quinta-feira, 27 de setembro de 2018

Aplicação em Segurança Intrínseca dentro de área classificada: Barreira Zener ou com Isolação Galvânica?


A aplicação de equipamentos em instalações elétricas dentro de áreas potencialmente explosivas, seja por gás ou poeira combustível, tem várias especificações que devem ser seguidas, porém este artigo irá se restringir a escolha do tipo de aplicação de barreiras de segurança intrínseca.

É muito comum haver dúvidas na hora de escolher em aplicações com barreiras de segurança intrínseca entre os modelos chamados de barreira zener ou barreiras com isolação galvânica, iremos neste artigo mostrar de modo simples quais as diferenças entre elas para ajudar quem tenha algum caso similar.

Sempre que temos que realizar um projeto para uma área potencialmente explosiva, devemos levar em consideração uma série de fatores que são determinantes para a escolha do tipo de segurança a ser aplicada, tais como: mapa de risco da planta, custos de aquisição e instalação e manutenção.

Quando falamos de aplicação dentro de Zona 0 ou 20 (informação gerada pelo mapa de risco), a forma mais comum de proteção é em Segurança Intrínseca tipo A (indicada como “Ex ia”). 

Nela é utilizada uma barreira (localizada fisicamente em área segura ou devidamente protegida se instaladas dentro de zonas 1, 2, 21 ou 22) que tem a função de limitar a potência que vai para a área classificada, sendo que a potência que é “liberada” é insuficiente para causar uma explosão mesmo na ocorrência de um curto-circuito dentro da área classificada, e esta característica simplifica a instalação em campo dos instrumentos a serem protegidos pela barreira e a manutenção destes equipamentos.



Em Segurança Intrínseca existem dois tipos de barreira que são consolidados e amplamente utilizados, e iremos mostrar as principais diferenças entre estes modelos, para serem melhores aplicados e não colocar a planta em riscos por desconhecimento.

Na tabela a seguir podemos visualizar um comparativo levando em consideração fatores como custo e aplicação:


Características onde se concentra maior diferença entre elas:



Barreira Zener: A barreira zener é dependente de um aterramento integro de baixa impedância (1 Ω) para garantir a eficiência da proteção. A norma exige que a resistência medida em qualquer ponto da linha de terra do circuito de segurança intrínseca e o ponto de ligação dessa linha com o terra deve ser menor que 1 Ω, e também que a isolação de 500V entre o circuito de segurança intrínseca e o ponto (único) de terra, exceto no ponto de aterramento.

Não pode haver dois pontos de aterramento para evitar que, sendo de diferentes
impedâncias, possam gerar na ocorrência de altas correntes, diferenças de potenciais
perigosas ao sistema.








Barreira com isolador galvânico: A barreira com isolação galvânica possui um transformador, e mesmo que ocorram falhas na alimentação, regulador de tensão, fusível, oscilador ou outro componente, este transformador, chamado de infalível, não permite que a falha se propague.
Com relação ao sistema de aterramento, a isolação galvânica permite que os terras possam estar em diferentes potenciais, pois o Trafo separa os circuitos deixando um único ponto de aterramento para cada parte isolada, desta maneira, não haverá risco de ocorrer centelhamento da área classificada desde que a equipotencialidade seja menor que a tensão de isolação galvânica.




Figura 6: Isolação Galvânica por transformador

O objetivo deste artigo foi mostrar as diferenças na aplicação de cada um deste produto, para auxiliar projetistas e usuários a especificar a que melhor atenda aplicações especificas conforme características da planta, pois as duas soluções atendem todos os requisitos desde que respeitada suas características, e reforçando que sempre qualquer equipamento para aplicação dento de área Ex deve ser certificada com selo do INMETRO para utilização dentro do território brasileiro.



