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INGENIERÍA Investigación y Tecnología VIII. 1. 11-24, 2007 (artículo arbitrado) Relación entre algunos milestones tecnológicos y la evolución de los registradores industriales L.R. Vega-González Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico, CCADET E-mail: [email protected] (Recibido: noviembre de 2005; aceptado: septiembre de 2006) Resumen Los mile stones son las “piedras de señalamiento de milla” que encontramos en las carreteras norteamericanas, las cuales nos indican cuánto camino hemos recorrido. La palabra milestone también significa un punto significante en el desarrollo, (Merriam Webster, 1996). Al estudiar la evolución tecnológica de la instrumentación industrial, se observa lo que parece ser una alta correlación entre la aparición de nuevos instrumentos y la disponibilidad y aplicación de algunos dispositivos o tecnologías sobresalientes, o mile stones tecnológicos. A lo largo de los años, estos dispositivos han permitido implementar algunos subsistemas para resolver diversos problemas y tareas no resueltas en los instrumentos, según el momento evolutivo por el que pasaba la indu stria. Esta situación resulta muy evidente al estudiar el caso de los registradores electró- nicos industriales, ya que como se muestra en este trabajo, diferentes dispo- sitivos tecnológicos ayudaron a resolver los problemas técnicos y contribuyeron con diversas aportaciones que mejoraron la operabilidad de los instrumentos en sus épocas de vigencia. Así pues, se puede decir que detrás de la aparición de cada nuevo instrumento o familia de instrumentos, se encuentra al menos un dispositivo tecnológico sobresaliente o mile stone. En este artículo trataremos de mostrar evidencias sobre la hipótesis ante rior, al examinar el caso de una línea de registradores electrónicos industriales. Descriptores: Registradores industriales, evolución tecnológica, mile stones tecnológicos. Abstract Mile stone means a post serv ing as a mile post sig nal and also a sig nif i cant point in de vel - op ment, Merriam Web ster (1996). In the in dus trial re cord ers tech no log i cal evo lu tion ary stud ies, it is ob served that when new in stru ments were launched to mar ket there were avail able some out stand ing new tech nol ogy de vices, or tech no log i cal mile stones. Through the years, those de vices had per mit ted to im ple ment in stru ment sub sys tems that over come pre vi ously non solved prob lems. This is ev i dent when we study in dus trial elec - tronic re cord ers, be cause, as shown in this work, many dif fer ent tech no log i cal de vices helped to solve tech ni cal prob lems im prov ing in stru ment operability in dif fer ent time pe - ri ods. Then, it is pos si ble to say that be half each new in stru ment or in stru ment fam ily, there are al least an out stand ing tech no log i cal de vice or mile stone. In this ar ti cle we will show some ev i dence about the men tioned hy poth e sis, study ing the case of in dus trial elec - tronic re cord ers. Keywords: In dus trial re cord ers, tech no log i cal evo lu tion, tech no log i cal mile stones

Relación entre algunos milestones tecnológicos y la

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INGENIERÍA Investigación y Tecnología VIII. 1. 11-24, 2007(artículo arbitrado)

Relación entre algunos milestones tecnológicos y la evolución de los registradores industriales

L.R. Vega-GonzálezCentro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico, CCADET

E-mail: [email protected]

(Recibido: noviembre de 2005; aceptado: septiembre de 2006)

ResumenLos mile stones son las “piedras de señalamiento de milla” que encontramos enlas carreteras norteamericanas, las cuales nos indican cuánto camino hemosrecorrido. La palabra mile stone también significa un punto significante en eldesarrollo, (Merriam Webster, 1996). Al estudiar la evolución tecnológica de lainstrumentación indus trial, se observa lo que parece ser una alta correlaciónentre la aparición de nuevos instrumentos y la disponibilidad y aplicación dealgunos dispositivos o tecnologías sobresalientes, o mile stones tecnológicos. Alo largo de los años, estos dispositivos han permitido implementar algunossubsistemas para resolver diversos problemas y tareas no resueltas en losinstrumentos, según el momento evolutivo por el que pasaba la indu stria. Estasituación resulta muy evidente al estudiar el caso de los registradores electró-nicos industriales, ya que como se muestra en este trabajo, diferentes dispo-sitivos tecnológicos ayudaron a resolver los problemas técnicos y contribuyeroncon diversas aportaciones que mejoraron la operabilidad de los instrumentos ensus épocas de vigencia. Así pues, se puede decir que detrás de la aparición decada nuevo instrumento o familia de instrumentos, se encuentra al menos undispositivo tecnológico sobresaliente o mile stone. En este artículo trataremos demostrar evidencias sobre la hipótesis ante rior, al examinar el caso de una líneade registradores electrónicos industriales.

