EFICIENCIA EN MEDICIÓN DE TEMPERATURA CON SISTEMAS WIRELESS

En muchas ocasiones las instalaciones industriales cuentan con silos o tanques de depósito de materias primas, productos terminados, agua para uso industrial, sistemas contra incendio, etc, y necesitan incorporar mediciones en los mismos para integrarlos a su sistema de control. Las soluciones inalámbricas se presentan como ideales para estos casos.

Arquitectura típica

Considerando que es habitual que los tanques o silos estén alejados del resto de las instalaciones, la tecnología de instrumentación inalámbrica se presenta como una solución muy atractiva, gracias a muchas ventajas importantes, tales como: ahorro de cableado, facilidad de instalación, posibilidad de uso en áreas clasificadas, etc. La línea de productos de nuestra representada

SignalFire (EEUU) permite implementar un sistema wireless y lograr importantes ahorros desde el momento mismo de la instalación.

La solución de SignalFire está basada en una arquitectura tipo malla o “mesh”, denominada SFRSS (SignalFire Remote Sensing System), que consiste en un concentrador o gateway (con protocolo Modbus/RTU o Modbus/TCP) comunicado con nodos o sensores remotos para todo tipo de señales (4-20mA, 1-5V, Pulsos, HART, MODBUS, Presión, Nivel, etc).

Al utilizar la banda de 900 MHz para la transmisión de las señales se logra un vínculo mucho más robusto y de mayor alcance que otras tecnologías similares que utilizan 2,4 GHz.  Tipicamente la distancia entre un nodo y el gateway puede ser de más de 500 m con línea de visión directa, por lo que en la gran mayoría de las aplicaciones no se requieren repetidores de señal, como sí es habitual en otros casos.

Sentinel estandar / Sentinel con panel solar

Medición de temperatura

Para mediciones de temperatura simples, podrá utilizarse un cabezal Sentinel-RTD (con entrada para sensor Pt100) o Sentinel-TC (para  K).  En cambio, si lo que el usuario necesita es el valor de temperatura promedio o bien el perfil de temperaturas, puede utilizarse un Sentinel-HART conectado a un sensor inteligente multipunto que puede ofrecer la información de cada sensor en forma individual, o bien el promedio entre todos los sensores.

Esto es habitual por ejemplo en tanques de almacenamiento de hidrocarburos, en los que se necesita el valor de temperatura para hacer el cálculo del volumen en condiciones estándar, o en silos con granos donde la temperatura debe monitorearse por seguridad o para optimizar el proceso de secado.

Cabezal SENTINEL-HART de SIGNALFIRE

Este dispositivo ha sido diseñado para integrar transmisores con comunicación HART® (2 hilos) al sistema inalámbrico. Como todos los nodos Sentinel, son aptos para áreas clasificadas (con aprobación para Clase I, División 1) y están dotados de una batería interna con la que alimentan al dispositivo esclavo a intervalos de tiempo configurables (por ejemplo, cada 5 minutos), y leen la información disponible mediante el protocolo HART®.  Alternativamente es posible utilizar un sistema de alimentación con panel solar y baterías, que también es apto para áreas clasificadas.

Además, permiten generar un túnel para la comunicación HART® a través del gateway del sistema.  De esta manera, el usuario puede comunicarse con el esclavo HART® usando un software basado en tecnología FDT/DTM como Pactware, y configurar el dispositivo de campo en forma completa, como si estuviera conectado directamente con él, pero a kilómetros de distancia desde la comodidad de su escritorio.

El cabezal SENTINEL-HART de SignalFire permite integrar un dispositivo HART® al sistema wireless en forma muy sencilla y económica. 

Al combinarlo con el sensor multipunto Thermopoint de NIVELCO, se consigue una solución completa para la medición de temperatura en tanques y silos.

Sensor de temperatura multipunto Thermopoint de NIVELCO

El THERMOPOINT de NIVELCO es un dispositivo HART® de 2 hilos, diseñado para la medición de temperatura de polvos, sólidos granulares o líquidos, tanto en áreas de propósito genera como áreas clasificadas.

La medición se realiza con sensores electrónicos ubicados a distancias iguales entre sí, dentro de una sonda rígida (para pequeños tanques), o flexible de acero inoxidable recubierta en plástico (PE antiestático) en su versión para sólidos, o sin recubrimiento en su versión para líquidos.

Puede instalarse en tanques o silos de hasta 30 m de altura, con la posibilidad de incorporar hasta 15 puntos de medición, que ofrecen una exactitud de 0,5°C.  Para asegurar la posición vertical de la sonda puede utilizarse un peso o bien un anclaje en la parte inferior.

Solución Thermopoint + Sentinel

SignalFire ha desarrollado la integración completa del cabezal Sentinel con el sensor Thermopoint de NIVELCO, utilizando el protocolo de comunicación HART®, para que el usuario pueda tener fácilmente en su sistema toda la información de los sensores de temperatura en forma individual.

La implementación es muy simple y transparente para el usuario, ya que cuando el nodo Sentinel enciende al Thermopoint y lo identifica (leyendo el número de fabricante y de dispositivo), utiliza comandos HART® específicos para leer la información de cada uno de los sensores. Todos los valores quedan luego disponibles en el puerto de comunicación MODBUS del gateway como registros independientes y se actualizan con cada transmisión en el intervalo configurable (por ejemplo, cada 15 minutos).

De este modo, el sistema de control de la planta no sólo tendrá un valor de la temperatura promedio del producto almacenado en su silo o tanque, sino que podrá ver el perfil con cada medición. Además, y combinando la medición de temperatura con la de nivel, el sistema podrá calcular efectivamente el promedio de la temperatura del producto y la temperatura

ambiente en la parte superior, promediando los sensores que están por debajo y por encima del valor medido respectivamente.

Aplicaciones

Esta solución puede implementarse, por ejemplo, en las siguientes aplicaciones:

• Silos o tolvas de almacenamiento de granos, para detectar la aparición de hongos o gérmenes.

• Control de secadoras de granos, para garantizar la calidad y optimizar el consumo de energía.

• Tanques de almacenamiento de crudo o refinados, para el cálculo del volumen estándar.

• Tanques de depósito de combustibles o lubricantes.

Recientemente se han instalado en una terminal de combustibles ubicada en Louisiana (EEUU), 96 conjuntos con esta solución combinada de Sentinel+Thermopoint, alimentados por panel solar. De esta manera, el sistema es practimente libre de mantenimiento ya que no es necesario el reemplazo de baterías, porque las mismas están siendo recargadas permanentemente con la energía solar.

La provisión forma parte de un sistema completo de telemedición inalámbrica que también incluye otros dispositivos Sentinel conectados a radares sin contacto para la medición de nivel.

Ing. Pablo A. Batch / Gte. Ingeniería y Servicios

ESCO ARGENTINA S.A.

Más información: www.escoarg.com.ar