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,

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