,

crudos, etc.).

En tanques pequeños, el flotador puede adaptarse para actuar

magnéticamente sobre un transmisor neumático, electrónico o digital

dispuesto en el exterior del tanque, permitiendo así un control del nivel; una

aplicación típica la constituye el control de nivel de una caldera de pequeña

capacidad de producción de vapor.


55/113

Hay que señalar que en estos instrumentos, el flotador puede tener

formas muy variadas y estar formado por materiales muy diversos según

sea el tipo de fluido.

Estos instrumentos son adecuados en la medida de niveles en tanques

abiertos y cerrados a presión o al vacío, y son independientes del peso

específico del líquido. Por otro lado, el flotador puede agarrotarse en el tubo

guía por un eventual depósito de los sólidos o cristales que el líquido pueda

contener y, además, los tubos guía muy largos pueden dañarse ante olas

bruscas en la superficie.

Los medidores por palpadoservo operado disponen de un elemento

de medida que consiste en un disco de desplazamiento suspendido por una

cinta perforada (o un cable) de acero inoxidable que está acoplada a un

tambor ranurado, el cual almacena o dispensa la cinta. El tambor está

conducido por un servomotor controlado y montado en unos cojinetes de

precisión. Cuandoel nivel del producto sube o baja, el desplazador es subido

o bajado automáticamente manteniendo el contacto con la superficie del


56/113

producto. El tambor de medida está montado en el techo del tanque y

dispone de un codificador óptico y del transmisor de los datos de nivel.

Generalmente, la transmisión de la información es digital serie y codificada,

sujeta a estándar.

El medidor de nivel magnético utiliza un flotador cuya posición, que

indica el nivel, se determina por el fenómeno de la magnetostricción. Para

detectar la posición del flotador, el transmisor envía un impulso alto de

corriente de corta duración (impulso de interrogación) hacia abajo al tubo

de guía de ondas, con lo que crea un campo magnético tubular que

interacciona inmediatamente con el campo magnético generado por los

imanes del flotador.

Esta interacción da lugar a una fuerza de torsión en el tubo, como si

fuera una onda o vibración ultrasónica, que se traslada, a una velocidad

pica, por el tubo guía hacia el circuito sensor que capta el impulso

ultrasónico torsional y lo convierte en un impulso eléctrico. El circuito mide

el intervalo de tiempo entre el impulso inicial de corriente y el impulso de

retorno y lo convierte a una señal dentro del intervalo de 4-20 mA, y esta


57/113

señal indica la posición del flotador, es decir, el nivel. El reloj utilizado en

este sistema es capaz de medir el tiempo con una exactitud de 1/100

millonésimas de segundo.

2.1.2 Instrumentos basados en la presión hidrostática

El medidor manométrico consiste en un sensor de presión

piezoresistivo suspendido de la parte superior del tanque e inmerso en el

líquido. El sensor contiene un puente de Wheastone y, bajo la presión del

líquido, el sensor se flexa y la tensión que crea es captado por las galgas

extensiométricos, dando lugar a un desequilibrio del puente y a una señal de

salida proporcional a la presión aplicada, es decir, al nivel. El sensor está

contenido en una caja protectora con un diafragma flexible y relleno de

aceite de silicona lo que le da una gran robustez. Puede estar acoplado a un

transmisor electrónico o digital de 4 a 20ma c.c. y comunicaciones HART,

Fielbus, etc. Su exactitud es de, ± 0,25%.

El medidor de tipo burbujeo emplea un tubo sumergido en el líquido

a cuyo través se hace burbujear aire mediante un rotámetro con un


58/113

regulador de caudal incorporado. La presión del aire en la tubería equivale a

la presión hidrostática ejercida por la columna de líquido, es decir, al nivel.

El regulador de caudal permite mantener un caudal de aire constante (unos

150 l/h) a través del líquido, independientemente del nivel. La tubería

empleada suele ser de 1/2" con el extremo biselado para una fácil formación

de las burbujas de aire.

Una tubería de menor diámetro tipo capilar reduciría el tiempo de

respuesta pero, en el caso de tanques pequeños y cambios de nivel rápidos,

produciría un error en la medida provocado por la pérdida de carga del tubo.

El sistema también puede emplearse en tanques cerrados con dos juegos

rotámetro-regulador y con las señales de aire conectadas a un transmisor de

presión diferencial análogo al estudiado en el capítulo de instrumentos de

caudal.

