Mecatronica_Atual_60

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3/523Janeiro/Fevereiro 2013 :: Mecatrnica Atual

Editora Saber Ltda

DiretorHlio Fittipaldi

Associada da:

Associao Nacionaldas Editoras de Publicaes Tcnicas,

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Os artigos assinados so de exclusiva responsabilidade de seus autores. vedada a reproduo total ou parcialdos textos e ilustraes desta Revista, bem como a industrializao e/ou comercializao dos aparelhos ou ideiasoriundas dos textos mencionados, sob pena de sanes legais. As consultas tcnicas referentes aos artigos daRevista devero ser feitas exclusivamente por cartas, ou e-mail (A/C do Departamento Tcnico). So tomadostodos os cuidados razoveis na preparao do contedo desta Revista, mas no assumimos a responsabilidadelegal por eventuais erros, principalmente nas montagens, pois tratam-se de projetos experimentais. Tampoucoassumimos a responsabilidade por danos resultantes de impercia do montador. Caso haja enganos em textoou desenho, ser publicada errata na primeira oportunidade. Preos e dados publicados em anncios so porns aceitos de boa f, como corretos na data do fechamento da edio. No assumimos a responsabilidade por

alteraes nos preos e na disponibilidade dos produtos ocorridas aps o fechamento.

Editor e Diretor Responsvel

Hlio Fittipaldi

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Redao

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Colaboradores

Csar Cassiolato,Denis Fernando Ramos,

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Edson Martinho,

Eduardo Ferro,

Francisco Jos Grandinetti,

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Jos Rui Camargo,

Luis Antonio Tolielo Ferracini,

Renan Airosa machado de Azevedo,

Valesca Alves Correa

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Mecatrnica Atual uma publicao daEditora Saber Ltda, ISSN 1676-0972. Redao,administrao, publicidade e correspondncia:Rua Jacinto Jos de Arajo, 315, Tatuap, CEP03087-020, So Paulo, SP, tel./fax (11) 2095-5333

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CapaCummings / Divulgao

ImpressoEGB Grfica

DistribuioBrasil: DINAPPortugal: Logista Portugal tel.: 121-9267 800

Submisses de Artigos

Artigos de nossos leitores, parceiros e especiali stas do setor, sero bem-vindos em nossa revista. Vamos analisarcada apresentao e determinar a sua aptido para a publicao na Revista Mecatrnica Atual. Iremos trabalhar

com afinco em cada etapa do processo de submisso para assegurar um fluxo de trabalho flexvel e a melhor

apresentao dos artigos aceitos em verso impressa e online.

A proteo vida humana e aos seres vivos o

primeiro item a ser considerado quando uma norma

brasileira, ou de qualquer outra origem, elaborada pelos

institutos credenciados para isso. Se to importante

preservar a vida humana ou animal, por que se leva topouca considerao pela fiscalizao e os demais rgos

estatais que tm como objetivo zelar pela implantao

dessas polticas, to bsicas!?

Sabemos que no h recursos, nem financeiros nem

de pessoal, para uma fiscalizao eficaz em todo o terri-

trio nacional, assim entendemos que a soluo para este

impasse seria mais facilmente atingvel se buscssemos

uma educao em massa da populao.

Isto tambm um sonho que perseguimos h anos e sempre que possvel nos colocamos

em favor dessa causa. Recentemente, tomei conhecimento do trabalho do engenheiro Edson

Martinho que est frente da ABRACOPEL - Associao Brasileira de Conscientizao

para os Perigos da Eletricidade e, assim, solicitei que ele escrevesse um artigo (que o

nosso principal de capa) e os leitores entendero a importncia de abraarem conosco essa

causa, pois segundo consta, 300 vidas so perdidas por ano no Brasil devido exposio

perigosa eletricidade.

O desconhecimento dos riscos, o descaso em seguir as normas, ou mesmo a falta de

manuteno em estruturas expostas, e o descuido ocasionam muitos desses acidentes que,

s vezes, no so nem registrados pelos rgos competentes e o nmero de acidentados

pode chegar at a mais de 1500 casos por ano.

Esperamos que os nossos leitores se preocupem com isto e que cada um seja um

ativista nesta rea, ajudando o prximo: seja numa fbrica, em casa, na rua, numa casade espetculos e principalmente nas escolas, passando os ensinamentos indispensveis.

Hlio Fittipaldi

O valor de uma vida

Hlio Fittipaldi


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ndice

Editorial

Eventos

Notcias:

Estagirios da Volkswagen desenvolvem no Paranveculo eltrico para transporte de peas ........................................08

EPLAN FieldsSys: Traados de cabos otimizadosdesde o painel de controle at o campo ..........................................09

Nova empresa de Software para Indstria se instala no Brasil .........10

Proline Promoss 200. Medidor Coriolis 2 fios com Profibus PA:Facilidade de integrao e preciso de vazo mssica ...................10

Nanotech do Brasil investe 20% no desenvolvimentode tecnologias sustentveis ...............................................................11

Purificao eficiente do ar de exaustoem processo de secagem e pintura ....................................................12

Interruptores de emergncia acionados por cabos robustospara aplicaes mais exigentes .........................................................12

Novos isoladores Ex i para sensores de vibrao .............................13SKF apresenta rolamentos lineares de esfera recirculantes ...........14

03

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ndice de Anunciantes:Feimafe 2013 ........................ 05MDA 2013 ............................ 07Patola .................................. 09

Metaltex ................................ 11

Mouser ....................... Capa 02Nova Saber ................ Capa 03

Invensys ...................... Capa 04

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Proteo nas Instalaes Eltricas

Caractersticas do Protocolo Profibus esua utilizao em reas Classificadas

Profisafe - O Perfil deSegurana do Profibus

Redes Industriais paraSensores e Atuadores

Saiba porque utilizar uma ControladoraEmbarcada em seu projeto

Identificao Automtica e Capturade Dados Aplicadas em um SistemaAutomtico de Manufatura

O que um Sistema Operacionalde Tempo Real (RTOS)?


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curso

literaturaEste livro, composto de seis captulos e dois apndices, descreve de maneiradinmica e didtica os conhecimentos fundamentais relativos ao acionamento demquinas eltricas. Aborda motores eltricos de induo monofsicos, trifsicos esncronos, assim como conceitos relativos potncia e ao fator de potncia. Detalhade maneira clara e tcnica os dispositivos utilizados em acionamentos eltricos,contatores, fusveis, disjuntores, rels de sobrecarga, inversores de frequncia e soft--starters, com anlise e projeto de chaves de partida e circuitos de comando.Ao final de cada captulo h um conjunto de exerccios para facilitar a fixao docontedo. Os apndices apresentam os principais diagramas eltricos utilizados naprtica e a descrio da simbologia adotada por normas tcnicas nacionais e inter-nacionais.Destinado a tcnicos, tecnlogos e engenheiros que atuam nas reas de automao,mecatrnica e eletrotcnica e tambm aos profissionais que precisam manter-seatualizados.

Acionamentos Eltricos 4 EdioAutor: Claiton Moro FranchiISBN: 978-85-365-01449-9

Preo: R$ 79,90Onde comprar: www.novasaber.com.br

Fevereiro

Lean Administration Game:Vivencie melhorias surpreendentesde processosOrganizador: FestoData: 28 - 01Horrio: 08h30 s 17h30Durao: 2 dias / 16 horasInvestimento: R$ 740,00 por participante(Estado de So Paulo) / R$ 770,00 porparticipante (Demais Estados)Local: Rua Giuseppe Crespi, 76

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Maro

Automao HidrulicaOrganizador: FestoData: 11-13Durao: 20 horasInvestimento: R$ 990,00 por participante(Estado de So Paulo) / R$ 1.030,00 porparticipante (Demais Estados)Local: Rua Giuseppe Crespi, 76

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Comandos Eltricos em Sistemas

HidrulicosOrganizador: FestoData: 25-27Durao: 20 horasInvestimento: R$ 990,00 por participante(Estado de So Paulo) / R$ 1.030,00 porparticipante (Demais Estados)Local: Rua Giuseppe Crespi, 76


Comandos Eltricos em SistemasPneumticosOrganizador: FestoData: 11 15Horrio: 18h00 s 22h00Durao: 20 horasInvestimento: R$ 990,00 por participante(Estado de So Paulo) / R$ 1030,00 porparticipante (Demais Estados)Local: Rua Giuseppe Crespi, 76


Automao Pneumtica de Sistemasde Tratamento de gua e EfluentesOrganizador: FestoData: 18 22Horrio: 18h00 s 22h00Durao: 20 horasInvestimento: R$ 860,00 por participante(Estado de So Paulo) / R$ 900,00 porparticipante (Demais Estados)Local: Rua Giuseppe Crespi, 76


Informaes sobre inscrio FESTOAps escolher o curso e a data, preenchaa Ficha de Inscrio que se encontra emno site da festo e envie por e-mail ou fax(11) 5013-1613 para fazer sua reserva. Nasemana anterior data desejada, a equipede cursos da Festo entrar em contatocom voc, via e-mail ou telefone, paraconfirmar a sua participao.

Tel: (11) 5013-1616

[email protected]


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//notciasEstagirios da Volkswagendesenvolvem, no Paran, veculoeltrico para transporte de peas

Os veculos, conhecidos como AGVs, so robsutilizados para o abastecimento automticode peas na linha de produo. So rpidos,eficientes e baratos.

Incentivados a desenvolver novos projetos e bus-car solues inovadoras, um grupo de estagirios daVolkswagen do Brasil, em So Jos dos Pinhais (PR),desenvolveu um novo conceito de veculo autoguiadoAGV (AutomaticGuidedVehicle), mais sustentvel, eficien-te e de baixo custo, com uso da tecnologia interna da

empresa e de peas nacionais. O rob AGV utilizadopara transporte e abastecimento de peas dentro dafbrica em um caminho pr-definido, sem necessidade deoperador, como ferramenta de flexibilidade logstica. Omodelo foi aprimorado pelos jovens como um exercciode aprendizagem, criado com o apoio e a orientao dosengenheiros e tcnicos da Volkswagen.

O veculo tem ajuste de velocidade, 10% mais rpidoque os existentes no mercado, possui maior fora detrao (transporta at uma tonelada), e pode ser guiadoapenas por uma marcao de tinta sobre o piso, em vez de umtrilho metalizado que demanda obras para ser instalado. Enquanto

no equipamento tradicional, as baterias tm vida til de 80 ciclos,no novo conceito do AGV, graas ao sistema de monitoramentode carga, as baterias apresentam um aumento de vida til para200 ciclos, o que reduz os custos.

Outra vantagem o monitoramento das baterias distnciapor meio de mensagens enviadas pelo sistema eletrnico doAGV para os computadores ou celulares cadastrados, evitan-do paradas. Alm disso, o modelo custa cerca de 70% menosque os similares no mercado e apresenta o mesmo padro dequalidade dos veculos utilizados pela empresa, bem como amesma segurana, pois, com o sensor de presena, o modelotambm faz parada automtica diante de qualquer obstculo.