Descriptores: Registradores industriales, evolución tecnológica, mile stones tecnológicos.

AbstractMile stone means a post serv ing as a mile post sig nal and also a sig nif i cant point in de vel -op ment, Merriam Web ster (1996). In the in dus trial re cord ers tech no log i cal evo lu tion arystud ies, it is ob served that when new in stru ments were launched to mar ket there wereavail able some out stand ing new tech nol ogy de vices, or tech no log i cal mile stones.Through the years, those de vices had per mit ted to im ple ment in stru ment sub sys tems that over come pre vi ously non solved prob lems. This is ev i dent when we study in dus trial elec -tronic re cord ers, be cause, as shown in this work, many dif fer ent tech no log i cal de viceshelped to solve tech ni cal prob lems im prov ing in stru ment operability in dif fer ent time pe -ri ods. Then, it is pos si ble to say that be half each new in stru ment or in stru ment fam ily,there are al least an out stand ing tech no log i cal de vice or mile stone. In this ar ti cle we willshow some ev i dence about the men tioned hy poth e sis, study ing the case of in dus trial elec -tronic re cord ers.

Key words: In dus trial re cord ers, tech no log i cal evo lu tion, tech no log i cal mile stones

Los mile stones tecnológicos

El término milestone es utilizado en distintasdisciplinas, por ejemplo, en la administraciónde proyectos; los milestones son los puntos decontrol en el tiempo que señalan eventos im-portantes en los programas de ruta crítica, [1];en pediatría, los milestones son las distintasetapas en el desarrollo del habla de los niños,[4]. En todos los casos, esta palabra se refiere ahechos o acontecimientos importantes.

Así, cuando hablamos de milestones tec-nológicos, podemos referirnos a grandes suce-sos en la historia de la tecnología mundialintegrada, por ejemplo, la conclusión y puestaen operación de la Planta Hidroeléctrica Adams el 26 de Agosto de 1895 en las Cataratas delNiagara, en Búfalo New York, EUA, querepresentó la victoria de los sistemas decorriente alterna, sobre los sistemas de corriente directa; o bien, la conclusión de la Compu-tadora e Integrador Numérico ElectrónicoENIAC en 1946, en la Universidad de Pennsyl-vania, Filadelfia EUA, hecho que impulsó eldesarrollo de las computadoras modernas depropósito general, IEEE [3]. Por otra parte,cuando se citan aspectos sobresalientes dealguna tecnología con menor grado de inte-gración, también se habla de milestones . Tal es el caso de los paneles solares [5] o la cromato-grafía de gases [2], entre otros muchos ejemplos.

En el presente trabajo, nos referiremos comomilestones tecnológicos a aquellos dispositivosque constituyeron innovaciones de ruptura alintegrarse en los registradores industriales. Porla evidencia empírica podemos afirmar, que enel desarrollo de todas las categorías de ins-trumentos industriales, tales como controla-dores, analizadores, válvulas y sistemas demedición de todo tipo, han existido milestonestecnológicos de gran importancia, los cualeshan posibilitado las mejoras tecnológicas in-tegrales de los equipos. A continuación, sepresentan los milestones que cimentaron el ca-mino de la industria de los registradores in-dustriales.

Instrumentación para registro

Un registrador es un dispositivo tecnológicoque proporciona una imagen gráfica del com-portamiento de alguna variable dinámica deproceso, tal como la presión, el nivel, la tem-peratura, la potencia eléctrica o la conducti-vidad electrolítica, entre muchas otras.

Es un instrumento muy importante para losoperadores de las plantas de proceso indus-triales y para los analistas químicos. Puedemedir, indicar, registrar e incluso controlar unproceso desatendido por varios días.

Los mecanismos que posibilitaron la im-plementación de los primeros registradoresaparecieron durante el siglo XVII. El sistemaactivo del sistema mecánico podía ser undiafragma, fuelles o un tubo helicoidal, el cualera energizado por aire, fluidos o movimientosmecánicos. La gráfica era del tipo rollo ocircular.

En la mayoría de los casos, la medición de las variables la realizaba el sistema mecánico activo y la salida del instrumento eran los registrosproducidos por el trazo de tinta sobre el papel.

Para principios del siglo XVIII ya existían losinstrumentos del tipo de “escritura directa ”, enlos cuales, la pluma se sujetaba al sistema activo del registrador.

