plancha

Laboratorios 5 y 6

“Configuración de Equipos Digitales de Campo”

Integrante:

Condori Aguilar, Juan Joel

Cuadros Cuadros, César Jesús

LópezSánchez, Tommy Bryan

Ñaupari Santiváñez, Juan Luis

Sección: C15-4-B

Fecha de Realización: 13 de setiembre

Fecha de Presentación: 27 de setiembre

Profesor: Manuel Martín Alvarado Andrade

Instrumentación Industrial IIInstrumentación Industrial II

Configuración de Equipos Digitales de Campo Tecsup

2010 – II

ÍNDICE

ÍNDICE.................................................................................2

INTRODUCCIÓN....................................................................3

OBJETIVOS...........................................................................4

MATERIALES E INSTRUMENTOS USADOS................................5

RESULTADOS DEL LABORATORIO.........................................10

1. TRANSMISOR DE TEMPERATURA................................................10

2. TRANSMISOR HART DE PRESION................................................19

3. POSICIONADOR HART INTELIGENTE...........................................24

4. TRANSMISOR HART DE NIVEL....................................................29

5. HAND HELD (TT)........................................................................32

OBSERVACIONES................................................................36

CONCLUSIONES..................................................................37

APLICACIONES...................................................................37

RECOMENDACIONES...........................................................38

REFERENCIAS.....................................................................38

2


INTRODUCCIÓN

Las generaciones anteriores a la nuestra diseñaron diversos

tipos de procesos según sus cálculos matemáticos, pero todos estos

se basaban mediante variables complejas las cuales permitían su

respectivo funcionamiento y para conseguirlas en un proceso real era

bien complicado debido al gran número de éstas.

La creación de los sensores y los transmisores permitieron la

facilidad en la detección y la estandarización de las magnitudes

necesarias en los procesos y también se complementaron con el uso

de los controladores, los cuales surgieron como consecuencia del

desarrollo tecnológico digital que permitía una mayor exactitud y

precisión en lo que se desarrollaba.

Los transmisores utilizan un tipo de protocolo universal los

cuales les permite usar distintos tipos de éstos e interconectarlos

entre sí para luego obtener sus datos y variarlos hasta obtener el

valor requerido por el operario. Este protocolo se llama HART. Pero,

además de estos, existen otros los cuales los diseñan los fabricantes

por lo que no se tocará el tema de estos en el presente laboratorio.

Según la HART Communication Foundation, existen millones de

dispositivos HART instalados en el mundo, y se calcula que en el 85%

de éstos, no se aprovecha la información de diagnóstico de los

equipos, y la señal analógica de 4-20 mA se usa únicamente para

comunicar los datos de las variables de proceso, es así que el

desarrollo del laboratorio permitirá conocer el uso de los equipos que

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nos permitirán un mejor aprovechamiento de la enorme cantidad de

información que generan los dispositivos HART.

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OBJETIVOS

Comunicarse con un transmisor HART desde una computadora.

Calibrar la salida de un transmisor.

Configurar un transmisor.

Configurar la elevación o supresión de cero.

Configurar el posicionador.

Configurar un transmisor de temperatura Hart (Highway Addressable Remote Transducer) con un Hart Communicator.

HART = Transductor Remoto Direccionable (Traducción)

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MATERIALES E INSTRUMENTOS USADOS

I. Transmisor inteligente de temperatura

Marca:FOXBORO --I/A Series Temperature

Transmitter

Modelo: RTT20 – T1WARFN – L1

Nº Serie: 99221388

Rango: 0 – 850 ºC

Alimentación: 12 – 42 V

Salida

Alta precisión Largo plazo de estabilidad Múltiples paquetes de configuración, incluida la tubería de

revestimiento, vías de montaje DIN, sensor integral y sensor integral con termo pozo.