Fontes:ABNT NBR IEC 60079-11
ABNET NBR IEC 60079-25


Autoria:Victor Carlos Magno




quarta-feira, 19 de setembro de 2018

CASE - Grupo Process

Acompanhe o depoimento de um cliente nosso, o GRUPO PROCESS, sobre a importância dos SENSORES INDUTIVOS SENSE para o funcionamento de um dos produtos deles: um soprador de fuligem modelo retrátil. Veja a satisfação!!




terça-feira, 4 de setembro de 2018

Dicas para otimizar a segurança de sua rede AS-Interface na parte de alimentação


A rede ASI é um dos protocolos mais consolidados do mercado de automação, em especial para aplicações com monitoração e comando de válvulas, e uma excelente solução atual para integrar estes equipamentos a indústria 4.0, aqui iremos dar algumas dicas em pontos específicos do protocolo para aumentar a segurança da rede.




Figura: Topologia de uma rede AS-Interface



Figura: Topologia de uma rede AS-Interface


A rede AS-Interface usa como meio físico modulação por pulsos alternados (APM) com codificação Manchester, onde através de um único par de onde através de um único par de fios são alimentados os instrumentos e é realizada a comunicação digital modulada sobre esta
Portanto como alimentação e comunicação utilizam mesmo meio físico, podemos iniciar nossa analise junto ao circuito de alimentação da rede, que possui entre outras diferenças uma tensão de saída de 30,5 Vcc. 
A Sense, através de sua experiência com fontes de alimentação e rede ASI, desenvolveu uma fonte que pode trabalhar em redundância, como indicado na figura acima, para isso o circuito de acoplamento obrigatório em todo sistema de comunicação Manchester foi separado da fonte, tornando um conjunto modular e como indicado na nossa topologia, com 2 fontes e 2 acopladores alimentando os 2 segmentos da rede e com redundância de fonte, ou seja, utilizamos os mesmos equipamentos que são usados nas instalações convencionais mas com o ganho da redundância de fontes, aumentando o grau de confiabilidade da planta sem adicionar equipamentos.

A alimentação via fontes já garantimos, agora o importante é pensar neste cabo que percorre toda planta entre os diversos equipamentos, como exemplo referenciando a nossa figura acima temos:
Monitores de válvula: Acoplados a válvula, portanto temos que levar o cabo até todas válvulas, e pensar como proceder em situação como por exemplo uma manutenção da válvula;
Módulos de I/O: Geralmente os módulos são instalados em locais mais amigáveis que os monitores, mas dependendo da planta e filosofia de processo podem estar também em locais críticos.

Para proteger a alimentação contra curtos-circuitos, o ideal é utilizarmos “protetores de segmento”, principalmente nos trechos que percorrem caminhos ao lado de equipamentos industriais, como em nosso exemplo as válvulas.
Na figura acima podemos perceber que existe na topologia adotada um cabo principal que percorre a planta e através destes protetores criamos derivações onde utilizamos 1 ou 2 equipamentos por derivação, sendo que qualquer curto-circuito em qualquer uma destas derivações são isolados através deste protetor dos outros produtos da planta.

Em Profibus PA e/ou Foundation FieldBus, que também utilizam o princípio de alimentação e modulação de sinal no mesmo cabo, a utilização de protetores já é praxe comum de quase todos os projetos, e neste protocolo o comum é utilizar 1 equipamento por derivação, e já na rede ASI o comum é instalar 2 equipamentos por spur. Importante ressaltar, que embora utilizem princípio comuns, os protetores de Profibus PA/Foundation FieldBus e os de ASI não são intercambiáveis, por trabalharem em frequências diferentes e consequentemente utilizam componentes eletrônicos com diferentes dimensionamentos.
Portanto uma das premissas básicas é segmentar a alimentação, para que caso ocorra algum curto-circuito na rede, este derrube somente um segmento da rede, e não todos.

Considerações finais:
Pelo raciocínio mostrado, podemos comprovar que com nenhum ou pouco investimento, é possível incrementar fortemente o nível de segurança e confiabilidade de uma rede ASI.
A Sense possui uma equipe técnica pronta para atender e auxiliar todos seus parceiros no desenvolvimento de um projeto com melhor relação custo/benefício.

Definições:
Segmentos: Partes do circuito da rede separado por repetidores de comunicação
Trechos: Partes do circuito da rede pertencentes ao mesmo segmentos separados por equipamentos de conexão, podendo estes estarem internos a equipamentos fornecidos, como exemplo derivadores internos em monitores de válvula,