O AGV com o novo conceito foi desenvolvido durante oprojeto aplicativo do Programa de Estgio da Volkswagen doBrasil, que oferece aos jovens a oportunidade de aplicaremos conhecimentos acadmicos adquiridos em situaes reais.O grupo de trabalho teve que elaborar em 2011 um estudologstico e financeiro, o projeto eltrico e mecnico do veculoe realizar diversos testes para validao das funes e da con-fiabilidade do rob-prottipo, em escala menor.

O projeto relevante para o mercado automobilstico porpropor maior eficincia no abastecimento logstico de forma

inovadora e com custo de implementao e manuteno at70% menor. A proposta se encaixa nos objetivos do planeja-mento estratgico da empresa e reflete a qualidade, solidez eeficcia do nosso programa de estgio, afirma o gerente deLogstica da unidade, Sidnei Eich.

Por apresentar inovao, criatividade, originalidade, impactoe viabilidade, o AGV obteve o 1 lugar no Programa de Reco-nhecimento de Estagirios da Volkswagen do Brasil no anopassado. Em 2012, aps os resultados e a comprovao de queera possvel a construo do veculo eltrico, os estudantesiniciaram a criao do rob AGV em escala real utilizando osnovos conceitos.

Para a gerente de Recursos Humanos da unidade, LucianaPartel, ao realizarem o projeto aplicativo, estes jovens assumemum compromisso de apresentar estudos relevantes para asreas e, em contrapartida, a Volkswagen investe na capacita-o destes profissionais formando futuros lderes. Duranteo programa de estgio, eles realizam cursos de gesto deprojeto e de comunicao, recebem indicaes de leituras,elaboram apresentaes aos executivos da empresa, alm devivenciarem na prtica todo o conhecimento visto em teoriana sala de aula, observa.

AGV criado pelos jovens faz o abastecimentoautomtico de peas na linha de produo.



//notciasEPLAN FieldSys: Traados decabos otimizados desde o painelde controle at o campo

Mdulo que permite a aplicao de rotas de

cabeamento, configuradas de acordo com aescala. Esta abrangente ferramenta de projetoinclui roteamento, gesto gerenciada por bancode dados, bem como a anlise automtica dedados para acelerar os processos, simplificaras montagens e manuteno e assegurar umtraado eficiente.

O EPLAN FieldSys um mdulo adicional de cablagemde campo, que estar disponvel com a nova Plataforma

EPLAN 2.2. O sistema FieldSys baseia-se num esquema2D de uma mquina/instalao que pode ser importadopara o EPLAN nos formatos DWG ou DXF, por exemplo.Dentro da Plataforma EPLAN, o configurador do sistemapode adicionar uma rede de percursos escala para esteesquema e mostrar as possveis disposies de percursosde cabos. Isto significa que as ligaes entre o controla-dor e os componentes de campo podem ser traadasde forma eficiente e documentadas permanentemente.A fase seguinte envolve a localizao dos componentesautomatizados e dispositivos de campo registrados nosdiagramas de cablagem no esquema.

Relatrios abrangentes includosCom base nas ligaes entre os dispositivos definidos

no diagrama de cablagem eltrica, o EPLAN efetua oroteamento de todas as ligaes de cabos dentro da rededefinida. As regras de roteamento individual facilitam oplanejamento dos percursos dos cabos atravs da rede.O comprimento dos cabos tambm calculado, assimcomo quaisquer acessrios necessrios para a ligaodos dispositivos.

Com base na informao de roteamento, ele gera,ao toque de um boto, relatrios abrangentes sobre

os cabos. Estes relatrios so de extrema importnciapara a montagem. O clculo do comprimento do cabonecessrio para cada tipo de cabo e ligao, incluindoa informao de origem e destino, garantir resultadosprecisos. Tambm existem relatrios que mostramo percurso exato para cada cabo, o que muito tildurante o processo de instalao. A partir da origem,o responsvel pela montagem pode seguir a documen-tao passo a passo at ao destino, encontrando assimrapidamente o percurso ideal e definido para os cabos.

O novo EPLAN FieldSys permite configurar com preciso a escala dasrotas do cabo entre o controlador e os componentes de campo.



//notcias

Nova empresa de Software paraIndstria se instala no Brasil

Com sua sede na Alemanha, a Synatec Brasil - Sistema deQualidade e Rastreabilidade para Indstria, foi fundada no Brasilem 28 de Agosto de 2012, e tem seu escritrio no eixo Rio So Paulo, em Taubat. Com o objetivo de prospectar clientesno Brasil, atualmente a Synatec GmbH possui grandes clientesna Europa, sia e Amrica do Norte, como Volkswagem,Mercedes-Benz, Porsche, Ford, Caterpillar, Audi, entre outros.

Com mais de 3.000 estaes de trabalho j implantadas naIndstria Automobilstica para Controle e Rastrealibilidadede Torque, a Synatec fabrica a prpria IHM. Seu softwaremodular permite a integrao de diversas funes Poka Yokecomo controle de parafusamento, guia do usurio, pick to light,controle por cmera, controle de produto, scanner, controlede lquidos, entre outros, alm de possibilitar que o prpriousurio configure todo o processo sem necessidade de inter-veno do fabricante.

A IHM de ltima gerao trabalha sem cooler, com tela emcristal, em LED, muito mais compacta e com economia deenergia.

Para mais informaes, entre no sitewww.synatec.com.br.

Proline Promass 200Medidor Coriolis 2 Fios com Profibus PA: facili-

dade de integrao e preciso de vazo mssica

Depois de introduzir no mercado medidores de vazo

Coriolis 2-fios 4-20mA Hart com o Proline Promass 200, aEndress+Hauser (www.br.endress.com) est expandindoessa linha de produto para redes Profibus PA. Agora pos-svel que o prprio loop de uma rede Profibus PA seja capazde alimentar o medidor Coriolis, sem a necessidade de umaalimentao externa e sem nenhum comprometimento paraa medio de vazo ou densidade.

O Proline Promass 200 est disponvel para os sensoresPromass E e Promass F (DN8 a 50, 3/8 a 2), garantindo pre-ciso de at 0,1% na medio de vazo mssica e volumtrica.

O Promass 200 mede simultaneamente vazo mssica, va-zo volumtrica, densidade e temperatura. A ampla variedade

de conexes de processo (flanges, clamps, couplings, roscase adaptadores) garantem que o Promass 200 se encaixa emqualquer tubo.

Atrativo conceito dois fiosA tecnologia 2-fios j padro em algumas indstrias,

como Qumica & Petroqumica e leo & Gs, e revolucionoudiversas tecnologias de medio disponveis. O Promass 200 o primeiro medidor de vazo Coriolis com tecnologia 2-fios(4...20mA e Profibus). Isso permite uma integrao direta esem barreiras infraestrutura existente e sistemas de controle.Vantagens adicionais so: redues de custos de instalao e

cabeamento, alta segurana operacional em reas classificadasgraas ao design total e intrinsecamente seguro (Ex: ia), e umprocedimento de instalao j bem conhecido.

Eficincia atravs da uniformidadeComo um inovador dispositivo de medio 2-fios, o Pro-

mass 200 baseado em um conceito uniforme de construoe operao. Visando a maior facilidade de operao e menorcomplexidade entre seus equipamentos, a Endress+Hauserpadronizou a interface entre seus medidores 2-fios de nvel evazo. Isso vai alm do mesmo menu de operao e englobaat peas comuns entre os diferentes princpios de medio,reduzindo esforos na configurao do equipamento e custoscom gerenciamento de sobressalentes.

HistoROM Gerenciamentointeligente de dados

HistoROM parte de um sistema inteligente de gerencia-mento de dados que aumenta significativamente a disponibilida-de da planta e torna possvel substituir componentes de formarpida e fcil sem perda de dados. Todos os dados do equipa-mento e configurao so automaticamente salvos em umamemria no voltil no mdulo HistoROM, que est fixadono alojamento. Alm disso, dados podem ser transferidos paraoutro ponto de medio sem qualquer esforo extra, usandoo mdulo display. Assim os usurios tm diversos benefciosdesse conceito de gerenciamento de dados ao mesmo tempo.

Promass 200 para aplicaesbsicas - preciso de 0,25%



//notciasNanotech do Brasil investe20% no desenvolvimento detecnologias sustentveis

A empresa tem em seu DNA a preocupao

ambiental e faz investimento em P&D acimada mdia do mercado para manter a eficincia

de seus produtos

tecnologias, trabalhamos com os clientes para a customizaode acordo com a necessidade do momento, explica o diretorJos Faria.

Os produtos em formato de tinta no agridem o meio ambienteem sua composio e, no caso do revestimento trmico, diminuio uso de ar condicionado contribuindo para a reduo significa-tiva do consumo de energia. Para garantir esse desempenho, aempresa investe em constantes anlises feitas em laboratriosnacionais e internacionais.

O investimento em P&D j levou produo de importantestecnologias, como o isolante trmico para trens e metrs (quetorna o transporte mais fresco para os passageiros); a tecnologiausada em coberturas de galpes de empresas do agronegcio, quegarante a qualidade dos gros; produto aplicado em carros fortes,que torna a temperatura adequada para os funcionrios; reduo

de calor em refinarias de petrleo, usinas de acar, entre outras,e o isolante acstico em formato de tinta que, com apenas 2,5mm de espessura, substitui 50 mm de isolantes convencionais.

Alm da garantia de que estamos oferecendo o melhor produ-to para o mercado, o investimento em pesquisa e desenvolvimento visto de forma muito positiva por investidores e torna a empresamais competitiva, afirma Faria.

O mercado de construes sustentveis tem avanadono pas. Hoje, o Brasil j o 4 no rankingmundial de cons-trues verdes, segundo o Green Building Council Brasil.Para que esse movimento cresa ainda mais, necessrioo engajamento do setor de materiais e tecnologias para aconstruo civil.

A Nanotech do Brasil, indstria de tecnologias em reves-

timento trmico e acstico, nasceu com essa preocupao.Para isso investe 20% do seu faturamento em pesquisa edesenvolvimento de produtos para atender esse mercado.O setor de construes sustentveis muito dinmico,por isso, investimos constantemente no desenvolvimento eaprimoramento dos nossos produtos para o surgimento denovas verses e derivaes. Alm disso, a partir de nossas



//notciasPurificao eficiente do Arde Exausto em processosde Secagem e Pintura

A Drr - Sistemas de Energia e Meio Ambiente

otimiza a purificao do ar de exausto para a

indstria automotiva e a coordena com o processo

de secagem e pintura

Interruptores de emergncia

acionados por cabos robustospara aplicaes mais exigentes

A pintura e secagem de carrocerias de automveis produzempoluentes gasosos que, dependendo do sistema de pintura erequisitos legais, devem ser removidos do ar.

Para a purificao de fluxos de ar de exausto de secadores, osincineradores recuperativos como, por exemplo, o EcoPure TARda Drr, so os mais adequados porque a energia do calor con-tida no gs limpo pode ser reutilizada no processo de secagem.