Unidad configurable para T/C, RTD, mV, Ohm. Entradas personalizadas también pueden utilizarse

Auto-diagnósticos automáticos y Auto-calibración Valor de prueba de fallos configurable Selección de diferentes configuraciones de termo pozo Protección contra RFI, picos de tensión y polaridad inversa Conforme a las directivas aplicables de la Unión Europea

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Transmisor de Temperatura HART

modelo RTT20


Garantía estándar de 2 años

II. Transmisor de Presión

El Foxboro I / A Transmitter Series son una familia completa de presión diferencial, presión manométrica, y transmisores de presión absoluta. Sellos a distancia y las versiones con bridas son disponibles.

La serie IDP10 inteligente de dos hilos con transmisores de células DP, miden la diferencia entre dos presiones y transmiten una raíz cuadrada o proporcional (flujo) de la señal eléctrica, ya sea en forma analógica o digital.

Humedad relativa 0 a 100% Sensor de temperatura del cuerpo

De silicona relleno fluido: -46 a 121 º CFluorinert relleno fluido: -29 a 121 º C

Electrónica de la temperaturaSin Indicador: de -40 a +85 º CCon Indicador: -29 a +85 º C

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Marca: FOXBORO

Modelo: IDP10-T22C21F-L1

Referencia: 99231180

Alimentación: 12,5 – 42 VDC

Rango de Calibración:

4 mA = 0 psi20 mA = 30 psi

Origin: 2A9927210863


Ajuste externo opcional de zeroExteriores ajuste zero hace que sea más fácil calibrar zero del

transmisor en el campo, especialmente enlugares peligrosos.

8


III. Posicionador Inteligente

El microprocesador que controla el posicionador SRD991 está diseñado para controlar los actuadores neumáticos de la válvula y puede funcionar a nivel local o por medio de sistemas de control (por ejemplo, el Foxboro I/A Sistema de la serie), o controladores basados en PC de configuración y herramientas de operación tales como PC50 (FDT-Software).

El posicionador está disponible con diferentes protocolos de comunicación. Esto incluye versiones con consigna analógica (4 a 20 mA) y la señal superpuesta HART o FoxCom; digital con protocolo de FoxCom, o la comunicación de bus de campo según PROFIBUS-PA y Foundation Fieldbus H1 según la norma IEC 1158-2 sobre la base de FISCO.

CARACTERÍSTICAS

- Auto-calibración- Auto diagnóstico, mensajes de estado y diagnostico- Protocolo de comunicación HART, FoxCom, PROFIBUS-PA o

FUNDATION Fieldbus H1- Bajo consumo de aire- Angulo de hasta 95º- Bajo efecto de vibración en todas las direcciones- Indicador de dirección mecánico- Montaje en actuadores lineales directo o según norma IEC

534

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- Montaje en actuadores rotativos según VDI/DVE 3845- Protección contra explosión según CENELEC /ATEX- Salidas adicionales: 2 salidas binarias, salida de 4 a 20mA, 2

entradas binarias

IV. Transmisor de Nivel

MARCA ENDRESS HAUSER

MICROPILOT M FMR 240

El Micropilot M se utiliza para la medición continua, el nivel sin contacto de líquidos, pastas y lechadas. La medición no se ve afectada por los medios cambiantes, los cambios de temperatura,

mantas de gases o vapores.

El FMR240 con la antena de cuerno pequeño (de 1 ½") es ideal para pequeñas embarcaciones. Además, proporciona una precisión de ± 3 mm. La guía de onda es la solución para los tanques cilíndricos horizontales.

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V. HAND HELT (TT)

Características

Se conecta a cualquier instrumento HART Tiene una salida de 4 a 20 mA (admite una resistencia mínima

de 250 Ohm). Almacena más de 100 configuraciones de dispositivo. Fácil de utilizar con teclas de acceso directo programables. Seguridad intrínseca.

