Comunicación HART 2.1
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD PROFESIONAL ADOLFO LÓPEZ MATEOS ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “TECNOLOGÍA INALÁMBRICA‐WIRELESS APLICADA EN LA AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES” MEMORIA DE EXPERIENCIA PROFESIONAL QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE : INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA. P R E S E N T A: ELOY MANUEL LOPEZ RUBIO CIUDAD DE MÉXICO 2016 Página 1 | 119 Índice Resumen Introducción Capitulo I. Antecedentes de la Empresa 1.1 Emerson Process Management 1.2 Historia en breve 1.3 Visión, Misión y Valores 1.4 Staff Directivo 1.5 Organigrama del Área ( México y Latino América) 1.6 Presencia Global 1.7 Marcas Representadas 1.8 Mercados a los cuales sirve. 1.9 Presencia en México. 1.10 Capacidades en México Capitulo II. Comunicación HART 2.1 Introducción. 2.2 Plataforma de Comunicación HART. 2.3 Qué es y cómo funciona el protocolo de comunicación HART. 2.4 Especificación HART. 2.5 Integración de Datos HART. Capitulo III .Tecnología Inalámbrica (Wireless) 3.1 Introducción 3.2 Plataforma de Comunicación Wireless Hart. 3.3 Wireless Hart Cómo funciona? 3.4 Los Componentes de la Tecnología Wireless Hart 3.5 Especificación Wireless Hart. 3.6 Perspectiva General de Wireless Hart. 3.7 Simple, Confiable y Segura. 3.8 Planificación de un proyecto Wireless Hart. 3.9 Mejores Prácticas. 3.10 Monitoreo Inalámbrico de variables de proceso Industrial 3.11 Portafolio de productos y variables relevantes para monitoreo Inalámbrico Conclusiones Bibliografía Página 2 | 119 Resumen El principal propósito de este informe es evidenciar la experiencia profesional que se ha obtenido en el transcurso de 13 años de experiencia de laborar en Emerson Process Management S.A. de C.V. en México e Internacionalmente en países de Asia, Medio Oriente y Europa al implementar el desarrollo, comercialización, planeación y ejecución de proyectos de Automatización Industrial en donde he participado activamente para impulsar la iniciativa global de automatización mediante el uso e implementación de la tecnología Inalámbrica Wireless. Así mismo se pretende informar sobre los más recientes avances y desarrollos tecnológicos en automatización industrial y como la tecnología inalámbrica por protocolo Wireless HART apoya brindando nuevos y mejores esquemas de optimización e incremento de eficiencia operativa en los diferentes procesos industriales del sector Oil &Gas, Refinación, Químico, Automotriz, Farmacéutico, Bebidas y Alimentos a nivel mundial. Los proyectos desarrollados cuentan con dos características distintivas: 1.‐ Enfoque prospectivo, donde se genera unan visión real de la industrial y futura en donde se identifican factores críticos para el logro de desarrollos que aporten valor a la industrial (clientes). 2.‐ Análisis de la tecnología, donde se identifican y seleccionan los factores tecnológicos que permitan la creación de nuevos desarrollos y áreas de oportunidad en cualquier tipo de industria, donde converjan la tecnología y el cuidado al medio ambiente. Página 3 | 119 Introducción La comunicación industrial inalámbrica brinda nuevos recursos para soluciones de automatización industrial altamente flexible y eficiente. Ya sea GSM /GPRS, IWLAN o Wireless HART, los productos de comunicación inalámbrica que Emerson Process Management utiliza son confiables, robustos y seguros para enfrentar condiciones adversas tanto en el interior como en el exterior. Buscando como objetivo primordial llevar a cabo el monitoreo de variables de proceso industriales tales como presión, nivel, temperatura, con un nivel alto de eficiencia, confiabilidad, rentabilidad y seguridad. Emerson pionero en el desarrollo del protocolo de comunicación Wireless HART siendo hoy por hoy el estándar más confiable, y seguro para el monitoreo de procesos y control. El protocolo de Comunicación HART ha servido durante décadas como el líder indiscutible en tecnología de comunicación de procesos industriales para instrumentos inteligentes desde 1989, Instrumentos capaces de tomar mediante el protocolo de comunicación la variable de proceso y entregar más que eso al operador, de forma tal que pueda tomar decisiones y acciones en beneficio de su proceso operativo. Hoy más de 30 millones de dispositivos HART se encuentran instalados y en servicio en todo el mundo. A pesar de haber millones dispositivos HART instalados alrededor del mundo, en la mayoría de los casos la información valiosa de proceso que pueden proveer se encuentra limitada en los dispositivos. Un estimado del 85% de todos los dispositivos HART no están siendo aprovechados para entregar información de diagnóstico, solo proveen la variable de proceso vía 4‐20 mA señal analógica. Esto sucede a menudo debido a costo y la dificultad de accesar a la información HART. La tecnología inalámbrica permite a los usuarios accesar a una vasta información ilimitada sin usar, aprovechando los dispositivos Smart HART 85% de los dispositivos HART. Así mismo provee un costo – efectivo, simple y confiable manera de desarrollar nuevos puntos de medición y control sin ningún costo por cableado. La tecnología Wireless HART es un desarrollo complementario al protocolo HART previendo una capacidad que puede beneficiar ambas tecnologías coexistiendo en nuevas aplicaciones de monitoreo y control. Cableado o inalámbrico. La tecnología Wireless HART provee de herramientas y flexibilidad que los usuarios necesitan para potencializar la eficiencia operativa de sus procesos. Así como brindar la capacidad de reaccionar de manera preventiva y no reactiva ante circunstancias impredecibles de proceso. Dotando de una extraordinaria capacidad de análisis e información en tiempo real a los usuarios lo cual deriva en mayor disponibilidad y eficiencia operativa de los procesos industriales críticos. Página 4 | 119 Capitulo I.