SEGURANÇA + PROFIBUS? É POSSÍVEL!

Tecnologia Safety Passivo para racionalização de instalações de máquina

Figura 1 – Conceito básico de Safety Passivo – as saídas.

Figura 2 – Módulos de I/O remotos com tecnologia Safety Passivo.

Ulrich Kohl, gerente de produto para tecnologia de instalação descentralizada da Murrelektronik em Oppenweiler, Alemanha. Texto adaptado por Texto adaptado por João Paulo Vaz, Marcelo Barboza e Mauricio Barile, da Murrelektronik do Brasil.

A Tecnologia Safety Passivo da Murrelektronik independe da rede e atende às necessidades de até 90% das instalações de máquinas. Através da utilização dessa técnica de instalação inovadora, pode-se reduzir os custos dos componentes, durante as etapas de Projeto, Instalação e Start-up.

A instalação de máquinas, em automação, pode ser dividida basicamente em ambientes seguros e não seguros. A experiência nos mostra que aproximadamente 90% das aplicações de segurança podem ser classificadas de acordo com a norma EN954-1 (Categoria 3). Somente 10% são classificadas como de Categoria 4, a última categoria de segurança. Estabelecidos os conceitos de instalação, imagina-se logo que o conceito de rede Profibus DP vem adquirindo sólido significado de racionalização e economia em instalações de máquinas. Na tecnologia Safety, no entanto, o cabeamento ainda é realizado de maneira convencional. Os interruptores de parada de emergência, por exemplo, são dispostos em caixas descentralizadas (que consomem demasiado tempo de montagem) e conectadas ao circuito de parada de emergência. As saídas de segurança geralmente são conectadas a um relé de segurança no painel, que envia um sinal à rede, a qual os distribui em campo. Com o objetivo de descentralizar e proporcionar uma efetiva economia, iniciou-se a fusão da tecnologia Safety com a tecnologia de rede descentralizada Profibus DP. Trata-se de sistemas ativos, seguros, concebidos de acordo com os requisitos de segurança conforme a Categoria 4. Os componentes essenciais de tal sistema são o controlador a prova de falhas, um protocolo ProfiSafe e módulos de I/O remoto a prova de falhas. De um modo geral, trata-se de uma solução que consome muito tempo de montagem e, por conseqüência, dispendiosa. Como a categoria 4 não é obrigatória em instalações de máquinas, seu estudo de viabilidade econômica deve ser analisado criteriosamente. A tecnologia Safety Passivo promete ser uma alternativa interessante, sendo uma solução apropriada para todos os requisitos da Categoria 3, como pode ser observado nos exemplos práticos a seguir.

INTRODUÇÃO SIMPLES

A tecnologia Safety Passivo combina a tecnologia safety existente com os consagrados módulos de I/O Remoto Profibus DP e contribui com a simplificação na instalação de máquinas. Os atuais conceitos e princípios de segurança são mantidos. O know-how adquirido pode ser aproveitado, não sendo necessária a revisão completa de toda uma tecnologia – vantagem crucial que facilita a introdução da tecnologia ao usuário. Analisando-se de modo geral, esta solução não é nova. O essencial é a certificação dos produtos. Essa solução atesta não somente a função, como também os processos de desenvolvimento e produção de maneira segura e objetiva. Os módulos de I/O Remoto Profibus DP com Safety Passivo possuem saídas com alimentação independente da rede.

Figura 3 – O circuito de emergência.

Com seu encapsulamento robusto, com grau de proteção IP67, o produto é apropriado para a operação direta em campo. Todas as vias com função de segurança são identificadas através da cor amarela. Isso facilita a instalação. Mas, o que determina o Safety Passivo?

A princípio, é fundamental que o Safety Passivo possa oferecer uma solução para todos os sinais de segurança de campo com requisitos de Categoria 3. Independentemente das características dos componentes individuais utilizados, deve-se notar que, no que diz respeito às responsabilidades totais, há a necessidade de que o projetista respeite todos os requisitos de segurança exigidos.

Para esclarecer um pouco mais sobre Safety Passivo, verificaremos a seguir os sinais de campo, como, por exemplo, os sinais que chegam dos interruptores de parada de emergência (botão de segurança). Os distribuidores com tecnologia Safety Passivo substituem as caixas de passagem fiadas manualmente em campo (Figura 3), evitando erros de fiação. Esses distribuidores possuem conectores M12 para ligação aos botões de segurança, que, por sua vez, são ligados ao circuito de parada de emergência e proporcionam ligações adicionais para aviso e iluminação das máquinas. As vias não utilizadas devem ser vedadas, através de tampas M12 apropriadas, para que se possa assegurar o grau de proteção IP67.

Figura 4 – Safety Passivo – Saídas seguras.

De um modo geral, é desnecessário fazer o cabeamento manualmente, em campo. Os custos de instalação e projeto são reduzidos de maneira rápida e simples. As funções adicionais dos distribuidores, possibilitam uma simples e rápida localização do ponto de emergência.

Os módulos de I/O Profibus DP Safety Passivo (Figura 2) são economicamente interessantes e valorizados tecnicamente, como base para soluções de automação, quando é necessário atender aos requisitos da norma EN945-1, Categoria 3.

Os Circuitos das saídas safety comportam-se de modo similar ao relé de segurança no painel de controle. Em caso de emergência, o relé de segurança desabilita o atuador. Independentemente do sinal de controle do CLP, as saídas são desabilitadas e continuam a ser chaveadas de acordo com os requisitos de segurança. Pode-se facilmente identificar, como mostrado anteriormente, que o cabeamento de energia entre o painel de controle e o módulo de I/O Profibus DP deve ser observado como componente do circuito de segurança. Deve-se levar em consideração os requisitos de segurança da categoria 3. O conceito básico de Safety Passivo tem aqui influência crucial no cabeamento e, por conseqüência, também é fundamental na determinação dos custos resultantes da instalação. Por fim, como pode ser visto na figura 4, o esquema de desligamento de dois pólos do circuito de segurança pode ser padronizado, reduzindo o custo de cabeamento (material e instalação).

FALHAS FACILMENTE LOCALIZADAS

Soluções alternativas sem o esquema de desligamento de dois pólos necessitam da utilização de cabeamentos mais complexos ou, se for o caso, um duto protegido mecanicamente, o que torna o projeto mais caro. A aplicação torna-se mais interessante, combinando-se os canais de I/O convencionais do Profibus DP (não seguros) com as saídas Safety Passivo, devido à economia na instalação. Com as duas saídas ativas em cada ligação M12 pode-se, por exemplo, atuar uma válvula dupla de até 48W, com apenas um cabo e, com isso, os custos de instalação podem ser reduzidos em até 50%. Além do reflexo positivo no projeto e instalação, facilita-se consideravelmente a manutenção devido à fácil identificação dos elementos (aplicação visualmente limpa). Além dos requisitos da tecnologia safety, os módulos de I/O Profibus DP da Murrelektronik indicados oferecem funções de diagnóstico como configuração básica. Em caso de falha, a indicação por LEDs proporciona uma orientação direta e simples ao operador, ou seja, tudo sobre a rede, tal como informação detalhada, com todas as possibilidades de efetuar uma manutenção a distância. Tem-se como benefício, tanto para o start-up como para a manutenção, a interrupção baseada no contato, em caso de falha. Pode-se afirmar seguramente que é possível reduzir paradas em até 87,5%, devido à fácil e rápida localização e reparação das falhas.

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