20 ene

Calibración de instrumentación HART: Presión y Temperatura

Partes de un transmisor HART

La instrumentación convencional con salida en 4-20 mA se calibra en varios puntos, mediante la estimulación de una señal de entrada (por ejemplo generar presión o temperatura) y medir el valor de la salida de corriente para determinar la precisión del transmisor.

Cuando queremos realizar la calibración de un instrumento HART, el procedimiento anterior no es suficiente para calibrar el equipo.

Para poder entender bien el proceso de calibración es fundamental conocer las tres secciones de las que están compuestos estos equipos: Sección de entrada, sección de conversión y sección de salida.

Secciones de un Instrumento HART

En la sección de entrada, la variable de proceso genera una señal eléctrica (milivoltios, capacitancia, frecuencia, etc…) y es medida y convertida en una señal en miliamperios por el micropocesador del transmisor.

Generalmente esta conversión viene definida por el fabricante del equipo, relacionando la variable real medida (PV) con el recuento de la señal eléctrica generada. La mayoría de los equipos incorporan comandos que permiten realizar ajustes de esta conversión (sensor trim).

La salida de la sección de entrada es un valor digital de la variable de proceso (PV) y es el valor que leemos cuando conectamos un comunicador HART o un calibrador con comunicación HART al instrumento y vemos la variable del proceso.

En la sección de conversión se realiza un cálculo matemático (función de transferencia) para pasar la variable de proceso (PV) a un valor equivalente en miliamperios (representación digital del instrumento).

El rango del instrumento (relacionado con los valores de cero y span del equipo) se utilizan junto con la función de transferencia para realizar este cálculo.

Cuando “leemos” el lazo de corriente usando un comunicador HART o un calibrador con comunicación HART, ese es el valor que vemos.   

Horno de Calibración Additel 875 con comunicador HART integrado

En la última sección, la de salida, se convierte el valor de salida calculado en la sección de conversión en una señal eléctrica analógica real (4-20mA). El ajuste de esta conversión se denomina ajuste de lazo.

Calibración de la sección de entrada y de salida:

Para calibrar la sección de entrada, se emplea la técnica básica de prueba y ajuste de múltiples puntos. Para ejecutar una prueba, hay que utilizar un calibrador para medir ó generar la señal de entrada aplicada (presión o temperatura) y leer toda la salida asociada (PV). El cálculo del error muestra una relación lineal entre la entrada y la salida (aunque una función de transferencia lineal es la más común, los transmisores de presión a menudo tienen la posibilidad de salida cuadrática)

Calibrador de presión Adittel 672 con comunicación HART integrado y bomba de calibración Additel 916

Si no pasa la prueba, hay que seguir el procedimiento recomendado por el fabricante para ajustar la sección de entrada. Esto puede llamarse un ajuste del sensor y generalmente involucra uno o más puntos de ajuste. El fabricante generalmente establece la forma principal de esta tabla, pero la mayoría de los instrumentos HART incluyen comandos para realizar ajustes de campo. Esto a menudo se conoce como un ajuste del sensor (sensor trim).

Para calibrar la sección de salida, se emplea la misma técnica básica de prueba y ajuste de puntos múltiples, pero con una nueva definición de entrada. Para ejecutar una prueba, hay que poner el transmisor en un modo de salida de corriente fija. El valor de entrada para la prueba es el valor de mA que se ordena al transmisor que produzca. Para obtener el valor de salida hay que medir la corriente resultante con un calibrador. Esta prueba también implica una relación lineal entre entrada y salida.

Si no se supera la prueba, hay que seguir el procedimiento recomendado por el fabricante para ajustar la sección de salida, esto puede llamarse un ajuste de 4-20 mA, un ajuste de lazo de corriente o un ajuste D/A.

Cambio de rango:

El cambio de rango a manudo se confunde con la calibración y no lo es. Cambiar el rango solo afecta al segundo bloque. La verdadera calibración requiere un patrón de referencia para proporcionar una entrada y medir la salida.

Calibrador de presión Additel 761A con bomba de generación de presión y comunicación HART integrada

Ajuste del cero y el span:

Usar solo los ajustes de cero y span para calibrar un transmisor HART a menudo corrompe las lecturas digitales internas. Los botones cero y span solo cambian el rango, porque el instrumento no conoce el valor real de la entrada de referencia. Solo un comando digital que transmita el valor de referencia permite que el instrumento realice los ajustes internos apropiados.

La forma correcta de corregir una condición de cambio a cero es usar un ajuste a cero. Esto ajusta el bloque de entrada del instrumento para que el PV digital esté de acuerdo con el patrón de calibración. Cuando use valores de proceso digital para tendencias, cálculos estadísticos, etc., desactive los botones externos de cero y span y evite usarlos completamente

Ajuste del lazo de corriente:

Se utiliza para ajustar el lazo actual, de modo que una entrada precisa al instrumento coincida con algún dispositivo de visualización en el lazo.

Supongamos que hay un indicador digital en el circuito que muestra 0.0 a 4 mA y 10.0 a 20 mA. Durante las pruebas, lee 1.0 sin generar presión y 101.0 con 10 bares de presión. Usando un comunicador HART o un calibrador con comunicación HART, se podrá realizar un ajuste del lazo de corriente para que en la pantalla se lea correctamente 0 y 10 bar.

Calibrador de presión Additel 760 con bomba de generación de presión y comunicación HART integrada

Nuevas herramientas para agilizar las tareas de calibración

Hoy en día el mantenimiento de la instrumentación HART se ha trasladado del taller de mantenimiento al campo. Esto reduce las interrupciones del proceso y evita el tiempo y el gasto de desmontar y montar los instrumentos. Los comunicadores y calibradores portátiles a menudo se usan juntos para completar las calibraciones de campo.

Sin embargo, el deseo de minimizar el número de equipos que trasladar a campo también ha creado la necesidad de una nueva clase de equipos de calibración.

La completa gama de calibradores de campo de Additel Coorporation con comunicador HART y la posibilidad, para las calibraciones de presión, de incorporar una bomba eléctrica de generación de presión hasta 70 bares, ha simplificado drásticamente el numero de equipos a emplear.

Si antiguamente eran necesarios una bomba de generación de presión, un calibrador/documentador, un módulo patrón externo y un generador de lazo para realizar una calibración de presión, ahora con los calibradores automáticos de presión ADT760 y ADT761A tan solo tiene que portar un equipo para realizar todas las calibraciones. Para presiones a partir de 70 bares está disponible el calibrador ADT672 combinado con una de las numerosas bombas manuales incluidas en nuestro catálogo.

Y si antes debía llevar además del horno de calibración un comunicador HART y un generador de lazo para realizar el ajuste de los transmisores de temperatura, con los hornos ADT875 con comunicador HART integrado podrá realizar las calibraciones con un solo equipo.

Desde Rosetta Technology ofrecemos una amplia gama de equipos para calibración industrial. Puede consultar toda nuestra oferta aquí

Si quiere profundizar en estos temas o que le ayudemos a seleccionar el equipo que mejor se ajusta a sus necesidades, llámenos o contáctenos por e-mail. ¡Estaremos encantados de ayudarle!