La figura 1 muestra un ejemplo de regis-trador de escritura directa en el que se tuvo quediseñar y utilizar un sistema de impulso con lasensibilidad suficiente para reducir la fricciónde la pluma y lograr registros continuos.

En los sistemas eléctricos el elemento activofue el galvanómetro de deflexión de alta sensibi-lidad, el cual respondía a señales eléctricas. Este dispositivo que se muestra en la figura 2apareció a finales del Siglo XVIII.

El galvarómetro de deflexión puede ser con-siderado como la primer innovación tecnológica

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de ruptura o milestone tecnológico, ya que com-binado con el uso de los circuitos de mediciónpotenciométrico y el puente de Wheatstone,trabajando en corriente directa, permitieron eldesarrollo del registrador electromecánico llama-do “Callendar”. Este equipo ha sido reconocidoen la literatura como el primer registrador conla caracterí stica de balance continuo.

El desbalance producido por la señal que semedía en un circuito puente o potenciométrico,se detec taba por un galvanómetro, el cualactuaba a travé s de relevadores del circuito debalance. Este sistema de detección resultó muydelicado, por lo cual no fue satisfactorio parauso industrial.

Un par de décadas más tarde, hacia el año1913, la compañía Leeds & Northrup desarrolló

un registrador de uso general de tipo electro-mecánico que requería 30 segundos para balan-cear en una escala total de 10 pulgadas, (Clark,1966). Este instrumento se fabricó hasta 1956,utilizaba un galvanómetro de alta sensibilidadpara detectar el grado de desbalance en el circuito de medición. El registro del punto medido serealizaba con ayuda de un amplificador mecánico que proveía el par necesario para rebalancear elcircuito y mover la pluma registradora al puntode la nueva medición en la escala.

Cuando el circuito de medición estaba des-balanceado, el galvanómetro se llevaba a unaposición de “fuera de cero”. Los sensores delmotor detectaban dicha posición y provocabanque la resistencia deslizable “slidewire” delcircuito de medición se moviera hasta la nuevaposición de balance.

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Figura 1. Registradores de escritura directa

Figura 2. Registrador eléctrico por galvanómetro de deflexión (1890).

La resistencia deslizable o slidewire puedeconsiderarse como un nuevo milestone tec-nológico, ya que este dispositivo posibilitó elcierre de la malla de realimentación delregistrador de balance nulo, para obtener unregistrador de balance eléctrico continuo. Encada ciclo de operación, el galvanómetroactuaba con movimiento libre y el resto deltiempo regresaba a la posición original conpropósito de rebalanceo, esto es, regresaba acero entre medición y medición, por lo que aeste instrumento se le conoció como regis-trador “paso por paso”.

El puntero de la escala, indicaba el valordesconocido que se medía y una pluma regis-traba continuamente la medición en el papel.

El amplificador mecánico de este instru-mento producía el par suficiente para manejarla pluma registradora, las señales de alarma, los contactos, la resistencia de control (slidewire),así como los motores sensitivos, todo lo cualactuaba por estar montado a la flecha de laresistencia de control.

En sus últimas versiones, estos ins-trumentos podían registrar entradas múl-tiples, ya que contaban con selectores einterruptores accionados mecánicamente porel movimiento del motor. Los circuitos demedición estaban diseñados para que lacorriente en el detector se hiciera cero paratodas las posiciones de balance, por lo cualtambién fueron llamados “registradores debalance nulo”, con amplificador mecánico.

A principios de los años 50’s del siglopasado, los registradores de balance nuloeléctrico con amplificador mecánico, mejo-raron sus especificaciones sustancialmente.Principalmente, se logró que el balance aescala total tomara 12 segundos como mí-nimo, aunque la medición estaba limitadaexclusivamente a señales de termopar con unrango mínimo de 8 milivolts. Estos equipospresentaban fallas cuando su operación eraexpuesta a vibraciones.

El primer registrador conamplificador electrónico

En 1932, aún dentro del período de madurez dela tecnología del registrador de balance nulomecánico, Williams, de la empresa Leeds &Northrup, inventó el registrador con ampli-ficador electrónico, el cual fue difundido mun-dialmente bajo la marca registrada Speedo-max.®, (Leeds and Northrup Co. 1971,1972).

