Formas de Compartimentação em Painéis

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Por Sérgio Baldin, Gerente de Marketing de Produtos ICC&VAC.

Conceitos de Compartimentação e Separação interna em painéis de Baixa Tensão, proteção para usuários e atendimento de Normas aplicáveis.

A proteção de pessoas e instalações é um assunto extremamente importante na construção de painéis elétricos, a correta separação das unidades funcionais e a segregação dos acessos internamente ao painel são fundamentais para a manutenção da segurança.

A seguir veremos a conceituação de como a separação deve ser concebida, a utilização de acessórios que garantem esta segregação e como são definidas as separações.

Compartimentação Interna

De acordo com as separações internas do equipamento (metálicas, de material isolante ou inerte), a NBR IEC 60439-1 define 7 formas de montagem, que determinam o grau de proteção ao qual as pessoas autorizadas a operar e dar manutenção serão submetidos.

As formas 2, 3 e 4 são mais utilizadas do que a forma 1, pois asseguram uma divisão clara entre as unidades funcionais e o compartimento de barramentos, isso assegura uma intervenção mais segura aos circuitos de saída.

As formas 3 e 4 são adotadas quando o espaço disponível para cada unidade funcional é limitado, desta forma a intervenção sem uma completa segregação não garantiria o acesso seguro sem o desligamento total do painel.

Formas de montagem:

Forma 1

Não há separação entre os componentes e o barramento.

Forma 2a

O compartimento dos componentes está fisicamente separado do barramento, porém os componentes podem estar juntos e os terminais de conexão externos não precisam estar separados nem entre eles e nem do barramento.

Forma 2b

O compartimento dos componentes está fisicamente separado do barramento, porém os componentes podem estar juntos e os terminais de conexão externos precisam estar separados do barramento.

Forma 3a

O compartimento dos componentes está fisicamente separado do barramento, os componentes devem estar separados entre si e os terminais de conexão externos não precisam estar separados nem entre eles e nem do barramento.

Forma 3b

O compartimento dos componentes está fisicamente separado do barramento, os componentes devem estar separados entre si e os terminais de conexão externos precisam estar separados do barramento, mais podem estar juntos entre si.

Forma 4a

O compartimento dos componentes está fisicamente separado do barramento, os componentes devem estar separados entre si e os terminais de conexão externos estão no interior do mesmo compartimento do componente.

Forma 4b

O compartimento dos componentes está fisicamente separado do barramento, os componentes devem estar separados entre si e os terminais de conexão externos não estão no interior do mesmo compartimento do componente, devendo também estar separados entre si.

 

A fim de permitir o usuário especificar claramente como deseja a interligação entre uma unidade funcional e os seus respectivos circuitos de alimentação, de saída e de controle, a IEC usa uma classificação por letras*. A conexão das unidades funcionais (UFs).

A conexão elétrica das UFs é definida através de um código de 3 letras:

São utilizadas as seguintes letras:

F   – conexões fixas (“fixed”)

D  – conexões desconectáveis (“disconnectable”)

W – conexões extraíveis (“withdrawable”)

De forma que uma unidade funcional é definida pela função que desempenha no conjunto em que está inserida:

No exemplo acima, as unidades funcionais possuem a configuração fixa de conexão.

 

A segregação interna das unidades funcionais depende de partições em muitos casos construídas em material isolante e em outras em material metálico, grande parte das conexões, principalmente de saída para campo, necessitam da aplicação de conectores instalados entre a parte interna e externa do invólucro, que além de garantir a conexão segura deve prover a proteção do operador.

A compartimentação também provê a operação e manutenção dos equipamentos de forma a cumprir determinações legais de Normas Regulamentadoras do Brasil, como a NR10.

 

Com a utilização de componentes que permitem a aferição, medição e coleta de dados do sistema, sem a necessidade de abertura das portas dos painéis.

Na construção podem ser utilizados plugues de teste, transformadores de corrente, tomadas e os sinais provenientes do interior do painel são interfaceados através de conectores, garantindo a segurança e a continuidade de serviço.

Compartimentação ou segregação de unidades funcionais, foi criada para assegurar integridade física dos profissionais e prevenir para que não ocorram acidentes devido ao acesso inadvertido a partes energizadas ou de condução de alta corrente.

Garantir a segurança e proteger as pessoas é fundamento primordial para construção de um sistema, garantir a produtividade pela utilização de componentes de forma correta, ao final promove a satisfação do cliente.

Conheça alguns produtos da Phoenix Contact que se adequam a essa aplicação:

FAME 3

Transformadores de corrente

Terminais de passagem de alta corrente

Indústria Alimentícia – Condução de sinais por zona

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Por Rafael Kenji, Gerente de Marketing de Produto – Industrial Field Connectivity.

