Revista sobre mecatrônica aborda proteção elétrica

3Janeiro/Fevereiro 2013 :: Mecatrônica Atual
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Capa
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Impressão
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Brasil: DINAP
Portugal: Logista Portugal tel.: 121-9267 800
Submissões de Artigos
Artigos de nossos leitores, parceiros e especialistas do setor, serão bem-vindos em nossa revista. Vamos analisar
cada apresentação e determinar a sua aptidão para a publicação na Revista Mecatrônica Atual. Iremos trabalhar
com afinco em cada etapa do processo de submissão para assegurar um fluxo de trabalho flexível e a melhor
apresentação dos artigos aceitos em versão impressa e online.
A proteção à vida humana e aos seres vivos é o
primeiro item a ser considerado quando uma norma
brasileira, ou de qualquer outra origem, é elaborada pelos
institutos credenciados para isso. Se é tão importante
preservar a vida humana ou animal, por que se leva tão
pouca consideração pela fiscalização e os demais órgãos
estatais que têm como objetivo zelar pela implantação
dessas políticas, tão básicas!?
Sabemos que não há recursos, nem financeiros nem
de pessoal, para uma fiscalização eficaz em todo o terri-
tório nacional, assim entendemos que a solução para este
impasse seria mais facilmente atingível se buscássemos
uma educação em massa da população.
Isto também é um sonho que perseguimos há anos e sempre que possível nos colocamos
em favor dessa causa. Recentemente, tomei conhecimento do trabalho do engenheiro Edson
Martinho que está à frente da ABRACOPEL - Associação Brasileira de Conscientização
para os Perigos da Eletricidade e, assim, solicitei que ele escrevesse um artigo (que é o
nosso principal de capa) e os leitores entenderão a importância de abraçarem conosco essa
causa, pois segundo consta, 300 vidas são perdidas por ano no Brasil devido à exposição
perigosa à eletricidade.
O desconhecimento dos riscos, o descaso em seguir as normas, ou mesmo a falta de
manutenção em estruturas expostas, e o descuido ocasionam muitos desses acidentes que,
às vezes, não são nem registrados pelos órgãos competentes e o número de acidentados
pode chegar até a mais de 1500 casos por ano.
Esperamos que os nossos leitores se preocupem com isto e que cada um seja um
ativista nesta área, ajudando o próximo: seja numa fábrica, em casa, na rua, numa casa
de espetáculos e principalmente nas escolas, passando os ensinamentos indispensáveis.
Hélio Fittipaldi
O valor de uma vida
Hélio Fittipaldi

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índice
Editorial
Eventos
Notícias:
Estagiários daVolkswagen desenvolvem no Paraná
veículo elétrico para transporte de peças ........................................08
EPLAN FieldsSys:Traçados de cabos otimizados
desde o painel de controle até o campo ..........................................09
NovaempresadeSoftwareparaIndústriaseinstalanoBrasil.........10
Proline Promoss 200. Medidor Coriolis 2 fios com Profibus PA:
Facilidade de integração e precisão de vazão mássica ...................10
Nanotech do Brasil investe 20% no desenvolvimento
de tecnologias sustentáveis ...............................................................11
Purificação eficiente do ar de exaustão
em processo de secagem e pintura ....................................................12
Interruptores de emergência acionados por cabos robustos
para aplicações mais exigentes .........................................................12
NovosisoladoresExiparasensoresdevibração.............................13
SKFapresentarolamentoslinearesdeesferarecirculantes...........14
03
06
Índice de Anunciantes:
Feimafe 2013 ........................ 05
MDA 2013 ............................ 07
Patola .................................. 09
Metaltex ................................ 11
Mouser ....................... Capa 02
Nova Saber ................ Capa 03
Invensys ...................... Capa 04
38
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44
32
48
Proteção nas Instalações Elétricas
Características do Protocolo Profibus e
sua utilização em Áreas Classificadas
Profisafe - O Perfil de
Segurança do Profibus
Redes Industriais para
Sensores e Atuadores
Saiba porque utilizar uma Controladora
Embarcada em seu projeto
Identificação Automática e Captura
de Dados Aplicadas em um Sistema
Automático de Manufatura
O que é um Sistema Operacional
de Tempo Real (RTOS)?