VI. HART MODEM

FOXBORO

VII. Fuente DC

HAMEG TRIPLE POWER SUPPLY HM7042-5

VIII. PCIX. Software IFDC FoxboroX. Software TOF Tool

XI. Resistencia 300 Ohmios

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RESULTADOS DEL LABORATORIO

1. TRANSMISOR DE TEMPERATURA

PROCEDIMIENTO:

Cuando cambie la configuración en la PC debe descargarla al transmisor

1. Armar el circuito como se muestra en la figura:

2. Ejecutar el programa: Inicio>>Programas>>Foxboro>>PC20 V2.3

En la ventana: PasswordEntry

Security Level: Configuration

OK

Password:(Enter)

File

ConnectoDevice

HART

OK

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Aparece la siguiente ventana:Anote:

Measurement 1 = 23.01ºC mA Equivalent = 7.68mA

I = 7.68mA (Leído en el miliamperímetro)

3. En el menú Test >>Transmitter Status observe el estado de las banderas.Si alguna bandera esta activada use ResetChangeFlag

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Configuración del Transmisor

4. Revise la configuración en el menú Edit>>Configuration, pestaña Input. Verifique los valores de la siguiente ventana:

Revise también las opciones

Cambio de Rango

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5. Cambie el rango a:0 °C (LRV) a 100°C (URV).

Anote:

Measurement 1 = 22.84ºC mA Equivalent= 7.65 mA

I = 7.65mA

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Calibración de la corriente de salida

6. Calibre la salida del transmisor con

Menú Calibrate>> mA Calibration: 4 mA y 20 mA.

Pruebas MeasuredValue# veces 4 mA 20 mA

1 3.99 19.992 4 19.993 4 20

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Conexión a 2 hilos Dual

7. En la configuración cambie WireType a 2 hilos

Anote:

Measurement 1 = 23.41ºC mA Equivalent= 7.71 mA

I = 7.71 mA

Regrese la configuración a 3 hilos.

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TREND

8. Active el Trend con el menú View.Caliente el sensor con la mano y obtenga la gráficaT vs t.

View >>Trend

Clic derecho y arrastre para valor superior de escala de cualquier variable o tiempo.

Clic izquierdo y arrastre para valor inferior.

Arrastrando el botón de la escala de una variable se puede colocarla en el eje X.

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GRAFICAS CON LOS EJES CAMBIADOS

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9. Vuelva el rango de 0 a 850°C

10. Calibre la salida del transmisor con MenuCalibrate>> mACalibration: 4 mA y 20 mA


1 3.95 20.62 3.96 20.53 3.97 20.44 3.98 20.35 3.99 20.26 4 20.1

20


7 4 20

2. TRANSMISOR HART DE PRESION

PROCEDIMIENTO:

1. Se implementa el siguiente circuito:

2. Se ejecuta el programa: PC20 V2.3En la ventana: PasswordEntrySecurity Level: ConfigurationOkPassword: (enter)Hacemos clikenfileElegimos ConecttoDeviceSeleccionamos Protocolo de comunicaciónHART

Aparece la siguiente ventana

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Anote:Measurement 1 = 3.03 mA Equivalent= 5.6 mA

I = 5.61mA

3. En el menú Test >>Transmitter Status observe el estado de las banderas.

Configuración del transmisor

4. Revise la configuración en el menú Edit>>Configuration, pestaña TransmitterParameterConfiguration. Verifique los valores de la siguiente ventana:

22



5. Cambiamos el rango a:LRV (0%) = 0 psiURV (100%) = 20 psi

6. Calibre la salida del transmisor con Menú Calibrate>>mA Calibration: 4mA y 20mA

7.

Poner en kPa en Units de Measurement #2 :

Anote: Measurement 2 = 203, 72 KPa

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Pruebas MeasuredValue

# veces 4 mA 20 mA

1 3.89 20.12

2 3.95 20.12

3 3.96 20.06

4 3.97 20.04

5 3.98 20.03

6 3.99 20.027 4 20.01

8 4 20


Vuelva al rango de 0 a 30psi

8. Calibre la salida del transmisor con el Menú Calibrate>>mA Calibration: 4mA y 20 Ma

Bias

9. Pulse el botón Digital Offset/Span y cambiamos el span offset de Measurement 1:

Span Offset: 5Measurement 1= 1.9 psi mA equivalent= 5 mA

I =5.01mA

Span Offset:-5Measurement 1= 11.89 psi mA equivalent= 10.3 mA

I =10.34Ma

24


1 3.95 20.12 3.96 20.083 3.97 20.074 3.98 20.065 3.99 20.056 3.99 20.047 4 20.038 4 20.029 4 20.01

10 4 20


Volvemos alspan offset a 0.