As plantas de alimentos e bebidas são instalações industriais especializadas, que exigem alguns cuidados ao escolher os produtos para o controle, pois em certas instalações atuam em condições sanitárias e em alguns casos perigosas.

O mercado brasileiro utiliza principalmente as normas adotadas pela FDA (Food and Drug Administration), agência federal do Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos Estados Unidos, responsável por proteger e promover a saúde pública através do controle e supervisão de segurança alimentar, tabaco, medicamentos farmacêuticos entre outros. A FDA emprega os regulamento do CFR 21 (Codigo de Regulamentos Federais – Artigo 21 – Alimentos e Drogas).

O tipo de produto de controle elétrico necessário e os padrões de conformidade aplicáveis dependem do ambiente encontrado em uma determinada área, pois as instalações de processamento de alimentos geralmente contêm uma variedade de ambientes sob um mesmo teto.

Uma planta pode incluir locais para processamento, armazenagem, distribuição, envase ou embalagem, armazenamento a frio ou a seco, salas limpas e mais – cada um dos quais tem seu próprio conjunto normativo de higienização.

O tipo de produto para áreas de processamento de alimentos, na maioria dos casos deve tolerar os óleos, névoas, poeira, sujeira, vapor, água, efluentes e outros contaminantes no ar, além de suportar lavagens frequentes com jatos de água de alta pressão e solventes de limpeza agressivos.

Zonas da Indústria Alimentícia

A análise de perigo e os pontos críticos de controle ou HACCP é uma abordagem preventiva sistemática para a segurança alimentar de riscos biológicos, químicos e físicos em processos de produção que podem causar o produto acabado inseguro e projeta medições para reduzir esses riscos para um nível seguro.

Desta forma, o HACCP tenta evitar perigos ao invés de tentar inspecionar produtos acabados para os efeitos desses perigos. O sistema HACCP pode ser usado em todas as etapas de uma cadeia alimentar, desde a produção de alimentos e processos de preparação, incluindo embalagem, distribuição, entre outros.

A Food and Drug Administration (FDA) exige programas HACCP obrigatórios para suco e carne como uma abordagem eficaz para a segurança alimentar e proteção da saúde pública.

Dentre os seus princípios, a HACCPO estabelece que os produtos alimentícios e respectivas embalagens não podem ser contaminadas através do contato com peças da instalação ou da máquina.

Na produção existem três zonas: zona de contato com o produto, zona de pulverização e zona sem produto. Cada zona apresenta requisitos específicos aos sistemas de sensores e atuadores, assim como aos respectivos cabos e conectores de encaixe.

Zona de contato com o produto – Design higiênico para satisfazer os mais elevados requisitos de higiene

Os produtos alimentícios podem entrar em contato com peças da instalação e voltar a entrar no circuito de processamento. Por esse motivo, os requisitos de higiene nesta zona são especialmente altos.

Os conectores de encaixe e outros componentes não podem apresentar nichos de sujeira.

Especialmente para a utilização nesta zona, possuímos o design higiênico, baseado nas diretivas CFR 21, no formato M12.

Zona de pulverização – Design lavável para satisfazer requisitos médios de higiene

Na zona de pulverização, os componentes poderão entrar em contato com o produto alimentício. Ao contrário da zona de contato com o produto, aqui o produto alimentício não volta a entrar no circuito de processamento após o contato. Os conectores que a Phoenix Contact disponibiliza no design lavável foram desenvolvidos especificamente para a zona de pulverização. Contornos lisos no corpo minimizam aderências de produtos alimentícios no conector de encaixe.

Área sem produto – Programa SAC padrão

Nesta zona, os produtos já estão geralmente embalados e não estão sujeitos ao contato direto com peças da instalação.

Neste caso, os requisitos são idênticos aos do ambiente industrial clássico. A limpeza das instalações de embalagem não exige produtos de limpeza agressivos e não é habitual realizá-la com dispositivos de alta pressão.

Para a utilização nesta zona pode ser utilizada a nossa linha padrão para o cabeamento sensor/atuador.

Nós temos uma linha de produtos completa para atender essas aplicações, conheça aqui!

Monitoramento de raios para análise e prevenção de falhas

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Por Marco Aurélio Duarte, Gerente de Marketing de Produtos – Power Supplies & Trabtech.

Graves danos podem ser causados por raios em instalações e sistemas elétricos e eletrônicos. No caso de edifícios residenciais ou comerciais, que são monitorados regularmente, esses danos quando ocorridos são imediatamente percebidos.

