1. Qu se entiende por el trmino Wireless? Wireless en castellano significa Inalmbrico y se refiere a la tecnologa donde se utilizan ondas de radio, microondas o similares para transmitir seales o conectar dispositivos. Qu es WirelessHART? Es un protocolo de red de malla, auto-organizable y auto-reparable. Es inalmbrico, y se usa para la automatizacin de procesos y control basado en la IEEE 802.15.4 a baja potencia en la banda 2.4Ghz Esta es una variante del protocolo HART, pero con capacidades inalmbricas, manteniendo siempre la compatibilidad con HART. Evolucin de HART.

2. Resumen de las caractersticas de todas las versiones de HART.

3. Resumen de las caractersticas de HART 7 (WirelessHART). -Redes auto-organizables y auto-reparables: Hablamos de redes que tienen la capacidad de encontrar el mejor camino para enviar y recibir los datos y en caso de algn problema busquen otro camino para transmitir los datos. -Time Synchronized Mesh Protocol (TSMP): Proporciona los intervalos de tiempo para la sincronizacin de la transmisin sobre la red, en simples palabras slo se transmitir informacin cuando sea necesario con el fin de preservar la vida de la batera y reducir la interferencia. -Report by Exception Time- and Condition-based Alerts: Slo si cambia significativamente el valor de la PV o hay un evento importante, el tiempo de actualizacin del sistema aumentar. O sea hablamos de reportes inteligentes, con el fin de ahorrar energa. -Time Stamp: Cada instrumento contiene un reloj sincronizado que le permite transmitir datos en el momento correcto. Este reloj tambin se utiliza para mostrar la fecha y hora en que se produce un evento. -Process Variable (PV) Trending: Toma los valores de los instrumentos de campo y los enva a las estaciones de operacin para mostrar grficos de tendencias de la variable de proceso. -Wireless Diagnostics: Hace un seguimiento de la red inalmbrica para garantizar la salud y estado de seguridad de la red. -Wireless Security (Seguridad de la red): Mltiples mtodos de seguridad para proteger los datos que circulan por la red. -Loop Test: Testeo remoto del lazo de 4 20mA -HART Compatibility: Ofrece compatibilidad con todos los instrumentos HART, agregndoles un adaptador Wireless.

4. Qu es una red de malla? Es un hibrido de las topologas AD-HOC e Infraestructura. Bsicamente es una red de topologa infraestructura, pero que permite unirse a otros dispositivos que estn fuera de la cobertura del Gateway gracias a los otros dispositivos que componen la red. Otros tipos de redes que se pueden confeccionar para WirelessHART. Red mallada.

5. Normas, protocolos y estndares de HART inalmbrico. WirelessHART es un estndar de comunicacin inalmbrica que opera actualmente en la banda de radio ISM de 2.4GHz (banda de frecuencia de licencia libre), usando radios del estndar IEEE 802.15.4. Para evitar las interferencias, WirelessHART tambin incorpora saltos de canal (Frequency Hopping) de acuerdo a las normas y estndares de la industria, como la IEEE 802.15.4 y DSSS (espectro ensanchado por secuencia directa). Esto permite una operacin confiable, incluso si hay presencia de otras redes en la banda de los 2.4 GHz. Asimismo, posee robustos mecanismos de seguridad, como encriptacin AES 1128, gestin de cdigo, y autentificacin, de modo que los datos y la red estn protegidos todo el tiempo. -Banda de radio ISM de 2.4GHz: Es una banda de radio frecuencia ISM (Industrial, cientfico y mdico) que no necesita licencia para operar en ninguna parte del mundo. Va desde los 2.4 a 2.5GHz con 15 canales disponibles. El canal 1 corresponde a los 2.405GHz y en canal 15 a los 2.575GHz. -Estndar IEEE 802.15.4: Estndar desarrollado por Zig-Bee y el grupo 15 de la IEEE 802 para redes inalmbricas, el cual nace por la necesidad industrial y domestica de ahorrar energa con dispositivos de baja potencia y obtener redes auto-organizadas y auto- reparables. La capa MAC del estndar controla el acceso al canal radio y es la responsable de validar y entregar tramas, hacer de interfaz de red, sincronizacin de red, asociacin de dispositivos y servicios seguros. -FHSS (Saltos de frecuencia): Consiste en dividir los datos y enviarlos a distintas frecuencias durante un intervalo de tiempo llamada (dwell time). Los datos se transmiten saltando de una frecuencia a otra, en un orden determinado que han de conocer la emisora y el receptor. -DSSS (espectro ensanchado por secuencia directa): Los datos se mezclan con seales de ruido y se envan por paquetes a distintas frecuencias de manera secuencial. Slo el receptor puede decodificar la seal y obtener los datos. -Channel hopping (Salto de canal): Los dispositivos WirelessHART utilizan 15 canales dentro del espectro de 2,4 GHz. El uso pseudo-aleatorio de los canales asegura que la interferencia en uno o varios canales no impida la comunicacin.