curso
literatura Este livro, composto de seis capítulos e dois apêndices, descreve de maneira
dinâmica e didática os conhecimentos fundamentais relativos ao acionamento de
máquinas elétricas. Aborda motores elétricos de indução monofásicos, trifásicos e
síncronos, assim como conceitos relativos à potência e ao fator de potência. Detalha
de maneira clara e técnica os dispositivos utilizados em acionamentos elétricos,
contatores, fusíveis, disjuntores, relés de sobrecarga, inversores de frequência e soft-
-starters, com análise e projeto de chaves de partida e circuitos de comando.
Ao final de cada capítulo há um conjunto de exercícios para facilitar a fixação do
conteúdo. Os apêndices apresentam os principais diagramas elétricos utilizados na
prática e a descrição da simbologia adotada por normas técnicas nacionais e inter-
nacionais.
Destinado a técnicos, tecnólogos e engenheiros que atuam nas áreas de automação,
mecatrônica e eletrotécnica e também aos profissionais que precisam manter-se
atualizados.
Acionamentos Elétricos – 4ª Edição
Autor: Claiton Moro Franchi
ISBN: 978-85-365-01449-9
Preço: R$ 79,90
Onde comprar: www.novasaber.com.br
Fevereiro
Lean Administration Game:
“Vivencie melhorias surpreendentes
de processos”
Organizador: Festo
Data: 28 - 01
Horário: 08h30 às 17h30
Duração: 2 dias / 16 horas
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(Estado de São Paulo) / R$ 770,00 por
participante (Demais Estados)
Local: Rua Giuseppe Crespi, 76
Jd. Santa Emília – São Paulo – SP
www.festo-didactic.com/br-pt
Março
Automação Hidráulica
Organizador: Festo
Data: 11-13
Duração: 20 horas
(Estado de São Paulo) / R$ 1.030,00 por
Comandos Elétricos em Sistemas
Hidráulicos
Organizador: Festo
Data: 25-27
Duração: 20 horas
(Estado de São Paulo) / R$ 1.030,00 por
Comandos Elétricos em Sistemas
Pneumáticos
Organizador: Festo
Data: 11 – 15
Duração: 20 horas
Automação Pneumática de Sistemas
deTratamento de Água e Efluentes
Organizador: Festo
Data: 18 – 22
Duração: 20 horas
Informações sobre inscrição FESTO
Após escolher o curso e a data, preencha
a Ficha de Inscrição que se encontra em
no site da festo e envie por e-mail ou fax
(11) 5013-1613 para fazer sua reserva. Na
semana anterior à data desejada, a equipe
de cursos da Festo entrará em contato
com você, via e-mail ou telefone, para
confirmar a sua participação.
Tel: (11) 5013-1616
treinamento@br.festo.com

8 Mecatrônica Atual :: Janeiro/Fevereiro 2013
//notícias
Estagiários da Volkswagen
desenvolvem, no Paraná, veículo
elétrico para transporte de peças
Os veículos, conhecidos como AGVs, são robôs
utilizados para o abastecimento automático
de peças na linha de produção. São rápidos,
eficientes e baratos.
Incentivados a desenvolver novos projetos e bus-
car soluções inovadoras, um grupo de estagiários da
Volkswagen do Brasil, em São José dos Pinhais (PR),
desenvolveu um novo conceito de veículo autoguiado
AGV (Automatic Guided Vehicle), mais sustentável, eficien-
te e de baixo custo, com uso da tecnologia interna da
empresa e de peças nacionais. O robô AGV é utilizado
para transporte e abastecimento de peças dentro da
fábrica em um caminho pré-definido, sem necessidade de
operador, como ferramenta de flexibilidade logística. O
modelo foi aprimorado pelos jovens como um exercício
de aprendizagem, criado com o apoio e a orientação dos
engenheiros e técnicos da Volkswagen.