Se o dano for avaliado rapidamente, o reparo é feito de imediato e as funções mais importantes do sistema podem ser restabelecidas antes que causem problemas maiores.

Infelizmente essa facilidade não existe em sistemas mais complexos, como no caso de objetos continuamente expostos ou aqueles com uma grande área de superfície, tais como usinas de energia eólica, solar, linhas de transmissão, subestações, sistemas ferroviários, entre outros.

Danos ou destruição nesses casos são percebidos somente quando o dano já ocorreu.

Por esse motivo, sistemas de monitoramento inteligentes são cada vez mais usados para avaliar permanentemente um sistema e enviar os resultados diretamente para o centro de controle.

Isso permite uma resposta imediata em caso de mau funcionamento e evita consequências adicionais, bem como longos tempos de parada.

Burj Khalifa em Dubai, um dos sistemas monitorados com LM-S

Nova tecnologia de monitoramento com efeito Faraday

Um novo sistema de monitoramento e medição utiliza o efeito de Faraday e o efeito magneto-óptico a fim de analisar o nível e a direção do fluxo das correntes de surto em pára-raios. Os sinais medidos são transmitidos entre o sensor e a unidade de avaliação por meio de um sinal de luz em um cabo de fibra ótica.

Em contraste com a transmissão de sinal via cabo de cobre, este tem o principal benefício que as correntes de raios, que ocorrem na proximidade do sistema de medição, são incapazes de influenciar o sinal de luz. Isso significa que a unidade de avaliação eletrônica recebe um sinal confiável e protegido contra interferências.

LM-S (Lightining Monitoring System)

Essa monitoração ativa permite avaliar os raios em seus parâmetros mais significativos como intensidade, energia, quantidade, data e hora e dessa forma, cruzando essas informações com eventos já conhecidos, planejar manutenção preventiva de sistemas evitando assim paradas inesperadas.

Efeito Faraday simples e eficiente para medição

A aplicação do efeito Faraday consiste em medir o desvio de um feixe de luz polarizada em uma seção de fibra óptica. Essa seção de medição consiste em um meio transparente (dielétrico) com filtros polarizadores em ambas as extremidades.

A seção de medição é posicionada em um ângulo de 90 graus em relação a direção do fluxo de corrente no condutor elétrico. Desta forma, a direção de propagação de uma onda de luz na seção de medição é paralela ao campo magnético da corrente de surto no condutor.

 

A seção de medição é posicionada em um ângulo de 90 graus em relação a direção do fluxo de corrente no condutor elétrico.

 

 

A onda de luz faz com que os elétrons no dielétrico oscilem, já o campo magnético muda o movimento dos elétrons no dielétrico. Isso influencia o plano de polarização da luz e dependendo da direção do campo magnético, o plano de polarização pode ser girado em qualquer direção. Esse ângulo e intensidade determinam os valores de medição.

• Φ Fluxo luminoso (onda de luz)

• β Angulo de rotação

• I Corrente elétrica

• B Densidade de fluxo magnético

Vista esquemática do efeito magneto-óptico

Aplicações práticas do LM-S

Uma das principais aplicações do LM-S está na monitoração de raios em edificações elevadas, sejam prédios, torres, estações de transmissão de rádio e TV, monumentos, ou em grandes instalações e locais descampados como ferrovias, parques eólicos, usinas solares, linhas de transmissão de energia, subestações, entre outros.

Essa monitoração é essencial para avaliação do grau de estresse que estruturas, equipamentos e sistemas elétricos, estão sendo submetidos e dessa forma avaliar o momento de realizar manutenção preventiva, evitando assim falhas e consequente parada em momentos inesperados.

Veja abaixo algumas aplicações já realizadas, que servem como referência:

Aplicação em edifícios

Burj Khalifa em Dubai, atualmente a estrutura mais alta construída pelo ser humano sobre a terra. Com 828m, possui um sistema de monitoramento contra raios ativo, facilitando a avaliação da manutenção na prevenção de falhas dentro do prédio.

Aplicação em parques eólicos

Monitoração de queda de raios sobre os rotores de geradores eólicos.
Monitoração do estresse causado por raios nos sistemas controles, partes mecânicas, caixas de redução, entre outros sistemas.

Aplicação em monumentos

Monitoração de queda de raios em grandes edificações como monumentos.
Na imagem abaixo, o monumento Alemão Hermann possui uma espada de 7 metros de comprimento, além dos 53 metros do próprio monumento. Impacto de raios podem ser destrutivos e a monitoração garante a avaliação do estresse desses componentes
Esse tipo de aplicação é de especial interesse de centros de pesquisa.

