Technical White Paper DART Fieldbus

AUTOMAÇÃO DE PROCESSOS
INFORMAÇÕES TÉCNICAS
FIELDBUS INTRINSECAMENTE SEGURO PARA
ÁREAS CLASSIFICADAS
Orientação para Soluções Fieldbus Intrinsecamente Seguras
29/07/2008 TDOCT-1548_ENG 211701
Atualmente, diferentes soluções para segurança intrínseca estão disponíveis como Entidade, FISCO ou Tronco de Alta Potência. Este documento contém todos os
conceitos de proteção contra explosão intrinsecamente seguros para fieldbus . Há
uma comparação desses métodos com a visão prática de cada um, relacionando
os seus méritos e desvantagens. Este documento é dirigido aos profissionais envolvidos no projeto de topologias fieldbus para áreas classificadas e que buscam
soluções eficientes para os processos, agora possível com a introdução da tecnologia DART (Reconhecimento e Extinsão do Arco Voltáico).
Escrito por:
Armin Beck
Gerente de Produtos – Infra-estrutura Fieldbus
Andreas Hennecke
Gerente de Marketing de Produto - Infra-estrutura Fieldbus
HOST
FONTE DE
ALIMENTAÇÃO
CAIXAS DE
JUNÇÃO
BARREIRAS DE
CAMPO
PROTETORES DE
SEGMENTO
TERMINADOR
INTERFACE DO
PROCESSO
PROTETOR
CONTRA
SURTO
DISPOSITIVOS DE
CAMPO FIELDBUS
I/O DE CAMPO
CONVENCIONAL
A Pepperl+Fuchs é líder no desenvolvimento de componentes inovadores e de alta qualidade para projetos com fieldbus de acordo com os padrões IEC 61158-2. Com produtos que funcionam perfeitamente no
seu sistema de automação de processos e no campo, nossas tecnologias são altamente confiáveis resultam em soluções funcionais.
O Conceito do Tronco de Alta Potência com dispositivos Entidade ou FISCO: conecta o maior número de
dispositivos no mesmo tronco fieldbus e ao mesmo tempo faz o uso do comprimento máximo dos cabos. Esse conceito utiliza fontes de tensão padrão, é fácil de instalar e permite a utilização de qualquer
modelo de Power Hub. Os Protetores de Segmento e as Barreiras de Campo são instalados próximos aos
dispositivos de campo e limitam a energia no ramo de derivação.
Diagnóstico Avançado: Obtenha controle da sua instalação fieldbus e acelere o comissionamento com a
documentação automatizada. Avalie o desempenho do fieldbus para detectar as mudanças desde a sala
de controle antes que as mesmas tornem-se críticas para a operação da sua planta.
Você pode contar com a nossa experiente equipe de engenheiros para lhe auxiliar no planejamento e
instalação de uma solução com fieldbus.
A Pepperl+Fuchs é o seu parceiro ideal!
Fieldbus Intrinsecamente Seguro para Áreas Classificadas
Introdução
Conteúdo
1
. ...................................................................................................................... 2
Introdução
2
Entidade .........................................................................................................................2
3
4
5
6
7
2.1
Descrição ........................................................................................................................... 2
2.2
Avaliação............................................................................................................................ 2
FISCO – Conceito do Fieldbus Intrinsecamente Seguro..........................................................3
3.1
Descrição... ................................................................................................................... ..... 3
3.2
Avaliação............................................................................................................................ 3
FISCO Redundante .............................................................................................................4
4.1
Descrição ...................................................................................................................... ..... 4
4.2
Avaliação............................................................................................................................ 4
Conceito do Tronco de Alta Potência ....................................................................................5
5.1
Descrição.. .................................................................................................................... ......5
5.2
Avaliação.............................................................................................................................5
DART – Reconhecimento e Extinsão do Arco Voltáico.............................................................6
6.1
Descrição... ................................................................................................................... ..... 6
6.2
Avaliação............................................................................................................................ 6
Comparação Técnica .......................................................................................................7
7.1
Performance geral das soluções fieldbus em segurança intrinseca.......................................7
7.2
Comparação baseada nas necessidades das aplicações reais ................................................7
Conclusão .......................................................................................................................9
9
Referências ......................................................................................................................9
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8
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1/9
1
Introdução
Os processos de produção são heterogêneos
e complexos em muitos aspectos: dispositivos de campo de diferentes tipos são montados juntamente com os motores convencionais e com sensores digitais simples. As
plantas requerem longo comprimento de cabo para a instalação em áreas seguras e
classificadas com suas rigorosas normas de
segurança.
