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CONTROL DE PROCESOS E INSTRUMENTACIN
MSc. Javier Bastidas 1Ingeniera de Seguridad
1. INTRODUCCIN2. FUNTES DE ELECTRICIDAD
3. FUNDAMENTOS DE INSTRUMENTACIN
4. ELEMENTOS DE MEDICIN
TEMPERATURA, PRESIN, NIVEL, FLUJO
4. TRANSMISORES
5. VLVULAS DE CONTROL
6. SISTEMAS CONTRA INCENDIO
7. CONTROL DE PROCESOS
P R O G R A M A
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Bsicamente existen seis fuentes de generacin decorriente elctrica: por frotacin, presin, accin dela luz, del calor, u!mica " magntica# A continuacinse descri$en e ilustran:
Por frotacin: %a frotacin se produce cuando doscuerpos de diferentes caracter!sticas f!sicas sefrotan entre s!, cargndose elctricamente, es decir,
se origina una acumulacin de electrones en uno deellos, ue se conoce como electricidad esttica#
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%a figura siguiente representa cmo se produce electricidadpor frotacin:
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Por presin: &xisten cristales, como elcuarzo, ue al ser sometidos a la accin defuerzas mecnicas de compresin o detraccin, se genera diferencia de potencialen sus superficies, apro'ec(a$les encircuitos elctricos#
%a figura siguiente representa cmo seproduce electricidad por presin:
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Por accin de luz: Basa sus principios en unfenmeno conocido como fotoelectricidad, la cual se
produce mediante la utilizacin de elementos mu"sensi$les para emitir electrones) cuando sonsometidos a efectos luminosos#
%os materiales fotosensi$les ms utilizados por su
gran poder de conduccin o emisin de electronesson: el silicio, el constatan " el ru$idio# &l fenmenode la fotoelectricidad es utilizado en fotoclulas paradiferentes usos en circuitos elctricos#
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%a figura siguiente representa cmo se produce electricidadpor accin de luz:
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Por accin del calor: *uando se calienta elpunto de unin de dos metales de diferentes
caracter!sticas f!sicas, aparecen en susextremos una tensin de corriente continua# %a figura siguiente representa cmo se
produce electricidad por accin del calor:
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Por accin u!mica: *uando dos metalesdiferentes se sumergen en un electrolito,
generan una diferencia de potencial, productode la accin u!mica del electrolito so$re losmetales#
%a figura siguiente representa cmo seproduce electricidad por accin u!mica:
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Por accin magntica: *uando un conductorelctrico se desplaza dentro de un campomagntico producido por un imn permanenteo electroimn, se induce una diferencia depotencia en el conductor por la accin delcampo magntico so$re la estructura atmica
del material# %a figura siguiente representa cmo seproduce electricidad por accin magntica:
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2.-+A+&0 +& M&+-*-/.
Magnitud ySmbolo
Dimensin(Relacin con
otrascantidades)
Ingls oconvencional
y smbolo
Internacional ysmbolo
Longitud (L) Fundamental Pie (t) Metro (m)Masa (M) Fundamental Libra (lb) !ilogramo
"iem#o (t) Fundamental Segundo (seg) Segundo (seg)
"em#eratura
(T)
Fundamental Fa$ren$eit
(%F)
&elsius (%&)
&orriente'lctrica (I)
Fundamental m#erio () m#erio ()
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2.-+A+&0 +& M&+-*-/.
Magnitud y
Smbolo
Dimensin
(Relacin conotras cantidades)
Ingls o
convencional ysmbolo
Internacional y
smbolo
celeracin (a) Lt* Pie #or segundocuadrado (tseg*)
Metro #orsegundo cuadrado(mseg*)
rea (A) L* Pie cuadrado (t*) Metro cuadrado(m*)
Densidad () ML+ Libra #or #iec,bico (lbt+)
!ilogramo #ormetro c,bico
(-gm+
)'nerga (E)."raba/o (W). &alor(Q)
ML*t* Pie #or librauer0a (t1lb)
2oule (2)
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2.-+A+&0 +& M&+-*-/.