Aplicação na monitoração de para-raios de subestações

As quedas de raios em cabos de alta tensão resultam em sobrecarga do transformador de energia das subestações. Muitas vezes, os elementos de proteção contra surtos estão conectados a montante dos transformadores.

Estes direcionam as correntes de surto diretamente ao solo. No passado eram utilizados para-raios de carbeto de silício acoplados a centelhadores que eram usados como elementos de proteção. Nos últimos anos, os varistores de oxido de zinco tornaram-se a solução preferida.

O LM-S permite registrar e avaliar a carga real dos elementos de proteção. Isso permite monitoramento precoce dos limites de carga e substituição dos elementos de proteção afetados.

Os sensores são instalados abaixo dos condutores que ligam os para-raios de proteção à terra. As fibras ópticas transmitem os sinais de medição para a unidade de avaliação, que está instalada em um gabinete de controle remoto.

Conclusão

A utilização de sistemas de monitoração modernos para avaliação dos parâmetros de raios sobre instalações é uma maneira preventiva de avaliar seus efeitos e em conjunto com as estatísticas de falhas desenvolver planos de manutenção preventiva eficientes.

Todos os dados monitorados pelo LM-S podem ser transmitidos através de cabo ethernet ou via GSM, dependendo do meio de comunicação que estiver disponível.

Seus benefícios são:

  • Avaliação detalhada dos raios que caem sobre as instalações monitoradas.
  • Monitoração de cargas sobre os dispositivos de proteção contra surtos atualmente instalados.
  • Monitoração das cargas sobre o sistema de SPDA
  • Avaliação de falhas com o cruzamento dos parâmetros colocados e dados de manutenção do sistema.
  • Ótima base para avaliação de medidas corretivas e realização de manutenção preventiva.

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Técnicas de soldagem em PCI

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Por Ricardo Haruo Umebara, Gerente de Produto – Device Connectors.

Na área eletrônica existe uma vasta opção de conectores e bornes para placas de circuito impresso. Estes componentes podem ser soldados de diferentes maneiras, a fim de facilitar seu manuseio ou aproveitar melhor o espaço na placa.

Em geral, há 3 tipos de montagem na PCI, cada um com suas vantagens e desvantagens. Deve-se determinar o tipo de montagem na etapa inicial do projeto, para que os produtos escolhidos funcionem de forma eficiente e segura.

A seguir, veja como é realizado cada um destes processos.

Solda por onda

A solda por onda é o processo de solda clássica para a fabricação de módulos eletrônicos. É o método mais antigo e mais comum de se encontrar no mercado. Caracteriza-se por utilizar componentes com terminais que atravessam a placa de circuito impresso (conhecidos como PTH – pin through hole) e a soldagem ocorre na parte inferior da PCI. Consiste em fazer a placa passar por cima de uma onda de soldagem. O ar é bombeado do fundo de um recipiente de solda derretida e cria-se esta onda. Uma vez pré-aquecida, a PCI passa em uma esteira sobre a onda de tal forma que a solda é aplicada e fixa-se nas ilhas. As áreas na placa que não devem ser soldadas são revestidas por uma máscara protetora, a fim de se evitar que a soldagem una partes indesejadas.

Vantagens:

  • Permite fabricação serial.
  • Equipamento ainda é o que possui menor custo se comparado com outras tecnologias de solda.

Desvantagens:

  • Requer manutenção constante do equipamento, para que garanta-se a qualidade da solda.
  • Não permite o uso de placas com múltiplas camadas.
  • Componentes ocupam mais espaço na PCI.
  • É necessário manter o controle a temperatura, velocidade da esteira, pureza da solda e outras variáveis para evitar que ocorram danos à PCI ou a componentes mais sensíveis, como semicondutores por exemplo.
  • Permite apenas um tipo de tecnologia de montagem no processo de solda.

Solda THR

Na solda THR (Through Hole Reflow), uma pasta de solda é usada para posicionar um grande número de componentes em suas respectivas ilhas. Considerando que a pasta de solda contém uma resina que só altera seu estado perante temperaturas superiores a +100ºC, ela permanece, sem secar, na superfície do terminal até o processo de solda. O conjunto é submetido a uma fonte de calor controlada, que derrete a pasta de solda, fixando-a permanentemente nos terminais do componente. O aquecimento é realizado através de uma câmara de refluxo, o qual a fim de evitar danos materiais provocados por diferentes coeficientes de dilatação de cada componente, o módulo completo é aquecido de forma lenta até aproximadamente +150ºC. Em seguida, ocorre um rápido aquecimento a uma temperatura superior à temperatura específica de fusão da solda. Só então se realiza o verdadeiro processo de solda a temperaturas que vão até +260ºC por um período de 40 segundos.