Su desarrollo fue posible, ya que se utilizaronlos siguientes milestones o innovaciones tecno-lógicas de ruptura: el amplificador básico conválvulas de vacío tipo tiratrón y el Chopper tipomicrófono. Además, se mejoró la fabricación delslidewire de realimentación por medio del uso denuevas aleaciones metálicas que mejoraron larespuesta del circuito de medición del instru-mento, como se explica a continuación.

En la figura 3 puede verse que estos ins-trumentos usaban un circuito de medición tipopotenciométrico, en el cual el desbalance decorriente directa se convertía a corriente alternapor medio del circuito “chopper”, permitiendoasí su amplificación por medio de válvulas devacío y usando el voltaje resultante para en-cender los tiratrones rectificadores.

Cuando el sensor al medir provocaba undesbalanceo, el tiratrón respectivo, según elsigno de la señal, encendía, energizando al mo-tor. Este último llevaba la resistencia deslizablea la nueva posición de balance.

Los primeros sistemas tipo chopper, estabanbasados en resortes mecánicos, vibradores ymicrófonos de carbón; sin embargo, la vida útildel instrumento era limitada debido a la falta de materiales de larga vida y duración.

La función del chopper era convertir lacorriente directa en corriente alterna para lograr un funcionamiento más apropiado del ampli-ficador. Uno de los inconvenientes de esta tec-nologí a, era que cuando el chopper se exponía a vibraciones provocaba fallas.

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En este tipo de equipos se mejoraron lasespecificaciones del voltaje de entrada, ya quese podía medir y detectar un voltaje mínimo de2 mV, con un error de +/- 0.255% y convelocidad de balance a escala total de 1 se-gundo, aproximadamente.

Este rango posibilitó que el uso de los re-gistradores ya no estuviera sólo limitado parala entrada de termopares, permitiendo rea-lizar la medición de otros transductores ysensores eléctricos.

Entre la década de 1930 a 1940, diferentescompañías lanzaron al mercado algunas otrasversiones de registradores electrónicos. Es-terline Angus desarrolló el primer registrador en base a servomotor, obteniendo unarespuesta de 1/8 de segundo escala total.La bobina del servomotor incluía una bo-bina impulsora y una bobina de ve-locidad, soportada en baleros y trabajandobajo el campo magnético de un imánpermanente.

Por otra parte, Bailey Meter Companyprodujo y patentó el Galvatrón, mientras queTagliablue Manufacturing Co., fabricó otroregistrador de balance nulo, con la variante deque usaba un haz de luz en la medición y un galvanó metro tipo espejo, un fototubo, unamplificador, un relevador y un motor.

Registradores de balance nulo1960-1970

Los registradores con amplificador de válvulasde vacío, permanecieron en el mercado hastafinales de la década de los cincuentas. El nuevoavance en los equipos de registro industriales se dio hasta mediados de la siguiente década,basados en el uso de las siguientes tecnologíasrelevantes: un amplificador transistorizado y unservosistema de alta precisión constituido porun motor de balance de dos fases reversible yun nuevo milestone, el convertidor electromecánicosincrónico . Estos instrumentos fueron regis-trados con la marca comercial de SpeedomaxH&W ®, (Leeds and Northrup Co. 1972,1975).

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Figura 3. Diagrama de bloques de un registrador con amplificador de válvulas de vacío y chopper

La nueva tecnología mejoró las especifi-caciones de estos instrumentos logrando unrango de entrada mínimo de 1 mV CD, con un tiempo de balance de entre 2 a 4 segundos por punto. El sistema de entintado cambió detinteros de vidrio o plástico alimentados porcapilar a las plumillas, al sistema de cartuchos de tinta. También se mejoró el sistema dealimentación de papel por las gráficas derollo .

Otro aspecto relevante de estos registradores fue que la tecnología de transistores permitió lainclusión de un circuito de compensación porjunta de referencia fría para las mediciones detemperatura por termopar.

Esto resolvió el problema de error parásitoque se genera en las uniones de las terminalesdel termopar con el cable de extensión. El cablede extensión se usa desde el punto de mediciónen donde está montado el termopar, hasta elcuarto de control o gabinete en donde estámontado el registrador. En la unión entre eltermopar y el cable de extensión, se forma unanueva junta de termopares parásitos, tambiénconocida como junta fría. Ésta provoca laaparición de un milivoltaje de error en lamedición (Figura 4).

En los instrumentos con tecnología mecánica yaún de bulbos, este efecto se corregía com-pensando mecánicamente la posición del pun-tero indicador y dibujando la escala en formano lineal. Los amplificadores transistorizadospermitieron corregir el offset de manera elec-trónica, por lo que todas las escalas de indi-cación se pudieron dibujar linealmente en losucesivo.