Magnitud y Smbolo Dimensin
(Relacin conotras cantidades)
Ingls o
convencional ysmbolo
Internacional y
smbolo
'nerga (E). "raba/o(W). &alor (Q)
ML*t* Pie #or libra uer0a(t1lb)
2oule (2)
Fuer0a (F) MLt* Libra uer0a (lb) 3e4ton (3)
Frecuencia (f) 5t 6ert0 (60) 6ert0 (60)
Potencia (P) MLt+ 7atios (8). caballosde #otencia ($#)
7atios (8)
Presin (p) M(Lt*) Libra uer0a #or
#ulgada cuadrada(#si)
Pascal (Pa)
7elocidad (v) Lt Pie #or segundo(tseg)
Metros #or segundo(mseg)
7olumen (V) L+ Pie c,bicos (t+) Metros c,bicos (m+)
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0eg4n la fuente de energ!autilizada#
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*%A0--*A*-/. +& %O0 -.01R2M&.1O0
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0eg4n la funcin ue realizan
Ciegos:
*%A0--*A*-/. +& %O0 -.01R2M&.1O0
I'+"**0+$* #" D&"*&;' T-*%&)(
T*('%&$* #" N&" L("*
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*%A0--*A*-/. +& %O0 -.01R2M&.1O0
0eg4n la funcin ue realizan
Indicadores:
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0eg4n la funcin ue realizan
Registradores:
*%A0--*A*-/. +& %O0 -.01R2M&.1O0
Registrador videogrficosin papel, con pantallatactil
R"9&+*(#$* #"*&)( #" ('#(
$* &'"))&;' #"T&'+(
Registrador de flujo, decarta circular de 10", contotalizacin
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0eg4n la funcin ue realizan
Elementos primarios:
*%A0--*A*-/. +& %O0 -.01R2M&.1O0
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0eg4n la funcin ue realizan
Transmisores:
*%A0--*A*-/. +& %O0 -.01R2M&.1O0
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0eg4n la funcin ue realizan
Convertidores:
*%A0--*A*-/. +& %O0 -.01R2M&.1O0
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0eg4n la funcin ue realizan
Controladores:
*%A0--*A*-/. +& %O0 -.01R2M&.1O0
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*%A0--*A*-/. +& %O0 -.01R2M&.1O0
0eg4n la funcin ue realizan
Elemento final de control:
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0eg4n la 'aria$le de proceso#
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0.8
1
1.2
1.4
Tiempo (seg)
Amplitud
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A9+ +9A
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1 ! 1 ! 1 1 ! 1
-
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MSc. Javier Bastidas 56Ingeniera de Seguridad
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1 ! 1 ! 1 1 ! 1
-
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CONTROL DE PROCESOS E INSTRUMENTACIN
MSc. Javier Bastidas 57Ingeniera de Seguridad
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1 ! 1 ! 1 1 ! 1
-
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CONTROL DE PROCESOS E INSTRUMENTACIN
MSc. Javier Bastidas 58Ingeniera de Seguridad
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A+82-0-*-/. 3 1RA.0M-0-/. +& +A1O0
1 ! 1 ! 1 1 ! 1
CO O OC SOS S C
-
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CONTROL DE PROCESOS E INSTRUMENTACIN
MSc. Javier Bastidas 5Ingeniera de Seguridad
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CONTROL DE PROCESOS E INSTRUMENTACIN
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MSc. Javier Bastidas 6!Ingeniera de Seguridad
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CONTROL DE PROCESOS E INSTRUMENTACIN
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MSc. Javier Bastidas 61Ingeniera de Seguridad
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'lectrnicaInstrumen1
tacin
Lgica
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Inorm9tico
de Procesos
Ing: de
Procesos
Inorm9tica
&ontrol
CONTROL DE PROCESOS E INSTRUMENTACIN
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MSc. Javier Bastidas 62Ingeniera de Seguridad
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'ntrada Salida
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ritmtica
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&ontrol
Memoria
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Inormacin. Datos
-
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MSc. Javier Bastidas 63Ingeniera de Seguridad
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CONTROL DE PROCESOS E INSTRUMENTACIN
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S&+"%( #" )$'+*$ D&9&+(S&+"%( #" )$'+*$ D&9&+(
D.A..D.A..
C.D.D.C.D.D.
D.C.S.D.C.S.
P.L.C.P.L.C.
P(&$
A)+&$
CONTROL DE PROCESOS E INSTRUMENTACIN
-
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MSc. Javier Bastidas 65Ingeniera de Seguridad
1-PO0 +& 0-01&MA0 +& *O.1RO%
S&+"%( #" )$'+*$ A'(;9&)$S&+"%( #" )$'+*$ A'(;9&)$
INTERCAMIADOR
TT
TC
CONTROL DE PROCESOS E INSTRUMENTACIN
-
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MSc. Javier Bastidas 66Ingeniera de Seguridad
1-PO0 +& 0-01&MA0 +& *O.1RO%
S&+"%( #" A#/0&&)&;' #" D(+$S&+"%( #" A#/0&&)&;' #" D(+$
&om#utadorde
d=uisicin
de Datos '=ui#os de Indicacin yo lmacenamiento
Interase
Proceso
Presiones.