A solda funde-se, percorre a superfície do terminal até alcançar a ilha e enche completamente as perfurações da PCI. Quando o módulo se resfria por completo, formam-se ligações seguras e permanentes entre os terminais e as ilhas.

Os requisitos essenciais de componentes THR e do seu processamento são descritos na seguinte norma: IEC 61760-3: Surface mounting technology – Part 3: Standard method for the specification of components for through hole reflow (THR) soldering.

Vantagens:

  • Qualidade de processo com elevada capacidade de produção, graças a um elevado nível de automação.
  • A tecnologia de passagem pelas ilhas na placa assegura uma elevada estabilidade mecânica dos componentes da ligação.
  • O equipamento utilizado aceita tanto componentes THR como SMD num único processo.

Desvantagens:

  • Equipamentos com custos elevados.
  • Não justifica manufatura em pequena escala.

 Solda SMT

Os componentes para montagem sobre superfície (SMD – Surface Mount Device) são soldados diretamente sobre a parte superior ou inferior da placa de circuito impresso por intermédio de superfícies de contato soldáveis. Uma vez que os elementos construtivos não precisam ter conexões de fios que são passadas ou soldadas através de furos na PCI, a montagem sobre superfície (SMT – Surface Mount Technology) permite a produção de um dispositivo eletrônico compacto e utilizando ambos os lados da placa.

Antes de aplicar os componentes SMD, os pads metalizados sobre a placa são cobertos por uma pasta de solda com um método de deposição por serigrafia, matriz ou dispensador.

Em seguida, os componentes são aplicados em seus respectivos pontos e o módulo completo é soldado. Realiza-se então, o processo de Reflow como utilizado na montagem THR.

Em comparação com os componentes PTH (pin through hole), os componentes SMD se caracterizam por forças de retenção reduzidas na placa de circuito impresso, o que significa que os pontos de solda geralmente não podem ser expostos a quaisquer cargas mecânicas pesadas. Para assegurar uma fixação segura na placa de circuito impresso, muitos componentes SMD possuem metais de ancoragem laterais, soldadas geralmente por THR.

Vantagens:

  • Alto nível de produtividade e qualidade, graças a um elevado grau de automação.
  • Alta densidade de componentes no dispositivo: placas utilizáveis em ambos os lados graças a montagem sobre superfície e miniaturização de componentes, economizando espaço ocupado na PCI e reduzindo suas proporções.
  • Permite realizar processamento de componentes THR e SMD em um único equipamento.

Desvantagens:

  • Equipamentos com custos elevados.
  • Não justifica manufatura em pequena escala.

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Proteção em ambientes explosivos EX

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Por Celeste Silva, Gerente de Marketing de Produto – Interfaces and Solution Center.

Assegurar que as pessoas tenham segurança, alcançar um processo de produção seguro e sem erros e ter um ambiente de trabalho limpo são objetivos importantes da tecnologia de processos e da engenharia de processos.

A maneira de alcançar esses objetivos é estar ciente de como as explosões ocorrem sempre que materiais combustíveis, oxigênio e fontes de ignição possam se unir e como evitá-los.

A proteção contra explosões não é apenas uma questão de sistemas da indústria química e petroquímica. Mesmo em áreas aparentemente inofensivas da indústria de alimentos, por exemplo, existe um potencial significativo para o perigo. A correlação entre proteção contra explosão e gases é frequentemente mencionada, mas atmosferas explosivas também podem resultar de poeira.

Combustão completa

A combustão completa é um processo rápido de oxidação. É referido como fogo destrutivo, onde com um suprimento suficiente de oxigênio, um material combustível é destruído em uma reação exotérmica. À medida que aumenta a velocidade com que o fogo se espalha, o processo é referido como deflagração, explosão e, em casos extremos, detonação, nesta ordem.

No caso de combustão completa, o dano causado aumenta significativamente com a velocidade de propagação.

Magnitude da velocidade de propagação:

  • Deflagração cm/s
  • Explosão m/s
  • Detonação km/s

Explosão

Pode ocorrer uma explosão se houver uma combinação de um material combustível, oxigênio e uma fonte de ignição. Se um componente estiver faltando, nenhuma reação exotérmica ocorrerá.

Material combustível

Um material combustível que está presente como gás, vapor ou poeira é chamado de material explosivo. Os vapores e poeiras são explosivos se a sua gota ou tamanho de partícula for menor do que 1 mm. As poeiras com tamanhos de partículas maiores geralmente não são inflamáveis. Os vapores, aerossóis e poeiras que ocorrem na prática têm um tamanho de partícula entre 0,001 mm e 0,1 mm.