Limitar a quantidade de energia em uma área
classificada com barreiras isoladas intrinsecamente seguras é algo realizado desde a década de 60 e esses circuitos são facilmente
validados através da comparação dos parâmetros da fonte de energia, com os instrumentos e o cabo de conexão. No entanto, um
fieldbus é tradicionalmente uma rede de comunicação com topologia do tronco de alta
potência, onde cada dispositivo está conectado a um cabo através de interfaces de distribuição. Para validar toda a segurança intrínseca é necessário compilar todos os dispositivos de campo e os parâmetros de segurança
dos cabos, além de combiná-los com a fonte
de alimentação.
Atualmente, podemos notar que o desenvolvimento e a implementação da segurança intrínseca no fieldbus foi algo rápido e eficiente.
Neste documento há uma visão geral de como
essa tecnologia aprimorou os processos e como cumpre com os requisitos técnicos das
instalações modernas. Considerando as especificações técnicas e as características pertinentes para o projeto do segmento, além de comparar as soluções individuais.
2
Entidade
2.1
Descrição
O modelo Entidade definido de acordo com o padrão IEC 60079-11 [5] é um método de validação
de uma instalação de segurança intrínseca e de
dispositivos associados através da utilização de
parâmetros de segurança intrínseca. Além disso,
a capacitância e a indutância do cabo são assumidas como sendo concentradas e também devem ser levadas em consideração. As simplificações para fieldbus não foram consideradas dentro desta especificação, portanto, os projetos
não tinham opção, senão aceitar a complexa
base de cálculo de consumo.
2/9
Fieldbus Intrinsecamente Seguro para Áreas Classificadas
A primeira iniciativa define os parâmetros IS padronizados para o fieldbus, que foi iniciada com
o lançamento do Perfil da Camada Física Foundation Fieldbus FF-816 [2]. Com base no modelo de
Entidade, este documento recomenda parâmetros de segurança de Uo = 24 V, Io = 250 mA e
Po = 1.2 W para fontes de alimentação usadas para o grupo IIC de gás (grupo A, B). O desenvolvimento de produtos compatíveis com Entidade
prova que observar esses valores é algo bem
simples, porém a potência máxima disponível
de 1,2 W continuou a ser uma limitação.
Gases do grupo IIB (grupo C) precisam de mais
energia para inicar a ignição. Na tentativa de superar a limitação de 1.2 W, há a fonte de alimentação Entidade IIB. Os blocos de distribuição
limitaram ainda mais a energia para os dispositivos de campo Entidade IIC. A fiação em IIB, mesmo para aplicações IIC.
2.2
Avaliação
Aplicar o modelo Entidade ao fieldbus em aplicações práticas é raro, atualmente há apenas algumas fontes de tensão disponíveis de acordo com
este modelo. Normalmente, elas fornecem
10…12 V e 70…100 mA, que é suficiente apenas
para operar 2 ... 3 dispositivos de campo por
segmento (grupo de gás IIC). Na Entidade final:
Fornece energia para segmentos com até
3 instrumentos
Requer um esforço significativo de cálculo
para validar a segurança intrínseca
A solução IIB oferece mais potência, mas
não é adaptável em aplicações que exigem IIC
Do ponto de vista de mercado, as limitações
impediram os clientes mais conservadores a
adotarem um fieldbus intrinsecamente seguro.