O veículo tem ajuste de velocidade,é 10% mais rápido
que os existentes no mercado, possui maior força de
tração (transporta até uma tonelada), e pode ser guiado
apenas por uma marcação de tinta sobre o piso, em vez de um
trilho metalizado que demanda obras para ser instalado.Enquanto
no equipamento tradicional,as baterias têm vida útil de 80 ciclos,
no novo conceito doAGV,graças ao sistema de monitoramento
de carga, as baterias apresentam um aumento de vida útil para
200 ciclos, o que reduz os custos.
Outra vantagem é o monitoramento das baterias à distância
por meio de mensagens enviadas pelo sistema eletrônico do
AGV para os computadores ou celulares cadastrados, evitan-
do paradas. Além disso, o modelo custa cerca de 70% menos
que os similares no mercado e apresenta o mesmo padrão de
qualidade dos veículos utilizados pela empresa, bem como a
mesma segurança, pois, com o sensor de presença, o modelo
também faz parada automática diante de qualquer obstáculo.
O AGV com o novo conceito foi desenvolvido durante o
projeto aplicativo do Programa de Estágio da Volkswagen do
Brasil, que oferece aos jovens a oportunidade de aplicarem
os conhecimentos acadêmicos adquiridos em situações reais.
O grupo de trabalho teve que elaborar em 2011 um estudo
logístico e financeiro, o projeto elétrico e mecânico do veículo
e realizar diversos testes para validação das funções e da con-
fiabilidade do robô-protótipo, em escala menor.
“O projeto é relevante para o mercado automobilístico por
propor maior eficiência no abastecimento logístico de forma
inovadora e com custo de implementação e manutenção até
70% menor. A proposta se encaixa nos objetivos do planeja-
mento estratégico da empresa e reflete a qualidade, solidez e
eficácia do nosso programa de estágio”, afirma o gerente de
Logística da unidade, Sidnei Eich.
Por apresentar inovação, criatividade, originalidade, impacto
e viabilidade, o AGV obteve o 1º lugar no Programa de Reco-
nhecimento de Estagiários da Volkswagen do Brasil no ano
passado. Em 2012, após os resultados e a comprovação de que
era possível a construção do veículo elétrico, os estudantes
iniciaram a criação do robô AGV em escala real utilizando os
novos conceitos.
Para a gerente de Recursos Humanos da unidade, Luciana
Partel, ao realizarem o projeto aplicativo, estes jovens assumem
um compromisso de apresentar estudos relevantes para as
áreas e, em contrapartida, a Volkswagen investe na capacita-
ção destes profissionais formando futuros líderes. “Durante
o programa de estágio, eles realizam cursos de gestão de
projeto e de comunicação, recebem indicações de leituras,
elaboram apresentações aos executivos da empresa, além de
vivenciarem na prática todo o conhecimento visto em teoria
na sala de aula”, observa.
AGV criado pelos jovens faz o abastecimento
automático de peças na linha de produção.

//notícias
EPLAN FieldSys: Traçados de
cabos otimizados desde o painel
de controle até o campo
Módulo que permite a aplicação de rotas de
cabeamento, configuradas de acordo com a
escala. Esta abrangente ferramenta de projeto
incluiroteamento,gestãogerenciadaporbanco
de dados, bem como a análise automática de
dados para acelerar os processos, simplificar
as montagens e manutenção e assegurar um
traçado eficiente.
O EPLAN FieldSys é um módulo adicional de cablagem
de campo, que estará disponível com a nova Plataforma
EPLAN 2.2. O sistema FieldSys baseia-se num esquema
2D de uma máquina/instalação que pode ser importado
para o EPLAN nos formatos DWG ou DXF,por exemplo.
Dentro da Plataforma EPLAN,o configurador do sistema
pode adicionar uma rede de percursos à escala para este
esquema e mostrar as possíveis disposições de percursos
de cabos. Isto significa que as ligações entre o controla-
dor e os componentes de campo podem ser traçadas
de forma eficiente e documentadas permanentemente.
A fase seguinte envolve a localização dos componentes
automatizados e dispositivos de campo registrados nos
diagramas de cablagem no esquema.
