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La señal de salida de un caudalímetro es la forma en que este transmite su lectura a otro sistema: un PLC, una pantalla SCADA, un registrador digital o una plataforma en la nube. Seleccionar la salida incorrecta es una de las razones más comunes por las que un nuevo caudalímetro funciona correctamente en la pantalla, pero no muestra nada o muestra un valor erróneo en la sala de control. La mayoría de los caudalímetros industriales ofrecen varias salidas, por lo que la pregunta es cuál es la más adecuada. En resumen: utilice 4-20 mA para el caudal, pulsos para los totales, Modbus RS485 cuando un solo cable deba transmitir varios valores y GPRS cuando no haya ningún cable disponible.
| Necesitas… | Utilice esta salida |
|---|---|
| Mostrar o controlar el caudal en un PLC o DCS. | 4-20 mA |
| Contabilizar el volumen o la masa total (lotes, facturación, consumo de combustible). | Pulso / frecuencia |
| Lee el caudal, el total, la temperatura y las alarmas a través de un solo cable. | Modbus RTU sobre RS485 |
| Siga utilizando una red HART o Profibus existente. | HART o Profibus |
| Activar una alarma o una válvula en un punto determinado. | Relé |
| Supervisar un sitio remoto sin energía ni cable. | Medidor de batería con GPRS o una puerta de enlace |
La señal de salida de un caudalímetro es una señal eléctrica, analógica o digital, que representa un valor medido, como el caudal o el caudal totalizado. El transmisor convierte la lectura del sensor en dicha señal para que otro dispositivo pueda leerla sin necesidad de que nadie mire la pantalla.
Existen cinco tipos de salida que cubren prácticamente todas las instalaciones:
La salida adecuada depende de las necesidades del sistema receptor y de la distancia que deba recorrer la señal. La siguiente tabla compara los cinco tipos.
| Producción | Lo que contiene | Distancia típica del cable | Inmunidad al ruido | Receptor típico | Cuidado con |
|---|---|---|---|---|---|
| 4-20 mA | Un valor (normalmente el caudal) | Varios cientos de metros, limitados por la resistencia del bucle. | Alto | Entrada analógica PLC/DCS | No apto para totales |
| Pulso / frecuencia | Total (cada pulso = cantidad fija) | De decenas a unos 100 m para salidas de colector abierto. | Medio | Entrada de contador PLC, totalizador, controlador de lotes | Frecuencia máxima, PNP frente a NPN |
| Modbus RTU (RS485) | Muchos valores: tasa, total, temperatura, densidad, alarmas | Hasta aproximadamente 1200 m a bajas velocidades de transmisión. | Alto | PLC, SCADA, puerta de enlace, registrador | Dirección, velocidad de transmisión, polaridad del cableado |
| CIERVO | 4-20 mA más datos digitales en el mismo par | Igual que 4-20 mA | Alto | Sistema de control distribuido (DCS) portátil con tecnología HART | Necesita entrada compatible con HART |
| Relé | Estado de encendido/apagado | Cualquier (contacto de conmutación) | Alto | Alarma, bomba, válvula | Calificación de contacto |
Las distancias indicadas anteriormente son valores típicos del sector; los límites reales dependen del cable, la fuente de alimentación y el receptor.
Una salida de 4-20 mA envía una corriente de entre 4 mA y 20 mA que aumenta proporcionalmente al caudal. En una configuración estándar, 4 mA significa caudal cero y 20 mA representa el valor máximo del rango configurado en el transmisor.
Ejemplo: un medidor tiene un rango de 0 a 50 m³/h. Una lectura de 12 mA significa (12 − 4) ÷ 16 × 50 = 25 m³/h.
Puntos a comprobar antes de realizar el cableado:
Una señal de 4-20 mA indica la velocidad del fluido en ese momento. La suma de esta señal a lo largo del tiempo en un PLC proporciona un total, pero las pequeñas desviaciones se acumulan día tras día, por lo que el total del PLC se desvía del totalizador del medidor. Para obtener totales, utilice pulsos o Modbus.