Oxigênio (comburente)

Se um material explosivo for combinado com oxigênio, é criada uma atmosfera explosiva. As áreas potencialmente explosivas são atribuídas a zona padrão que são distinguidas de acordo com dois tipos:

  • Áreas com perigo de explosão de gás.
  • Áreas com perigo de explosão de poeira.

Limites explosivos superiores e inferiores

No caso dos gases, a proporção de concentrações determina se uma explosão é possível. A mistura só pode ser acesa se a concentração do material no ar estiver entre o limite inferior de explosão (LEL) e o limite superior de explosão (UEL).

Alguns materiais não resistentes quimicamente (por exemplo, acetileno, óxido de etileno) também podem sofrer reações exotérmicas sem oxigênio através da auto-composição. O limite superior de explosão (UEL) muda para 100 por cento em volume. A gama explosiva de um material se expande à medida que aumenta a pressão e a temperatura.

Especificações semelhantes às definidas para gases também podem ser feita para poeiras, mesmo que os limites explosivos não tenham o mesmo significado aqui. Nuvens de poeira são geralmente heterogêneas e a concentração dentro da mesma nuvem flutua muito.

Este mercado é norteado por diversas normas que se diferem conforme o local.  Temos normalização e regulamentação para a Europa e USA, que são muito rigorosas.  Qualquer aplicação de produto nestes ambientes devem atender a essas normas e regulamentos.

Diretivas ATEX na Europa

A directiva ATEX regula a harmonização das disposições legais nos Estados membros da comunidade europeia para dispositivos e sistemas de proteção em termos de garantir o uso correto em áreas potencialmente explosivas.

O termo ATEX é derivado das palavras francesas “ATmosphère EXplosible”. Para abordar a questão da proteção contra explosões. A União Europeia introduziu a Directiva ATEX 2014/34 / UE para os fabricantes e a Directiva 1999/92 / CE para os operadores.  Essas diretrizes então tiveram que ser traduzidas para a legislação nacional dos diferentes Estados membros.

Na América do Norte

Na América do Norte, a base para a proteção contra explosões é o Código Elétrico Nacional (NEC) nos EUA e o Código Elétrico Canadense (CEC) no Canadá. Os extratos da NEC e da CEC listados dizem respeito à proteção contra explosões.  Definir a Localização de sistemas perigosos (HazLoc), e utilizar as regras fundamentais, determinam o norte para proteção contra explosão.

As seguintes instituições desempenharam um papel importante no desenvolvimento do sistema HazLoc:

  • Underwriters Laboratories Inc. (UL)
  • CSA International (CSA)
  • Factory Mutual Research (FM)
  • Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE)
  • A Sociedade de Instrumentação, Sistemas e Automação (ISA)
  • Administração de Segurança e Saúde contra Minas (MSHA)
  • National Electrical Manufacturers Association (NEMA)
  • National Fire Protection Association (NFPA)
  • Guarda Costeira dos Estados Unidos (USCG)

Garantir a conformidade com os padrões ao desenvolver dispositivos permite que fabricantes e posteriormente operadores atuem com um certo grau de confiança. Diferentes padrões podem ser chamados, dependendo da área de aplicação em questão. A directiva ATEX, por exemplo, especifica o cumprimento dos requisitos básicos de segurança e saúde.

Se o fabricante optar por usar seu próprio conceito, deve ser fornecida uma prova abrangente de conformidade. Um certificado de conformidade da IECEx só pode ser obtido se as normas IEC correspondentes tiverem sido cumpridas.

No Brasil, esse assunto vem evoluindo e em 2008 tivemos a publicação da Norma ABNT NBR IEC 60079-19 – Reparo, Revisão e Recuperação de Equipamentos, que estabelece requisitos técnicos para realização de serviços de reparo em equipamentos elétricos que operam em atmosferas explosivas.

A Phoenix Contact dispõe de produtos para aplicação em ambientes classificados como área explosiva, que devido a toda certificação, permite garantir sua qualidade baseada nas normas internacionais existentes que foi aplicado para seus desenvolvimentos.

Uma nova perspectiva nos projetos de segurança funcional através de sistemas Distribuídos

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Por Eduardo Arruda, Gerente de Marketing – Industry Management & Automation.

A oportunidade de se gerar melhorias no processo produtivo com a adequação de máquinas e equipamentos em uma arquitetura distribuída, integrando o sistema de controle ao sistema de segurança funcional em plataformas e arquiteturas de redes de automação já existentes.