Essa restrição foi intensificada pelo alto custo
inicial desta tecnologia. A própria natureza do
projeto elétrico, incluindo circuitos redundantes
duplos (Ex ib) ou triplos (Ex ia) para alimitação
de energia e tensão constante, juntamente com
isolamento galvânico, contaram com um elevado esforço com uma influência direta nas despesas de nossos clientes. Em comparação com
os gastos para utilização de métodos tradicionais de proteção, tais como Ex e e Ex d e fiação
de campo não-acendível, esta tecnologia não
era competitiva de um modo geral.
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Introdução
Fieldbus Intrinsecamente Seguro para Áreas Classificadas
3
FISCO – Conceito de Segurança Intrinseca Fieldbus
3.1
Descrição
FISCO – Conceito de Segurança
Os instrumentos e as fontes de alimentação
exigem certificação através de um organismo
credenciado. Os cabos são documentados através de uma declaração do fabricante.
Na década de 90, a tecnologia fieldbus tornouse globalmente conhecida e a mais popular do
setor da automação. Uma solução perfeita para
ser aplicada com total segurança dentro de
áreas classificadas.
A rápida utilização da tecnologia fieldbus na
automação industrial gerou uma necessidade
de reavaliar a aplicação do fieldbus na indústria de processos como uma alternativa para
tecnologia de interface de 4 ... 20 mA. Experimentos realizados pela Physikalisch Technische
Bundesanstalt (PTB) da Alemanha, mostrou
que os cabos longos conectados a uma fonte
de alimentação não aumentam as chances de
uma faísca gerar um incêndio. Reavaliando a
postura conservadora do modelo Entidade com
cabo de indutâncias e capacitâncias concentradas e com o objetivo de simplificar os cálculos do sistema para permitir mais potência no
campo, a PTB obteve os novos parâmetros IS
para fieldbus com os seguintes objetivos:
Aumento de energia
Padronização dos parâmetros e dos limites de instalação
Simplificação do sistema de cálculos e da
documentação
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O resultado desse estudo foi publicado em
um relatório pela PTB em 1994 [1]. Dois anos
depois, a Pepperl+Fuchs introduziu a primeira
fonte de alimentação compatível com os requisitos do relatório (Figura 1).
Analógo ao modelo Entidade, um fabricante
decidiu apresentar a solução IIB FISCO. Essa
abordagem proporcionou mais energia para o
campo permitindo comprimentos mais longos
do tronco e um maior número de dispositivos. Os dispositivos de campo Entidade são interfaceados usando 'acopladores especiais' e a
instalação fieldbus tinha que estar localizada
numa área IIB.
O FISCO prescreve que apenas uma fonte de
alimentação é permitida por segmento fieldbus
e que todos os outros dispositivos são drenos
de energia com medidas de prevenção. Pela
primeira vez, uma norma impôs restrições para
instrumentos e cabos com relação à sua capacidade e indutância parasitária.
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Figura 1: Primeira fonte de alimentação FISCO
KFD2-BR-Ex1.3PA.93
A validação FISCO de segurança intrínseca é limitada à documentação do cumprimento do
FISCO e de todo o hardware envolvido. Posteriormente, o relatório FISCO tornou-se a especificação técnica IEC TS60079-27 e no ano de 2005
adotou o padrão IEC 60079-27 [3] como norma.
3.2
Avaliação
FISCO oferece um método fácil para validar a
proteção contra explosão, o que explica sua popularidade. Ele passou a maior parte da responsabilidade do projeto elétrico do projetista e
operador das plantas de processos para os fabricantes de equipamentos. FISCO aumentou a disponibilidade da energia IS. Ele é adequado para
aplicações de pequeno porte com comprimentos
curtos e 4 ... 8 dispositivos por segmento, dependendo do grupo de gás que é utilizado (ver
Tabela 3: Valores de uma aplicação real, pág. 8).
Apesar das melhorias oferecidas pelo FISCO um
avanço real do fieldbus intrinsecamente seguro
não apareceu. Isso se deveu ao fato de que
as economias esperadas nos custos de instalação não puderam ser realizadas, mesmo que
FISCO permitisse o funcionamento de praticamente o dobro de instrumentos de campo,
quando comparado a Entidade. Outras desvantagens moveram-se para o primeiro plano que não
sofreram alterações com a introdução do FISCO:
Nenhuma fonte de tensão redundante.