O oxidador recuperativo EcoPure TAR utilizado tambm na

purificao do ar de exausto de cabines de pulverizao de tinta,uma vez que, principalmente no processo de pintura, um grandevolume de fluxo de ar de exausto produzido, o qual tem, porm,baixas cargas de poluentes. O volume do ar de exausto forte-mente reduzido para o processo trmico de limpeza posterior.O aumento resultante da concentrao de poluentes possibilitauma visvel reduo de consumo de gs, j que a energia constantenos poluentes tambm utilizada na oxidao.

Interruptores de emergncia acionados por cabo ZS 91, da Steute.

Como em todos os processos trmicos, o ar de exausto aquecido no EcoPure TAR o suficiente para oxidar os hidro-carbonetos, produzindo vapor de gua e dixido de carbono.

O ar poludo inicialmente pr-aquecido no trocador de calorintegrado (recuperativo) atravs de ar quente. Isso j permite que

grande parte do calor de combusto seja recuperada. Quando oar entra na cmara de combusto, o queimador aquece-o aindamais e inicia a oxidao dos poluentes, que completada depoisde passar pela cmara de combusto.

A temperatura de sada do ar de exausto purificado podeser controlada independentemente da temperatura da cmarade combusto. Atravs do ponto de funcionamento variveldo sistema, a temperatura inicial do TAR pode ser diminuda,por exemplo, em pausas de produo para economizar energia.

O EcoPure TAR economiza significativamente energia decombustvel e custos operacionais, leva a melhores nveis deemisso e alcana, atravs de baixas temperaturas na cmara de

combusto, uma vida til mais longa para o sistema.Este sistema no s reduz o consumo de energia da planta depintura em at 30%, mas tambm oferece vantagens na purifica-o do ar de exausto, pois o ar de exausto do EcoDryScrubber altamente concentrado e eficientemente filtrado. Com isso osistema Ecopure KPR de concentrao de COV e o EcoPure KPR,adicionalmente instalado, que so empregados para a purificaodo ar de exausto, podem possuir um design muito compacto.

temas de transporte de forma segura como, por exemplo, naindstria de minerao ou em fbricas de reciclagem.

Alm dos diferentes sistemas de comutao com at 6 con-tatos, as variantes da srie tambm incluem o interruptor defim de curso de elevada resistncia ES 91 DL e o interruptor dealinhamento de correias ZS 91 SR. Este ltimo vem equipado comuma alavanca ajustvel, com capacidade para medir o alinhamentocorreto das correias de um transportador. Se a correia no fun-cionar numa posio central, ser desligada ou ser transmitidoum sinal de aviso para a sala de controle. Desta forma, podemevitar-se perodos de inatividade prolongados, resultantes deuma correia totalmente carregada ou alinhada de forma errada.

Com o novo ZS 91, a Steute est expandindo a sua gamade interruptores de emergncia acionados por cabo paraincluir uma srie especialmente desenvolvida para aplicaesmais exigentes. O seu invlucro feito de plstico reforadocom fibra de vidro e consegue suportar nveis muito elevadosde desgaste mecnico. A alavanca de liberao facilita o seumanuseio e a sua construo melhorada, em conjunto com amais recente tecnologia de fabricao, permite a aplicao de

classes de proteo at a IP 67.O sistema de comutao possibilita uma integrao padroni-zada simples do interruptor de emergncia acionado por caboem circuitos de segurana. O comprimento do cabo pode atingir2 x 50 m, o que significa que at reas perigosas mais extensaspodem ser equipadas com uma funo de parada de emergnciarpida e acessvel. As funes de segurana adicionais incluem amonitorao integrada do prprio acionamento por cabo, assimcomo de possveis rupturas no cabo. Para se visualizar um sinalde parada de emergncia, possvel utilizar uma lmpada deaviso opcional ou uma alavanca indicadora amarela.

O ZS 91 encontra-se em conformidade com a DIN EN60947-5-5. O interruptor pode ser utilizado para desligar sis-



//notcias

Novos isoladores Ex i para

sensores de vibrao

A deteco segura de vibrao em reas pe-

rigosas aumenta a disponibilidade da fbrica

excelente relao sinal - rudo assegura uma transmissode sinais de elevada preciso.

Como todos os isoladores ISpac, os mdulos esto dis-ponveis como unidades nicas num trilho DIN, com umaalimentao eltrica comum e mensagem de erro coletivoatravs do acessvel pac-Bus, ou em transportadores PAC.Estes transportadores permitem a pr- cablagem das fbri-cas, facilitando, assim, a montagem final ou a readaptaonuma data posterior, e assegurando uma instalao semerros dos isoladores.

A deteco de vibraes problemticas vir tualmenteindispensvel na monitorao de estados de fbricas deprocessamento com peas rotativas. Ao diagnosticar umperigo muito antes da ocorrncia da falha, possvel pre-venir encerramentos dispendiosos de fbricas. Geralmente,a deteco de vibrao bem-sucedida significativamenteantes da temperatura, velocidade ou medio acstica. Amonitorao de estado completa para mquinas tambminclui sensores de temperatura, sinais discretos e sinaisde 4...20 mA. A gama ISpac de isoladores da R. STAHLoferece aos usurios solues para todas as combinaespossveis de sinais.

Com o lanamento da nova Srie 9147, a R. STAHLampliou a sua famlia ISpac de isoladores Ex i e acrescen-tou funes importantes: as unidades de alimentao dotransmissor permitem a utilizao de sensores de vibraoem reas perigosas. Estes sensores de monitorao deestados de fbricas e mquinas permitem aos usurios

detectarem quaisquer danos numa fase primria. A maiorparte dos sensores de vibrao desenvolvida com umaclasse de proteo de segurana intrnseca (Ex i) e exige autilizao de isoladores.

As novas unidades de alimentao de tipo 9147 suportamuma variedade bastante vasta destes sensores e transmis-sores. Um interruptor rotativo facilmente acessvel permiteuma configurao rpida e simples. Com uma verso deum ou dois canais, a R. STAHL oferece aos clientes opesversteis: a verso de dois canais permite aos usuriospouparem 50% de espao no armrio de distribuio,reduzindo, assim, os custos indiretos de instalao. Uma

Incinerador recuperativo EcoPure, da Drr.


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14 Mecatrnica Atual :: Janeiro/Fevereiro 2013

//notcias

Manuteno e Calibrao de Medidores de Vazo

A medio de vazo crtica para o seu processo industrial? Umaindicao errnea implica em perdas e qualidade do produto final?Como saberemos se o medidor precisa de manuteno? Estas e outrasperguntas sero respondidas de forma clara e objetiva para facilitarnas rotinas operacionais e tomadas de decises de engenheiros etcnicos de instrumentao e qualidade. Esta matria publicada naedio n59 esta aberta para todos gratuitamente na pgina www.mecatronicaatual.com.br/secoes/leitura/1079

Sensor Hall A tecnologia dos Posicionadores Inteligentes

Comentaremos, neste artigo, uma interessante aplicao da Fsicano desenvolvimento de Posicionadores Inteligentes de Vlvulas, base-ados no Sensor Hall que agregar vrios recursos de performance ediagnsticos. Os sensores so dispositivos essenciais para a automaode um modo geral e o leitor poder ver esta matria gratuitamenteem nosso portal no endereowww.mecatronicaatual.com.br/secoes/leitura/1035

SKF apresenta rolamentos linearesde esferas recirculantes

A SKF est trazendo para o mercado brasileiro os rolamen-tos lineares de esferas recirculantes. Essa linha oferece muitasvantagens e j considerada uma referncia entre os usuriosde sistemas lineares.

Os rolamentos lineares de esferas recirculantes da SKF,suas caixas de mancal, unidades e acessrios so componentesmecnicos que podem ser utilizados para montar sistemas demovimentao linear simples e econmicos para uma grandevariedade de aplicaes.

Recursos do produto:

Intercambialidade de acordo com as normas DIN ISO 1

e ISO 3; Pr-lubrificao de fbrica;

Alta capacidade de carga;

Excelente soluo de vedao;

Sem efeito stick-slip;

Nvel baixo de rudo; Disponvel em materiais resistentes corroso;

Compensao por desalinhamento do eixo.Benefcios para o usurio:

Maior tempo de funcionamento e produtividade;

Reduo dos custos de manuteno e operao;

Alta repetio de processos de produo;

Reduo de rudo.

Aplicaes comuns:

Automao industrial;

Sistemas de manuseio automtico;

Mquinas para indstria alimentcia;

Mquinas de corte de madeira; Centros de usinagem;

Mquinas de embalagem.

Para ter solues eficientes e econmicas, a companhiainveste constantemente em inovaes tecnolgicas com qua-lidade: uma dessas inovaes a utilizao de bucha plsticano lugar de rolamentos que eram completamente metlicos.

A SKF substituiu a bucha metlica por uma bucha plstica compista metlica, mantendo a capacidade de carga e melhorandoa vida til dos rolamentos lineares.

Os rolamentos lineares de esferas recirculantes da SKF fazemparte de uma plataforma de produtos e servios em mecatr-nica oferecidos no Brasil. A diviso, recm-inaugurada no Pas,pretende faturar em torno de R$ 10 milhes a partir de 2015.Por meio da mecatrnica, possvel melhorar a produtividade,desempenho e eficincia de mquinas e equipamentos industriais.

A SKF est presente em setores to importantes, como os demquinas-ferramenta, alimentos e bebidas, automotivo, agrcola epetroqumico. Atuamos no mundo com cera de 500 engenheiros

altamente capacitados em mecatrnica. uma equipe qualificadae especializada em solues de engenharia avanada. Essa tecno-logia est sendo transferida agora para o Brasil, explica PaolaJimenez, gerente de Produtos em Mecatrnica.

Rolamento linear de esferasrecirculantes.



energia

saiba maisAutomao da Subestao da UsinaTermeltrica de Linhares (ES)Mecatrnica Atual 52

Raio de Curvatura Mnimo eInstalaes PROFIBUSMecatrnica Atual 47

Regulao de tenso em sistemas nadistribuio de energia eltricaMecatrnica Atual 40

Gerenciamento de energia eltricapara reduo de demandaMecatrnica Atual 33

F

Um levantamento realizado pela ABRACOPEL Asso-

ciao Brasileira de Conscientizao para os Perigos

da Eletricidade, com base em notcias divulgadas na

internet, mostra que cerca de 300 vidas so ceifadas

anualmente no Brasil por descuido, descaso ou desco-

nhecimento dos riscos da eletricidade. Acredita-se que

os nmeros reais so pelo menos 5 vezes maiores que

este, portanto estimamos que cerca de 1500 pessoas

perdem suas vidas anualmente devido a eletricidade.

Proteo nas

instalaes eltricas

Eng. Edson Martinho

alar de proteo muito complexo, poisproteo s percebida quando h um risco.No nosso caso, o risco existe e conhecidoem funo das inmeras pessoas que morrem

ou so vtimas de acidentes cuja origem a eletricidade. desta proteo que estamos falando.