Una salida de pulsos envía un pulso por cada cantidad fija que pasa a través del medidor, como 1 pulso por litro o 0,25 ml por pulso. El receptor cuenta los pulsos y los multiplica por el valor del pulso (a menudo llamado factor K) para obtener el total.
Los caudalímetros de salida de pulsos son la opción habitual para:
En un proyecto de dosificación para una planta de tratamiento de agua, el caudal requerido era de tan solo 8 a 50 mL/min, por lo que el valor del pulso del microcaudalímetro debía ser lo suficientemente pequeño como para que el PLC recibiera varios pulsos por minuto. En otro proyecto, una línea de dosificación de aditivos especificaba que la salida de pulso debía ser PNP para coincidir con las entradas existentes del PLC.
Cosas que configurar o solicitar:
Modbus RTU sobre RS485 es un enlace digital: el PLC o el sistema SCADA (el maestro) solicita al medidor (el esclavo) los valores almacenados en registros numerados, y el medidor responde. Un par trenzado puede transmitir caudal, temperatura, densidad, alarmas y diagnósticos, y un bus puede conectar varios medidores.
Configuración que debe coincidir en ambos lados:
| Configuración | Valor típico | ¿Qué sucede si no coincide? |
|---|---|---|
| Dirección del esclavo | 1–247, únicos por metro | Ninguna respuesta, o dos contadores respondiendo a la vez. |
| Velocidad en baudios | 9600 o 19200 | Sin respuesta o datos ilegibles |
| Bits de paridad/parada | 8-N-1 o 8-E-1 | Errores de comunicación |
| Mapa de registro y tipo de datos | Del manual del medidor, por ejemplo:Registros Modbus SH-CMF | Números erróneos (por ejemplo, el orden de las palabras está intercambiado en números de coma flotante de 32 bits). |
Consejos de cableado:
HART añade una señal digital al bucle de 4-20 mA, de modo que los mismos dos cables transmiten tanto el caudal analógico como los datos digitales, como totales, diagnósticos y configuración. HART resulta útil cuando la planta ya dispone de entradas DCS o comunicadores portátiles compatibles con HART.
Profibus-PA y Profibus-DP son redes de bus de campo utilizadas en plantas de gran tamaño, especialmente en Europa. Se recomiendan únicamente si el sistema de control ya está basado en Profibus; de lo contrario, Modbus (4-20 mA) cubre la mayoría de las necesidades a un menor coste.
Los datos de flujo llegan al sistema SCADA, a un PC o a la nube a través de una de cuatro rutas, dependiendo de dónde deban llegar los datos y de lo que ya exista en las instalaciones.
| Ruta | Señal del medidor | Dispositivo intermedio | Bueno para |
|---|---|---|---|
| 1. Medidor → PLC / DCS → SCADA | 4-20 mA, pulso, Modbus o HART | PLC o DCS (ya instalado en las instalaciones) | Plantas con un sistema de control existente |
| 2. Medidor → SCADA directamente | Modbus RTU (RS485) | Convertidor RS485 a Ethernet si el sistema SCADA utiliza Modbus TCP. | Sistemas pequeños con varios medidores y sin PLC. |
| 3. Medidor → registrador → PC | 4-20 mA o pulso | Registrador sin papel con RS485 o Ethernet | Registro de datos, informes y tendencias sin PLC |
| 4. Medidor → nube / teléfono | Pulse, Modbus o GPRS integrado | Medidor GPRS o puerta de enlace 4G/NB-IoT | Sitios remotos: pozos, sistemas de riego, oleoductos, depósitos de almacenamiento. |
La ruta 3 es adecuada para instalaciones que necesitan registros en lugar de control. Los registradores sin papel aceptan entradas de 4-20 mA y de pulsos, almacenan datos y los envían a una PC a través de RS485 o Ethernet.