La rapidez de balance de estos equipos,debido a su servosistema optimizado, dioorigen al nuevo concepto de registrador mul-tipunto . Los instrumentos multipunto de pri-mera generació n podían ahora medir y registrar hasta 30 puntos en una rutina de medició n de 1minuto. Para eliminar los conflictos entre me-dición y medición, se tuvo que diseñar una ló-gica de arbitraje, la cual fue realizada por medio de lógica de relevadores combinacional.

Registradores de una, dos o tresplumas 1970-1980

Una nueva generación de registradores transis-torizados apareció durante la década de losaños setenta del siglo pasado y fue registradabajo la marca Speedomax 165&250 ®, (Leedsand Northrup Co. 1979,1980).

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Circ uito de me diciónpoten cio mé trico

Slide wir e

C onvertidors íncrono

Fu en te depoder

Dete ctor

Amplifica do r

120 V, 60 Hz

Moto r deba la nce

Figura 4. Diagrama de bloques de un registrador de balance nulo transistorizado

También se incorporaron a las tarjetas madre deestos instrumentos, los circuitos digitales del tipoCMOS con Tecnología ULSI, los cuales agregaron una serie de características que los hizo másatractivos, versátiles, adecuados y adaptables acualquier necesidad de registro. La lógica per-mitió la selección e identificación clara de puntosen la impresión y la capacidad multirango através del multiplexaje sincrónico de entradas y el manejo de distintos arreglos de alarmas.

En la figura 5 pueden observarse los mó-dulos o tarjetas que identifican las carac-terísticas tecnológicas sobresalientes en estosinstrumentos, tales como el indicador con des-pliegue digital del punto medido y la impresión en papel termo sensible. Cabe aclarar que seconservó la opción de impresión a tinta.

En este instrumento, las entradas del usuario seconectaban a una tarjeta de rango con ajustes de cero y gama, la cual a su vez, alimentaba a unpreamplificad or para llevar la señal de bajonivel, hasta 1.5 Volts.

En la tarjeta madre “A" se realiza la inter-conexió n y control central de todas las partes delsistema, motor de balance, resistencia desli-zable, transformador de potencia, etcétera.

De forma similar a los sistemas usados enotros registradores, la salida del servoam-plificador impulsa al motor de balance, el cualse mueve para corregir el error, moviendotambién la posición de la resistencia deslizable,cuyo seguidor se realimenta al servoampli-ficador.

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Figura 5. Diagrama de bloques de un registrador digital de una, dos o tres plumas

Al igual que todos los otros dispositivos queconstituyen el registrador, la cabeza impresoraactúa en forma sincrónica bajo el comando de la tarjeta de lógica.

Registradores Multipunto Digitales de 2ªgeneració n, Speedomax 165 & 250 L&N ®.(Leeds and Northrup Co. 1979,1980).

La versión multipunto de los registradoresSpeedomax 165&250, con hasta 30 puntos deregistro, fue muy usada en la práctica. Su dia-grama de bloques se muestra en la figura 6.

La variante principal respecto a los instru-mentos de una, dos o tres plumas, es que lalógica combinacional realizada en la TarjetaMadre “A”, fue sustituida por la Tarjeta deLógica basada en microprocesador, la cual pro-porcionaba el control de todas las secuencias ytiempos del instrumento, así como el arbitrio y

la configuración de los distintos puntos sen-sados por el instrumento.

El microprocesador también proporcionó elcontrol del reloj digital, la cabeza de impresióntérmica, la identificación de puntos, el indi-cador del número de punto, los niveles dealarma asignados y prácticamente todas las se-cuencias del instrumento. Así, el nuevo miles-tone o innovación de ruptura, fueron losmicroprocesadores de 8 bits.

Registrador Multipunto Digital de 3ª Ge-neració n, Speedomax 1650 & 2500 L&N ®,(Leeds and Northrup Co. 1992).

Estos instrumentos electró nicos fueron lan-zados al mercado a principios de la década delos noventas y ejecutaban prácticamente todaslas funciones de los registradores conocidoshasta entonces. También incluí an algunas otras

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Relación entre algunos mile stones tecnológicos y la evolución de los registradores industriales

Figura 6. Diagrama de bloques de un registrador multipunto de 2ª generación

opciones y facilidades adicionales, por ejemplo,el uso del reloj en tiempo real en los registros ysu velocidad de gráfica programable. De hecho,prácticamente todas las f unciones del equipo sehicieron programables y se realizaba un manejo intensivo de alarmas.