El método de burbujeo es simple y da buen resultado, en particular,

en el caso de líquidos muy corrosivos o con sólidos en suspensión y en

emulsiones. No se recomienda su empleo cuando el fluido de purga


59/113

perjudica al líquido y para fluidos altamente viscosos donde las burbujas

formadas del aire o del gas de purga presentan el riesgo de no separarse

rápidamente del tubo.

El medidor de presión diferencial consiste en un diafragma en

contacto con el líquido que mide la presión hidrostática en un punto del

fondo del tanque. En un tanque abierto, esta presión es proporcional a la

altura del líquido en ese punto y a su peso específico. El diafragma forma

parte de un transmisor neumático, electrónico o digital de presión

diferencial.

En el tipo más utilizado, el diafragma está fijado en una brida que se

monta rasante al tanque para permitir, sin dificultades, la medida de nivel de

fluidos, tales como pasta de papel y líquidos con sólidos en suspensión,

pudiendo incluso ser de montaje saliente para que el diafragma enrase

completamente con las paredes interiores del tanque, tal como ocurre en el

caso de líquidos extremadamente viscosos en los que no puede admitirse

ningún recodo.


60/113


61/113

distintas dilataciones del fluido contenido en el tubo capilar. Por otro lado,

influyen también las características físicas del fluido del capilar, su

longitud, su diámetro y su compensación para lograr la máxima exactitud en

la medición del nivel se logra con un software de compensación o de

sintonización del sistema de sellado del instrumento de presión diferencial.

2.1.3 Instrumento basado en el desplazamiento

El medidor de nivel de desplazamiento consiste en un flotador

parcialmente sumergido en el líquido y conectado mediante un brazo a un

tubo de torsión unido rígidamente al tanque o bien a un resorte de equilibrio

del que pende el flotador. En el modelo de tubo de torsión el flotador está

suspendido de un pivote al lado, para reducir el rozamiento, situado en el

extremo de un brazo y el otro extremo está soldado al tubo de torsión.

Dentro del tubo, y unido a su extremo libre, se encuentra una varilla

que transmite el movimiento de giro axial a un transmisor exterior al

tanque. Al variar el nivel del líquido o la interface en el caso de dos líquidos

inmiscibles, cambia el peso del flotador con lo que la varilla libre del tubo

de torsión gira en un movimiento proporcional al movimiento del flotador


62/113

y, por lo tanto, al nivel. El movimiento angular del extremo libre del tubo

de torsión es muy pequeño, del orden de los 9°. El tubo proporciona,

además, un cierre estanco entre el flotador y el exterior del tanque.

Tal como puede verse en la expresión anterior, al aumentar el nivel,

el líquido ejerce un empuje sobre el flotador igual al volumen de la parte

sumergida multiplicada por la densidad del líquido, tendiendo a neutralizar

su peso propio, así que el esfuerzo medido por el tubo de torsión será muy

pequeño. Por el contrario, al bajar el nivel, menor parte del flotador queda

sumergida y la fuerza de empuje hacia arriba disminuye, resultando una

mayor torsión.

El medidor de desplazamiento del tipo de barra de torsión es un

instrumento voluminoso difícil de instalar y, al ser un instrumento mecánico

con un pivote en forma de cuchillo, requiere un mantenimiento cuidadoso y

constante.


63/113

2.1.4 Instrumentos basados en características eléctricas de líquidos

El medidor de nivel conductivo o resistivo consiste en uno o varios

electrodos y un circuito electrónico que excita un relé eléctrico o

electrónico al ser los electrodos mojados por el líquido. Este debe ser lo

suficientemente conductor como para excitar el circuito electrónico, y de

este modo el aparato puede discriminar la separación entre el líquido y su

vapor, tal como ocurre, por ejemplo, en el nivel de agua de una caldera de

vapor. La impedancia mínima es del orden de los 25 MW/cm, y la tensión

de alimentación entre los electrodos y el tanque es alterna para evitar

fenómenos de oxidación en las sondas, por causa del fenómeno de la

electrólisis.

El relé electrónico dispone de un temporizador de retardo que impide

su enclavamiento ante una ola del nivel del líquido o ante cualquier

perturbación momentánea, o bien en su lugar se disponen dos electrodos

poco separados enclavados eléctricamente en el circuito. El instrumento se

emplea como alarma o control de nivel alto y bajo, y con la sensibilidad

ajustable permite detectar la presencia de espuma en el líquido.


64/113

El medidor de capacidad conocido también por sensor de nivel de

radiofrecuencia (RF) o de admitancia, mide la capacidad del condensador

formado por un electrodo sumergido en el líquido y las paredes del tanque.