10. Aplicamos la presión al lado de alta y llenamos la siguiente tabla:

PH(psi) PL=0 psi

Measurement 1(psi )

Measurement 2(KPa )

I(mA)

0 0 0, 01 46 5, 98 41,14 7, 312 1,99 82, 87 10, 518 18, 02 124, 21 13, 424 24.01 165, 39 16, 730 30, 00 206, 81 19.9

En la presente tabla se muestra los cambios de presión del Transmisor de presión en psi y en KPa, así mismo observamos que la corriente también aumenta mientras aumentan las presiones.

11. Active el Trend con el menú View.Varíe la presión entrada entre 0 y 30 psi y obtenga la gráfica P vs. T.

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3. POSICIONADOR HART INTELIGENTE

PROCEDIMIENTO

Cuando cambie las configuraciones en la PC debe descargarla al posicionador.

1. Armar el siguiente circuito como se muestra en la figura:

Antes de conectar la fuente asegúrese de que esta en menos de 5V. Al conectarla eleve el valor de la fuente hasta que la caída de tensión en la resistencia este entre 1V a 5V (4 a 20 mA)

Alimente el Posicionador con 20 psi.

2. Ejecutar el programa: Inicio >> Programas >>Foxboro>> PC20 V2.3

En la ventana : PasswordEntrySecurity Level : ConfigurationPassword: (Enter)FileConnecttoDeviceHART

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Aparece la siguiente ventana

3. En el menu Test >>Valve Status observe el estado de las banderas (No auto start done)

Pulse el botón Diagnostic y observe

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Pulse el botón Codes y observe

Configuracion del Posicionador

4. Revise la configuración en el menú Edit>>Configuration, pestaña Configuration

Verifique los valores de la siguiente ventana

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En la pestaña Characterization

En Characterization se tienen las opciones: Linear, EqualPercentage, Quick Open y Custom.

En la pestaña Units: elija inches dando el valor adecuado

Revise la pestaña Travel.

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Calibracion

5. En el menú Calibrate active la opción AutoStart

Espere a que termine el procedimiento

6. En el menú Edit>>Configuration, pestaña Tuning. Anote los

valores.

Increasing Position

ProportionalGain: 2.0

Integral: 2.7 sec

Derivate: 0.0 sec

Decreasing Position

ProportionalGain: 215

Integral: 7.5 sec

Derivate: 0.0 sec

TracelLimits

Increasing: 0.4 sec

Decreasing 0.4 sec

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Control Grap: 0.1

4. TRANSMISOR HART DE NIVEL

PROCEDIMIENTO:

1. Se implementa el circuito den la siguiente figura:

2. Se ejecuta el programa: TofTool.3. En la ventana: HART (doble click).

4. Se ingresa a parámetros del sistema y se pone en:

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Unidades de Distancia: m

5. Se ingresa a salida:

Colocar en:

Salida Límite: (b) ConectadoModo de Salida mA: (b) Lazo de mAValor 4 mA: 0.000 m

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Valor 20 mA: 0.700 m

6. Se ingresa a Ajuste Básicos:

Calibración Vacía: 0.700 mCalibración Lleno: 0.700 mDiámetro de Tubo: 21.5 mm

7. Probamos con diferentes valores para obtener:

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Entrada (m)

Salida(mA)

0 40,1 6.200,2 8.620,3 10.790,4 13.160,5 15.450,6 17.720,7 20


5. HAND HELD (TT)

CONFIGURACIÓN

El Hart Communicator tiene las siguientes teclas:

I/O : Encendido y apagado

: Para desplazarse entre opciones de menú o para

desplazarse entre caracteres disponibles al configurar una

etiqueta.

