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En mi afán de aportar algo constructivo al sitio, he decidido crear una serie de posts diarios sobre interfaces de comunicación industrial, de forma sintetizada y apoyado en recursos visuales, para que cualquier usuario pueda comprender cómo se comunican los dispositivos hoy en día.
Parte I: Introducción
Las interfaces de comunicación industrial son el conjunto de tecnologías y protocolos que permiten recopilar, supervisar o controlar las variables de una planta o proceso industrial, generalmente desde un mismo sitio.
Por ejemplo, los valores de temperatura y humedad de un cultivo de flores de invernadero son enviados al centro de control por medio de dispositivos como transductores o transmisores.
Con esta información se toman decisiones de forma supervisada o automática para activar/desactivar los dispositivos de campo y mantener los parámetros dentro del rango definido por el usuario.
Con esta información se toman decisiones de forma supervisada o automática para activar/desactivar los dispositivos de campo y mantener los parámetros dentro del rango definido por el usuario.
Dentro de la industria, uno de los precursores en la recolección y manejo de información fue el instrumentista, persona cuyo empleo consistía en ir de un lado a otro de la planta, monitoreando y recopilando información de las distintas variables.
Se detectaron 2 cosas que podían incrementar la eficiencia de una planta o proceso: centralizar el control y aumentar la confiabilidad en la recolección y transmisión de datos, reemplazando al instrumentista por transmisores.
El transmisor es un dispositivo de campo que tiene como función convertir la señal captada por un transductor, en una señal apta para ser transportada una distancia considerable.
El transmisor es un dispositivo de campo que tiene como función convertir la señal captada por un transductor, en una señal apta para ser transportada una distancia considerable.
¿Y qué con eso? Seguramente se conectan los dispositivos con cables y no hay ningún problema.
Resulta que sí hay problema. Por lo general cuando hacemos experimentos caseros o conectamos dispositivos en el hogar, no lo notamos porque las longitudes de cable no son considerables y porque son pocos los dispositivos que se conectan, pero en una planta industrial donde se llevan a cabo varios procesos que implican una mayor distancia, las cosas "misteriosamente" dejan de funcionar o no trabajan como deberían. Interferencia electromagnética y de radiofrecuencia, pérdidas en el cable, ruido, son algunos problemas aparentemente invisibles que pueden causar serios problemas en la planta.
Resulta que sí hay problema. Por lo general cuando hacemos experimentos caseros o conectamos dispositivos en el hogar, no lo notamos porque las longitudes de cable no son considerables y porque son pocos los dispositivos que se conectan, pero en una planta industrial donde se llevan a cabo varios procesos que implican una mayor distancia, las cosas "misteriosamente" dejan de funcionar o no trabajan como deberían. Interferencia electromagnética y de radiofrecuencia, pérdidas en el cable, ruido, son algunos problemas aparentemente invisibles que pueden causar serios problemas en la planta.
Aquí un dato interesante: una longitud infinitesimal de un par de alambres de cobre, se puede representar como un conjunto compuesto por una resistencia (la del cable), una capacitancia (formada entre los alambres) y una inductancia (debido al campo magnético que se genera al circular la corriente eléctrica). Cada conjunto con estos 3 elementos se acopla a otro adyacente y así se forma la representación del cable (ver imagen).
Para que una señal viaje a través de un par de alambres sin mayores pérdidas, se deben cumplir 2 condiciones: la impedancia de salida de una sección debe ser igual a la impedancia de entrada de la siguiente, y los extremos del cable deben ser terminados en una impedancia igual a la del cable (ver imagen).
El no cumplir estas condiciones produce un desacoplamiento de impedancias, pérdida en la señal y lo peor de todo, se genera una onda reflejada,
la cual reduce más la intensidad de la señal y provoca un fenómeno conocido como dispersión de fase (jittering).
El jittering, dentro del mundo analógico, genera señales "fantasmas" y en el mundo digital obliga a disminuir la velocidad de transmisión de datos.
la cual reduce más la intensidad de la señal y provoca un fenómeno conocido como dispersión de fase (jittering).
El jittering, dentro del mundo analógico, genera señales "fantasmas" y en el mundo digital obliga a disminuir la velocidad de transmisión de datos.
La solución con la que se logró minimizar las pérdidas en la transmisión fue cambiar el paradigma y transmitir en términos de corriente en vez de voltaje, dando origen al transmisor de corriente de dos hilos. Por lo general se suele transmitir la señal en una corriente de 4 a 20mA
El próximo post será sobre principios de comunicación inalámbrica. Sígueme si te interesan mis aportes, puedes verlos