Proteo quanto aos riscos da eletricidade.O princpio de tudo na proteo a

definio das regras a serem seguidas. Istosignifica ter parmetros para se basearquando for executar um servio ou adquirirum produto. A segunda etapa a conscien-tizao do usurio, ou seja, para que existasegurana ele deve seguir estes parmetros.

Dividindo cada uma das etapas, vamos

ver como anda o Brasil.Regras e Normas

As regras so estabelecidas por leis,regulamentos e normas, e neste quesitoo Brasil est bem preparado, pois possuium conjunto invejvel de normas, leis eregulamentos que esto se atualizando cons-tantemente. Dentro deste contexto, no iteminstalaes eltricas, temos como exemplo aABNT NBR14039 Instalaes Eltricasde Mdia Tenso, a ABNT NBR5410

Instalaes Eltricas de Baixa Tenso e a

NR10 Regulamentao de Servios comEletricidade. Estes so exemplos de algumasnormas e regulamentos que definem asregras mnimas de segurana e qualidade.

Somente para ser ter uma ideia, a ABNTNBR5410/2004, que ser objeto de nossosartigos, traz no seu objetivo o seguinte texto:

Esta norma estabelece as condies a quedevem satisfazer as instalaes eltricas debaixa tenso, a fim de garantir a segurana depessoas e animais ao funcionamento adequadoda instalao e conservao dos bens.

Isto j diz tudo! Portanto, para garantira segurana de uma instalao eltrica debaixa tenso, devemos seguir as premissasda ABNT NBR5410.

Vencida a primeira etapa, a de definirregras, vamos segunda, que na minhatica o ponto falho do Brasil: A CONS-CIENTIZAO.

ConscientizaoDe nada adianta definir regras se a

populao no as segue. Um exemplo docotidiano: no adianta ter uma lei que nopermite o uso de drogas, se a populaono se conscientiza que no se deve usar asdrogas. No adianta ter uma lei que obrigue

os ocupantes de um veculo a usar o cinto



energia

de segurana para minimizar os possveisacidentes, se eles acreditam que o cinto desegurana no ajuda em nada.

Dentro de todos estes cenrios, existemapenas duas maneiras de solucionar o pro-blema: ou se faz uma campanha macia deconscientizao, o que acontece no caso do

uso de drogas, ou se faz uma fiscalizaoque aplique multas, como o exemplo docinto de segurana.

Mas, vamos focar no assunto proteo,sobretudo o da proteo nas instalaeseltricas de baixa tenso. A primeira pro-vidncia a ser tomada utilizar a normaABNT NBR5410/2004 (verso em vigor)como livro de cabeceira para projetistas,instaladores, reparadores e fiscalizadores,ou seja, todo o servio que for realizado porestes profissionais, no mbito de instalao

eltrica de baixa tenso, deve estar de acordocom os itens da ABNT NBR5410/2004.Entretanto, como fica o contratante que

opta por realizar o servio sozinho, elimi-nando dispositivos de segurana, ou pior,contratando um Z Fasca, para baratear oscustos? Este precisa se conscientizar que esterrado, seja por mudana do seu pensamentoou por aplicao de sanes previstas na lei.

Certificao daInstalao Eltrica

Outro ponto muito discutido no meiodas instalaes eltricas a sua certificao.Este projeto se encontra h anos tramitandoentre Congresso, Cmara, rgos do governo,entidades e sempre assunto muito citadoem artigos do setor. Infelizmente, ainda seencontra na mesa de algum, aguardandono se sabe o que, para definir no se sabeo porqu! Este dispositivo a multa para ocinto de segurana, ou seja, se no estivercorreta a instalao, no se liga a energiaeltrica.

Desta forma, ou a instalao eltrica segura ou a energia eltrica ilegal. Dequalquer modo, desde 2008 vrias entida-des do setor preocupadas com o crescentenmero de acidentes de origem eltricacriaram a CERTIEL Brasil, uma entidadecom o objetivo de certificar a instalaoeltrica que, atualmente realizada deforma voluntria, mas esperamos que sejacompulsria em breve.

Enquanto a obrigatoriedade no acon-tece, vamos fazendo nosso trabalho de

formiguinha.

Voltando conscientizaoO primeiro passo nesta conscientizao

definir quem quem neste mercado deinstalaes eltricas. A ABNT NBR5410apresenta a tabela de n 18 (nossatabela 1)que divide e define as competncias de cada

ser humano em classes e atribui cdigos quesero tratados ao longo dos artigos.A tabela acima acaba de definir as pessoas

que podem trabalhar com eletricidade e aspessoas que so somente usurios. Estas,portanto, devem ser objeto dos dispositivosde proteo. Se avaliarmos cada classificao,podemos dizer que o Z Fasca se enquadrana categoria BA1, portanto no pode exe-cutar servio de eletricidade.

A ABNT NBR5410/2004 apresentano item Proteo contra choques eltricos,

as definies de elemento condutivo ouparte condutiva, proteo bsica, supletivae adicional, como segue abaixo:

Elemento Condutivo ou parte condu-tiva: elemento ou parte constituda dematerial condutor, pertencente ou no instalao, mas que no destinadanormalmente a conduzir correnteeltrica. Este o caso de carcaasde equipamentos, por exemplo.

Proteo Bsica: meio destinado aimpedir contato com partes vivas

perigosas em condies normais. Como a prpria denominao j diz, bsica, portanto deve sempre ser pro-vida. Como exemplo, podemos citara isolao dos condutores de energiaeltrica (fios e cabos).

Proteo Supletiva: meio destinadoa suprir a proteo contra choqueseltricos quando massas ou partescondutivas acessveis tornam-se aci-dentalmente vivas. Neste caso devemosgarantir que o risco seja detectado e

eliminado, ou minimizado.

Proteo adicional: meio destinadoa garantir a proteo contra choqueseltricos em situaes de maior riscode perda ou anulao das medidasnormalmente aplicveis, de difi-culdade no atendimento pleno das

condies de segurana associadasa determinada medida de proteoe/ou, ainda, em situaes ou locaisem que os perigos do choque eltricoso particularmente graves.

Proteo contrachoques eltricos

Vamos discorrer sobre as protees acimae algumas regras que permitiro alm de seconstruir uma instalao eltrica segura,realizar um trabalho com qualidade, o

que deve ser premissa de toda a instalaoeltrica e de todo profissional.Um dos pontos iniciais, que no meu

modo de ver um item importante, tantopara a segurana quanto para a qualidadedo servio executado, diz respeito ao cdigode cores a ser adotado quando se utilizacondutores (fios e cabos isolados).

A ABNT NBR5410/2004 diz, em6.1.5.3 - Identificao de componentes, que:

O condutor neutro, se for isolado,deve ser identificado pela corAZUL

CLARO (6.1.5.3.1);O condutor de proteo (fio terra),quando isolado, deve ser identificadocom as coresVERDE / AMARELO,ou simplesmente com a corVERDE (6.1.5.3.2);

O condutor PEN, quando houver efor isolado, deve ser identificado pelacorAZUL CLARO complementadocom anilhasVERDE / AMARELO (6.1.5.3.3).

Os condutores de fase de uma ins-

talao, quando isolados, devem

T1. Tabela n 18 da ABNT NBR5410 Competncia das pessoas (Fonte: ABNT NBR 5410:2004, p. 30.)

Cdigo Classificao Caractersticas Aplicaes e exemplos

BA1 Comuns Pessoas Inadvertidas -

BA2 Crianas Crianas em locais a elas destinados* Creches, escolas

BA3 IncapacitadasPessoas que no dispem de completa capacida-de fsica ou intelectual (idosos, doentes)

Casas de repouso, unida-des de sade

BA4 Advertidas

Pessoas suficientemente informadas ou supervi-sionadas por pessoas qualificadas, de tal formaque lhes permitam evitar os perigos da eletricida-de (pessoa de manuteno e/ou operao)

Locais de servio eltrico

BA5 Qualificadas Pessoas com conhecimento tcnico ou experi-ncia tal que lhes permitam evitar os perigos daeletricidade (engenheiros, tcnicos)

Locais de servio eltricofechados

* Esta classificao no se aplica necessariamente a locais de habilitao.



energia

atender o cdigo de cores, exceto ascores definidas para Neutro, Proteo(terra) e PEN.

Observe que um detalhe, muitas vezessimples, pode fazer a diferena em umainstalao eltrica, sendo objeto de quali-dade da instalao e ao mesmo tempo item

de segurana, pois com a identificao dascores, qualquer profissional que for realizaruma manuteno saber identificar qualcondutor fase, neutro ou condutor-terra,evitando assim uma confuso que possibi-lita uma inverso na hora de ligar circuitosnovos, colocando em risco a instalao, osequipamentos e tambm os usurios.

Falando ainda de identificao, h umadeterminao para identificar os dispositivosde manobra, comando e proteo, complacas, etiquetas ou outros meios adequados,

de modo a permitir que os usurios possamsaber a funo de cada dispositivo e a qualcircuito pertence (6.1.5.4). Esta medidagarante a segurana do usurio em saber queo dispositivo de proteo de um circuito, porexemplo, um determinado disjuntor na caixade distribuio da casa, atende a iluminao deum cmodo e est seccionado. Entretanto, oseccionamento de um dispositivo de proteono garante a desenergizao.

O captulo 5 da ABNT NBR5410 defineo nosso assunto PROTEO PARA GA-

RANTIR SEGURANA . Este captulo dividido em 5 sub-itens assim distribudos eusando o termo proteo em todos:

Proteo contra choques eltricos;Proteo contra efeitos trmicos;Proteo contra sobrecorrentes;Proteo contra sobretenses e per-

turbaes eletromagnticasProteo contra quedas e falta de

tenses.H mais um subcaptulo que trata sobre

Seccionamento e Comando, que tambm versa

sobre proteo.Se avaliarmos a norma em seu captulo5.1 Proteo contra choques eltricos everificarmos seu princpio fundamental,veremos que os dois destaques so: Partesvivas perigosas no devem ser acessveise Massas ou partes condutivas acess-veis no devem oferecer perigo, seja emcondies normais, seja, em particular,em caso de alguma falha que as tornemacidentalmente vivas.

Traduzindo em midos, significa que

todas as partes vivas - j definidas ante-

riormente no devem ser acessadas porpessoas, exceto pelo uso de ferramentas oudestruio do isolamento ou da barreira, etambm que partes metlicas que no sovivas, mas podem vir a se tornar por umafalha ou acidente, devem ser alvo de proteo.

Como medida de proteo contra o

acesso a partes vivas, h a isolao bsica. Porexemplo: uma das coisas que a populao jsabe que fio desencapado, sem isolao, dchoque e, portanto, no deve ser tocado, masuma criana ou um animal no sabem disso.Deste modo, necessrio observar se todos osfios esto devidamente isolados de maneiraadequada, ou seja, com suas capas originaisde fbrica, ou em caso de necessidade, se orestabelecimento da isolao foi realizadocom fitas isolantes adequadas, normalizadase em perfeito estado, o que significa que no

podem ser usados produtos como fita crepe,fita durex ou outros materiais que no soconcebidos para este fim.