Trabaja en la gama baja de radiofrecuencia de pocos MHz, midiendo la

admitancia de un circuito de corriente alterna, la que varía según el nivel de

líquido en el tanque. Para clarificar la descripción del instrumento de

capacitancia, los términos admitancia e impedancia de un circuito de c.a.

son comparables a los de conductancia y resistencia de un circuito de c.c.,

es decir, la admitancia es la medida de la conductividad de un circuito de

c.a. y es la inversa de la impedancia.

La medida de la capacitancia se realiza mediante una señal de

radiofrecuencia (RF) aplicada entre el electrodo y la pared del tanque. En

aplicaciones de detección de nivel con electrodos horizontales, la señal de

radiofrecuencia produce una pequeña corriente que circula a través del

líquido hacia la pared del tanque. Si el nivel baja y el electrodo deja de ser

mojado por el líquido y es expuesto a los gases o vapores que se encuentran

sobre el líquido, baja la constante dieléctrica, con lo que disminuye la

capacitancia y se reduce la corriente. El cambio es detectado por un


65/113

interruptor del circuito interno de nivel que excita un relé, dando la señal de

bajo nivel.

La detección del nivel suele disponer de temporizadores que filtran

las falsas lecturas debidas a olas o rociaduras del líquido. En el caso de

medición continua del nivel, el electrodo es vertical y la señal de salida es

analógica.

2.2 Medidores de nivel de líquidos en tanques de combustible

Las distintas técnicas de medición de nivel constituyen entre otras,

una herramienta muy importante en la rama de la Instrumentación y el

Control, ya que la importancia de ciertos factores como la seguridad de las

instalaciones, el control de la calidad del producto, la optimización de los

procesos, y la protección del ambiente, dependen de la calidad de la

medición que se esté haciendo.


66/113

2.2.1 Medidor de nivel de ultrasonidos

Vega (2015) En la medición de nivel sin contacto por ultrasonidos, el

sensor emite impulsos de ultrasonidos en dirección al producto, que refleja

dichos impulsos.

El sistema ultrasónico de medición de nivel se basa en la emisión de

un impulso ultrasónico a una superficie reflectante y la recepción del eco

del mismo en un receptor. El retardo en la captación del eco depende del

nivel del tanque.

Si el sensor se coloca en el fondo del tanque, envía un impulso

eléctrico que es convertido mediante un transductor (cristal piezoeléctrico)

a un impulso ultrasónico de corta duración, que es transmitido a través de la

pared del tanque hacia el líquido. El impulso se refleja en la superficie del

líquido y retorna hasta el transductor ultrasónico.

Pero la aplicación típica es situar el emisor en la parte superior del

tanque y dirigir el impulso ultrasónico a la superficie del líquido para ser

reflejado y retornar al receptor. El transductor del receptor realiza los

cálculos para convertir esta distancia en el nivel del líquido en el tanque.


67/113

La medida del nivel en estas condiciones puede ser afectada por

varios factores:

a. La velocidad del sonido en el líquido que varía con la temperatura,

de modo que un ambiente que pase de 0 °C a 70 °C da lugar a un error del

12% en la medida del nivel. Este efecto puede compensarse mediante un

sensor de temperatura.

b. La presencia de espuma en la superficie del líquido que absorbe el

sonido.

c. La turbulencia extrema en el seno del líquido y el movimiento de la

superficie del líquido (olas, etc.), que puede compensarse con un circuito

amortiguador o temporizador en el instrumento.

d. El material y el estado de las paredes del tanque (paredes gruesas,

corrosión, etc.), la curvatura del tanque y las obstrucciones.

e. Las burbujas de gas o vapor existentes y los sedimentos en el

fondo.

El método ultrasónico también es útil para determinar si en un tanque

o una tubería hay o no líquido, ya que el tipo de eco es distinto. En otra


68/113

aplicación, el transductor está montado en la pared del tanque y dirige el

impulso hacia arriba en un ángulo determinado y el receptor se encuentre en

la misma pared, pero más arriba, con lo que el sistema permite captar la

existencia de líquido a una cierta altura del tanque, siendo la aplicación más

útil en la detección en el nivel superior y en el fondo del tanque.

Los sensores trabajan a una frecuencia de 20 kHz a 200 kHz. Estas

ondas atraviesan con cierto amortiguamiento o reflexión, el medio ambiente

de gases o vapores, aumentando o disminuyendo la velocidad del sonido y

se reflejan en la superficie del sólido o del líquido.

