3.3.9
Cabos
De acordo com os requisitos da
norma ISA-S50.02, o cabo utilizado para ligar equipamentos Fieldbus com o modo
de voltagem de 31,25 Kbit/s pode ser um simples par de fios trançados com a sua
blindagem atendendo os seguintes requisitos mínimos (a 25 ºC):
a) Z0 em fr (31,25 KHz) = 100
Ω± 20%;
b) Atenuação máxima em 1,25 fr
(39 KHz) = 3.0 dB/Km;
c) Máxima capacitância não
balanceada da blindagem = 2 nF/Km;
d) Resistência DC máxima (por
condutor) = 22 Ω/Km;
e) Atraso máximo de propagação
entre 0,25 fr e 1,25 fr = 1.7 µs/Km;
f) Área seccional do condutor
(bitola) = nominal 0,8 mm2 (#18 AWG);
g) Cobertura mínima da blindagem
deverá ser maior ou igual a 90%.
O cabo tipo A se enquadra nas
especificações para novas instalações de cabos Fieldbus. A maioria dos cabos
utilizados para o sistema 4-20 mA podem ser classificados como tipos B, C e D.
Estes tipos (B, C e D) não são considerados ideais para a comunicação Fieldbus.
As distâncias listadas para os tipos B, C e D são apenas estimativas baseadas
em cabos instalados.
A tabela I a seguir mostra os tipos de cabo com seus respectivos
comprimentos máximos:
Tipo
|
Descrição
|
Bitola
|
Comp. Máximo (m)
|
A
|
Par trançado com blindagem
|
#18AWG
|
1900
|
B
|
Multi-pares trançados com blindagem
|
#22AWG
|
1200
|
C
|
Multi-pares trançados sem blindagem
|
#26AWG
|
400
|
D
|
Múltiplos condutores sem blindagem
|
#16AWG
|
200
|
Tabela I – Tipos de cabos em FF
A figura 3-16 mostra
um cabo tipo A adequado para rede Fieldbus.
Figura 3-16 – Cabo tipo A
As regras de aterramento para um sistema Fieldbus devem
ser utilizadas em conformidade com a instalação e manutenção do nível físico
que seguem práticas padrões de corrente baseadas na empresa, padrões de plantas
e padrões internacionais. Em locais onde os instrumentos sofrem interferências
eletromagnéticas a carcaça dos instrumentos deverão ser aterradas. Porém, o
aterramento da carcaça jamais deverá ocorrer através do shield do cabo da rede;
Não se deve conectar ao terra
nenhum dos condutores do par trançado em nenhum ponto da rede pois isto
provocaria a perda da comunicação entre os equipamentos deste barramento cujo
condutor fosse aterrado.
O shield (blindagem) do cabo
FILEDBUS é, por prática padrão, aterrado em apenas uma de suas pontas ao longo
do cabo e não deve ser utilizado como condutor de energia.
O meio (par trançado) deve
indicar a polaridade e a esta deve ser mantida em todos os pontos de conexão.
Os cabos Fieldbus deverão sempre ser lançados através de
estruturas que contenham apenas cabos de rede ou de sinal e distante de cabos
de potência ou qualquer fonte de ruídos eletromagnéticos.
3.3.10
Conectores
Os conectores são dispositivos
opcionais que são muito utilizados em instalações onde os equipamentos devem
ser periodicamente desconectados e/ou movidos, e poderia ser utilizado em uma
conveniente conexão de um equipamento temporário num determinado local. A
maioria dos projetos de redes Fieldbus, por questão de redução de custos, prevê
o uso de cabos comuns onde suas pontas serão decapadas, prensados terminais e
então os cabos serão instalados nas borneiras dos instrumentos, caixas de
junção, terminadores e outros dispositivos da rede.
Os conectores Fieldbus devem
seguir as especificações da IEC/ISA
Phisical Layer Standard. A figura 3-17 mostra
conectores de cabos pré-montados e derivações.
Figura 3-17 – Cabos pré-montados de derivações para rede Fieldbus
Para casos onde será feito um
spur, uma maneira prática e de baixo custo de realizar este tipo de conexão é através destas derivações,
ao invés de usar as caixas de derivação. As caixas de derivação ocupam um
espaço muito grande, têm um custo elevado e normalmente é necessário fabricar
suportes para sua fixação, o que torna sua instalação ainda mais trabalhosa e
custosa. A instalação de derivações pode ser feita na própria bandeja ou
eletrocalha enquanto que a caixa de derivação deve ser instalada em local
aparente e de fácil acesso.
3.3.11
Caixas de
Junção ou Derivação
Toda derivação realizada na rede Fieldbus
deve ser feita através de conectores (“T”, “Y” e outros) ou mais comumente
através de caixas de derivação. As caixas de derivação são elementos passivos,
que simplesmente permite a derivação dos cabos de forma organizada, segura e
prática.
Existem caixas de junção com
conectores de engate rápido, já mencionada anteriormente, caixas com borneiras de diversos tipos (aparafusadas,
prensada por mola, pino para soldagem e outros) ou ainda caixas de junção que
possui proteção contra curto-circuito e led de diagnóstico de rede energizada.
A figura 3-18 mostra algumas caixas
de derivação, que se diferem pela quantidade de spurs que podem ser conectados
às mesmas.
Figura 3-18 – Caixas de junção
Não se deve conectar dois cabos num mesmo borne ou passar
dois cabos num mesmo prensa cabos numa caixa de derivação. Deve-se sempre
utilizar caixas de derivação que possuem bornes para interligação das
blindagens dos cabos.
As caixa de junção e instrumentos deverão ficar bem
vedados e em local com ausência de umidade. Os prensa cabos dos mesmos deverão
ficar sempre na horizontal ou virados para baixo, de forma a dificultar a
entrada de água no instrumento através do cabo.
3.3.12
Host Devices
O “Host Device” é um equipamento
ligado ao sistema Fieldbus com o qual pode-se configurar, monitorar e interagir
com o processo sem a necessidade de se permanecer no campo. Pode ser um SDCD
(Sistema Digital de Controle Distribuído), um sistema SCADA ou um
microcomputador da linha PC.
3.3.13
Repetidores
É um equipamento utilizado para estender
um segmento Fieldbus. Podem ser utilizados no máximo 4 repetidores entre
quaisquer 2 equipamentos num segmento Fieldbus. Utilizando 4 repetidores, a
máxima distância entre quaisquer 2 equipamentos num segmento é de 9.500 metros, como
mostra a figura 3-19.
Figura 3-19 – Distribuição de repeditores Fieldbus
3.3.14
Bridge
É um equipamento utilizado para
conectar segmentos Fieldbus de diferentes velocidades (e/ou níveis físicos como
fios, fibras ópticas, rádio, etc.) a fim de formar uma extensa rede como mostra
a figura 3-20.
Figura 3-20 – Aplicação de bridge em FF
3.3.15
Gateway
É um utilizado para conectar um
ou mais segmentos em outros tipos de protocolos de comunicação como Ethernet,
RS232, MODBUS, etc.
Bom
meus amigos, por enquanto é só, aguardem a próxima postagem com a
continuação desse tema e comentem e compartilhem com seus amigos. Siga-me no Twitter @marcio_frisso .Segue
abaixo as referências desse assunto:
- www.fieldbus.org – Site da Fieldbus Foundation
- www.smar.com.br – Fabricante de Equipamentos Fieldbus
- www.sense.com.br – Fabricante de Caixas de Junção
- www.poliron.com.br – Fabricante de Cabos
- Norma ANSI/ISA – S50.02
- Borges, Johny de Freitas, Redes Industriais de Comunicação, 2008.