Outro item de segurana tambm muitoimportante ao projetista e instalador quandoda escolha ou orientao do seu cliente, dizrespeito ao quadro de distribuio, tomadas,interruptores e soquetes de lmpadas. Estesdispositivos, incluindo o quadro de distri-buio, devem possuir barreiras, obstculos,proteo etc., de modo que o usurio notenha como colocar a mo ou mesmo o dedo

nos barramentos, conexes ou condutoresque compem o circuito.Portanto, como j citei anteriormente,

na hora de comprar, especificar ou aconse-lhar a compra de quadros de distribuioe componentes de uma instalao eltrica,como tomadas, interruptores e soquetes,lembre-se que dever possuir barreiras paraque o usurio no acesse as partes vivas.

Proteo contra choquespor uso de SELV ou PELV

Sistema de extra baixa tenso que tem acaracterstica de ser separado eletricamenteda terra e de outros sistemas, de tal modoque a ocorrncia de uma nica falha nocoloque as pessoas em risco de choqueeltrico. Este tipo de proteo conhecidocomo SELV, do termo original em inglsSeparated Extra-Low Voltage. Outra maneira por meio do sistema de extra baixa tenso,porm no eletricamente separado da terra,conhecido como PELV, tambm do termoingls Protected Extra-Low Voltage, onde os

demais requisitos so idnticos ao SELV.

Estes dois conceitos so normalmenteempregados em situaes onde o risco dechoque eltrico grande, como o caso deiluminao de piscinas, banheiras, reas deestacionamentos externos, como campingsetc. Este conceito reduz a tenso at prximoda tenso de contato limite, ou seja, 50 V

na condio menos severa podendo chegar a12 V em condies de extremo risco, como o caso de piscinas e banheiras.

Uma srie de requisitos deve ser levada emconsiderao na definio das fontes SELVou PELV, e esto listadas no captulo 5 daABNT NBR5410/04, porm no vamosentrar em detalhes neste assunto.

Outro item que aparece na ABNTNBR5410/04 em definies de proteocontra choques eltricos o DISPOSITI-

VO DE PROTEO CORRENTE

DIFERENCIAL RESIDUAL, conhecidono mercado como DR simplesmente, maspor definio pode ser chamado de RCD,Dispositivo Diferencial, ou DispositivoDiferencial Residual. Trata-se de um com-ponente da instalao eltrica com a funode seccionar o circuito, ou seja, interrompera passagem da corrente eltrica, toda vez quea corrente diferencial - residual atinja umvalor acima do valor especificado.

O DR dividido em duas categorias,de alta sensibilidade (de 7 a 30 mA de sen-

sibilidade) e de baixa sensibil idade (de 100a 3000 mA). Cada um tem sua funo: oDR de baixa sensibilidade protege contraincndios, causados por falhas na isolaoe ser objeto de um outro artigo; o DRde alta sensibilidade um item de muitaimportncia no que diz respeito a proteocontra choques eltricos, pois na lingua-gem popular, supervisiona as condiesda instalao eltrica quanto ao perigo dechoque eltrico e atua quando uma falhaacontece, fazendo com que a situao de

perigo seja eliminada.O funcionamento de um DR no tocomplexo, podemos dizer que ele o super-visor da 1 lei de Kirchoff, conhecida comoaLEI DOS NS, que afirma que: a somadas correntes que chegam a um dado pontode um circuito igual soma das correntesque dele partem, ou seja, que a soma algbricadas correntes em um ponto do circuito nula.

O DR possui em seu interior um toroideque envolve os condutores fase e neutrode um circuito, e ficam a todo instante

verificando se no h uma diferena entre



energia

Como pudemos ver, a proteo con-tra choques eltricos requer uma srie derequisitos, que devem ser previstos, ouimplementados em uma reforma.

Equipotencializaocomo proteo contra

choques eltricos fato que o choque eltrico ocorre

devido a uma diferena de potencial entreduas partes, gerando uma corrente eltricaque ao passar pelo corpo humano podelevar ao bito. Mas antes de falar de equi-potencializao propriamente dita, vamosa alguns conceitos para entender o porqudevemos equipotencializar algo:

Tenso de contato: Tenso quepode aparecer acidentalmente porfalha de isolao entre duas partes

simultaneamente acessveis;Tenso de Toque: Tenso estabelecida

entre mos e ps causada pelo toqueem um equipamento com tenso decontato;

Tenso de passo: Uma correntedescarregada para o solo eleva opotencial em torno do eletrodo deaterramento formando um gradiente(distribuio) de queda de tenso componto mximo junto ao eletrodo ediminuindo quanto mais se afasta.

O termo EQUIPOTENCIALIZAO apresentado na norma ABNT NBR5410verso 2004 no item 3.3.1 e possui a seguintedefinio: Procedimento que consiste na in-terligao de elementos especificados, visandoobter a equipotencializao necessria para osfins desejados. Por exemplo, a prpria rede deelementos interligados resultante.

Uma nota logo abaixo do item acimacita o seguinte:A equipotencializao umrecurso usado na proteo contra choqueseltricos e na proteo contra sobretenses e

perturbaes eletromagnticas. Uma determi-nada equipotencializao pode ser satisfatriapara a proteo contra choques eltricos, masinsuficiente sob o ponto de vista da proteocontra perturbaes eletromagnticas.

Diante dos conceitos apresentados acima,vamos tentar traduzir o sentido de equipo-tencializao. Equipotencializar deixartudo no mesmo potencial, ou seja, fazer comque sejam eliminadas as tenses de contato,toque e passo, atravs de uma interligaode baixa impedncia. Na prtica, isso no

to fcil assim, o que ocorre que com a

F1. Dispositivo de proteo DR.

as correntes que entraram e correntes quesaram de um ponto. Caso a diferena sejamaior que o valor limite escolhido para oDR, este dispositivo secciona o circuito

automaticamente (figura 1).Exemplificando: em um circuito queatenda s tomadas de um chuveiro eltricoprotegidas por um DR, se ocorrer umafalha na isolao deste chuveiro que possacolocar em risco a integridade das pessoas eanimais, o circuito ser desconectado auto-maticamente e em uma velocidade tal que,mesmo que uma pessoa esteja usufruindodeste circuito, no sofra danos.

O DR de alta sensibilidade consideradoe reconhecido como proteo adicional con-

tra choques eltricos (definido no captulo2 da ABNT NBR5410/2004), ou seja, eledeve ser o meio de proteo que atuar naocorrncia de falha da proteo bsica eda proteo suplementar, ou mesmo emcaso de descuido do usurio. Como umdispositivo que tem a funo suplementar,NO pode ser usado como nica medidade proteo contra choques eltricos e NOdispensa o uso das medidas de proteobsica e suplementar.

Apesar de ser um dispositivo de proteo

complementar, o uso do DR de alta sensibi-lidade obrigatrio, independentemente doesquema de aterramento, em circuitos queatendam os seguintes casos (5.1.3.2.2), almdos casos previstos no captulo 9:

Os circuitos que sirvam a pontos deutilizao situados em locais contendobanheira ou chuveiro (ver 9.1);

Os circuitos que alimentem tomadasde corrente situadas em reas externas edificao;

Os circuitos de tomadas de corrente

situadas em reas internas que pos-

sam vir a alimentar equipamentosno exterior;

Os circuitos que, em locais de habi-tao, sirvam a pontos de utilizao

situados em cozinhas, copas-cozinhas;Lavanderias, reas de servio, gara-

gens e demais dependncias internasmolhadas em uso normal ou sujeitasa lavagens;

Os circuitos que, em edificaesno residenciais, sirvam a pontos detomada situados em cozinhas;

Copas-cozinhas, lavanderias, reas deservio, garagens e, no geral, em reasinternas molhadas em uso normal ousujeitas a lavagens.

Algumas condies prescritas na ABNTNBR5410/04 isentam a aplicao do DR.So elas:

A exigncia do uso de DR no seaplica a circuitos ou setores da ins-talao concebidos em esquemas deaterramento IT, visando garantir acontinuidade do servio.

Pontos de alimentao de iluminaoposicionados a uma altura igual ousuperior a 2,5 metros.

Quando o risco de desligamento de

congeladores, por atuao intempestivada proteo, associado hiptese de au-sncia prolongada de pessoas, significarperdas e/ou consequncias sanitriasrelevantes. Neste caso, recomenda-seque as tomadas que atendam a estesequipamentos sejam protegidas porDR de alta sensibilidade e imunidadea perturbaes transitrias, garantindoseletividade entre os dispositivos DRa montante. Caso no seja usado DRnestes circuitos, pode-se usar separao

eltrica individual.


19/52

equipotencializao se minimizam os poten-ciais entre duas ou mais partes, reduzindoassim as tenses perigosas que podem causaracidentes com choques eltricos.

A equipotencializao deve ser aplicadaem todas as edificaes como cita o item5.1.2.2.3.2 da ABNT NBR5410/2004:

Em cada edificao deve ser realizada umaequipotencializao principal. E complementacom os itens: 5.1.2.2.3.3 Todas as massas dainstalao situadas em uma mesma edificao,devem estar vinculadas a equipotencializaoprincipal da edificao e, desta forma, a ummesmo e nico eletrodo de aterramento -5.1.2.2.3.4 Massas simultaneamente acessveisdevem estar vinculadas a um mesmo eletrodode aterramento.

Com os itens acima podemos chegar seguinte concluso, todas as partes metlicas

e no energizadas de uma edificao devemser equipotencializadas de forma a no ofe-recer perigo aos usurios. Partes metlicasestas que so enumeradas no item 6.4.2.1.1como podemos ver:

Em cada edificao deve ser realizadauma equipotencializao principal,reunindo os seguintes elementos:

Armaduras de concreto e outrasestruturas metlicas da edificao;

Tubulaes de gua, gs, esgoto, arcondicionado, vapor, bem como os

elementos estruturais a elas associados;Condutores metlicos das linhas de

energia e de sinal que entram e/ousaem da edificao;

Blindagens, armaes, coberturase capas metlicas de cabo de linhasde energia e de sinal que entram e/ou saem da edificao;

Condutores de proteo das linhasde energia e de sinal que entram e/ou saem da edificao;

Os condutores de interligao pro-

venientes de outros eletrodos deaterramento porventura existentes,ou previstos no entorno da edificao;

O condutor neutro da alimentaoeltrica, salvo se no existir ou se aedificao tiver que ser alimentada,por qualquer motivo, em esquemaTT ou IT;

Os condutores de proteo principalda instalao eltrica (interna) daedificao.