6. Elementos de una red Wireless HART Para la implementacin de una red, se especifican estos elementos principales: -Dispositivos de Campo: Dispositivos de campo con tecnologa WirelessHART nativa que permiten enviar informacin, tanto de la variable primaria como de otras (diagnstico, configuracin, etc.) de manera inalmbrica hacia diferentes Hosts. -Gateway: Habilitan la comunicacin entre el dispositivo donde reside la aplicacin (Maestro) y los dispositivos de campo. Un Gateway y sus puntos de acceso, deben ser incluidos en cada red. Este dispositivo funciona como interfaz entre la capa de aplicacin y los dispositivos de campo. -Access Point: De una manera sencilla, puede entenderse como el radio WirelessHART instalado en el Gateway. -Host: Computadora que posee la aplicacin en la cual ser usada la informacin proveniente de la red inalmbrica. Esta aplicacin puede ser relacionada al mantenimiento de los dispositivos (como un sistema de gestin de activos) o puede ser cualquier tipo de aplicacin de control o supervisin. -Administrador de red: responsable de la configuracin, calendarizacin de la comunicacin entre los dispositivos, administracin de la tablas de rutas, as como monitoreo y reporte de la salud de la red. Mientras se pueda soportar con administradores redundantes, debe haber nicamente un Administrador de Red activo por cada red existente.

7. Qu debemos saber de WirelessHART? El nmero de instrumentos conectados a la red, slo depender del nmero de Gateways que utilicemos. En muchos casos el mximo de dispositivos que pueda enrutar un Gateway es de 100 dispositivos. Hay que tener en cuenta futuras modificaciones (ampliar la planta), es por eso que se debe tener un margen de alrededor del 40% de espacio libre en el Gateway. Para calcular el nmero de puertas de enlace a utilizar, tenemos la siguiente frmula: -La velocidad mxima que se puede transmitir en la red es de 250Kbit/s, en paquetes de datos de 133Bytes. Nota: 128bits, corresponden a datos tiles (PV, informacin de instrumentos, etc.). -La confiabilidad de la red que asegura WirelessHART, es superior al 99%: Pero se debe tener en cuenta algo muy importante: - El 25% de los instrumentos inalmbricos en la red debe estar dentro del rango del Gateway inalmbrico por la naturaleza dinmica del ambiente donde se encuentra el proceso. Para la puesta en marcha de la red, ese valor puede ser hasta de un 10% como tope. Los dispositivos pueden ser alimentados: -Bateras: Suelen utilizarse en lugares de difcil acceso, donde no se puede cablear o en lugares altamente explosivos. A medida que pierden vida til, disminuye la potencia de transmisin. - Alimentacin a travs del lazo 4-20mA (algunos dispositivos). - Panel solar. - Externa con 24Vdc.

8. Distancias entre dispositivos y equipos. Las siguientes reglas de diseo se pretende que sean muy conservadoras. El alcance efectivo de un dispositivo es la distancia lineal entre los dispositivos de campo WirelessHART. Por lo general, si los dispositivos WirelessHART no tienen obstculos entre ellos, tienen una lnea de visin clara, y estn montados al menos 2 metros por encima del suelo, entonces el rango efectivo de [10mW / 10dB] de potencia es de aproximadamente 228Mts. Las obstrucciones disminuyen el alcance efectivo. La mayora de los entornos de proceso tienen altas concentraciones de metal que hacen que reboten las seales de RF y lleguen muy dbiles al otro punto. A continuacin se presentan tres clasificaciones bsicas de alcance efectivo en el entorno del proceso: -Fuerte obstruccin [30Mts]: Este es el ambiente tpico de plantas de densidad pesada. -Mediana obstruccin [76Mts]: Se trata de las reas de proceso ligeras, mucho espacio entre los equipos. -Ligera obstruccin [152 m]: Tpico de bases petroleras. A pesar de tener grandes estanques, hay un montn de espacio entre las obstrucciones. -Libre de obstruccin [228 m]: La antena para el dispositivo est montado por encima de las obstrucciones y el ngulo terreno no vara ms all de 5 grados.