: Para desplazarse a la izquierda o regresar al menú

: Para desplazarse a la derecha o ingresar al menú

seleccionado

F1….F4: Para funciones dinámicas asignadas

Las tres teclas con flechas de la parte posterior sirven para

seleccionar el carácter que se desea ingresar.

También se puede ingresar a las opciones de menú pulsando los

números que las identifican.

En la siguiente figura se muestra los indicadores del display.

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Hand Held (Hart Configurator)

1. Encienda el Hart Communicator sin conectar el equipo

Al terminar el Self Test aparecerá en la parte superior izquierda el dispositivo Hart identificado.

En el menú principal aparecen 4 opciones:

1. Offline: configuración para descargarse posteriormente.

2. Online: configurar y calibrar3. Frecuency Device: mostrar la frecuencia de salida y

la presión de salida de dispositivos de corriente a presión.

4. Utility: autopolling y ajuste de contraste del LCD

Conectar el Hand Held

1. Haga las conexiones tal como se muestra en la figura Selecciona Online e ingresa:

Anotamos:Io = T =

El menú Online tiene cinco opciones:

1. DEVICE SETUP

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2. PV3. Electr4. PV AO5. PV % mg

2. Ingrese a Device Setup y anote los valoresIngrese a PROCESS VARIABLES y anote los valores

PV 30.51ºCPV A out

6.42 mA

LRV 0 ºC

URV 100 ºC

PV % 13.56 %

Valores de Process Variables

3. Regrese el menú Device Setup e ingrese a BASIC SETUP.Ingrese a Range Value y anote:

LRV: 0.0ºCURV: 200ºC

Cambiar los valores de LRV y URV ingresando a cada uno y ponga:

LRV: 0°CURV: 100°C

Regrese a Basic Setup e ingrese a Sensor ConfigSeleccione de acuerdo al sensor que tenga: J o K. Regrese a Basic Setup e ingrese a Diag / Service


Ingrese a CalibrationD/A Trim

Acepte los mensajes para aplicar 4 mA a la salida, aparece enter meter value.

Presione el botón Enter y escriba el valor que se lee en el miliamperímetro, presione Enter u OK.

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Aparece en el Hand Held la pregunta Yes o No; si el valor en el miliamperímetro es 4 mA seleccionará:

Yes y volverá a hacer lo mismo para los 20 mA. Pero si no es 4 mA, seleccionará No y volverá a escribir el valor que aparece en el miliamperímetro hasta que se lea 4 mA; cuando llegue a 4mA seleccionara Yes. Entonces hará lo mismo para 20 mA.

Io = 4mA

Acepte los mensajes para aplicar 20 mA a la salida, anote:

Io = 20 mA

Ingrese el valor medido, pulse Enter y si la salida es igual a la referencia de 20 mA, elija Yes.

Salvar y descargar la configuración

Las funciones Send y Save aparecen cuando se ha cambiado un

parámetro.

1. Cuando este online para guardar una configuración pulse Save.Verifique:

1. Location: Module2. Name: Cuadros3. Data Type: Standard

Pulse 2 para cambiar e ingresar un nombre apropiado. Pulse

Save.

2. Para descargar una configuración ya almacenada:Regrese al menú Offline (1) e ingrese a Saved Configuration (1 2)Module Contents (1 2 1) pulse Filter y verifique:

Sort Name

En Module Contents seleccione la configuración que va a descargar, pulse 3. Send y acepte el envío.

Borrar configuraciónes

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3. En el menú Utility (4) Configure Communications (4 1) Delete Config (4 1 5) Module (4 5 1) aceptar con Yes.