Para 1990, los dispositivos electrónicos dis-ponibles eran de muy alta escala de integración, (VLSI), por lo que el milestone de estos re-gistradores fue el uso de una microcompu-tadora más poderosa, basada en un micro-procesador de 16 bits de propósito específico.Este dispositivo permitió el uso de un des-pliegue digital doble, en el que se podía ob-servar el número del punto medido y el valorde la medición en unidades de ingeniería.También se utilizó un amplificador con controlde ganancia variable y convertidores analógico/

digital y digital/analógico de alta exactitud yresolución (Figura 7).

Este instrumento llegó a considerarse comorealmente universal, ya que la configuración detodos sus puntos, rangos y niveles de alarma,podían realizarse a través de un módulo pro-gramador, interno o externo al instrumento.

En el registrador universal, fue posibleprogramar los rangos de todas sus entradas,dado que el instrumento puede reconocer através de su memoria EEPROM todos los tiposde termopar (TC), de bulbos de resistencia(RTD), transductores con salida de corriente de4-20 mA CD o voltajes en los rangos de 1 a 5 V ohasta 100 V por medio de divisor de voltaje, conuna diferencia entre el valor mayor y el menor(span) mínimo de 1mV CD.

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Figura 7. Diagrama de bloques del registrador multipunto digital de 3ª generación

En estos instrumentos vigentes y disponibles en el mercado hasta el día de hoy, la mediciónanalógica se realiza por medio de un ampli-ficador con control de ganancia variable y con-vertidores analógico/digital y digital/analógico.

En su operación normal, el equipo “reconoce ” por programación qué tipo de entrada mide, yasigna la ganancia correspondiente al ampli-ficador, el cual a su vez, impulsa el sistemaanalógico de balance.

Al igual que en los registradores de 1ª y 2ªgeneració n, el sistema de balance está formado por el servoamplificador, el motor de balance yla resistencia deslizable de realimentación. Laconfiguración del instrumento es guiada porprograma y se realiza a través de un móduloprogramador interno con diodos emisores deluz, que guían al usuario indicando los valoresque hay que darle al instrumento vía teclado enel recorrido, hacia los distintos pasos de laconfiguración. Todas sus rutinas están bienestablecidas y probadas.

Registrador Multipunto Digital de 4ªGeneración, Spdx 25000 L&N ®,(Leeds and Northrup Co. 1995b).

En la figura 8 se muestra el registrador mul-tipunto digital de 4ª generación, el cual apareció en el mercado alrededor del año 1995 a finalesdel siglo pasado. Sus milestones tecnológicosfueron dos innovaciones de ruptura:

– Una computadora de propósito es-pecífico, basada en un microprocesador de 32 bits, con multiprocesamiento multi-tarea asíncrono.

– Despliegue digital tipo plasma.

Otros dispositivos electrónicos integrados,fueron un amplificador mejorado con controlde ganancia variable y convertidores analógico/ digital y digital/analógico de alta exactitud yresolución. Asimismo, hace uso de memoria deacceso aleatorio dinámica DRAM.

Este equipo es parte de la categoría deinstrumentos universales, constituyendo unverdadero Sistema de Adquisición de Datos, yaque acepta hasta 135 entradas/salidas analó-gicas, digitales o de pulsos configurables a tra-vés de programa en pantalla de plasma. Tam-bién, incluye impresión multicolor y gráficaplegable.

Pueden configurarse funciones matemáticas ylógicas para un máximo de 60 puntos calcu-lados o pseudopuntos y 50 constantes en me-moria para realizar cálculos con los valores delas 135 entradas/salidas en tiempo real.

Algunos ejemplos de pseudopuntos son: elpromedio de la señal, promedio del grupo, to-talización, flujo másico, detector de picos, entremuchos otros.

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Figura 8. Registrador multipunto digital de 4ª generació n

La velocidad de gráfica puede seleccionarsedesde 1 a 1200 cm/hr, en intervalos de 1 cm/hr yel tiempo por punto se adapta automáticamente a la velocidad de gráfica, para evitar congestióny aglomeramiento de información en la misma.

La configuración puede hacerse vía un te-clado para PC AT o XT , o bien, vía un teclado interno al instrumento tipo calculadora.

La estrategia de configuración es la de de-finir grupos de puntos, de esta manera, eloperador puede controlar en forma indepen-diente la operación del despliegue digital, de laoperación del sistema de impresión.