Esta equipotencializao principal deve

reunir todas as formas de aterramento em

um nico ponto, denominado BEP Bar-ramento de Equipotencializao Principal.Vale lembrar que o termo barramentosignifica somente uma via de ligao e nonecessariamente deve ser constitudo de umabarra, podendo ser uma chapa, um cabo,conectores etc. Para efeito de apresentao

aconselhvel que se use uma barra de cobrecom pontos de interligao, pois alm deapresentvel, ainda contribui para a melhorvisualizao e inspeo.

possvel que haja vrios barramentosde equipotencializao em uma edificaoreunindo parcialmente os diversos siste-mas, estes barramentos so chamados deBEL Barramento de EquipotencializaoSuplementar ou Barramento de Equipoten-cializao Local. Neste caso os BELs devemser interligados ao BEP, constituindo assim

uma equipotencializao completa.A equipotencializao aparece tambmna NR-10, no item 10.5.1-d, do captulo 10.5 Segurana nas instalaes eltricas desener-gizadas, e 10.5.1, que versa sobre a liberaodo trabalho de uma instalao desenergizada,que s considerada desenergizada depoisque atender uma srie de requisitos e entreeles est a equipotencializao: instalaode aterramento temporrio com equipo-tencializao dos condutores do circuito.Ou seja, depois de constatado que no h

tenso, deve ser instalado um conjunto decondutores que faro a equipotencializaodo potencial de todas as partes metlicasno ponto de trabalho, garantindo assimao trabalhador que este no ser vitima detenses perigosas.

ConclusoO objetivo deste artigo foi trazer uma

breve explanao sobre os itens de proteocontra acidentes de eletricidade com basena norma de instalaes eltricas de baixa

tenso ABNT NBR 5410/2004. Podemosobservar com esta pequena introduo queo Brasil no possui problemas de regras,normas, regulamentos ou legislao paraestabelecer a segurana, mas sim da cul-tura enraizada do baixo investimento emsegurana, sobretudo a que diz respeitoao uso e ao trabalho com eletricidade. importante disseminar este assunto junto comunidade e parceiros para que seja umfator de mudanas futuras.

MA



conectividade

saiba maisProfibus

Mecatrnica Atual 44

Protetor de Transientes em redesProfibusMecatrnica Atual 45

Algumas dicas de solues paraproblemas no Profibus-DPMecatrnica Atual 52

Entendendo as Reflexes em SinaisProfibusMecatrnica Atual 50

PROFIBUS-DP/PA ProfiSafe,Profile for Failsafe Technology.

O

Investimentos em equipamentos de processo tm nor-

malmente grandes ciclos de vida em relao a quaisquer

outros bens industriais. Fieldbus em reas de risco exige

uma ateno especial com relao proteo contra

exploses. Restries de energia limitam a quantidade

de equipamentos que a rede pode utilizar, dificultando

o projeto de algumas instalaes. Este artigo mostra as

caractersticas do protocolo de rede Profibus e como o

padro FISCO, troncos de alimentao (power trunks),

barreiras e Reconhecimento de Arco Dinmico e de

Terminao (DART) podem auxiliar em projetos de

instalao

Caractersticasdo Protocolo

PROFIBUS esua utilizao em

reas classificadas

Luis Antonio Tonielo Ferracini

PROFIBUS um padro de rede de campoaberto e independente de fornecedores, ondea interface entre eles permite uma ampla

aplicao em processos e manufatura [1].Esse padro garantido segundo as normasEN 50170 e EN 50254. Estabelecido coma IEC 61158, ao lado de mais sete outrosfieldbuses. A IEC 61158 est dividida emsete partes, nomeadas 61158-1 a 61158-6,nas quais esto as especificaes segundo omodelo OSI. Nessa verso houve a expansoque incluiu o DPV-2, protocolo cujo desen-volvimento procurou e procura a reduo decustos, flexibilidade, confiana, orientaoao futuro, atendimento s mais diversas

aplicaes, interoperabilidade e mltiplosfornecedores.Hoje, estima-se em mais de 20 milhes de

ns instalados com tecnologia PROFIBUS emais de 1000 plantas com tecnologia PRO-FIBUS PA. So 24 organizaes regionais(RPAs) e 33 Centros de Competncia emPROFIBUS (PCCs), localizados estrate-gicamente em diversos pases, de modo aoferecerem suporte aos seus usurios, inclusiveno Brasil, junto Escola de Engenharia deSo Carlos-USP, onde existe o nico PCC

da Amrica Latina.

[1] Descrio Tcnica PROFIBUS.

[2] Material de treinamento SMARProfibus, 2003, Csar Cassiolato.

[3] Revista Controle & Instrumentao Edio n 122 2006.

[4] U. S. Patents Documents PatentNumber 51388543, AT&T BellLaboratories, Murray Hill, NJ.

[5] ARC WHITE PAPER - By ARC AdvisoryGroup - FEBRUARY 2011 - DART Ushers

in the Next Generation of Intrinsic Safety

IEC 61508 Functional safety of

electrical/electronic/programmableelectronic safety-related systems.



conectividade

F1. Comunicao Industrial Profibus.

F2. Comunicao Mestre-Escravo.

Em termos de desenvolvimento, valea pena lembrar que a tecnologia estvel,porm no esttica. As empresas-membrosdo PROFIBUS internationalesto semprereunidas nos chamados Work Groups, atentass novas demandas de mercado e garantindonovos benefcios com o advento de novas

caractersticas. A capacidade de comunicaoentre dispositivos e o uso de mecanismospadronizados, abertos e transparentes socomponentes indispensveis no conceito deautomao de hoje. A comunicao expande--se rapidamente no sentido horizontal, nosnveis inferiores (field level), assim como nosentido vertical integrando todos os nveishierrquicos de um sistema. De acordo comas caractersticas da aplicao e do custo m-ximo a ser atingido, uma combinao gradualde diferentes sistemas de comunicao, tais

como: Ethernet, PROFIBUS, AS-Interfacee Devicenet, oferece as condies ideais deredes abertas em processos industriais.

Outra caracterstica importante que osdados so transmitidos ciclicamente, de umamaneira extremamente eficiente e rpida.

No nvel de campo, a periferia distri-buda com: mdulos de E/S, transdutores,acionamentos (drives), vlvulas e painis deoperao trabalham em sistemas de automa-o, via um eficiente sistema de comunicaoem tempo real, o PROFIBUS DP ou PA,

conforme exemplificado na figura 1. Atransmisso de dados do processo efetuadaciclicamente, enquanto alarmes, parmetrose diagnsticos so transmitidos somentequando necessrio, de maneira acclica.

No nvel de clula, os controladoresprogramveis como os CLPs e os PCs,comunicam-se entre si, requerendo, dessamaneira, que grandes pacotes de dadossejam transferidos em inmeras e poderosasfunes de comunicao. Alm disso, aintegrao eficiente aos sistemas de comu-

nicao corporativos existentes, tais como:Intranet, Internet e Ethernet, so requisitosabsolutamente obrigatrios. Essa necessidade suprida pelos protocolos PROFIBUS FMSe PROFINet.

A conexo dos transmissores, conversorese posicionadores em uma rede PROFIBUSDP feita por um coupler DP/PA. O partranado a dois fios utilizado na alimen-tao e na comunicao de dados para cadaequipamento, facilitando a instalao eresultando em baixo custo de hardware e

menor tempo para iniciao.

O protocolo baseado no modelo de

comunicao de redes OSI (Open SystemInterconnection). Somente os nveis 1 e 2, eainda o nvel 7 no FMS, so implementadospor razes de eficincia.

A arquitetura e a filosofia do protocoloPROFIBUS asseguram a cada estao envol-vida nas trocas de dados cclicos, um temposuficiente para a execuo de sua tarefa decomunicao dentro de um intervalo detempo configurvel. Para isso, utiliza-sedo procedimento de passagem de token,usado por estaes-mestres do barramento

ao comunicar-se entre si, e do procedimento

mestre-escravo para a comunicao com as

estaes escravas, conforme ilustra afigura2. O procedimento mestre-escravo possibilitaao mestre que esteja ativo (o que possui otoken) acessar os seus escravos (atravsdos servios de leitura e escrita).

A mensagem de token (um frame es-pecial para a passagem de direito de acessode um mestre para outro) deve circular,sendo uma vez para cada mestre dentro deum tempo mximo de rotao definido. NoPROFIBUS o procedimento de passagem dotoken usado somente para comunicaes

entre os mestres, conforme exibe afigura 3.



conectividade

Tipos de dispositivosCada sistema pode conter trs tipos

diferentes de dispositivos:

Mestres (Masters)

So os elementos responsveis pelocontrole do barramento. Podem ser deduas classes:

Mestre DP Classe 1: Responsvelpelas operaes cclicas (leitura/escrita) e controle das malhas abertase fechadas do sistema de controle/automao (CLP).

Mestre DP Classe 2: Responsvelpelos acessos acclicos dos parmetros efunes dos equipamentos PA (estaode engenharia ou estao de operao:

Simatic PDM ou CommuwinII ouPactware).

EscravoUm escravo um dispositivo perifrico,

tal como: dispositivos de I/O, atuadores,IHM, vlvulas, transdutores, dispositivosque tm somente entrada, somente sadaou uma combinao de entradas e sadas.Aqui, ainda pode-se citar os escravos PA,uma vez que so vistos pelo sistema comose fossem escravos DP. A quantidade de

informao de entrada e sada depende do

tipo de dispositivo, sendo que se permite at244 bytes de entrada e 244 bytes de sada.

Acopladores (Couplers)So dispositivos utilizados para traduzir

as caractersticas fsicas entre o PROFIBUSDP e o PROFIBUS PA (H1: 31,25 kbits/s).Principais caractersticas:

So transparentes para os mestres(no possuem endereo fsico nobarramento).

Atendem aplicaes seguras (Ex) e(Non-Ex) (no decorrer do artigo,daremos maior ateno) definindoe limitando o nmero mximo deequipamentos em cada segmentoPA. O nmero mximo de equipa-

mentos em um segmento depende,entre outros fatores, da somatria dascorrentes quiescentes, de falhas dosequipamentos (FDE) e distnciasenvolvidas no cabeamento.

Podem ser alimentados at 24 Vdc,dependendo do fabricante e da reade classificao.

Podem trabalhar com as seguintestaxas de comunicao, dependendodo fabricante: P+F (93,75 kbits/se SK2: at 12 Mbits/s) e Siemens

(45,45 kbits/s).

TopologiasEm termos de topologia, pode-se ter

as seguintes distribuies: estrela (figura4), barramento (figura 5) e ponto a ponto(figura 6), alm de anel. O protocolo tam-bm permite a utilizao de equipamentosem redundncia.

Principais variantes do protocoloO PROFIBUS, em sua arquitetura, est

dividido em trs variantes principais:

Profibus DPO PROFIBUS DP a soluo de alta

velocidade (high speed) do PROFIBUS. Seudesenvolvimento foi otimizado especialmentepara atender as comunicaes entres ossistemas de automaes e equipamentosdescentralizados. Voltada para sistemas

de controle, onde se destaca o acesso aosdispositivos de I/O distribudos. Utiliza-sedo meio fsico RS 485, ou de fibra tica.Disponvel em trs verses: DP-V0 (1993),DP-V1 (1997) e DP-V2 (2002). A origemde cada verso aconteceu de acordo com oavano tecnolgico e a demanda das apli-caes exigidas ao longo do tempo.