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MSc. Javier Bastidas 67Ingeniera de Seguridad
1-PO0 +& 0-01&MA0 +& *O.1RO%
S&+"%( #" D&9&+( D&*")+$S&+"%( #" D&9&+( D&*")+$
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C$%0+(#$* (*(" )$'+*$
PRO*&0O
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-
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MSc. Javier Bastidas 68Ingeniera de Seguridad
1-PO0 +& 0-01&MA0 +& *O.1RO%
S&+"%( #" C$'+*$ D&+*&0$S&+"%( #" C$'+*$ D&+*&0$
;nidad de
d=uisicin
de Datos
Red de
&omunicacinData6ig$4ay
Indicacin
Local
Proceso
;nidad
&entral de
Indicacin
del
-
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MSc. Javier Bastidas 6Ingeniera de Seguridad
0oftstations
isin
-ntranet
-nternet
S&+"%( #" C$'+*$ D&+*&0$S&+"%( #" C$'+*$ D&+*&0$
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-
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S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("
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-
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S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("
P$* *"/0"*&%&"'+$ #" ( &'#0+*&( ('+" $ ((')" /0" " +"'(' )$'""%"'+$ #" "+(#$ ;$ )$%$ $' $ "%&)$'#0)+$*", )$' " &' #"*"#0)&* " )$+$ ($)&(#$ ( $ &+"%( ((#$ "' *"-, ( #&&&;'BIDROMATIC #" ( ENERAL MOTORS "'+&&); " &'#&(&; )&"*+()(*()+"*+&)( /0" #""*(' )0%&* " $ $ )$%$'"'+" /0" "' " 0+0*$*""%((*(' ( $ *"-. E+( $':
1.- SER DE ESTADO SLIDO2.- SER FLEXIBLE COMO UN COMPUTADOR3.- FACIL DE OPERAR Y MANTENER4.- CAPAZ DE OPERAR Y RESISTIR AMBIENTES INDUSTRIALESADVERSOS5.- FACILIDAD DE PROGRAMACION6.- CAPACIDAD DE CAMBIAR SU APLICACION REORIENTAR!
B&+$*&(:B&+$*&(:
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S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("
"#$*# A$)&(+", "*(#( $* R&)=(*# M$*", *$0$ (9$#"'$%&'(#$ C$'+*$(#$* D&9&+( M$#0(* MODICON, MO#0(* DI9&+(CON+*$"*G. C$' 0'( )(()(# #" 255 "'+*(#(Q((, 0'(%"%$*&( #" 4, " M$#&)$' !84 +"'( 0' "$ #" 46 9. O+*(
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B&+$*&(:B&+$*&(:
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S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("
C$%()+$ $ I'+"9*(C(&&)()&;' $* 0 )$'+*0))&;':C(&&)()&;' $* 0 )$'+*0))&;':
M$#0(*
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O"*()&$'" (*&+%-+&)( )(()(# #"
)$%0'&)()&;' ""%"'+(".
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*(' )(()(# #" %('"$ #"#(+$ ('(;9&)$ #&)*"+$.
CONTROL DE PROCESOS E INSTRUMENTACIN
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S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("
%&)*$PLC =(+( 64 EQSG
PLC "/0"$ 65 ( 255 EQSG
PLC %"#&('$ 256 ( 1!23 EQSG
PLC 9*('#" % #" 1!24 EQSG
C(&&)()&;' $* )('+(# ES:C(&&)()&;' $* )('+(# ES:
CONTROL DE PROCESOS E INSTRUMENTACIN
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MSc. Javier Bastidas 76Ingeniera de Seguridad
S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("
A&)()&$'":A&)()&$'":
M/0&'( "'((#$*(
B$*'$ (0+$%+&)$S&+"%( #" "90*(#T*('$*+" #" %(+"*&(", "+).