Relatórios abrangentes incluídos
Com base nas ligações entre os dispositivos definidos
no diagrama de cablagem elétrica, o EPLAN efetua o
roteamento de todas as ligações de cabos dentro da rede
definida. As regras de roteamento individual facilitam o
planejamento dos percursos dos cabos através da rede.
O comprimento dos cabos também é calculado, assim
como quaisquer acessórios necessários para a ligação
dos dispositivos.
Com base na informação de roteamento, ele gera,
ao toque de um botão, relatórios abrangentes sobre
os cabos. Estes relatórios são de extrema importância
para a montagem. O cálculo do comprimento do cabo
necessário para cada tipo de cabo e ligação, incluindo
a informação de origem e destino, garantirá resultados
precisos. Também existem relatórios que mostram
o percurso exato para cada cabo, o que é muito útil
durante o processo de instalação. A partir da origem,
o responsável pela montagem pode seguir a documen-
tação passo a passo até ao destino, encontrando assim
rapidamente o percurso ideal e definido para os cabos.
O novo EPLAN FieldSys permite configurar com precisão a escala das
rotas do cabo entre o controlador e os componentes de campo.

//notícias
Nova empresa de Software para
Indústria se instala no Brasil
Com sua sede na Alemanha, a Synatec Brasil - Sistema de
Qualidade e Rastreabilidade para Indústria, foi fundada no Brasil
em 28 de Agosto de 2012, e tem seu escritório no eixo Rio –
São Paulo, em Taubaté. Com o objetivo de prospectar clientes
no Brasil, atualmente a Synatec GmbH possui grandes clientes
na Europa, Ásia e América do Norte, como Volkswagem,
Mercedes-Benz, Porsche, Ford, Caterpillar, Audi, entre outros.
Com mais de 3.000 estações de trabalho já implantadas na
Indústria Automobilística para Controle e Rastrealibilidade
de Torque, a Synatec fabrica a própria IHM. Seu software
modular permite a integração de diversas funções Poka Yoke
como controle de parafusamento, guia do usuário, pick to light,
controle por câmera, controle de produto, scanner, controle
de líquidos, entre outros, além de possibilitar que o próprio
usuário configure todo o processo sem necessidade de inter-
venção do fabricante.
A IHM de última geração trabalha sem cooler, com tela em
cristal, em LED, muito mais compacta e com economia de
energia.
Para mais informações,entre no site www.synatec.com.br.
Proline Promass 200
Medidor Coriolis 2 Fios com Profibus PA: facili-
dade de integração e precisão de vazão mássica
Depois de introduzir no mercado medidores de vazão
Coriolis 2-fios 4-20mA Hart com o Proline Promass 200, a
Endress+Hauser (www.br.endress.com) está expandindo
essa linha de produto para redes Profibus PA.Agora é pos-
sível que o próprio loop de uma rede Profibus PA seja capaz
de alimentar o medidor Coriolis, sem a necessidade de uma
alimentação externa e sem nenhum comprometimento para
a medição de vazão ou densidade.
O Proline Promass 200 está disponível para os sensores
Promass E e Promass F (DN8 a 50,3/8” a 2“),garantindo pre-
cisão de até 0,1% na medição de vazão mássica e volumétrica.
O Promass 200 mede simultaneamente vazão mássica,va-
zão volumétrica,densidade e temperatura.A ampla variedade
de conexões de processo (flanges, clamps, couplings, roscas
e adaptadores) garantem que o Promass 200 se encaixa em
qualquer tubo.
Atrativo conceito dois fios
A tecnologia 2-fios já é padrão em algumas indústrias,
como Química & Petroquímica e Óleo & Gás,e revolucionou
diversas tecnologias de medição disponíveis. O Promass 200
é o primeiro medidor de vazão Coriolis com tecnologia 2-fios
(4...20mA e Profibus). Isso permite uma integração direta e
sem barreiras à infraestrutura existente e sistemas de controle.
Vantagens adicionais são: reduções de custos de instalação e
cabeamento,alta segurança operacional em áreas classificadas
graças ao design total e intrinsecamente seguro (Ex: ia), e um
procedimento de instalação já bem conhecido.
