Interferência Eletromagnética e Instalações PROFIBUS
Automação baseada em componentes para indústria de alimentos e bebidas
NI LabView como SCADA e HMI
Coester: PROFIBUS é padrão em vários mercados.
PROFIBUS – RS485-IS
Cuidados e Recomendações em Instalações PROFIBUS, aterramento e shield no barramento PROFIBUS DP
Cuidados e recomendações com o aterramento do shield no barramento PROFIBUS PA
Sinal diferencial RS485 – PROFIBUS DP
Cardenge Automação implanta o primeiro mestre gateway PROFIBUS PA para Ethernet IP stand-alone na Lafarge de Montes Claros
Associação PROFIBUS participa de evento de automação em Campinas
Novos Associados
Treinamentos de maio
Seminário On Site
Workshop Profinet
ProfiHub é testado e aprovado
Digimed com PROFIBUS PA no projeto Onça-Puma da Vale
PROFINET – Economize Energia com PROFIenergy nos intervalos de produção
Monitor de válvulas AS-i Inteligente Sense

 

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EXPEDIENTE

PROFINEWS BRASIL
Edição nº 23 - Julho 2010

PROFINEWS BRASIL é uma publicação eletrônica bimestral da ASSOCIAÇÃO PROFIBUS, distribuída a seus associados, fornecedores e usuários das tecnologias PROFIBUS e AS-i.

 

DIRETORIA EXECUTIVA

César Cassiolato (SMAR)
Diretor Presidente

Robert Gries (Siemens)
Diretor Vice-presidente

Marco Padovan (Sense)
Diretor Vice-presidente

Adriano Oliveira (SMAR)
Diretor de Comunicação e Informática

Erik Maran (WESTCON)
Diretor de Instação de Redes

Leandro Torres (SMAR)
Diretor PROFIBUS PA

Gerson Murari (ALTUS)
Diretor PROFIBUS DP

Paulo Lattaro (ATMA)
Diretor de Marketing

Fernando CapelarI (SCHNEIDER)
Diretor de Controladores

Cavour Marinelli Neto (IFM)
Diretor ASinterface

Daniel Coppini (SIEMENS)
Diretor Profinet

Silas Anchieta
Diretor Executivo

 

CONSELHO FISCAL

Eduardo Mello
(Phoenix Contact)

Paulo Bachir
(Wika)

Luciano de Oliveira (Schneider/Atos)

 

JORNALISTA RESPONSÁVEL

Sílvia Bruin Pereira
(MTb 11.0065 / MS 5936)

Os artigos assinados são de exclusiva responsabilidade de seus autores. É vedada a reprodução total ou parcial dos textos e ilustrações desde newsletter, sob pena de sanções legais. São tomados todos os cuidados razoáveis na preparação do conteúdo das matérias e, caso haja enganos em textos ou desenhos, será publicada errata na primeira oportunidade.

 


Associação PROFIBUS
Caixa Postal 11.063-9 - CEP 05422-970
São Paulo, SP. Telefone/Fax: (11) 2849-3202
e-mail: profibus@profibus.org.br
site: www.profibus.org.br.

 

PROFITIP

 

César Cassiolato
Diretor de Marketing, Qualidade e Assistência Técnica - SMAR Equipamentos Industriais Ltda.

 

 

CUIDADOS E RECOMENDAÇÕES COM O ATERRAMENTO DO SHIELD NO BARRAMENTO PROFIBUS PA

Ao considerar a questão de shield e aterramento em barramentos de campo, deve-se levar em conta:

  • A compatibilidade eletromagnética (EMC).
  • Proteção contra explosão.
  • Proteção de pessoas.

De acordo com a IEC61158-2, aterrar significa estar permanentemente conectado ao terra através de uma impedância suficientemente baixa e com capacidade de condução suficiente para prevenir qualquer tensão que possa resultar em danos de equipamentos ou pessoas. Linhas de tensão com 0 Volts devem ser conectadas ao terra e serem galvanicamente isoladas do barramento fieldbus. O propósito de se aterrar o shield é evitar ruídos de alta freqüência.

Preferencialmente, o shield deve ser aterrado em dois pontos, no início e final de barramento, desde que não haja diferença de potencial entre estes pontos, permitindo a existência e caminhos a corrente de loop. Na prática, quando esta diferença existe, recomenda-se aterrar shield somente em um ponto, ou seja, na fonte de alimentação ou na barreira de segurança intrínseca. Deve-se assegurar a continuidade da blindagem do cabo em mais do que 90% do comprimento total do cabo.

O shield deve cobrir completamente os circuitos elétricos através dos conectores, acopladores, splices e caixas de distribuição e junção.