Meio Fsico Profibus DP RS 485A transmisso RS 485 a tecnologia de

transmisso utilizada no PROFIBUS DP,

embora a fibra tica possa ser usada emcasos de longas distncias (maior do que 80km). Seguem as principais caractersticas:

Transmisso Assncrona NRZ.Baud rates de 9,6 kBit/s a 12 Mbit/s,

selecionvel.Par tranado com blindagem.32 estaes por segmento; mximo

127 estaes.Distncia dependente da taxa de

transmisso (tabela 1).12 Mbit/s = 100 m; 1,5 Mbit/s = 400

m; < 187,5 kbit/s = 1000 m.Distncia expansvel at 10 km como uso de repetidores.

Conector tipo D-sub, 9 pin.Veja atabela 1.Normalmente se aplica em reas envol-

vendo alta taxa de transmisso, instalaosimples a um custo baixo. A estrutura dobarramento permite a adio e remoo deestaes sem influncia em outras estaes,com expanses posteriores sem nenhumefeito em estaes que j esto em operao.

Uma vez configurado, o sistema utiliza

F3. Comunicao Multi-Mestre.

Caractersticas

Baud rate (kbit/s) 9,6 19,2 93,75 187,5 500 1500 2000

Comprimento / Segmento (m) 1200 1200 1200 1000 400 200 100

T1. Comprimento em funo da velocidade de Transmisso com cabo tipo A.



conectividade

apenas uma taxa de transmisso para todosos dispositivos no barramento. H necessi-dade da terminao ativa no barramento nocomeo e fim de cada segmento, conformemostra afigura 7, sendo que, para manter aintegridade do sinal de comunicao, ambosterminadores devem ser energizados.

Profibus FMSO PROFIBUS-FMS prov ao usurio

uma ampla seleo de funes, quandocomparado com as outras variantes. asoluo de padro de comunicao universalque pode ser usada para resolver tarefas com-plexas de comunicao entre CLPs e DCSs.Essa variante suporta a comunicao entresistemas de automao, assim como a trocade dados entre equipamentos inteligentes, e geralmente utilizada em nvel de controle.

Recentemente, pelo fato de ter como funoprimria a comunicao mestre-mestre(peer-to-peer), vem sendo substituda poraplicaes em Ethernet.

Profibus PAO PROFIBUS PA a soluo PROFIBUS

que atende os requisitos da automao deprocessos, onde se tem a conexo de sistemasde automao e sistemas de controle deprocesso com equipamentos de campo, taiscomo: transmissores de presso, temperatura,

conversores, posicionadores, etc.Existem vantagens potenciais da utiliza-o dessa tecnologia, onde resumidamentedestacam-se as vantagens funcionais, comopor exemplo, tratamento de status dasvariveis, sistema de segurana em caso defalha, autodiagnose, integrao com controlediscreto em alta velocidade, etc. Permiteutilizao em reas intrinsecamente seguras.O PROFIBUS PA permite a manutenoa quente.

Foi desenvolvido em cooperao com os

usurios da Indstria de Controle e Proces-so (NAMUR), satisfazendo as exignciasespeciais dessa rea de aplicao:

Interoperabilidade entre equipamentosde diferentes fabricantes;

Adio e remoo de estaes debarramentos mesmo em reas intrin-secamente seguras, sem influnciapara outras estaes;

Uma comunicao transparenteatravs dos acopladores do segmentoentre o barramento de automao

do processo PROFIBUS PA e o

F4. Topologia em Estrela.

F5. Topologia em Barramento.

F6. Topologia Ponto a ponto.



conectividade

barramento de automao industrialPROFIBUS-DP;

Alimentao e transmisso de dadossobre o mesmo par de fios, baseadasna tecnologia IEC 61158-2;

Uso em reas potencialmente explosi-

vas intrinsecamente segura ou semsegurana intrnseca.O PROFIBUS PA se baseia no padro

IEC61158, que a Camada Fsica comtransmisso sncrona, codificao Man-chester em 31,25 Kbits/s (modo tenso),tambm conhecida como H1. Permite umaintegrao uniforme e completa entre todosos nveis da automao e as plantas das reasde controle de processo. As opes e os li-mites de trabalho em reas potencialmenteexplosivas foram definidos segundo o modelo

FISCO (Fieldbus Intrinsically Safe Concept).

Atabela 2 mostra algumas caractersticasdo IEC 61158-2.

Instalaes em reasclassificadas

O que uma rea classificada?Segundo [3], uma rea classificada um

local ou ambiente sujeito probabilidade daformao (ou existncia) de uma atmosfera

F8. Circuito Barreira Zener

explosiva caracterizada pela presena normal(ou eventual) de:

Gases ou vapores inflamveis;Poeira ou fibras inflamveis.

Como reas classificadas devem ser

tratadas?Instalando equipamentos eltricos apro-priados, conhecidos como prova deexploso (Exd), segurana aumentada(Exe), segurana intrnseca (Exia/b),pressurizados (Exp), etc.

Segurana intrnseca/barreirade segurana intrnseca

Os instrumentos com proteo baseadaem segurana intrnseca tm o excesso deenergia eltrica na forma de tenso e corrente,

limitado atravs da insero de dispositivoslimitadores de energia, conhecidos comobarreiras de segurana intrnseca, nos seuscircuitos. Pode-se dizer que um circuitointrinsecamente seguro possui trs com-ponentes bsicos: o dispositivo de campo aser instalado na rea de risco, a barreira desegurana intrnseca e a fiao de campoenvolvida. Essa limitao de energia ne-cessria de modo que no sejam produzidassuperfcies aquecidas e centelhas eltricas, e

caso ocorra, no haver energia suficiente paraignio de mistura inflamvel. Para mantera segurana de fundamental importnciaque esses nveis de tenso e corrente nosejam excedidos em condies normais, ouat mesmo de falha. Para proteger o sistemade segurana intrnseca numa rea de risco,

um dispositivo limitador de energia deveser instalado.Este dispositivo conhecido como barreira

ou sistema de segurana intrnseca associado.Sob condies normais, o dispositivo passivoe permite ao sistema de segurana funcionarnormalmente. Sob condies de falta, eleprotege o circuito de campo, prevenindo queo excesso de corrente e tenso atinja a reade risco. Existem alguns tipos de barreirade segurana intrnseca, vide figuras 8 e 9.

Barreira ZenerPode-se observar que existem trs com-ponentes na barreira que limitam corrente etenso: um resistor, pelo menos dois diodoszener (se um queimar, o outro atua) e umfusvel. O resistor limita a corrente ao valorespecfico conhecido como corrente decurto-circuito. Os diodos zener limitam atenso ao valor referenciado como tensode circuito aberto. O fusvel abre quando odiodo conduz, abrindo o circuito e evitandoa queima do diodo, bem como a transferncia

de qualquer excesso de tenso rea de risco.

Barreira Isolao GalvnicaOutro tipo de barreira de isolao

construdo com transformadores para aisolao eltrica entre os meios seguro eno seguro. Este tipo de construo fazcom que no haja necessidade da conexocom o terra, reduzindo custos de instalaoe manuteno. Permitem a converso dossinais em corrente e tenso. No necessita

Caractersticas Meio fsico de acordo com a IEC61158-2, varia NTE H1

Taxa de comunicao 31,25 kbits/s

Cabo Par tranado com blindagem

Topologia Barramento, rvore/estrada, ponto a ponto

Alimentao Via barramento ou externa 9 - 32Vdc em rea Non Ex

Segurana Intrnseca Possvel (FISCO)

Nmero de equ ipamentos Mximo: 32 (non-Ex) por canal

Explosion Group IIC: 9

Explosion Group IIB: 23

Cabeamento Mximo 1900 m, expansvel a 10 km com 4 repe tidores

Mximo comprimento de spur 120 m/spur

Sina l de comunicao Codif icao Manchester, com modulao corrente

T2. Caractersticas de transmisso da tecnologia IEC61158-2.

F7. Cabeamento e terminao para transmisso RS 485 no Profibus.



conectividade

de invlucros especiais, cabos armados ouconexes especiais. Permanece segura mesmona presena de falha. [4]

FISCOCom a demanda por uma quantidade

maior de equipamentos em um barramen-

to fieldbus intrisecamente seguro, o PTB(Physikalisch Technische Bundesanstalt,Instituto Alemo de Cincia e Tecnologia)executou testes rigorosos e chegou a ummodelo que atende s altas demandas deconsumo, o FISCO (Fieldbus IntrinsicallySafe Concept).

Este conceito est de acordo com ospadres internacionais de segurana intrn-seca (EN50020 e IEC 60791-11, Classe I,Diviso 1, de acordo com os padres ame-ricanos), onde deve existir uma nica fonte

de alimentao ativa por sistema e todosos ns so passivos e possuem indutnciae capacitncia internas desprezveis (Li=10mH, Ci=5 nF). Alm disso, em termos decabeamento, vrios tipos so permitidos sendoque se tem comprimento mximo de 1000m, com terminao nas duas extremidades e,equipamentos de campo, assim como fontede alimentao, devem estar de acordo como FISCO. Acompanhe no box 1.

DART (Dinamic Arc

Recognition and Termination)Tecnologia revolucionria desenvolvidapela Pepperl-Fuchs, introduzida em 2010, considerada um marco em relao a equi-pamentos destinados a utilizao em reasseguras. Tecnologia que elimina o problemade limite de potncia a ser utilizado porequipamentos instalados em reas de se-gurana intrnseca atravs da utilizao deuma nova abordagem. O conceito permitea utilizao de uma quantidade maior deenergia em reas seguras, enquanto man-

tm as limitaes de segurana atravs deuma desconexo rpida do circuito. Veja asfiguras 10 e 11.

A tecnologia consiste em monitorar osresultados das mudanas da corrente di/dte rapidamente desligar o circuito, conformeobservado em [5]. Dentro de apenas algunsmicrossegundos, a energia do sistema eltrico reduzida para um nvel seguro, eliminandoum pico de energia necessria para acenderos gases perigosos. Essa mudana no di/dt, felizmente muito caracterstica, isto

faz com que ela seja facilmente detectada.

F9. Modelo de circuito eltrico da barreira por isolao galvnica.

F10. Ilustrao mostrando incio do distrbio em um sistema sem uso do DART.