La ruta 4 es ideal para ubicaciones remotas. Un caudalímetro electromagnético GPRS funciona con batería y envía las lecturas a través de la red móvil, por lo que no requiere alimentación ni cable de señal. Si el medidor solo tiene salidas de pulso o Modbus, una pasarela 4G o NB-IoT de terceros puede leerlo y enviar los datos a una plataforma en la nube. Verifique que la pasarela sea compatible con el protocolo del medidor y que el intervalo de reporte sea el adecuado: los datos por hora son útiles para la facturación, pero demasiado lentos para el control.
La tabla muestra las salidas disponibles para cada serie. Las combinaciones exactas dependen del código del modelo, por lo que debe indicar la salida requerida en la consulta.
| Serie | Tipo de medidor | 4-20 mA | Legumbres | RS485 / Modbus | CIERVO | Otro |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SHD | Electromagnético | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | Profibus-DP |
| SHD-SE15 | Electromagnético alimentado por batería | – | ✓ | ✓ | – | GPRS |
| SH-CMF | Masa de Coriolis | ✓ | ✓ (frecuencia) | ✓ | ✓ | Profibus-PA |
| STLU | Vórtice | ✓ (2 cables) | ✓ | ✓ | ✓ | Versión alimentada por batería |
| SLW | Turbina líquida | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | – |
| SGW | Turbina de gas | ✓ | ✓ | ✓ | – | Compensación de temperatura y presión |
| SRK | masa térmica | ✓ | – | ✓ | ✓ | relés de alarma |
| LC | Engranaje ovalado | ✓ | ✓ | – | ✓ | Indicador a prueba de explosiones |
| LC-M | Microflujo | ✓ | ✓ | ✓ | – | – |
| HL | Nivel ultrasónico | ✓ | – | ✓ | ✓ | Profibus-DP |
| SX | grabadora sin papel | ✓ (retransmisión) | – | ✓ | – | Ethernet, USB, relés |
En pedidos anteriores, los usuarios de vapor solían elegir medidores de vórtice con conectividad de 4-20 mA y RS485, de modo que la sala de control obtuviera una velocidad analógica rápida y el sistema energético leyera los totales a través de Modbus.
| Síntoma | Causa probable | Arreglar |
|---|---|---|
| La lectura de 4-20 mA presenta saltos o ruido. | Cable sin blindaje, blindaje conectado a tierra en ambos extremos, cable junto a líneas eléctricas | Utilice cable de par trenzado apantallado, conecte a tierra el apantallamiento en un extremo y sepárelo de los cables del motor. |
| El bucle registra 0 mA. | Desajuste activo/pasivo o falta de alimentación del bucle | Compruebe si es de 2 cables o de 4 cables y de dónde provienen los 24 V CC. |
| El PLC muestra la mitad o el doble del flujo. | El rango en el PLC difiere del rango en el transmisor. | Establezca el mismo valor de rango superior en ambos |
| El total del PLC difiere de la pantalla del medidor. | Total calculado a partir de 4-20 mA, o pulsos perdidos | Utilice pulsos o Modbus para los totales; compruebe la frecuencia de pulsos frente a la velocidad de entrada. |
| El medidor Modbus no responde | Dirección o velocidad de transmisión incorrectas, A/B intercambiadas, protocolo del fabricante en lugar de Modbus. | Ajustes coincidentes, intercambio A/B, confirmación de la opción de protocolo |
| Los valores de Modbus parecen incorrectos. | Registro o orden de palabras incorrecto | Consulte la tabla de registros y el orden de bytes de punto flotante en el manual. |
Envíenos cuatro datos y nuestros ingenieros le sugerirán una combinación de medidor y salida en un plazo de 24 horas:
Póngase en contacto con nuestros ingenieros y facilíteles estos datos, o adjunte una foto de su tarjeta de entrada PLC o un diagrama de cableado.