A frecuencias mayores (unos 50 kHz) las ondas sónicas penetran las

capas de aire o vapores del tanque con menor amortiguamiento.

El sensor emisor dispone de un oscilador excitador para enviar unimpulso ultrasónico a la superficie del fluido y el sensor receptor recibe esta

señal reflejada, enviando una señal función del tiempo transcurrido y, por lo


69/113

tanto, del nivel a un transmisor electrónico analógico dotado de protocolo

HART para la obtención de una señal digital.

2.2.2 Medidor de nivel de radar

El sistema de radar de microondas se basa en la emisión continua de

una onda electromagnética, típicamente dentro del intervalo de los rayos X

(10 GHz). El sensor está situado en la parte superior del tanque y envía las

microondas hacia la superficie del líquido. Una parte de la energía enviada

es reflejada en la superficie del líquido y la capta el sensor. El tiempo

empleado por las microondas es función del nivel en el tanque.

“Una vez que la señal de radar se refleja en la superficie líquida, el

eco es captado por la antena. Dado que la señal varía en frecuencia, el eco

tiene una frecuencia ligeramente diferente a la de la señal transmitida en ese

momento.” (Emerson 2007)


70/113

Una técnica empleada es utilizar una onda continua modulada en alta

frecuencia (por encima de los 10 GHz), de modo que se detecta la

diferencia de frecuencia entre la señal emitida y el eco recibido. La técnica

recibe el nombre de FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave –

Ondacontinua modulada en frecuencia). La diferencia de frecuencias es

proporcional al tiempo empleado por estas señales de transmisión y retorno,

es decir, al nivel. Si la constante dieléctrica del líquido es baja, pueden

presentarse problemas en la medida ya que, en este caso, la energía

reflejada es muy pequeña.

2.2.3 Medidor de nivel de radiación

El sistema de radiación (medición por rayos gamma) consiste en un

emisor de rayos gamma montado verticalmente en un lado del tanque y con

un contador Geiger que transforma la radiación gamma recibida en una

señal eléctrica de corriente continua. Otro tipo de detector consiste en un

haz de fibras ópticas que transmiten los fotones luminosos, creados en la

estructura cristalina (dotada de materiales dopantes) cuando reciben la

radiación gamma, a un tubo fotomultiplicador.


71/113

Como la transmisión de los rayos es inversamente proporcional a la

masa del líquido en el tanque, la radiación captada por el receptor es

inversamente proporcional al nivel del líquido, ya que el material absorbe

parte de la energía emitida.

Los rayos emitidos por la fuente son similares a los rayos X, pero de

longitud de onda más corta.

La fuente radiactiva pierde igualmente su radiactividad en función

exponencial del tiempo.

La vida media (es decir, el tiempo necesario para que el emisor pierda

la mitad de su actividad) varía según la fuente empleada.

Las paredes del tanque absorben parte de la radiación y al detector

sólo llega un pequeño porcentaje. Los detectores son, en general, tubos

Geiger o detectores de cámara iónica y utilizan amplificadores de c.c. o de


72/113

c.a. El instrumento dispone de compensación de temperatura, de

linealización de la señal de salida y de reajuste de la pérdida de actividad de

la fuente de radiación, extremo este último a tener en cuenta para conservar

la misma exactitud de la puesta en marcha. Como desventajas en su

aplicación figuran el blindaje de la fuente y el cumplimiento de las leyes

sobre protección de radiación, que en nuestro país están reglamentadas por

el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN).

La intensidad de la radiación recibida por el detector depende del

isótopo del emisor, de la densidad y demás características físicas del fluido,

del espesor de las paredes del recipiente, del espesor de los aislamientos y

de la distancia emisor/receptor, refiriéndose el método en el que la fuente de

radiación sea de menor actividad. Los microprocesadores han aportado una

mayor sensibilidad a este tipo de medida de nivel, permitiendo una mayor

duración de aprovechamiento de la fuente y una mayor seguridad para el

personal, ya que puede utilizarse la fuente con menores niveles de

radiación.


73/113

El diseño, instalación y mantenimiento de estos medidores debe

ajustarse a la normativa.

El personal que trabaja con estos medidores debe tener la preparación

adecuada y seguir las Normas de seguridad especiales dadas por el

fabricante, con la garantía de las correspondientes.