F11. DART monitora a corrente de curto (di/dt) e desliga o circuito na fase crtica do distrbio.



conectividade

Requisitos do FISCO

O modelo FISCO tem as seguintes restries:a) Cada segmento deve possuir um nico

elemento ativo (fonte de alimentao) nobarramento de campo,localizado na rea

no classificada;b) Os demais equipamentos na rea classifi-cada so passivos (escravos);

c) Cada equipamento de campo deve terum consumo quiescente mnimo de 10mA;

d) Em reas Ex ia e Ex ib, o comprimentomximo do barramento deve ser 1000 m;

e) Derivaes individuais devem ser limita-das a 30 m;

f) Deve-se utilizar 2 terminadores ativos nobarramento principal, um no incio e umno fim do barramento;

g) Deve-se utilizar transmissores e barrei-ras/fontes aprovadas pelo FISCO;

h) Os cabos (sem restries para cabea-mento at 1000 m) devem possuir os

seguintes parmetros.:- R:15 a 150 /km;- L: 0,4 a 1 mH/km;- C: 80 a 200 nF/km.;- Cabo tipo A: 0,8 mm2 (AWG18);

i) Note que no se requer o clculo de Ce L para o segmento.

j) As terminaes devem possuir osseguintes parmetros:- R = 90 a 100 ;- C = 0 a 2,2 F.

k) A fonte de alimentao deve ter osseguintes requisitos:

- Sada com caracterstica trapezoidalou retangular;

- V0= 14...24 V(Valor mximo, segu-

rana intrnseca);

- Para Grupo A,B/ IIC I0 at 215 mApara V0

= 15 V.- Sem especificao de Lo e Co no

certificado e na etiqueta.O conceito FISCO foi otimizado paraque seja permitido um nmero maior deequipamentos de campo, de acordo com ocomprimento do barramento, levando-seem conta a variao das caractersticas docabo (R, L, C), terminadores, atendendocategorias e grupos de gases com umasimples avaliao da instalao envolvendosegurana intrnseca.



conectividade

MA

F12. Consideraes de risco de acordo com a IEC 61508 (fonte: HPTC POCKET GUIDE da Pepperl+Fuchs).

Luis Antonio Tonielo Ferracini trabalhano Departamento de Desenvolvimentoda Smar Equipamentos Industriais comDesenvolvimento em Hardware.e-mail: [email protected]

HPTC (high powertrunk concept)

The High Power Trunk Concept (HPTC)

limita a energia no tronco em 500 mA.Este conceito incrementa a quantidade deenergia disponvel para os instrumentosde campo, facilitando um projeto de ins-talao consistente, independentemente daclassificao da rea. Ao limitar a energiano campo ao invs da sala de controle, aenergia distribuda de forma mais eficientepara os instrumentos onde esta se faz neces-sria. Como consequncia, os dispositivosprotetores de segmento so similarmenteinstalados em reas de aplicaes comuns

como em reas perigosas.

Podemos acrescentar planta com autilizao do HPTC, a reduo da energiadistribuda nos cabos alm dos custos da

instalao. Outro benefcio do conceitoHPTC, permite ao usurio padronizar umsistema de condicionamento de energia commdulos opcionais redundantes para todas asreas da planta. Fornecimento de 30 V/500mA permite ao usurio atingir comprimentosmximos dos cabos e dispositivos sem o usode repetidores. Observe afigura 12.

ConclusesIndependentemente dos rgos certi-

ficadores de equipamentos e normas para

reas classificadas, a tecnologia para este

tipo de aplicao continua em franca evo-luo. Conforme observado com o DART,os novos avanos tm como objetivo trazer

as mesmas caractersticas de instalao emanuteno proporcio nadas pelas redesinstaladas em reas no classificadas paraas reas perigosas. Estas evolues tentamexpandir os limites de potncia e equipa-mentos, porm mantendo os limites desegurana exigidos pelas normas para asreas classificadas.
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]



automao

saiba maisProfibus - Instalao avanada. Parte 2Mecatrnica atual 59

PROFIBUSMecatrnica Atual 44

PROFIBUS-DP/PA ProfiSafe,Profile for Failsafe Technology.

IEC 61508 Functional safety ofelectrical/electronic/programmableelectronic safety-related systems.

Artigos tcnicos Csar Cassiolato

www.smar.com/brasil2/artigostecnicos/

A

A demanda por mais e mais recursos na automao e

controle de processos com o advento da tecnologia digital

e com o boom do Fieldbus, favorecem o desenvolvimento

da tecnologia dedicada ao diagnstico e tratamento defalhas seguras, principalmente voltada proteo de

pessoas, equipamentos/mquinas e ambiente, ou seja,

a busca pelo sistema seguro.

Um sistema seguro requer, em outras palavras, que os

dados e informaes possam ser validados em relao

aos seus valores e ao domnio do tempo, o que deve

ser aplicvel no sistema como um todo. Isto implica em

garantir que um dado recebido foi enviado corretamente

e que quem o enviou tambm o correto transmissor, e

alm disso, a informao que se esperava neste instan-

te; a informao que foi recebida est sequencialmente

correta, etc.

PROFIsafe

O perfil de seguranaPROFIBUS

Csar Cassiolato

tualmente, o exemplo mais tpico de padrode segurana internacional e que envolve amaior parte dos desenvolvedores e imple-

mentadores de sistemas com segurana ochamado IEC 61508. Este padro mostra asatividades envolvidas em todo ciclo de vidade sistemas eletrnicos programveis emrelao segurana. Portanto, trata tanto derequisitos de hardware quanto de software.

O perigo de acidentes em processos indus-triais vasto e a probabilidade de acontecerum acidente depende das probabilidades defalhas do sistema. A implicao de falhasdepende do tipo e requisitos de seguranada aplicao. Veja afigura 1.

O perfil de aplicao PROFIBUS,PROFIsafe - Perfil para Tecnologia Segu-ra - descreve mecanismos de comunicaosegura entre perifricos sujeitos a falha segura(Fail-Safe) e controladores seguros. basea-do nos requisitos dos padres e diretivaspara aplicaes com segurana orientada,como a IEC 61508 e EN954-1, bem comona experincia dos fabricantes de equipa-mentos com Fail-Safe e na comunidade defabricantes de CLPs.

Veremos a seguir, de forma resumida,

seus principais conceitos.



automao

F1. Consideraes de risco de acordo com a IEC 61508.

F2. Sistema tpico onde se tem a comunicao padro e segura, compartilhando o mesmobarramento e protocolo.

PROFIsafeEste perfil suporta aplicaes seguras

em uma extensa rea de aplicaes emcampo que, ao invs de utilizar barramentosespeciais para as funes de segurana, per-mite a implementao da automao seguraatravs de uma soluo aberta e no padro

PROFIBUS, garantindo os custos efetivosde cablagem, consistncia do sistema emrelao parametrizao e funes remotasde diagnsticos. Garante a segurana emsistemas de controle descentralizados atravsda comunicao Fail-Safe e dos mecanismosde segurana dos dispositivos e equipamentos.

Veja, a seguir, alguns exemplos de reasde aplicao deste perfil de segurana;

Indstria de Manufatura;Proteo rpida de pessoas, mquinas

e ambiente;

Funes de paradas de emergncia;Barreiras de luz;Controle de entrada;Scanners;Driverscom segurana integrada;Controle de processos em geral;reas qumica e petroqumica;Transporte pblico;etc.A tecnologia aberta PROFIBUS atende

a uma srie de requisitos das aplicaesem termos de segurana de acordo com o

PROFIsafe:Independncia entre comunicao

relevantemente segura e a comuni-cao segura.

Aplicvel a nveis SIL3(IEC61508),AK6 (DIN V 19250) e categoria decontrole 4(KAT4) (EN 954-1).

A redundncia usada somente paraaumentar a confiabilidade.

Qualquer master ou link DP podeser usado;

Na implementao, masters DP,

ASICs, links e couplers no devemsofrer modificaes, desde que as fun-es de segurana so implementadasacima da camada OSI layer 7 (isto ,nenhuma mudana ou acomodaesno protocolo DP).

A implementao das funes detransmisso segura deve ser restrita comunicao e ao equipamentoe no deve restringir o nmero deequipamentos.

sempre uma relao de comunicao

1:1 entre os dispositivos F

Os tempos de transmisses devemser monitorados.

Observe afigura 2.Na prtica, aplicaes seguras e padroni-

zadas estaro compartilhando os sistemas decomunicao Profibus DP simultaneamente.As funes de transmisses seguras incluemtodas as medidas que podem estar deter-ministicamente descobertas pelas possveisfalhas perigosas que podem ser infiltradasno sistema de transmisso padro, com a

inteno de minimizar seus efeitos. Isto inclui

as funes de mau funcionamento rand-mico, por exemplo, efeitos de EMI, falhassistemticas de hardware ou software, etc.

Por exemplo, possvel que duranteuma comunicao se perca parte doframe,ou que parte do mesmo aparea repetida,ou ainda que aparea em ordem errada oumesmo em atraso.

No PROFIsafe algumas medidas preven-tivas so tomadas, com o intuito de cercar aspossveis causas de falhas, e quando as mesmas

ocorrerem, que aconteam com segurana:



automao

Numerao consecutiva de todas as

mensagens seguras: aqui pretende-seminimizar a perda de comunicao,insero de bytesno frame e sequnciaincorreta.

Sistema de watchdogtimerpara asmensagens e seus reconhecimentos:controlando os atrasos.

Uma senha (password) entre emissore receptor: evitando linkingentre asmensagens padro e segura.

Proteo adicional do telegrama coma incluso de 2 a 4 bytes de CRC:

evitando a corrupo dos dados de

F3. A arquitetura do PROFIsafe.

F4. Modelo para dados seguros.

usurio e linking entre as mensagens

padro e segura.Estas medidas devem ser analisadas etomadas em uma unidade de dado Fail-Safe.Veja a seguir o modelo de mensagem F.

A Soluo PROFIsafeO PROFIsafe uma soluo em sof-

tware com canal nico, que implementadacomo uma camada adicional acima do layer7nos dispositivos. Um layer seguro definemtodos para aumentar a probabilidadede se detectar erros que possam ocorrer

entre dois equipamentos/dispositivos

se comunicando em fieldbus. A grandevantagem que pode ser implementadasem mudanas, provendo proteo aosusurios de seus investimentos.

Vale-se dos mecanismos da comuni-cao cclica nos meio fsicos 485 ou H1(31.25kbits/s). A comunicao acclica

utilizada para nveis irrelevantes de seguranade dados. Garante tempos muito curtos derespostas, ideal em manufaturas e operaointrnseca segura, de acordo com as exignciasda rea de controle de processos. Afigura 3mostra a arquitetura do PROFIsafe.

Afigura 4 exibe o modelo da estruturade mensagem na transmisso. O perfil se-guro (F-Profile) embutido no protocolo detransmisso DP (layer 7) e na codificao(layer 2).

O PROFIsafe utiliza o mecanismo de

deteco de erros para manter os nveisdesejveis de segurana. responsabilidadedeste perfil detectar erros de comunicaocomo frames duplicados, perda de frames,sequncias incorretas de frames, framescorrompidos, atrasos nos frames e enderea-mento errados de frames. O perfil PROFIsafeutiliza a redundncia da informao paravalidar a comunicao entre dois dispositi-vos. A informao de segurana relevante transmitida em conjunto com os dados deprocessos, isto , estes dados so embutidos

no frame bsico do Profibus DP. Um