CONTROL DE PROCESOS E INSTRUMENTACIN
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MSc. Javier Bastidas 77Ingeniera de Seguridad
S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("V"'+((V"'+((
NO ES NECESARIO DIBU"AR LOS ES#UEMAS DE CONTACTO
NO ES NECESARIO SIMPLIFICAR ECUACIONES LOGICAS$
DADA SU GRAN CAPACIDAD DE MEMORIA
LA CANTIDAD DE MATERIALES ES REDUCIDISIMA
POSIBILIDAD DE CAMBIOS SIN CABLEAR DE NUEVO
MINIMO ESPACIO
MENOS COSTO DE MANO DE OBRA POR INSTALACION
ECONOMIA EN EL MANTENIMIENTO
POSIBILIDAD DE CONTROLAR VARIAS MA#UINA CON UN PLC
RAPIDEZ PARA PUESTA EN MARC%A
REORIENTACION SI LA MA#UINA SE ELIMINA
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MSc. Javier Bastidas 78Ingeniera de Seguridad
S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("S&+"%( #" C$'+*$ L;9&)$ P*$9*(%("
D""'+((D""'+((
ES NECESARIO ADIESTRAR A LOS TECNICOS
COSTO INICIAL
ES PRECISO #UE EL PROYECTISTA LOCONOZCA TANTO EN SU AMPLITUD COMO ENSUS LIMITACIONES.
CONTROL DE PROCESOS E INSTRUMENTACIN
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MSc. Javier Bastidas 7Ingeniera de Seguridad
S&+"%( SCADAS&+"%( SCADA
Las siglas SCADA son el acrnimo de SUPERVISORYLas siglas SCADA son el acrnimo de SUPERVISORY
COTROL AND DATA ACQUISITION, !e "rad!ceCOTROL AND DATA ACQUISITION, !e "rad!ce
CONTROL SUPERVISORIO Y ADQUISICION DECONTROL SUPERVISORIO Y ADQUISICION DEDATOS# Es"e es !n sis"ema de con"rol $ s!%er&isin aDATOS# Es"e es !n sis"ema de con"rol $ s!%er&isin a
dis"ancia, !e %or lo general se a%lica a %rocesosdis"ancia, !e %or lo general se a%lica a %rocesos
dis"ri'!idos en !n (rea )*sica e+"ensa $ es en la c!alesdis"ri'!idos en !n (rea )*sica e+"ensa $ es en la c!ales
"iene mas signi)icado $ a%licacin#"iene mas signi)icado $ a%licacin#
CONTROL DE PROCESOS E INSTRUMENTACIN
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MSc. Javier Bastidas 8!Ingeniera de Seguridad
RTURTU
S&+"%( SCADAS&+"%( SCADA
RadioRadioModemModem
MTUMTUEnlace de RadioEnlace de Radio
EstacinEstacin
dedetrabajotrabajo
RadioRadioModemModem
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S&+"%( SCADAS&+"%( SCADA
E+is"e !n n!mero grande de &aria'les a s!%er&isarE+is"e !n n!mero grande de &aria'les a s!%er&isar
El %roceso es"a geogr()icamen"e dis"ri'!ido en !n (reaEl %roceso es"a geogr()icamen"e dis"ri'!ido en !n (rea
am%lia condicin no limi"an"e-am%lia condicin no limi"an"e-
La im%or"acin se re!iere en "iem%o realLa im%or"acin se re!iere en "iem%o real
E+is"e la necesidad de o%"imi.ar $ )acili"ar lasE+is"e la necesidad de o%"imi.ar $ )acili"ar las
o%eraciones de la %lan"a $ la "oma de decisioneso%eraciones de la %lan"a $ la "oma de decisiones
Los 'ene)icios o'"enidos /!s"i)ican la in&ersinLos 'ene)icios o'"enidos /!s"i)ican la in&ersin
La com%le/idad $ &elocidad del %roceso %ermi"en !eLa com%le/idad $ &elocidad del %roceso %ermi"en !e
la ma$or*a de las acciones de con"rol sean reali.adasla ma$or*a de las acciones de con"rol sean reali.adas
%or o%eradores%or o%eradores
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-.1RO+2**-/. A% -&%+B20
F&"#0 " &)(%"'+" 0' '0"$ *$+$)$$ #"F&"#0 " &)(%"'+" 0' '0"$ *$+$)$$ #")$%0'&)()&;', #&"(#$ "")&)(%"'+" (*()$%0'&)()&;', #&"(#$ "")&)(%"'+" (*(%"#&)&;' )$'+*$ #" *$)"$, ( "* &'+((#$%"#&)&;' )$'+*$ #" *$)"$, ( "* &'+((#$( '&" #" )(%$, "' )0(/0&"* (%&"'+", &')0$( '&" #" )(%$, "' )0(/0&"* (%&"'+", &')0$
=$+&", #" *&)( Q$ ('+(, "*%&+&"'#$=$+&", #" *&)( Q$ ('+(, "*%&+&"'#$&')*"%"'+(* ( $+"')&((#" #" $ "/0&$&')*"%"'+(* ( $+"')&((#" #" $ "/0&$&'+"&9"'+" #" )(%$, (*( (0%&*, ( %( ($&'+"&9"'+" #" )(%$, (*( (0%&*, ( %( ($'&", " )$'+*$ #" *$)"$ ( $*)&;''&", " )$'+*$ #" *$)"$ ( $*)&;'*""&( *"()+&( #" ( (0+$%(+&()&;' #"*""&( *"()+&( #" ( (0+$%(+&()&;' #"('+(.('+(.
