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Twitter O Profibus PA ( Automação de Processos) é a solução Profibus para automação de processos. Esta rede é a responsável por ligar os sistemas de automação e controle de processos aos sensores e acionadores , tais como transmissores de pressão, temperatura, conversores, posicionadores, etc. Pode ser usado em substituição ao sistema de 4 a 20 mA. O padrão Profibus PA permite a comunicação de dados e a alimentação através do barramento utilizando a tecnologia MBP-IS ( utilizando 2 fios de acordo com a norma IEC 61158-2), o protocolo de comunicação DP-V1(mesmo protocolo utilizado por algumas aplicações Profibus DP) e o perfil de aplicação Dispositivo PA.
A transmissão MPB-IS utiliza-se do código Manchester para a transmissão intrinsecamente segura de bits e de corrente em um mesmo meio. Para isto, estabelece-se uma corrente mínima que os dispositivos necessitam quando nenhum dado está sendo enviado e modulariza-se a corrente em condições de transmissão. A cada variação de 9 mA para -9mA corresponde a um bit 0 e as variações de -9mA a 9mA correspondem a um bit 1. Por requisitos de segurança, a taxa de transmissão de dados nesta rede é fixada em 31.25Kbps, muito inferior aos 12Mbps da rede Profibus DP. A figura abaixo representa a transmissão em código Manchester.
A transmissão MPB-IS utiliza-se do código Manchester para a transmissão intrinsecamente segura de bits e de corrente em um mesmo meio. Para isto, estabelece-se uma corrente mínima que os dispositivos necessitam quando nenhum dado está sendo enviado e modulariza-se a corrente em condições de transmissão. A cada variação de 9 mA para -9mA corresponde a um bit 0 e as variações de -9mA a 9mA correspondem a um bit 1. Por requisitos de segurança, a taxa de transmissão de dados nesta rede é fixada em 31.25Kbps, muito inferior aos 12Mbps da rede Profibus DP. A figura abaixo representa a transmissão em código Manchester.
Código Manchester
O Profibus PA apresenta uma comunicação intrínseca que permite sua aplicação em ambientes classificados, tal como indústrias petroquímicas e farmacêuticas. Entenda-se por ambientes classificados aqueles em que se existe o risco de explosões. Além disso, este padrão possibilita uma maior modularização das instalações, podendo instalações serem adicionadas ou retiradas sem prejuízo para o funcionamento da rede. Dessa forma, as redes PA permitem uma manutenção sem necessidade que todo o processo de produção seja interrompido.
Existem várias vantagens potenciais da utilização dessa tecnologia, onde resumidamente destacam-se as vantagens funcionais (transmissão de informações confiáveis, tratamento de status das variáveis, sistema de segurança em caso de falha, equipamentos com capacidades de auto diagnose, rangeabilidade dos equipamentos, alta resolução nas medições, integração com controle discreto em alta velocidade, aplicações em qualquer segmento, etc.). Além dos benefícios econômicos pertinentes às instalações (redução de até 40% em alguns casos em relação aos sistemas convencionais), custos de manutenção (redução de até 25% em alguns casos em relação aos sistemas convencionais), menor tempo de startup, oferece um aumento significativo em funcionalidade e segurança.
A conexão dos transmissores, conversores e posicionadores em uma rede PROFIBUS DP, rede de alta velocidade, para uma Profibus PA, rede de baixa velocidade, é feita por um coupler DP/PA. O par trançado a dois fios é utilizado na alimentação e na comunicação de dados para cada equipamento, facilitando a instalação e resultando em baixo custo de hardware, menor tempo para iniciação, manutenção livre de problemas, baixo custo do software de engenharia e alta confiança na operação.
O barramento principal de uma rede PA pode ter até 1900 m sem a utilização de repetidores, chegando a cerca de 10km com a utilização de 4 repetidores. Podem ser conectados 32 dispositivos a um barramento em aplicações com alimentação externa e que não requerem comunicação intrínseca. Já em aplicações seguras, o número de dispositivos conectados ao barramento cai pra 9. A fonte de alimentação pode fornecer de 9 a 32 V, sendo necessário que não esteja instalada nos ambientes classificados.
O protocolo PA permite a comunicação entre os diversos dispositivos de campo PA, usando para isto o internacionalmente reconhecido modelo bloco de funcionais que descrevem parâmetros e funções dos dispositivos. Como exemplo temos os blocos físicos que fornecem informações sobre os dispositivos, tais como nome, fabricante, versão e número de série. Temos também o bloco transdutor, responsável por fazer as devidas correções de parâmetro para o dispositivo. Dessa forma, os dispositivos de diferentes fabricantes conseguem se comunicar de forma coerente através de uma rede PA.
Entendendo a Segurança e o autodiagnóstico:
As redes Profibus PA possuem além dos bytes que indicam determinada medição outro byte que indica status dessa variável. Estes 8 bits ajudam a qualificar a medição permitindo que se este valor saia de uma margem de segurança certo dispositivo para de funcionar, entrando numa situação de falha por segurança (Fail-safe). Existem três campos em um byte de status, sendo estes o de qualidade, sub-status e limite.
Os bits de qualidade indicam se aquele valor medido está bom, ruim, se pode ser utilizado em controle de cascata ou não pode ser utilizado em controle de cascata.
O sub-status complementa a informação dos bits de qualidade. Ele é responsável por informar ao sistema de controle se é para inicializar controle em cascata, ativar alarmes, entre outra funções que podem ser configuradas.
O limite e responsável por informar se o valor medido está dentro dos limites aceitáveis. Os valores podem estar no limite, fora do limite, não limitados e constantes.
O barramento principal de uma rede PA pode ter até 1900 m sem a utilização de repetidores, chegando a cerca de 10km com a utilização de 4 repetidores. Podem ser conectados 32 dispositivos a um barramento em aplicações com alimentação externa e que não requerem comunicação intrínseca. Já em aplicações seguras, o número de dispositivos conectados ao barramento cai pra 9. A fonte de alimentação pode fornecer de 9 a 32 V, sendo necessário que não esteja instalada nos ambientes classificados.
O protocolo PA permite a comunicação entre os diversos dispositivos de campo PA, usando para isto o internacionalmente reconhecido modelo bloco de funcionais que descrevem parâmetros e funções dos dispositivos. Como exemplo temos os blocos físicos que fornecem informações sobre os dispositivos, tais como nome, fabricante, versão e número de série. Temos também o bloco transdutor, responsável por fazer as devidas correções de parâmetro para o dispositivo. Dessa forma, os dispositivos de diferentes fabricantes conseguem se comunicar de forma coerente através de uma rede PA.
Entendendo a Segurança e o autodiagnóstico:
As redes Profibus PA possuem além dos bytes que indicam determinada medição outro byte que indica status dessa variável. Estes 8 bits ajudam a qualificar a medição permitindo que se este valor saia de uma margem de segurança certo dispositivo para de funcionar, entrando numa situação de falha por segurança (Fail-safe). Existem três campos em um byte de status, sendo estes o de qualidade, sub-status e limite.
Os bits de qualidade indicam se aquele valor medido está bom, ruim, se pode ser utilizado em controle de cascata ou não pode ser utilizado em controle de cascata.
O sub-status complementa a informação dos bits de qualidade. Ele é responsável por informar ao sistema de controle se é para inicializar controle em cascata, ativar alarmes, entre outra funções que podem ser configuradas.
O limite e responsável por informar se o valor medido está dentro dos limites aceitáveis. Os valores podem estar no limite, fora do limite, não limitados e constantes.
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