Fonte de tensão como ponto único de falha
3/9
Fieldbus Intrinsecamente Seguro para Áreas Classificadas
Pouca flexibilidade no projeto de um segmento, pois a mistura dos dispositivos para áreas seguras e classificadas em um
único segmento não é permitida
Operação de mais dispositivos de campo,
mas ainda pouco comparado aos 32 dispositivos possíveis, padrão fieldbus
IEC 61158-2 [4].
Necessidade de dispositivos adicionais
para uso simultâneo de dispositivos de
campo FISCO e Entidade.
4
FISCO Redundante
4.1
Descrição
A demanda pela alta disponibilidade para diversas aplicações de processos levam ao conceito FISCO das fontes de alimentação redundantes. Para obter redundância dessas fontes
para um segmento FISCO, deve-se assegurar
que apenas uma fonte de tensão esteja ativa
em qualquer momento. No FISCO redundante,
duas fontes de tensão intrinsecamente seguras
são gerenciadas por dois módulos de arbitragem, que garantem que apenas uma fonte de
alimentação seja chaveada para o segmento
fieldbus a qualquer momento. Eles monitoram
o nível de tensão de saída de cada fonte e se
ocorrer uma queda no nível de tensão abaixo
de um nível específico, a troca é iniciada entre
os dois métodos de arbitragem.
No caso de ativação da redundância, o módulo arbitrário abre e após um período, o
outro fecha (ver Fig. 2). Por um curto período, o fieldbus perde energia e há queda de
tensão no segmento. Como regra, 100 mS é
tido como tempo máximo para evitar falhas
nos dispositivos devido a queda de energia.
No entanto, a transferência da redundância
terá uma influência significativa sobre as comunicações por destruir telegramas com probabilidade elevada pela queda de energia.
O padrão FISCO IEC 60079-27 permite apenas
uma fonte de tensão por circuito elétrico [3].
Isso é garantido pelos módulos de arbitragem,
que exigem a certificação por um organismo
notificado. O tempo de cronometragem é crítico e o hardware deve ser testado para garantir a proteção contra explosão durante a transferência da redundância.
4/9
AoHost
Ao
Host
Ao Host
Motherboard
AoAlarme
Host
Ao Host
Fontes
de Alimentação
FISCO
Ao HostEletrônicos
Módulos
de Arbitragem
Ao Host
Para
o Segmento
Fieldbus
Figura 2: Princípio do FISCO redundante
4.2
Avaliação
Comparado ao FISCO com fonte de tensão única, quatro módulos eletrônicos são necessários
para fornecer redundância. Isso requer cerca
de três vezes mais espaço no gabinete para o
mesmo número de dispositivos de campo e o
mesmo comprimento do cabo. O FISCO redundante pode ser classificado como uma solução
provisória para aplicações com os mesmos requerimentos, do modelo FISCO e a necessidade
de maior funcionalidade da planta.
Os métodos de teste verificam a funcionalidade e a segurança intrínseca das fontes
de tensão e dos módulos de arbitragem
Mesmas limitações no comprimento do
cabo e no número de dispositivos
Uma extensão ao padrão FISCO atual
pode ser necessária para aceitação
geral
Probabilidade de erros de comunicação
durante a transferência da redundância
Módulos de arbitragem exigem potência
extra, obtida à partir do segmento colocando restrições em relação ao comprimento do cabo e dispositivos
Maior necessidade de espaço no gabinete
Maiores custos
Diminuição da confiabilidade da instalação
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FISCO Redundante
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Fieldbus Intrinsecamente Seguro para Áreas Classificadas
5
O Conceito do Tronco de Alta
Potência
5.1
Descrição
O Conceito do Tronco de Alta Potência
é usada e age como uma interface de distribuição, que fornece quatro saídas galvanicamente
isoladas e certificadas para Ex ia IIC. Cada saída
atua como uma fonte de alimentação FISCO ou
Entidade independentes.