9. Cul es la propuesta de WirelessHART? Cules son sus beneficios? La propuesta de WirelessHART es inmensa para quien tenga en mente implementar una red WirelessHART, sta asegura simplicidad, fiabilidad y seguridad, con resultados notorios en la disminucin de costos y tiempos, gran flexibilidad, compatibilidad, etc. Dentro de sus principales beneficios podemos encontrar: >La puesta en marcha rpida de los equipos, al igual que la solucin de problemas. >Acceso remoto a toda la informacin de los dispositivos y diagnsticos de estos. >Agilizar los procedimientos de mantenimiento. >Permite el mantenimiento predictivo. >Aumenta la disponibilidad de la planta. >Acceso de bajo costo a la informacin del proceso. >Amplia seleccin de dispositivos de campo. >Auto-configuracin de auto-reparacin de la red de malla Smart. >Reduccin de la mano de obra, el cableado y materiales. >Fcil de extender la red a zonas remotas. >Reduccin del tiempo de ingeniera y proyecto. >Funciona con dispositivos HART existentes y nuevos. >Utiliza las herramientas y los conocimientos existentes. >Instalacin de nuevos dispositivos a futuro.

10. Arquitectura OSI WirelessHART. La arquitectura del protocolo WirelessHART comprende cinco capas: -Fsica. -Enlace. -Red. -Transporte. -Aplicacin. La capa fsica de WirelessHART se basa principalmente en la IEEE STD 802.15.4-2006 a 2.4GHz. Esta capa define las caractersticas de radio, tales como el mtodo de transmisin, la fuerza de la seal y la sensibilidad del dispositivo. As como la IEEE 802.15.4, WirelessHART opera en las frecuencias 2.405 2.4835GHz de la banda ISM, con una velocidad de datos de hasta 250Kbits y una potencia de hasta 10dB. La capa de enlace se encarga de la sincronizacin de las transmisiones, tiempos de transmisin, organizacin de la red. Aqu encontramos todos los protocolos de transmisin: TSMP, FHSS, DSSS, CHANNEL HOPPING.

11. La capa de red y capa de transporte cooperan para proporcionar comunicacin segura y fiable de extremo a extremo para la red. Para apoyar la tecnologa de comunicacin de malla, cada dispositivo WirelessHART se requiere ser capaz de reenviar paquetes en nombre de otros dispositivos. Hay dos protocolos de enrutamiento definidos en WirelessHART: -Graph Routing: Son los mltiples caminos que pueden tomar los dispositivos para enviar los datos a travs de la red. Estos caminos los configura el diseador de la red, con el propsito de que si un dispositivo falla, su vecino tenga otro camino para enviar la informacin. -Source Routing: Es un complemento del enrutamiento grfico con el objetivo de diagnosticar la red. Para enviar un paquete a su destino, el dispositivo fuente incluye en la cabecera una lista ordenada de los dispositivos por los cuales el paquete debe viajar. La capa de aplicacin es la capa superior en WirelessHART, define varios comandos del dispositivo, respuestas, tipos de datos y los informes de estado. En WirelessHART, la comunicacin entre los dispositivos y la puerta de enlace se basa en comandos y respuestas. La capa de aplicacin es responsable para analizar el contenido del mensaje, extraer el nmero de comando, ejecutar el comando especificado y generar respuestas.

12. Aplicaciones. Esta tecnologa es muy recomendable en aplicaciones de Monitoreo de Condiciones, Optimizacin de Procesos y Monitoreo de Estanques/Control de Inventario. -Monitoreo de Condiciones: Se instalan dispositivos Wireless en puntos crticos de la planta, que no estn conectados al sistema de control debido a problemas de accesibilidad o alto costo de cableado. Gracias al diagnstico en lnea, se mejora la confiabilidad y seguridad. -Optimizacin de Procesos: La conexin temporal del adaptador WirelessHART permite monitorear y optimizar secciones de la planta a un costo mnimo. -Monitoreo de Estanques/Control de Inventario: Un software de visualizacin puede recolectar los valores medidos a intervalos regulares y transmite la informacin junto con el estndar del dispositivo y su batera, hasta los niveles superiores de control y gestin de la planta. Ejemplos de aplicaciones.