‐ Antecedentes de la Empresa 1.1.‐ Emerson Process Management Corporación Multinacional con sede en San Louis Missouri Estados Unidos, establecida en 1890 como una fundación de Emerson Electric Manufacturing Co. De un veterano de guerra llamado John Wesley Emerson usando una patente de motores eléctricos adquirida por los hermanos escoceses Charles y Alexander Meston. En 1892 se convirtió en el primer vendedor de ventiladores eléctricos en Estados Unidos. Rápidamente se expandió su línea de productos Dos hermanos oriundos de Escocia incluyendo en su portafolio a máquinas de Charles y Alexander Meston, vieron una coser, taladros dentales eléctricos y oportunidad de negocio en el desarrollo herramientas eléctricas. de motores eléctricos, con el apoyo A más de 100 años de su fundación financiero de John Wesley Emerson. Emerson ha crecido de una planta de manufactura regional a convertirse en un proveedor de soluciones de tecnología Global. Para 1982 Bajo el mandato del presidente Para 1987 el ventilador de techo fue Herber L. Parker, Emerson se hizo de una introducido al mercado con una alta reputación de alta calidad en sus aceptación por parte de los consumidores productos con ventas totales cerca de los ocupando prácticamente más de la mitad $60,000 usd. de los ingresos de su negocio. Para 1919 al finalizar la primera guerra mundial las ventas anuales prácticamente llegaban a los $3 millones de dólares. En 1920 bajo el liderazgo de Thomas Meston, la compañía se expandió a una nueva fábrica en San Louis Missouri. Sin embargo para 1922 Herbert I Finch se convirtió en el presidente de la compañía al correr los años 20´s al finalizar esta década la compañía perdió casi dos terceras partes de ventas por causa de la Gran Depresión. Página 5 | 119 1.2.‐ Historia en Breve 1892 La nueva compañía construye su negocio en torno a los motores de CA y fabrica los primeros ventiladores eléctricos que se venden en América del Norte. Bajo el nuevo presidente Herbert L. Parker, Emerson desarrolla una reputación de productos de calidad. Las ventas netas totalizan casi $ 60.000 usd. 1897 El ventilador de techo Emerson se introduce, por lo que los edificios altos habitables. Los ventiladores de techo pronto se convierten en la mitad del negocio de la compañía. 1899 Emerson presenta el diseño Parker lámina ondulada, aire que se mueve más eficiencia y menos ruido. 1903 Un gran avance de diseño actualiza Emerson Motors para una mayor utilidad ½ caballos de fuerza, que se utiliza para alimentar un sin número de tiempo y dispositivos de ahorro de esfuerzo, tales como lavadoras y máquinas de coser. 1904 En la Feria Mundial en St. Louis, Emerson muestra su línea de productos en el palacio deslumbrante de electricidad ya que la demanda nacional de electricidad sigue creciendo. 1919 Hacia el final de la Primera Guerra Mundial, las ventas anuales de Emerson se acercan a $ 3 millones de dólares. 1920 Bajo la dirección de Thomas Meston, la empresa se expande hacia una nueva, edificio de la fábrica de ocho pisos en San Luis. Página 6 | 119 1922 Herbert I. Finch se convierte en presidente durante el "locos años veinte" de la prosperidad general. Pero hacia el final de su mandato, la empresa pierde casi dos tercios de las ventas por efectos de la Gran Depresión profundizan. 1933 Joseph Newman, de 35 años, es nombrado presidente y se dispone a estabilizar el balance de la empresa. Se mueve a la empresa a la producción en serie de motores y añade una variedad de líneas del ventilador para atraer a una amplia gama de consumidores. 1938 Con un estancamiento de las ventas del ventilador, Stuart Symington asume el cargo de presidente y gana un contrato para construir los soldadores de arco, abriendo así la puerta a las ventas en Sears. 1939 Emerson inicia la construcción de una nueva planta en San Louis para construir motores herméticos, pero la Segunda Guerra Mundial interviene y la planta se desplaza a la producción de casquillos de bala. 1940 Capacidades para trabajar el metal de Emerson son llamados por el Departamento del Ejército EE.UU. Ordenanza. Durante los próximos cinco años, la empresa produce más de 10 millones de casquillos de latón. Gran parte del crecimiento dramático de Emerson en la Segunda Guerra Mundial se produce tras los contratos del gobierno para construir torretas avión, incluyendo el "Modelo 127" montado en la nariz del bombardero B‐24.