Este conceito surgiu em 2002 e removeu as limitações em relação ao comprimento do segmento e o número de dispositivos. O fieldbus
em aplicações dentro de áreas classificadas foi
mais aceito logo em seguida. Este conceito foi
desenvolvido e apresentado pela Pepperl+Fuchs
(ver Figura 3).
A idéia principal é disponibilizar energia a um
tronco fieldbus não limitado para proteção
contra explosão dentro de uma área classificada. Ele é distribuído dentro da área classificada através de interfaces limitantes de energia
para o seu destino final, o instrumento de
campo. O tronco é instalado utilizando o método de segurança aumentada (Ex e) e é ainda protegido contra danos e efeitos mecânicos, como desconexão ou corrosão.
Comparadas a outros métodos de instalação
intrinsecamente seguros, as fontes de alimentação padrão podem ser aplicadas ao conceito
e apresentam um projeto muito mais simples e
de baixo custo. Para Zona 1/0 (Div. 1) a interface, tipicamente chamada de Barreira de Campo,
O conceito permite maior disponibilidade do
segmento fieldbus e a fonte de alimentação pode ter configuração redundante. Conectadas em
paralelo, as fontes de alimentação dividem a
carga. Se uma das fontes falhar, a outra assume
a função imediatamente, sem qualquer interrupção. Além disso, a expectativa de vida útil da
fonte de energia é maior em configuração redundante devido ao baixo fornecimento de energia, que é a metade da carga atual.
5.2
Avaliação
A introdução do conceito foi responsável pela
grande aceitação do fieldbus no setor da automação. Esta tecnologia possibilita o fieldbus
em áreas classificadas, pois atende a necessidade de cabos num tronco longo e ao mesmo
tempo permite um maior número de dispositivos por segmento. A redução de custos no
projeto, na instalação e no comissionamento
são possíveis.
ZONA 2/DIV. 2
HOST
ZONA 1/DIV. 2
FONTE DE ALIMENTAÇÃO
CAIXAS DE JUNÇÃO
PROTETORES DE SEGMENTO
BARREIRAS DE CAMPO
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TERMINADOR
DISPOSITIVOS DE CAMPO
DISPOSITIVOS DE CAMPO
DISPOSITIVOS DE CAMPO
DISPOSITIVOS DE CAMPO
ÁREA DE PROPÓSITO GERAL
ZONA 0/DIV.1
Figura 3: Tronco de Alta Potência para qualquer área classificada. Os Protetores de Segmento fornecem proteção contra
curto-circuito e limitação de energia. As Barreiras de Campo oferecem segurança intrínseca (Ex i).
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Fieldbus Intrinsecamente Seguro para Áreas Classificadas
A mesma topologia pode ser usada em todas
as áreas: não classificadas, Zona 2, Zona 1 e
Zona 0. Os atributos são:
Maior comprimento do cabo e maior número de dispositivos de campo por segmento
Manutenção nos dispositivos de campo
sem permissão de trabalho a quente
Requer 4 vezes menos espaço no gabinete
com fonte de alimentação padrão comparado ao FISCO
Simples validação de segurança intrínseca, sem necessidade de cálculo por ramo
Mistura e combinação de dispositivos
FISCO e Entidade num único segmento
Redundância das fontes de alimentação
Diagnóstico da camada física integrado
para amplo monitoramento
6
6.1
Descrição
Quando ocorre uma faísca, ela aumenta a
temperatura. O DART detecta a característica
elétrica da mesma, mais especificamente a
validação da carga atual di/dt (Figura 4).
O DART interrompe a energia de forma segura
nos primeiros 5 ... 10 ms antes que uma faísca
seja gerada (Figura 5), portanto, uma faísca é
extinta antes que possa provocar um incêndio,
atingindo altas temperaturas durante a fase
crítica (Figura 4).