Su lectura viene instruida por el aire o por los gases disueltos en el

líquido. El sistema se emplea en caso de medida de nivel en tanques de

acceso difícil o peligroso. Es ventajoso cuando existen presiones elevadas

en el interior del tanque que impiden el empleo de otros sistemas de

medición. Hay que señalar que el sistema es caro y que la instalación no

debe ofrecer peligro alguno de contaminación radiactiva, siendo necesario

señalar debidamente las áreas donde están instalados los instrumentos y

realizar inspecciones periódicas de seguridad.


74/113

CAPITULO III

ESTUDIO DE SISTEMAS DE COMUNICACIONES

INDUSTRIALES INALAMBRICOS


75/113


76/113

Los beneficios de este sistema inalámbrico son:

Reducir los costos al eliminar la necesidad de cables, conductos y

zanjas.

Lograr lo que antes era un costo prohibitivo o imposible, el uso de

cableado.

Eliminar la pérdida de productividad por los procesos de supervisión

para detectar los problemas antes de que ocurran. Facilitar el cumplimiento de la normativa y evitar costosas multas y

tiempo de inactividad.

Cada red inalámbrica debe tener un gateway para el tráfico de

comunicación y control de la configuración de entrada/salida para la

red, y uno o más nodos.

Un gateway es el dispositivo maestro dentro de cada red inalámbrica. De

manera similar que un dispositivo gateway en una red cableada actúa como

una "interface" entre las redes. El módulo inalámbrico SureCross gateway

actúa como portal entre la red inalámbrica y el controlador de host. Cuando

el gateway utiliza comunicación Modbus RTU RS-485 en combinación la

configuración es un esclavo Modbus a un controlador host Modbus RTU, la


77/113

red inalámbrica puede contener hasta 47 nodos en una sola red inalámbrica.

El gateway mantiene los registros Modbus de todos los dispositivos

inalámbricos de la red.

Un nodo es un dispositivo de punto final de red inalámbrica que se

utiliza para proporcionar capacidad de detección en una área remota o la

fábrica. El Nodo recoge los datos de los sensores y se comunica al gateway.

3.1.1 Módulos inalámbricos SureCross modelos DX80N Y DX80G

Los módulos inalámbrico gateway y nodo utilizan el mismo diseño de

la carcasa e incluyen las mismas características físicas.

Una red inalámbrica banner Surecross se compone de:

Una red que incluye un gateway y uno o más Nodos que funcionan

en la misma banda de frecuencia.

Los modelos de frecuencia de 900 MHz o 2,4 GHz están disponibles

para cumplir con normas de comunicación internacionales.


78/113

El diseño abierto es compatible con entradas de sensores y

dispositivos fabricados por Banner y otros fabricantes.

Las opciones de red múltiple y protocolo facilitan el enlace con

sistemas centrales industriales.

Se combinan el espectro de difusión de saltos de frecuencia (FHSS

según sus siglas en inglés) y el acceso múltiple por división de

tiempo (TDMA según sus siglas en inglés) para garantizar la entrega

confiable de datos.

Los gateway requieren potencia de línea de 10 a 30V cc.

Figura No. 1 Módulos inalámbricos SureCross modelos DX80N Y

DX80G


79/113

Tabla No. 1 Especificaciones del modulo gateway y modulo nodo.

Banner Surecross Dx80

Tipo Nodo GatewayModelo DX80N DX80GAlimentación 10 a 30V cc 10 a 30V cc

frecuencia 900 MHz o 2.4 GHz 900 MHz o 2.4 GHz

Alcance250 m exterior, 50minterior

250 m exterior, 50minterior

Antena Omnidireccional, Omnidireccional

Potencia de antena 10 dBm max 10 dBm maxEntradas 4 -20Ma/Hart WirelessHartTrasmisión Rate 1200 bits/s 250Kbits/sSalidas WirelessHart Ethernet, Hart IP y

Modbus y RS485Trasmisión Rate 250 Kbits/s 100Mbits

3.2 Sistema marca Vega

VEGA Grieshaber KG es un fabricante global de tecnología para la

medición de procesos. La cartera de productos incluye sensores para la

medición de nivel, detección de nivel y presión, así como equipos para

sistemas inalámbricos y software para la integración en un sistema de

control de procesos.


80/113

3.2.1 Módulos inalámbricos PLICSRADIO modelos T62 Y R62

Los módulos PlicsRadio tanto la unidad emisora como la receptora

tienen el mismo diseño físico.

Los equipos serie PLICSRADIO están concebidos para la

transmisión y visualización de señales 4…20 mA/HART y estados de

conexión. Los mismos se emplean cuando es imposible o muy difícil la

instalación de cables en áreas remotas.

