26 fev 2020

Problemas e Soluções em Instalação de Redes Profibus

Lucia Salomé de Aguilar (lucia.aguilar@automaton.com.br), Coordenadora de Certificação de Redes Industriais na Automaton Integração de Sistemas.

Neste artigo, a Engenheira Lúcia Aguilar aponta os principais motivos que acarretam falhas em redes Profibus e apresenta um case específico.
 

INTRODUÇÃO

O padrão PROFIBUS proporciona às redes industriais de “chão de fábrica” robustez elevada e custo de implantação relativamente baixo.

No que tange à linha DP destacam-se a alta velocidade de transmissão no nível sensor/atuador, a otimização do tempo crítico entre sistemas de automação e periferia distribuída, além de substituição da custosa conexão paralela de sinais 24Vcc e 4-20mA.

O PROFIBUS PA, por sua vez, apresenta a vantagem de possibilitar o gerenciamento de ativos, como análise de falhas, interpretação de diagnósticos e inserção de parâmetros para instrumentos analógicos utilizando padrões de supervisão avançados como o FDT (Field Device Tool) e o DTM (Device Type Manager).

As redes de comunicação constituem o esqueleto que dá sustentação ao sistema de controle e automação e, portanto, sua correta operação é crítica para garantir o desempenho do sistema como um todo.

A expectativa de se obter as vantagens advindas com o uso de redes podem se transformar em um cenário de prejuízos elevados e constantes devido à perda de produção em função de falhas de comunicação.
 

ORIGEM DAS FALHAS

A Automaton possui vários anos de experiência com redes PROFIBUS, seja em projeto básico ou em programação, implantação e certificação.

Ao longo desse período, foram evidenciados muitos problemas relativos ao desconhecimento por parte das empresas, bem como de seus profissionais técnicos, a respeito das boas práticas e normas que regem o PROFIBUS.

Documentos como aqueles produzidos pelo Profibus International e seus diversos associados trazem informações relevantes sobre o que se deve, e principalmente, o que não se deve fazer ao estabelecer uma rede PROFIBUS.

Os problemas são variados podendo ser agrupados em:

  • Definições inadequadas na etapa de projeto.
  • Falta de acompanhamento durante a montagem da rede projetada.
  • Falta de Certificação quando do término da montagem;
  • Falta de manutenção preventiva do sistema de automação

As figuras 1 a 7 mostram problemas típicos normalmente encontrados.
 

Figura 1 – Proximidade Com Cabos de Energia.
 
Figura 2 – Ligações Improvisadas.
 
Figura 3 – Repetidor de rede ligado erroneamente.

 
CASO ESPECÍFICO

Um dos trabalhos de certificação de redes industriais realizados pela Automaton ocorreu em uma indústria em cujo chão de fábrica existem as redes Profibus DP e também PA.
 
A simples inspeção de campo permitiu levantar falhas na instalação que estavam prejudicando consideravelmente o desempenho das redes e inclusive causavam quedas e paralizações constantes.
 
Os problemas detectados para a rede DP foram:

  • Rota de cabo passando inadequadamente próxima a cabos de potência (440V);
  • Interligação errada de repetidores de rede, painéis desativados com cabos de rede ainda interligados;
  • Conectores DB-9 abertos e nós de rede perdendo comunicação com o sistema de supervisão.
Figura 4 – Conector preso com fita isolante.

A rede PA possuía as seguintes inadequações:

  • configuração do tipo “linha” com derivadores “T” em todos os instrumentos;
  • ausência de caixa de junção, rota de cabo passando na mesma canaleta dos cabos de potência (440V);
  • parâmetro time bit não otimizado;
  • nós de rede perdendo comunicação com o sistema de supervisão.
Figura 5 – Rota de cabos inadequada.

O relatório de conclusão desse trabalho gerou para o cliente informações importantes que o auxiliaram na aquisição de verba voltada à execução dos serviços de adequação dessa rede. As correções na Planta agora fazem parte do planejamento de manutenção.
 

Figura 6 – Erro na conexão da malha de aterramento.
 
Figura 7 – Uso de derivadores tipo T.

 
CONCLUSÕES

A fim de reduzir a probabilidade de a rede industrial apresentar falhas e inconsistências futuras, alguns cuidados são importantes. Listamos a seguir: 

  • Conhecer as normas, padrões, procedimentos e boas práticas para redes Profibus;
  • Aplicar o conhecimento acima na especificação e no projeto das redes;
  • Adotar procedimentos de Certificação das Redes assim que as mesmas forem instaladas;
  • Cercar-se de profissionais capacitados e preparados para lidar com a manutenção das redes de automação;
  • Contar com o apoio de empresas especializadas que adotem ferramentas de diagnóstico modernas e eficientes.

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