Fase Crítica
Duração da faísca tF : 5 us ... 2 ms
Figura 4: Comportamento elétrico de uma faísca.
Corrente, tensão e energia vistos ao longo do tempo.
Fase
Inicial
DART – Reconhecimento e
Extinsão do Arco Voltáico
De acordo com o padrão IEC 60079-11 [5], um
circuito elétrico é considerado intrinsecamente
seguro caso seja possível garantir que a energia
elétrica para o instrumento e da interligação
dos fios expostos à atmosfera explosiva seja limitada a um nível inferior ao que poderia causar uma ignição gerada por faíscas ou aquecimento. Atualmente, os projetos de sistemas
de segurança intrínseca dependem da limitação da energia disponível. O DART (Reconhecimento e Extinsão do Arco Voltáico), elimina esse fator de restrição através de
uma proposta inovadora:
6/9
Fase
Inicial
Fase Crítica
Duração da faísca com DART t F < 5 us
Figura 5: Uma faísca elétrica eliminada pelo DART
antes que se tornasse acendível.
A verificação da segurança intrínseca das
fontes de tensão DART e dos Protetores de
Segmento é possível de acordo com as normas existentes, utilizando métodos de testes.
Estes novos métodos estão sendo introduzidos
na norma. A validação da segurança intrínseca
utilizará o mesmo mecanismo usado atualmente para verificar as aplicações FISCO.
Com o DART todas as funções do Conceito
do Tronco de Alta Potência, como a quantidade de energia disponível, redundância,
diagnóstico e suporte de dispositivos FISCO
e Entidade permanecem disponíveis. O tronco está seguro permitindo manutenção a quente.
6.2
Avaliação
O DART Fieldbus representa um grande passo
partindo do Conceito do Tronco de Alta Potência, permitindo cabos de até 1000 m de comprimento e até 24 dispositivos por segmento.
Proteção intrinsecamente segura de todo
o segmento, incluindo o tronco
Fonte de tensão redundante
Conexão de dispositivo FISCO e Entidade, idêntico ao conceito
Diagnóstico avançado contínuo da camada física
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DART
Fieldbus Intrinsecamente Seguro para Áreas Classificadas
7
Comparação Técnica
7.1
Performance geral das soluções
fieldbus em segurança intrínseca
Comparação Técnica
A tabela a seguir apresenta brevemente as
vantagens e desvantagens básicas das quatro
soluções de segurança intrínseca com fieldbus
apresentadas neste documento:
Tabela 1: Resumo Geral da Performance
Entidade
FISCO (redundante)
Tronco de Alta
Potência
DART
Energia Disponível
–
0
+
+
Validação da Proteção
Contra Explosão
–
+
+
+
Fonte de Alimentação
Redundante
–
– (+*)
+
+
Diagnóstico a Longo Prazo
da Camada Física
–
–
+
+
Mistura do Projeto de
Segmento
–
–
+
+
Espaço Necessário do
Gabinete
–
– (––)
+
+
Custo Inicial da Fonte de
Alimentação
–
–
0
0
Funcionamento do Tronco
+
+
–
+
* atualmente não certificada
7.2
Comparação baseada nas necessidades das aplicações reais
2008-07-29 EDM TDOCT-1548_ENG 211701
Como base para o estudo de caso, os seguintes
valores e limites são levados em consideração:
A média atual é derivada de valores encontrados nas fichas técnicas dos instrumentos comuns, como o medidor de fluxo
Rosemount 8800C, transmissor de pressão 265DC da ABB e o transmissor de temperatura 848T da Emerson.
A IEC 61158-2 define 9 V como o nível de
tensão mínima que um instrumento precisa. Adicionar uma margem de segurança
de 10% é geralmente exigida pelas especificações, resultando num nível mínimo de
tensão do dispositivo de campo de 10 V.
A fim de permitir futuras expansões de um
ou dois instrumentos e de evitar a sobrecarga das fontes de alimentação, uma reserva de 20% é utilizada.
Unidades de distribuição protegem o ramo
contra curto-circuito. Um curto carrega o
tronco com uma tensão de 20 mA adicional.