Todos los equipos están disponibles en dos versiones de frecuencia

2,4 GHz y gran alcance 902MHz.

La distancia máxima, puede ser de hasta 1000 m (2,4 GHz) o 1600 m

(902 MHz) dependiendo de la frecuencia de radio y la versión de antena.


81/113

El empleo del PLICSRADIO T62 resulta especialmente adecuado en

las áreas de detección de existencias, VMI (Vendor Managed Inventory) y

consulta remota.

Al PLICSRADIO T62 se pueden conectar hasta tres sensores de

4…20 mA/HART. La transmisión del valor de medición se realiza

dependiendo de la entrada a través del protocolo digital HART o a través de

la señal de 4…20 mA. El mismo puede servir simultáneamente como fuente

de alimentación para la electrónica conectada.

La unidad receptora PLICSRADIO R62 recibe valores de medición

de un T62 por el espacio radiofónico y los transfiere a la unidad de análisis.

Hasta tres valores de medición continuos y tres entradas de conexión puede

ser asignada a puntos individuales de medición y mostrada en la pantalla del

módulo.


82/113

Figura No. 2 Módulos inalámbricos PLICSRADIO modelos T62 Y R6

Tabla No. 2 Especificaciones del modulo gateway y modulo nodo

VegaTipo Adaptador Wireless gatewayModelo PLISCSRADIO T62 PLISCSRADIO T62Alimentación 24 Vdc, 115/230 Vac 24 Vdc, 115/230 Vac

frecuencia 2.4 GHz estándar, 920MHz max 2.4 GHz estándar, 920 MHzmax

Alcance

1 Km estándar, 1.6 Kmmax enlínea vista

1 Km estándar, 1.6 Km maxenlínea vista

Antena Omnidireccional Omnidireccional

Potencia de antena 15 dBm/ 19 dBm 15 dBm/ 19 dBm

Entradas4 - 20 mA/HART,estados digitales WirelessHart

Trasmisión Rate 250Kbits/sSalidas WirelessHart Salida digital PLICSRADIO

C62 protocolo VEGA

Trasmisión Rate 250 Kbits/s


83/113

3.3 Sistema marca Pepperl + Fuchs

Las comunicaciones inalámbricas ganan rápidamente importancia en

las aplicaciones de automatización en las que no es la cantidad de datos lo

que supone un desafío, sino las distancias que hay que cubrir. Cuando la

arquitectura de la planta no permite un cableado convencional, solo se

puede acceder a los valores mediante frecuentes visitas al lugar en que se

producen.

Pepperl+Fuchs ofrece varios módulos para conectar sensores a

un sistema de control o a un sistema de gestión de activos mediante una red

inalámbrica. Estos productos WirelessHART permiten la instalación

de dispositivos de campo de distintos fabricantes sin necesidad de cableado

ni gastos adicionales y establecen una comunicación fiable y sin

interferencias entre los distintos componentes.


84/113

3.3.1 Módulo inalámbrico Gateway modelo WHA-GW-F2D2-0-A*-Z2-

ETH

El dispositivo es compatible con redes WirelessHART de hasta 250

participantes de red, y proporciona una interfaz RS485 además de una

interfaz Ethernet. Ambas interfaces transmiten el protocolo HART o

MODBUS. La conectividad OPC se puede efectuar a través del servidor

HART OPC. El dispositivo se puede configurar mediante el administrador

de archivos o por el ID del dispositivo junto con un software de

configuración. Asimismo, proporciona una interfaz web para acceso directo

mediante un navegador de Internet.

Las Funciones del gateway son:

Diagnósticos de red mediante interfaz web fáciles de entender.

Libre elección de fabricantes de sistemas de control.

Generador de asignación de Modbus flexible para una rápida puesta

en marcha.


85/113

Las características del equipo son:

Análisis gráfico de red.

Opciones de configuración simples y automáticos.

WirelessHART entrada interfaz inalámbrica

Alimentación de 24 V DC.

conexiones de alimentación redundante.

Figura No. 3 Módulo inalámbrico Gateway modelo WHA-GW-

F2D2-0-A*-Z2-ET


86/113

Tabla No. 3 Especificaciones del modulo gateway

Tipo gateway

ModeloWHA-GW-F2D2-0-A*-Z2-ETH

Alimentación 20-30 V CC

frecuencia 2.4Gz

Alcance 250 m exterior, 50minterior

AntenaDipolo Omnidireccional,extraíble

Potencia de antena 10 dBm max

Entradas WirelessHart

Transmisión Rate

Salidas Hart IP y Modbus y RS485

Transmisión Rate 250 Kbit/seg.