Uma nova perspectiva nos projetos de segurança funcional através de sistemas
Distribuídos, muito mais que discutir ou apresentar qualquer conceituação ou citação em referência a norma regulamentadora NR12 ou qualquer outra norma internacional vigente, como EN ISO 13849 ou EN IEC 62061, o ponto principal deste artigo é explorar a etapa de implementação de medidas de proteção coletivas das normas de segurança, sem abordar o mérito das mesmas, apenas elucidando uma nova perspectiva nesta fase, facilitando e permitindo a sua execução, tanto técnica quanto financeira, em plantas industriais já existentes, onde há um padrão de controladores industriais já estabelecidos.

É comum em plantas industriais já concebidas a necessidade de se integrar sistemas de controle de segurança funcional às aplicações de grande porte existentes para atendimento à normas de segurança.

Geralmente, para o êxito nesta integração, é necessário um conhecimento altamente especializado e consequentemente custos elevados. Somente assim todos os requisitos referentes às categorias ou níveis de segurança funcional podem ser completamente atendidos para que os operadores de máquina sejam protegidos de forma confiável contra situações de risco e a produção não seja comprometida.

Soluções de descentralização, especificamente para segurança funcional, são cada vez mais solicitados por uma indústria onde já existe uma base instalada consolidada.

Estas soluções se mostram benéficas tecnicamente no seguinte aspecto: combina a facilidade de um sistema totalmente configurável com os benefícios da integração dos módulos de I/O distribuídos na rede de automação, mesmo que já existente.

Como característica técnica predominante neste tipo de arquitetura, pode-se destacar:

1. A descentralização de sistema de segurança
2. O controle de automação independente do controle de segurança
3. A integração com sistemas existentes
4. A possibilidade de expansão
5. A programação à prova de erros

Mais adiante os aspectos técnicos desta arquitetura são explorados:

1. A descentralização de sistemas de segurança

Em plantas industriais são comuns os diversos pontos de entrada e saída de segurança estarem espalhados ao longo de todo o processo. Em sistemas atuais, o processamento e controle destes pontos são muitas vezes processados localmente com controladores de segurança unificados e dedicados em um único barramento, aumentando a probabilidade de falha do sistema.

Sistemas descentralizados de segurança funcional permitem que o controle seja feito remotamente através de redes de comunicação. Assim os I/Os ficarão espalhados por todo o processo e operam de forma independente.

Nos dias atuais, os protocolos de comunicação industrial baseados em meio físico Ethernet, dada a sua alta velocidade de transmissão, permitem que dados seguros sejam trafegados sem perda de latência e consistência de informações.

2. O controle de automação independente do controle de segurança

Vincular fisicamente, através do mesmo barramento, o sistema de controle da fábrica ao sistema de controle de segurança funcional pode ser um risco no que diz respeito à segurança do operador durante o processo de produção. Simplesmente incluir módulos de segurança nos sistemas de controle atuais não é uma boa prática.

Desvincular o sistema de automação do sistema de segurança funcional para que este seja autônomo é uma estratégia que permite que este tome ações seguras independente dos sistemas de controle a que estão interligados.

Esta é exatamente o paradigma que este tipo de arquitetura traz à tona na forma como segurança funcional é tratada em grandes plantas, onde a segurança e o controle passam a trabalhar de forma independente, sem deixar de lado a necessidade de integração através de redes de comunicação para troca de dados.

3. A integração com sistemas existentes

 

A base instalada de redes de automação, principalmente no mercado brasileiro, é dominado por alguns protocolos como Profinet, Ethernet/IP, Profibus, Modbus, Ethercat, entre outros.

A integração de sistemas de segurança nesta base instalada desafiam os engenheiros no desenvolvimento de produtos de forma que facilitem esta interação e permitam que os projetos sejam implementados o mais uniforme possível, sem onerar em seus custos, ou impactar no processo produtivo, mesmo quando são utilizadas tecnologias de fabricantes distintos através de protocolos abertos e comuns.

O fato destes protocolos, em sua maioria, trabalharem em ‘hard realtime” ou mesmo “soft realtime” torna possível que os dados críticos sejam trafegados sem perda de consistência. Este requisito é altamente necessário quando se trata de segurança funcional.

 

4. A possibilidade de expansão

A crescente demanda por novos produtos, exigida principalmente pelo consumidor, demanda que companhias adequem seus processos produtivos.

A flexibilidade e a expansibilidade do processo produtivo devem caminhar na mesma velocidade da necessidade de se manter processos seguros, ou seja, adaptabilidade às diversas necessidades do processo deve ser mantida de forma transparente, acoplando-se entradas e saídas de segurança adicionais nos sistemas existentes e intervindo na programação das mesmas nos controladores já disponíveis, sempre que tal expansão for necessária.

