Crowcon - Detección de gas que salva vidas
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02 de julio de 2014
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La sencilla guía de Chris sobre la tecnología de comunicación para la detección de gases

La aparición de las tecnologías digitales y de comunicación permite comunicar mucha más información a un sistema de control, con la ventaja añadida de reducir los costes de cableado. Por ello, he pensado que podría ser útil ofrecer una visión general de las distintas tecnologías disponibles.

La seguridad de los gases es muy importante. Los peligros de explosión de los gases y vapores de hidrocarburos, los gases tóxicos como el sulfuro de hidrógeno y los entornos con oxígeno agotado pueden ser riesgos importantes para los trabajadores.

Los cabezales de los detectores de gas suelen estar conectados a un sistema de control centralizado que muestra los niveles de gas actuales y activa cualquier alarma. Los detectores deben detectar el gas en concentraciones lo suficientemente bajas como para responder mucho antes de que la situación se vuelva peligrosa. Mientras que los detectores de gas se sitúan en zonas consideradas de riesgo de acumulación de gas, el sistema de control debe montarse en un lugar en el que se pueda supervisar con relativa seguridad.

Detectors have traditionally been connected to the control system via cables using ‘point-to-point’ cabling, where each detector connects to a separate input on the control system with an individual cable. These systems use analogue signals, which can only communicate a limited amount of information from the detector; typically gas value (4-20mA), fault (<3mA), and gas reading over-scale (>21.5mA).

El protocolo de comunicaciones HART(www.hartcomm.org) complementa los sistemas convencionales de 4-20mA al poner información de diagnóstico adicional en la señal de 4-20MA. Estos datos pueden utilizarse para diagnosticar fallos y gestionar la calibración y el mantenimiento del sistema mediante un dispositivo habilitado para HART.

Aunque la función de seguridad del detector sigue siendo realizada por la señal analógica de 4-20mA y el controlador convencional, los datos HART permiten acceder a información adicional, como la temperatura del dispositivo, el número de serie, la calibración, la fecha de la última calibración, el estado de los fallos, la tensión de alimentación, la corriente de la señal, etc.

Modbus es un protocolo basado en direcciones que se comunica con cada detector de gas utilizando una dirección única. La información, como el nivel de gas, el estado de las alarmas y de los fallos, se almacena en registros dentro del detector, y el sistema de control "Modbus Master" se dirige de forma rutinaria a los "nodos" individuales del detector para recuperar los datos; se puede descargar una guía completa de Modbus en www.modbus.org/docs/PI_MBUS_300.pdf.

Al igual que el protocolo de comunicaciones HART, Modbus puede utilizarse junto con la señal analógica para proporcionar información adicional sobre el detector, o puede utilizarse como medio principal de comunicación con un sistema de control, como un PLC (controlador lógico programable) o un sistema SCADA (control de supervisión y adquisición de datos).

Otro protocolo bien establecido es el Foundation Fieldbus, que ofrece la posibilidad de utilizar interfaces de cableado alternativas. Los datos pueden transferirse a través de cables convencionales de cobre o fibra óptica, o bien mediante interfaces de seguridad intrínseca (I.S.). Puede encontrar más información en www.fieldbus.org.

Todas estas tecnologías permiten instalar los detectores en una configuración de cable direccionable en lugar de la topología convencional punto a punto. Esto permite reducir considerablemente los costes de instalación de los cables al conectar varios detectores en un único cable en el que el cable hace un bucle de un detector a otro.

La comunicacióninalámbrica es una propuesta atractiva cuando el tendido de cables adicionales a detectores nuevos o adicionales no es práctico. Los detectores pueden alimentarse localmente (mediante cables, baterías o paneles solares) y transmitir los niveles de gas y la información de estado a un sistema de control mediante una señal de radio. Aunque existen varios productos inalámbricos, aún no se ha establecido un "estándar" global para el protocolo y la frecuencia utilizados, por lo que su idoneidad dependerá de la normativa local.

En el caso de las nuevas instalaciones, las tecnologías de comunicación como el Foundation Fieldbus pueden ser una buena solución global para mejorar los sistemas analógicos tradicionales. Sin embargo, cada una tiene sus pros y sus contras, y no es una opción adecuada para todos los proyectos. Como siempre, la evaluación individual del caso de seguridad es el factor determinante.

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