87/113

3.3.2 Módulo inalámbrico Adaptador WirelessHART WHA-ADP-F8B2

El adaptador puede conectarse a cualquier dispositivo de campo

HART convencional o 4...20 mA directamente o con un cable corto. Lee los

datos del dispositivo de campo mediante HART o traduce la señal 4...20

mA a un valor digital y transmite los datos a la red WirelessHART.

Las Características del dispositivo son:

1 canal.

Carcasa de aluminio fundido.

Funcionamiento con baterías.

También alimenta al dispositivo de campo.

Entrada para transmisores HART de 2 hilos y fuentes de corriente

HART de 2 hilos.

Interfaz inalámbrica de salida WirelessHART.

Montaje directo sobre dispositivo de campo de 4 mA a 20 mA o

HART.


88/113

Figura No. 4 Módulo inalámbrico Adaptador WirelessHART WHA-ADP-

F8B2

Tabla No. 4 Especificaciones del modulo nodo:

Tipo Adaptador Wireless

Modelo WHA-ADP-F8B2

Alimentación 8 – 23VDCfrecuencia 2.4 Ghz

Alcance250 m exterior, 50minterior

Antena Dipolo Omnidireccional,

Potencia de antena 10 dBm max

Entradas 4 -20Ma/Hart

Transmisión Rate 1200 bits/s

Salidas WirelessHart

Transmisión Rate


89/113


90/113

integrado permite configurar redes WirelessHART fácilmente y optimizar

el rendimiento de la red y los ajustes de seguridad.

IE/WSN-PA LINK conecta equipos de campo HART inalámbricos

con Industrial Ethernet por vía inalámbrica. Del lado de la conexión

inalámbrica, IE/WSN-PA LINK es compatible con el estándar

WirelessHART y del lado de Ethernet, con la comunicación TCP/IP y

Modbus TCP.IE/WSN-PA LINK permite el diagnóstico, mantenimiento y

la observación de procesos de forma inalámbrica.

Las características que ofrecen estos equipos son:

Alta seguridad para la comunicación de datos inalámbrica.

Comunicación TCP/IP abierta.

Interfaz de usuario abierta y estandarizada mediante HART.

Servidor OPC de la HART Communication Foundation.

Sencilla configuración y monitorización de redes mediante una

interfaz web.

Conexión de hasta 100 dispositivos WirelessHART.


91/113

Carcasa con grado de protección IP65.

Las ventajas que ofrecen son las siguientes:

Posibilidades ampliadas para la conexión de equipos de campo de la

industria de procesos mediante el uso alternativo o complementario

de la comunicación WirelessHART

Transmisión de datos fiable gracias a la tecnología de redes en malla

El uso de rutas alternativas en una red de organización autónoma

permite evitar obstáculos en la comunicación radioeléctrica

Ahorro de los costos en el cableado en condiciones difíciles de

instalación, p. ej. cuando los equipos de campo se encuentran en

partes poco accesibles del sistema o sólo se necesitan temporalmente

Posibilidad de conectar sensores a posteriori para mejorar la

observación de procesos y las tareas de mantenimiento

Los convertidores de medida existentes se pueden integrar de forma

inalámbrica mediante el adaptador WirelessHART en sistemas de

mantenimiento y diagnóstico

Supervisión restringida mediante servicios web y el servidor web

integrado de IE/WSN-PA LINK sin necesidad de software adicional


92/113

Figura No.5 Módulo inalámbrico Gateway IE/WSN-PA LINK

Tabla No. 5 Especificaciones del modulo gateway:

Tipo gateway

Modelo IE/WSN-PA Link

Alimentación 24 Vdcfrecuencia 2.4GzAlcance 250 m

Antena OmnidireccionalPotencia de antena 10 dBm maxEntradas WirelessHartTransmisión Rate 250Kbits/sSalidas Ethernet y MODBUS

Transmisión Rate10/100 Mbps, hasta 9600 bps


93/113

3.4.2 SITRANS AW200 Adaptador WirelessHART

Es un adaptador WirelessHART con el que los equipos estándar

HART/4…20 mA se pueden integrar en una red WirelessHART. Al

conectar este adaptador WirelessHart a un equipo HART cableado

analógicamente, los usuarios pueden utilizar toda la información de

diagnóstico de la estación de mantenimiento sin repercutir en el

funcionamiento.

