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Aumente a disponibilidade e segurança operacional de sua rede PROFIBUS-PA ou FOUNDATION™ fieldbus

VBP10 
PROTETOR DE BARRAMENTO AVANÇADO
PROFIBUS-PA / FOUNDATION™ fieldbus
 
 
 
Introdução 
A necessidade de automação na indústria e nos mais diversos segmentos está associada, entre diversos aspectos, às possibilidades de aumentar a velocidade de processamento das informações, uma vez que as operações estão cada vez mais complexas e variáveis, necessitando de um grande número de controles e mecanismos de regulação para permitir decisões mais ágeis e, portanto, aumentar os níveis de produtividade e eficiência do processo produtivo dentro das premissas da excelência operacional.
 
A automação permite economias de energia, força de trabalho e matérias-primas, um melhor controle de qualidade do produto, maior utilização da planta, aumenta a produtividade e a segurança operacional. Em essência, a automação nas indústrias permite elevar os níveis de continuidade e de controle global do processo com maior eficiência, aproximar ao máximo a produção real à capacidade nominal da planta, ao reduzir ao mínimo possível as horas paradas, de manutenção corretiva e a falta de matéria-prima.
 
Além disso, com o advento dos sistemas de automação baseados em redes de campo e tecnologia digital, vários benefícios são possíveis em termos de manutenção e aumento da disponibilidade e da segurança operacional.
 
Porém, é sabido que muitos profissionais vêm se deparando com várias aplicações em fieldbus (redes PROFIBUS-PA e FOUNDATION™ fieldbus) e, consequentemente, enfrentando algumas situações com as instalações e que não eram encontradas com a tecnologia convencional 4-20mA. Sem dúvida, há vários benefícios com o uso da tecnologia fieldbus, mas é importante ressaltar que esta exige infraestrutura e instalações adequadas para o seu sucesso.
 
Neste artigo, serão comentados proteção do barramento e segmentos fieldbus, PROFIBUS-PA e FOUNDATION™ fieldbus.
 
 
O cenário da proteção do segmento
Para as duas tecnologias de barramento de campo, PROFIBUS-PA e FOUNDATION™ fieldbus, os meios físicos são definidos de acordo com a IEC 61158-2:
Figura 1 – Meio físico e sinal de comunicação IEC61158-2
 
 
Temos um par de fios com alimentação para os equipamentos de campo mais sinal de comunicação sobreposto a esta alimentação. Como todos os equipamentos são ligados em paralelo, um curto-circuito desligará todo o segmento.
 
Situações de curto-circuito em barramentos de campo durante a manutenção, manobras em campo, vibrações, corrosões, baixa isolação etc. são comuns e, para isso, é recomendado o uso de protetores de segmento, que será visto a seguir.
 
 
Protetores convencionais com limitador de corrente
Estes dispositivos de proteção trabalham com a técnica de limitação de corrente, em que um curto-circuito na derivação (spur) limita a corrente de curto entre 40 e 60mA, dependendo do fabricante do protetor. Independentemente da falha, esta corrente permanecerá e ainda, dependendo de como está o consumo no segmento fieldbus, poderá “derrubar” o segmento como um todo, caso a corrente total ultrapasse o limite de corrente do acoplador do segmento. 
 
E ainda, caso, haja um curto em mais de um spur, a corrente ultrapassaria a corrente fornecida e “derrubaria”, isto é, desligaria o segmento.
 
 
Corrente de inrush
Quando o equipamento PROFIBUS-PA ou FOUNDATION™ fieldbus é energizado, uma corrente flui e excede o valor atual do estado estacionário. Esta corrente é a corrente de inrush.
 
É comum em algumas situações que, ao partir um segmento, a somatória das correntes de inrush de todos os equipamentos do segmento exceda a corrente total fornecida ao segmento, “derrubando-o”.
 
O uso de protetores de segmentos com bornes de baixa qualidade em ambientes com vibrações, por exemplo, faz com que alguns equipamentos (devido ao mau contato nos bornes destes protetores ou caixas de derivações) desliguem e liguem (repiques de contato), repetitivamente. 
 
Dependendo da qualidade da proteção deste barramento, a corrente de insrush poderá ultrapassar a corrente fornecida ao segmento e "derrubar" o barramento ou afetar drasticamente a comunicação.
 
Figura 2 – Desconexão por repique de contato
 
 
 
VBP10 – Protetor de barramento/segmento com técnica “Fold-back”
O VBP10, protetor de barramento da Vivace, foi desenvolvido utilizando a técnica conhecida como “Fold-back”.
 
Fold-back é uma técnica para limitar corrente (um tipo de proteção contra sobrecarga) utilizada em fontes de alimentação e amplificadores de potência. Quando a carga tenta extrair corrente da alimentação, o fold-back reduz a tensão e a corrente de saída para bem abaixo dos limites operacionais normais. 
 
O VBP10, em qualquer situação que o spur consuma mais do que 48mA, desliga-o automaticamente, até que a situação entre na normalidade. 
 
Para isso, consome menos que 2mA, o que é uma vantagem em relação aos protetores convencionais de mercado que mantêm uma corrente de falha permanente, sobrecarregando o segmento em caso de múltiplos curtos nos spurs. 
 

Figura 3 – Protetor convencional com limitador de corrente x VBP10-Técnica Fold-back
 
 
O VBP10 garante que um curto-circuito gerado nos seus spurs não se propague para outros spurs ou para o tronco principal. Na condição de curto, entre os sinais + e – ou + e shield do spur, abre o spur, evitando o curto-circuito.
 
Para cada spur existe um LED de indicação, ativado na condição de curto-circuito. De tempo em tempo, o VBP10 verifica se existe corrente no spur e, caso haja, ele é ativado novamente. Após sair da condição de curto-circuito, o spur volta a funcionar e o circuito de proteção é desativado, apagando o LED.
 
Outra característica interessante do VBP10 é atuar rapidamente, de forma a minimizar os efeitos da corrente de inrush no segmento fieldbus. 
 
O VBP10 possui um LED, que indica que o módulo está energizado e um terminador de barramento (BT) integrado.
 
A entrada possui protetor de surto, garantindo maior segurança ao VBP10 e spurs.
 
Aumente a disponibilidade e segurança operacional de sua rede PROFIBUS-PA ou FOUNDATION™ fieldbus com o VBP10.
 
   
   
Figura 4 – Etiqueta de identificação do VBP10 (modelo de 8 canais).  
 
Figura 5 – Caixa de proteção do VBP10 (modelo 8 canais).



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