Para ver el espacio de memoria utilizado, regrese a Utility e ingresar a Storage Location (4 4) Module (4 4 2) Space Storage (4 4 2 2)

AnoteTotal: 1622 bytesFree: 1617 bytes

4. Regrese al menú Device Setup e ingrese a BASIC SETUP.Cambiar los valores de LRV y URV ingresando a cada uno y ponga:

LRV: 0°C

URV: 200°C

Para estos valores calibre los 4 a 20 mA.

OBSERVACIONES

El Hand Held es un instrumento fácil de manipular, sencillo de entender permitiendo así una rápida calibración.

Presentamos dificultades en la calibración del transmisor de presión. Pero se puedo finalizar lo pedido en el laboratorio.

No debemos de manipular los instrumentos mientras no estemos informados acerca de su funcionamiento.

Durante el desarrollo de la experiencia con el Posicionador, se comprobó que este, con la función autostart, toma alrededor de 15 minutos para calibrarse.

El círculo del posicionador inteligente, ubicado en el centro de éste, comenzó a rotar mientras se estaba autocalibrando.

Al inicio de la experiencia con el transmisor de temperatura, el software PC 20 V2.3 demoro en reconocerlo.

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En el transmisor de nivel se debe tener en cuenta que el rango de medida se toma en cuenta desde la ubicación de la brida hasta el final de la guía de onda.

La resistencia usada en el laboratorio (300 ohmios) no era igual al que se señalaba en la guía del laboratorio (250 ohmios).

Mientras se calibraba el transmisor de presión se tuvieron que poner valores con decimales para la estandarización de la corriente; ya que cuando poníamos 4 o 20 en Measured Value no existía variación alguna.

Uno de los tubos que se conectaban al posicionador se encontraba con una pequeña rajadura que dificultaba la autocalibración de éste. Avisamos al profesor sobre el problema y, consecuentemente, éste reemplazo el tubo defectuoso.

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CONCLUSIONES

El HART Configurator nos permite configurar transmisores de temperatura de forma rápida y sencilla.

Los transmisores HART nos ofrecen la facilidad de ser configurados mediante un modem conectado a una PC, podemos configurarlos según nuestras necesidades y luego descargar dicha configuración al transmisor.

El transmisor de temperatura HART puede hacer las veces de registrador de temperatura cuando se le conecta a la PC y se obtiene la gráfica de la temperatura.

El transmisor de presión permite la obtención de una presión medida mediante la cual se obtiene una corriente estandarizada de 4 – 20 mA.

No se puede medir nivel en toda la guía de onda.

El Hand Helt permite la obtención de datos de un transmisor son estar conectado a una PC, lo cual nos brinda un ahorro de tiempo considerable.

El posicionador inteligente es uno de los transmisores más efectivos y necesarios en cualquier industria que lo necesite; esto se debe a que presenta una gran precisión y exactitud con respecto a los demás tipos posicionadores.

APLICACIONES

Los posicionadores HART se utilizan en la industria, para

regular la apertura de válvulas.

Los transmisores de temperatura HART, se pueden utilizar

para monitorear procesos donde sea imprescindible un

monitoreo constante de la temperatura, ya que mediante el

software se puede obtener la gráfica de la temperatura

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respecto al tiempo en la computadora y podremos verla a

nuestro gusto. Hace las veces de registrador.

Controlar niveles en cilindros que no tengan gran altura.

RECOMENDACIONES

Mantener el orden durante el desarrollo del laboratorio.

Al realizar la experiencia del Posicionador inteligente, debe

tenerse en cuenta el tiempo restante en el laboratorio, ya que

toma su tiempo calibrarlo.

Referirse a las normas dadas en el documento de seguridad, el

cual debe cumplirse obligatoriamente.

Utilizar los manuales o datasheet de cada transmisor para

obtener una mayor facilidad en la calibración y entendimiento

de éstos aparatos.

Si se presenta algún problema durante el laboratorio, avisar al

profesor encargado inmediatamente.

REFERENCIAS

ww.instrumentacionycontrol.net

http://es.wikipedia.org/wiki/Transmisor

Creus Sole, Antonio Instrumentación Industrial 7ma Edición

(2006)

Diversos Datasheets

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