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MSc. Javier Bastidas 83Ingeniera de Seguridad
*ARA*1&R-01-*A0*ARA*1&R-01-*A0
L( )(*()+"*+&)( #" F&"#0 "+' ((#( "'L( )(*()+"*+&)( #" F&"#0 "+' ((#( "'
$ &90&"'+" )*&+"*&$:$ &90&"'+" )*&+"*&$:R""%($ #&9&+( )$%"+$ #" $ 4 H 2! %A.R""%($ #&9&+( )$%"+$ #" $ 4 H 2! %A.C$'+*$, ((*%( , +"'#"')&( $+*( 0')&$'"C$'+*$, ((*%( , +"'#"')&( $+*( 0')&$'"#&+*&0( "' $ #&$&+&$ #" )(%$.#&+*&0( "' $ #&$&+&$ #" )(%$.
I'+"*$"*(&(#.I'+"*$"*(&(#.S&+"%( (&"*+$, " #")&* "")&&)()&$'"S&+"%( (&"*+$, " #")&* "")&&)()&$'"#&$'&" &' '")"(# #" &)"')&(.#&$'&" &' '")"(# #" &)"')&(.
-.1RO+2**-/. A% -&%+B20
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+e$ido a ue el ield$us es un protocolo de+e$ido a ue el ield$us es un protocolo decomunicacin $idireccional, permite tenercomunicacin $idireccional, permite tener'enta?as como:'enta?as como:
A))"$ M0+&(*&("A))"$ M0+&(*&("D*+&)( *"#0))&;' #" )("(#$D*+&)( *"#0))&;' #" )("(#$U$ #" )("(#$ "&+"'+" ('(;9&)$U$ #" )("(#$ "&+"'+" ('(;9&)$M($* *")&&;' )$'&(&(# #" $ #(+$ "'M($* *")&&;' )$'&(&(# #" $ #(+$ "'( %"#&)&$'", $*/0" #&%&'0" " 0$ #" $( %"#&)&$'", $*/0" #&%&'0" " 0$ #" $)$'"*+$*" AQD DQA.)$'"*+$*" AQD DQA.
-.1RO+2**-/. A% -&%+B20
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MSc. Javier Bastidas 85Ingeniera de Seguridad
enta?as @*ontinuacin:enta?as @*ontinuacin:
C$'&90*()&;' #&(9';+&)$ *"%$+$C$'&90*()&;' #&(9';+&)$ *"%$+$S&+"%( (&"*+$ "' $ /0" " *"&"*" ( B(*#(*"S&+"%( (&"*+$ "' $ /0" " *"&"*" ( B(*#(*"
S$+(*" S$+(*"M"'$ ('#"( $ ('#"( %"'$*"M"'$ ('#"( $ ('#"( %"'$*"M($* ()&(# (*( &%"%"'+(* $ )(%&(*M($* ()&(# (*( &%"%"'+(* $ )(%&(*"+*(+"9&( #" )$'+*$, &' '")"(# #""+*(+"9&( #" )$'+*$, &' '")"(# #"*"$*#"'(* " )("(#$*"$*#"'(* " )("(#$S"90*(#S"90*(#
-.1RO+2**-/. A% -&%+B20
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Beneficios:Beneficios:
C$+$ &'&)&( % ($C$+$ &'&)&( % ($C$+$ #" %('+"'&%&"'+$ % ($C$+$ #" %('+"'&%&"'+$ % ($M($* "&)&"')&( "' " #""%"$ #" $M($* "&)&"')&( "' " #""%"$ #" $&+"%(&+"%(
-.1RO+2**-/. A% -&%+B20