Lo que esto significa es que se puede im-primir un grupo de datos, mientras se mo-nitorea otro. Esta función es muy útil en arran-ques y paros de planta.

La brillantez del indicador tipo plasma, permite una fácil lectura de los puntos y losvalores registrados a distancia en el tablerode control. Debido al gran tamaño del in-dicador, la escala es configurable y se puedeasignar a cada uno de los grupos en formaindividual. También se cuenta con la funciónde Zoom para facilitar la identificación de lospuntos al expandir su escala bajo solicitud del operador.

El Videoregistrador; Honneywell,Progeny RSX ®, (Leeds and Northrup

Co. 1995a)

Fue lanzado al mercado en 1995 y se mantuvovigente en el mercado hasta el 2002. El milestonetecnológico de este instrumento fue la pantallade cristal líquido (LCD), a color total , de altadefinición. Este dispositivo era reconocidodesde 1994 como una innovación de rupturapor sí mismo, ya que significaría un verdaderocambio en todas las áreas de la industriaelectrónica, (Ohshita, 1994) .

Se trata de un microcomputador dedicado,que cuenta con manejador de discos flexibles de

3.5 pulgadas y tiene capacidad para hasta seisentradas analógicas universales de 4-20 mACD y salidas analógicas de retransmisión ocontrol, así como entradas-salidas digitales.

Este instrumento contaba con dos lazos decontrol modulante PID o encendido-apagado,por lo que en realidad se trataba de un video-registrador-controlador con capacidad de va-riables calculadas y totalizadores.

Los antecedentes de la combinación regis-tradores-control tiene su antecedente desde los60’s, donde se montaban en un mismo gabinetey el slidewire se alambraba al controlador como señal de proceso.

Análisis de datos y discusión sobrefabricantes y usuarios deregistradores industriales

En la figura 9, se presenta una línea de tiempoque resume los hallazgos sobre los instru-mentos analizados. El período de análisiscubierto es de poco más de un siglo. En la partesuperior se indica el nombre del instrumento,mientras que en la parte inferior se señalan losdispositivos innovadores o “milestones” másimportantes para el desarrollo.

Puede verse que la difusión de los instru-mentos se intensificó a partir de los años se-senta con el advenimiento de los transistores yde los semiconductores, por lo que se cumplenlos supuestos de difusión tecnológica de Lissoni & Metcalfe (1996), que suponen que la adopción de nueva tecnología es más o menos ins-tantánea y que no existen atrasos en la difusión,debidos a lentitud en la imitación, ni influyenaspectos espaciales ni tampoco geográficos.

En estudios hechos a diferentes empresas,Utterback (1986), detectó que la innovacióncorporativa puede percibirse en diferentes en-foques, el del fabricante y el del usuario. En laindustria de la instrumentación, la opinión delos usuarios se toma en cuenta para identificarcuáles son los aspectos o facilidades que deben

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incorporarse a los instrumentos. De esta ma-nera, los proyectos de nuevos productos de lasempresas fabricantes, parten de los resultadosde entrevistas hechas a los usuarios, quienes,según Von Piel (1988), son en buena medida,una de las fuentes más importantes de la inno-vación en este campo.

Hoy en día, existe una batalla por el dominiodel mercado que libran las empresas fabri-cantes, en el fondo la pelea real es, entre lastecnologías prevalecientes y las nuevas tecno-logías (Nail & Ahlstrom, 2003). Lo que se buscaes la emergencia del diseño tecnológico do-minante, aunque se sabe que la tecnologíaganadora no necesariamente es la superior entérminos de rentabilidad (Arthur, 1996). Enton-ces, mientras los productos y subsistemasdespliegan un proceso de evolución, revo-lución, maduración, destrucción y reemplazo,el sistema en su conjunto muestra una per-sistencia remarcable, (Christensen, 1997), estocoincide con la permanencia en el mercado delos registradores de la marca Speedomax pormás de sesenta años. La línea de registradores

industriales de L&N, fue y ha sido hasta la fecha muy exitosa por más de seis décadas, aunque laempresa haya perdido la batalla a los embatesde la globalización al ser absorbida por laempresa Honeywell a principio de 1990.

Por otra parte, vale la pena señalar que paramantenerse a la vanguardia, las empresasusuarias de instrumentos industriales debenbasar su estrategia tecnológica en el desarrollode competencias; en el sentido propuesto porCampbell & Sommers, (1997). Esto lo hacen lasempresas usuarias, a través de la continuacapacitación de los operadores y supervisoresen la operación y mantenimiento de los equi-pos. Este es uno de los principales desafíos, yaque el permanente cambio tecnológico acortacada vez más el ciclo de vida de los dis-positivos.