Las características de este equipo son las siguientes:

Una conexión punto a punto a equipo HART o 4...20 mA , hasta

cuatro equipos HART con alimentación externa en modo Multidrop

(derivación múltiple).

Comunicación HART en modo Multidrop (compatible con HART),

señal de corriente 4...20 mA en conexión punto a punto.

señal de radio WirelessHART en banda de 2,4 GHz.

Las ventajas que ofrece este equipo son:

Transmisión de señales inalámbrica HART/4...20 mA.


94/113

Se pueden conectar hasta 4 equipos en modo Multidrop (derivación

múltiple).

Soporta el modo de ráfaga y la comunicación de eventos para

adaptadores y equipos conectados.

señal de radio WirelessHART en banda de 2,4 GHz.

Figura No. 6 Adaptador wireles SITRANS AW200


95/113


96/113

CAPÍTULO IV EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN

PARA UN TANQUE DE COMBUSTIBLE INTEGRADO A UNSISTEMA DE MONITOREO


97/113

Independientemente del tamaño de una compañía y del tipo de

solución tecnológica que requiera, es de vital importancia diseñar y

conducir un proceso formal de evaluación y selección que permita tener en

cuenta todas las variables, tanto técnicas como de estratégicas para, al final

del proceso poder lograr una decisión de acuerdo a las expectativas de la

organización.

4.1 Análisis del sistema de comunicación

En el mercado actual existen varios fabricantes de tecnología

inalámbricas como son: Banner Surecross, Vega, Pepper+Fuchs, Siemmes

destinada a la medición de variables en diferentes industrias.

Esta tecnología puede que ya venga integrada con el sensor o que sea

un adaptador que le provee comunicación inalámbrica a un sensor estándar

para comunicarse con el sistema de control.


98/113

4.2 Evaluación y selección

La Evaluación y selección de un sistema de comunicación para un

tanque de combustible integrado a un sistema de monitoreo permite llevar

el control de nivel del tanque de combustible.

La operación de este sistema requiere de la instalación de un sistema

de monitoreo con tecnología Wireless por la ubicación remota del tanque de

combustibles a la central.

La selección del sistema de comunicación y sistema de monitoreo de

tanques de combustible, se realiza sobre la base de la sustitución de un

sistema de comunicación industrial Hart debido a factores de tiempo de

integración para el sistema.

4.3 Base y criterio de selección


99/113

Para el diseño del sistema propuesto se tomarán los siguientes

aspectos:

Se seleccionó medidores de nivel tipo radar por condiciones de

trabajo de los tanques de combustible como son: Altas presiones, presiones

bajas, altas temperaturas - composición del aire. Los medidores tipo radar

se emplean en procesos químicos de almacenamiento de hidrocarburos sin

problemas en la mediciones y frecuencias de radiación de los equipos de

medición que es baja, menor que un teléfono celular alrededor de 0.2 mW.

Las Antena de acero inoxidable soportan temperaturas máximas de 400 ºC

y 100 bars de presión la cual no soportaría otro instrumento de medición.

El empleo de equipos de comunicación con tecnología Wireless

protocolo Hart debido a las condiciones asimétricas de los tanques y el

acceso negado a una comunicación alámbrica por la disposición de equipos

de distribución. Los Equipos de Comunicación seleccionados de tecnología

HART soportan una diversidad de protocolos Estándar de las

Telecomunicaciones actuales.


100/113

El Sistema de Monitoreo propuesto consiste en el medidor de Nivel

tipo Radar Krohne OPTIWAVE 7300 C, Medidor de nivel de radar sin

contacto (FMCW) para líquidos mide “ sin contacto con el producto” y se

basa en el procedimiento de tiempo de retorno. Emite una señal de radar

que es reflejada por la superficie y recibida después de un tiempo t. El

principio de radar utilizado es el FMCW (onda continua de frecuencia

modulada). El radar FMCW transmite una señal de alta frecuencia; dicha

frecuencia aumenta linealmente durante la fase de medida (llamada "barrido

de frecuencia"). La señal es emitida, reflejada por la superficie de medida y

recibida tras un tiempo de retardo t. El tiempo de retardo es t=2d/c, siendo d

la distancia hasta la superficie del producto y c la velocidad de la luz en el

gas que está situado encima del producto.

Para continuar procesando la señal, se calcula la diferencia Δf

Documents

TORMENTO 2015.pdf