Unidades de distribuição contém uma eletrônica e consomem 5 mA por unidade.
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Um cabo fieldbus AWG 18 operado numa
temperatura de 50°C tem um valor de resistência de 50 ohms por km.
Tabela 2: Valores em caso de estudo de cálculo
Parâmetro
Valor
Taxa de consumo de corrente
no instrumento
20 mA
Mínima tensão disponível ao
instrumento
10 V
Reserva de corrente para futuras
expansões por segmento
20%
Carga da fonte reservada em
caso de curto-circuito
20 mA
Consumo atual por interface,
quando usados
5 mA
Especificação do cabo
AWG 18,
44 Ω/km
7/9
Comparação Técnica
Fieldbus Intrinsecamente Seguro para Áreas Classificadas
A comparação pode ser vista na Tabela 3, que
mostra as diferenças no comprimento do cabo e
o número de instrumentos de campo para cada
método descrito neste documento. O nível de
tensão é a restrição para o comprimento do
cabo, enquanto o valor da corrente é a limitação
para o número de instrumentos de campo que
podem ser operados.
A base de cálculo é o nível de tensão de
uma fonte de alimentação sob carga que normalmente é 10 ... 20% inferior à tensão máxima disponível sem nenhuma carga. A corrente eficaz descreve a corrente disponível para
os instrumentos de campo. É calculado pela
reserva atual de 20%, a subtração da corrente
de curto-circuito de 20 mA e 5 mA multiplicado
pelas unidades de distribuição em uso.
À partir dos valores do indicador de desempenho listados na Tabela 3, a conclusão é de que
o Conceito do Tronco de Alta Potência permite
que um cabo mais comprido seja usado e ao
mesmo tempo o número de dispositivos de
campo é satisfatório. O DART é uma alternativa,
já que tem uma boa aceitação e oferece uma
solução completa de segurança intrínseca com
a mesma quantidade de energia para o mesmo
número de dispositivos e comprimento do cabo.
Tabela 3: Valores calculados para aplicações reais
Entidade
FISCO
IIC
IIB
IIC
IIB
Tronco de Alta
Potência
DART
Tensão máxima da saída
Tensão de saída com carga
10.9 V
10.6 V
18,65 V
17 V
14 V
12.4 V
14.8 V
13.1 V
30 V
28.5 V
24 V
22 V
Corrente máxima da saída
Corrente disponível
100 mA
55 mA
350 mA
255 mA
120 mA
66 mA
265 mA
177 mA
500 mA
360 mA
360 mA
248 mA
Comprimento real do tronco
180 m
(comprimento teórico do tronco) (1900 m)
700 m
(1900 m)
560 m
(1000 m)
690 m
(1900 m)
670 m
(1900 m)
670 m
(1000 m)
Comprimento real do ramo
30 m
(120 m)
60 m
(120 m)
60 m
(60 m)
60 m
(60 m)
100 m
(120 m)
100 m
(120m)
2
8
4
8
12
12
Indicador de performance
(comprimento teórico do ramo)
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Máx. número de dispositivos
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Conclusão
Começando com uma revisão histórica de como a
tecnologia de segurança intrínseca foi desenvolvida e como o Tronco de Alta Potência levou à
ampla adoção da tecnologia fieldbus, este estudo
fornece importantes critérios para tomada de decisões onde FISCO e soluções comparáveis, têm suas
vantagens e desvantagens. Das técnicas existentes,
o Tronco de Alta Potência oferece mais benefícios
aos usuários quando uma instalação fieldbus
implementa os dispositivos seguros.
A tecnologia DART, com uma taxa de potência de
8 watts por segmento oferecerá 4 vezes mais a
quantidade de energia intrinsicamente segura do
que com FISCO e três vezes mais dispositivos de
campo. Esta melhoria terá influência sobre o sucesso do fieldbus comparado com qualquer outras melhorias anteriores. Desta vez, podemos falar da "próxima geração" da segurança intrínseca.