A padronização das linguagens de programação de acordo com a IEC 61131 contribui para que desenvolvimentos de projetos sejam de pouco impacto em uma possível expansão do sistema.

À medida que os processos se espalham por uma ampla área com vários painéis de controle remoto, a utilização de I/O de segurança distribuída pode conectar vários sensores e dispositivos de segurança e bloqueios posicionados ao longo dos processos, praticamente sem limitação física com a utilização de protocolo abertos.

5. A programação a prova de erros

Uma vez que a lógica de segurança é configurada, a distribuição e a localização física dos módulos de I/O na rede não desempenham nenhum papel e não influenciam a lógica. Para implementar ou adaptar a lógica de segurança em um CLP padrão existente, o programador não precisa de praticamente nenhuma experiência ou treinamento especial sobre o tema da segurança funcional.

Do ponto de vista do CLP, a segurança funcional é vista como um I/O padrão e simplesmente garante o backbone da comunicação para os pacotes de dados de segurança cujos conteúdos não podem ser acessados ou visualizados.

Os próprios módulos de segurança monitoram continuamente o conteúdo do pacote de dados de segurança e, se uma não conformidade for reconhecida, o sistema será imediatamente transferido para um estado seguro.

Devido aos mecanismos de segurança integrados nesta arquitetura, o programador do CLP não pode cometer erros ou comprometer a segurança funcional.
Isso garante uma intervenção sem preocupações do sistema em qualquer ambiente de controle e rede onde garanta o estado da arte da segurança funcional.

A Phoenix Contact dispõe de tecnologias que permite a descentralização de processos industriais, desde I/Os remotos comuns, até módulos de segurança funcional, sendo neste caso denominada SafetyBridge.

 

Qual a ferramenta de crimpagem correta para a sua montagem?

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Escolher a ferramenta de crimpagem mais adequada garante maior produtividade e qualidade à sua montagem elétrica

Por Valter Pavani, Gerente de Marketing de Produtos – Marking and Installation

Ser mais rápida, mais rentável e melhor, estes são alguns dos principais objetivos da empresa modernas.

A busca dos objetivos acima dá origem a novas ideias, pois os processos de produção cada vez mais buscam um potencial de otimização e aqueles que usam as ferramentas corretas ganham  vantagens claras em relação aos seus concorrentes.

Uma conexão elétrica segura e confiável depende em grande parte da escolha da ferramenta de crimpagem, mas também depende do processo de aperto, seja ele realizado manualmente ou por máquinas.

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Construção de painéis elétricos: escolha de materiais e atendimento às normas técnicas

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As normas de construção de painéis elétricos mudaram e novas regras estão em vigor

Por Sérgio Baldin, Gerente de Marketing de Produto, Industrial Cabinet Connectivity e Value-Added Center.

Assuntos relacionados à energia elétrica requerem cuidados especiais. Especificamente em painéis elétricos, algumas regras importantes devem ser levadas em conta, onde uma das mais importantes é sem dúvida o atendimento às normas vigentes.

Um ponto por vezes negligenciado e que pode colocar em risco instalações e vidas é o atendimento integral às especificações dos componentes que o fabricante testou em seu conjunto.

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Proteção da iluminação LED contra distúrbios na rede elétrica

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A proteção contra surtos é fundamental para garantir uma longa vida útil da iluminação LED e ter o retorno esperado do investimento

Por Marco Aurélio Duarte, Gerente de Marketing de Produtos – Power Supplies & Trabtech.

Texto adaptado do texto original escrito pelo Engenheiro Andreas Schamber, Gerente de Produto para Proteção de Energia, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg, Alemanha.

A tecnologia LED tornou-se predominante em muitas áreas devido a sua longa vida útil e alta eficiência energética.

Se você deseja evitar danos e proteger seus investimentos em tecnologia LED, uma estratégia abrangente de proteção contra sobretensão não pode ser negligenciada, principalmente na iluminação pública.

Os módulos LED também tornaram as luzes muito mais compactas e podem ser atenuadas e adaptadas às necessidades do usuário por meio de sensores. A iluminação LED é mais sensível a surtos de energia do que a iluminação convencional.

A destruição de drivers de controle e módulos LED por surtos de energia reduz a economia esperada por implantar essa tecnologia, devido ao custo da substituição do equipamento ser muito maior do que a substituição da tecnologia de iluminação convencional.

Para que as luzes LED sejam operadas de forma segura e eficiente por muitos anos, todos os componentes necessários para a instalação devem ser cuidadosamente selecionados.

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