Conclusiones

En la figura 9, se observa que a lo largo de laevolución de estos dispositivos industriales, entodos los casos de lanzamiento de nuevos

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Regi str adorMec ánico

R egistrad orBulbos

R egistr a dor2 fas es y

R egistr a doróptico

Speedoma x ®H&W

Spe edoma x ®16 50&250 0

3ª Gen

Micropr o ces ado r8 b its

Speedo max ®165&250

2ª Gene r ación

S pee domax165 &250

1ª Generació n

Spe edomax ®250004 ª Gen

Micr oproce s ador16 bits

Microp roc esad or32 bits

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Ca llendar

Figura 9. Línea de tiempo de la evolución tecnológica de los registradores industriales

instrumentos, se disponía de al menos un mi-lestone tecnológico, por lo que se concluye laaparente validez de la hipótesis propuesta alinicio de este trabajo. Sin embargo, es notorioque en muchos otros casos se utilizaron variosdispositivos innovadores en el instrumento bajo estudio. Esto concuerda plenamente con lopropuesto por Iansaty & West (1997), quienesindican que desde la última década del siglopasado, las empresas fabricantes de disposi-tivos tecnológicos utilizan el procedimiento deintegración tecnológica (Technology Integra-tion Approach) para refinar y poner a punto lastecnologías utilizadas en cada nuevo producto.El desarrollo de un nuevo producto parte de laplataforma tecnológica previa, a la cual seintegran las innovaciones incrementales o ra-dicales disponibles en el momento. Un aspectorelevante y mandatario es, que todos los dis-positivos tecnológicos deben trabajar bien y enconjunto, por lo que el proceso de integracióninicia con la planeación de un proyecto de in-vestigación y desarrollo (I&D), la cual provee la ruta de diseño, ingeniería y manufactura.

Otra conclusión es que en el caso de losregistradores industriales se cumplen plena-mente las características de innovación princi-pales de la electrónica de consumo, propuestaspor Cawson (1996); es decir, la innovación en lainstrumentación de indicación, registro y ad-quisición de datos se da en base a estándares,propiciada por la tecnología digital, con lo quese generan familias de productos en lugar deproductos discretos. Esto es evidente con lafamilia Speedomax de L&N analizada. Elfenómeno también existe y es convergente conlo que sucede en las industrias relacionadascomo la computación, las telecomunicaciones yla electró nica profesional.

Finalmente, dado que los analistas vislum-bran la aparición de nuevos dispositivos óp-ticos de efecto cuántico que transformarán lasindustrias de la electrónica, del cómputo y delas comunicaciones (Smith & Antoniadis, 1990);es previsible que los fabricantes de regis-tradores industriales en el futuro cercano re-

tomen, mejoren y optimicen las tecnologíaspropuestas desde 1940 por la empresa Taglia-blue Manufacturing Co; para desarrollar ins-trumentos de registro y adquisición de datos apartir de sensores ópticos y transmisores ina-lámbricos.

Agradecimientos

Agradezco al Sr. Joe Kulak, Director de Marke-ting Internacional de Leeds & Northrup Com-pany, por su autorización para publicar la in-formación técnica sobre los instrumentos de sufirma. También expreso mi profundo agradeci-miento al Tec. Pedro Hernández Segovia por suayuda en la realización de los dibujos de este trabajo.

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24 INGENIERIA Investigación y Tecnología FI-UNAM

Relación entre algunos mile stones tecnológicos y la evolución de los registradores industriales

Semblanza del autorLuis Roberto Vega-González . Es ingeniero mecánico electricista por la Facultad de Ingeniería de la UNAM. Obtuvo la

maestría en ingeniería de sistemas en el área de planeación por la DEPFI-UNAM y la maestría en administración delas organizaciones por la División de Estudios de Posgrado de la Facultad de Contaduría y Administración de laUNAM. Asimismo, se especializó en gestión de la innovación tecnológica por el Centro para la InnovaciónTecnológica y la FCyA de la UNAM. Durante más de veinte años, colaboró en diversas firmas nacionales einternacionales con proyectos en las áreas de instrumentación, control y potencia. Actualmente es coordinador devinculación y gestión tecnológica del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de laUNAM. Ha conducido negociaciones, convenios, contratos y realizado diferentes actividades de gestión tecnológica para cerca de dos centenares de proyectos en diversas entidades de la UNAM.