Conclusão
9
Referências
[1]
[1] PTB relatório PTB-W-53e: "Investigações sobre segurança intrínseca dos sistemas de barramento", Technische Bundesanstalt Physikalisch, Agosto de 1994
[2] [2] FF-816: Especificação "31,25 kbit/s do
Perfil da Camada Física", Foundation
Fieldbus Revisão 1.0, maio de 1996
[3] IEC 60079-27: Padrão internacional "Aparelho para atmosferas explosivas - FISCO/
FNICO", da Comissão Electrotécnica Internacional, 1ª Edição 2005-04
[4] IEC 61158-2: Padrão internacional "A comunicação digital de dados para medição e
controle - Fieldbus para uso em sistemas
de controle industriais - Parte 2: Especificação da Camada Física", da Comissão
Electrotécnical, 4ª edição 2007-12
[5] IEC 60079–11: Padrão internacional "
atmosferas explosivas - Equipamento de
proteção em segurança intrínseca" i ", da
Comissão Electrotécnica Internacional,
5ª edição 2006-07
[6] Europa PCIC 5: "DART - A nova dimensão
da segurança intrínseca", Petróleo e Comitê da Indústria Química, Alemanha,
Junho de 2008
Figura 4 DART é o futuro da segurança intrínseca
2008-07-29 EDM TDOCT-1548_ENG 211701
Como uma progressão lógica para o Conceito do
Tronco de Alta Potência, o DART sustenta uma
linha do tronco intrinsecamente segura ao fornecer altos níveis de energia. É o próximo passo na
história do Fieldbus Intrinsecamente Seguro na
área classificada.
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AUTOMAÇÃO DE PROCESSOS PROTECTING YOUR PROCESS
Há mais de meio século, a Pepperl+Fuchs tem desenvolvido novos conceitos para o mundo da Automação de Processos. Nós estabelecemos padrões de qualidade e inovação tecnológica. Desenvolvemos, produzimos e distribuímos módulos eletrônicos de
interface, interfaces Homem-Máquina e equipamentos de proteção para áreas classificadas. Fornecemos em escala global e vamos
diretamente ao encontro das mais exigentes necessidades da indústria. Temos total flexibilidade de produção e prestação de serviços, somos capazes de oferecer soluções completas e individualizadas onde e quando você precisar. Somos reconhecidos como
especialistas em nossas tecnologias. A Pepperl+Fuchs adquiriu uma excelente reputação por fornecer seus produtos e soluções
a grandes empresas da indústria de processos com seriedade, competência e confiabilidade.
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Matriz
Pepperl+Fuchs GmbH
Mannheim · Alemanha
Tel. +49 621 776 2222
E-Mail: [email protected]
2
Escritório Ásia e Pacífico
Pepperl+Fuchs PTE Ltd.
Cingapura
Tel. +65 6779 9091
E-Mail: [email protected]
3
Escritório Europa Central
e África
Pepperl+Fuchs N.V.
Schoten/Antwerp · Bélgica
Tel. +32 3 6442500
E-Mail: [email protected]
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Escritório Europa Meridional
Pepperl+Fuchs GB Ltd.
Oldham · Inglaterra
Tel. +44 161 6336431
E-Mail: [email protected]
4
Escritório Oriente Médio e Índia
Pepperl+Fuchs (India) Pvt. LTD
Bangalore · India
Tel. +91 80 28378030
E-Mail: [email protected]
7
Escritório Europa Oriental e Setentrional
Pepperl+Fuchs s.r.l.
Sulbiate · Itália
Tel. +39 039 62921
E-Mail: [email protected]
5
Escritório América do Norte e Central
Pepperl+Fuchs Inc.
Twinsburg · Ohio · EUA
Tel. +1 330 486 0002
E-Mail: [email protected]
8
Escritório América do Sul
Pepperl+Fuchs Ltda.
São Bernado do Campo ·SP ·Brasil
Tel. +55 11 4007 1448
E-Mail: [email protected]
www.pepperl-fuchs.com
Sujeito a alterações devido aos avanços tecnológicos
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