Nunca se deve utilizar o shield como condutor de sinal. É preciso verificar a continuidade do shield até o último equipamento PA do segmento, analisando a conexão e acabamento, pois este não deve ser aterrado nas carcaças dos equipamentos.

Em áreas classificadas, se uma equalização de potencial entre a área segura e área perigosa não for possível, o shield deve ser conectado diretamente ao terra (Equipotencial Bonding System) somente no lado da área perigosa. Na área segura, o shield deve ser conectado através de um acoplamento capacitivo (capacitor preferencialmente cerâmico (dielétrico sólido), C<= 10nF, tensão de isolação >= 1.5kV).




Figura 1 – Combinação Ideal de Shield e Aterramento.

 



Figura 2 – Aterramento Capacitivo.

A IEC61158-2 recomenda que se tenha a isolação completa. Este método é usado principalmente nos Estados Unidos e na Inglaterra. Neste caso, o shield é isolado de todos os terras, a não ser o ponto de terra do negativo da fonte ou da barreira de segurança intrínseca do lado seguro.O shield tem continuidade desde a saída do coupler DP/PA, passa pelas caixas de junções e distribuições e chega até os equipamentos. As carcaças dos equipamentos são aterradas individualmente do lado não seguro. Este método tem a desvantagem de não proteger os sinais totalmente dos sinais de alta freqüência e, dependendo da topologia e comprimento dos cabos, pode gerar em alguns casos a intermitência de comunicação. Recomenda-se nestes casos o uso de canaletas metálicas.

Uma outra forma complementar à primeira, seria ainda aterrar as caixas de junções e as carcaças dos equipamentos em uma linha de equipotencial de terra, do lado não seguro. Os terras do lado não seguro com o lado seguro são separados.

A condição de aterramento múltiplo também é comum, onde se tem uma proteção mais efetiva às condições de alta freqüência e ruídos eletromagnéticos. Este método é preferencialmente adotado na Alemanha e em alguns países da Europa. Neste método, o shield é aterrado no ponto de terra do negativo da fonte ou da barreira de segurança intrínseca do lado seguro e além disso, no terra das caixas de junções e nas carcaças dos equipamentos, sendo estas também aterradas pontualmente, no lado não seguro. Uma outra condição seria complementar a esta, porém os terras seriam aterrados em conjunto em uma linha equipotencial de terra, unindo o lado não seguro ao lado seguro.

Para mais detalhes, sempre consultar as normas de segurança do local. Recomenda-se utilizar a IEC60079-14 como referência em aplicações em áreas classificadas.

Figura 3 – Várias Formas de Aterramento e Shield.

Em síntese:

Pode-se adotar, as seguintes formas de aterramento do shield:

• Aterramento do shield somente em uma extremidade, do lado do coupler, no negativo da fonte que alimenta o coupler e que é aterrado no painel. 
• Aterramento capacitivo de um lado do shield (do lado do coupler, no negativo da fonte que alimenta o coupler e que é aterrado no painel) e no outro lado conexão do shield ao terra:
         - Cerâmico, < 10 nF, isolação > 1500V
• Aterramento do shield nas duas extremidades (somente nos casos onde a diferença em tensão, entre ambos os extremos for no máximo, de 1 V (rms) para que os efeitos dos loops de terra sejam minimizados)

Quando se tem o aterramentos em dois pontos a resistência do aterramento deve ser a mais baixa possível em ambos os extremos para minimizar os loops de terra, principalmente em baixas freqüências.

Em baixas freqüências, de níveis de CC até 1 MHz, a blindagem do cabo pode ser aterrada em uma única extremidade do cabo e oferecer uma boa resposta quanto aos efeitos da interferência eletromagnética. Em freqüências mais altas, recomenda-se aterrar a blindagem do cabo em ambas as extremidades do cabo.Nesses casos, é muito importante que as diferenças de potencial de terra em ambos os pontos de conexão ao aterramento sejam as mínimas possíveis. A diferença em tensão, entre ambos os extremos deve ser, no máximo, de 1 V (rms) para que os efeitos dos loops de terra sejam minimizados. É também importante considerar que em altas freqüências há a capacitância parasita de acoplamento que tende a completar o loop quando a blindagem está aterrada em um único extremo do cabo.

Este artigo não substitui o padrão IEC 61158 e nem os perfis e guias técnicos do PROFIBUS. Em caso de discrepância ou dúvida, o padrão IEC 61158, perfis, guias técnicos e manuais de fabricantes prevalecem.

 

Referências:

  1. Manuais Smar PROFIBUS
  2. www.smar.com.br
  3. Material de Treinamento e artigos técnicos PROFIBUS - César Cassiolato Especificações técnicas PROFIBUS.



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