Eficiência através da uniformidade
Como um inovador dispositivo de medição 2-fios, o Pro-
mass 200 é baseado em um conceito uniforme de construção
e operação.Visando a maior facilidade de operação e menor
complexidade entre seus equipamentos, a Endress+Hauser
padronizou a interface entre seus medidores 2-fios de nível e
vazão. Isso vai além do mesmo menu de operação e engloba
até peças comuns entre os diferentes princípios de medição,
reduzindo esforços na configuração do equipamento e custos
com gerenciamento de sobressalentes.
HistoROM™ – Gerenciamento
inteligente de dados
HistoROM é parte de um sistema inteligente de gerencia-
mento de dados que aumenta significativamente a disponibilida-
de da planta e torna possível substituir componentes de forma
rápida e fácil sem perda de dados.Todos os dados do equipa-
mento e configuração são automaticamente salvos em uma
memória não volátil no módulo HistoROM, que está fixado
no alojamento.Além disso,dados podem ser transferidos para
outro ponto de medição sem qualquer esforço extra,usando
o módulo display.Assim os usuários têm diversos benefícios
desse conceito de gerenciamento de dados ao mesmo tempo.
Promass 200 para aplicações
básicas - precisão de 0,25%

//notícias
Nanotech do Brasil investe
20% no desenvolvimento de
tecnologias sustentáveis
A empresa tem em seu DNA a preocupação
ambiental e faz investimento em P&D acima
da média do mercado para manter a eficiência
de seus produtos
tecnologias, trabalhamos com os clientes para a customização
de acordo com a necessidade do momento”, explica o diretor
José Faria.
Os produtos em formato de tinta não agridem o meio ambiente
em sua composição e, no caso do revestimento térmico, diminui
o uso de ar condicionado contribuindo para a redução significa-
tiva do consumo de energia. Para garantir esse desempenho, a
empresa investe em constantes análises feitas em laboratórios
nacionais e internacionais.
O investimento em P&D já levou à produção de importantes
tecnologias, como o isolante térmico para trens e metrôs (que
torna o transporte mais fresco para os passageiros); a tecnologia
usada em coberturas de galpões de empresas do agronegócio, que
garante a qualidade dos grãos; produto aplicado em carros fortes,
que torna a temperatura adequada para os funcionários; redução
de calor em refinarias de petróleo, usinas de açúcar, entre outras,
e o isolante acústico em formato de tinta que, com apenas 2,5
mm de espessura, substitui 50 mm de isolantes convencionais.
“Além da garantia de que estamos oferecendo o melhor produ-
to para o mercado, o investimento em pesquisa e desenvolvimento
é visto de forma muito positiva por investidores e torna a empresa
mais competitiva”, afirma Faria.
O mercado de construções sustentáveis tem avançado
no país. Hoje, o Brasil já é o 4º no ranking mundial de cons-
truções verdes, segundo o Green Building Council Brasil.
Para que esse movimento cresça ainda mais, é necessário
o engajamento do setor de materiais e tecnologias para a
construção civil.
A Nanotech do Brasil, indústria de tecnologias em reves-
timento térmico e acústico, nasceu com essa preocupação.
Para isso investe 20% do seu faturamento em pesquisa e
desenvolvimento de produtos para atender esse mercado.
“O setor de construções sustentáveis é muito dinâmico,
por isso, investimos constantemente no desenvolvimento e
aprimoramento dos nossos produtos para o surgimento de
novas versões e derivações. Além disso, a partir de nossas

//notícias
Purificação eficiente do Ar
de Exaustão em processos
de Secagem e Pintura
A Dürr - Sistemas de Energia e Meio Ambiente
otimiza a purificação do ar de exaustão para a
indústria automotiva e a coordena com o processo
de secagem e pintura
Interruptores de emergência
acionados por cabos robustos
para aplicações mais exigentes
A pintura e secagem de carrocerias de automóveis produzem
poluentes gasosos que, dependendo do sistema de pintura e
requisitos legais, devem ser removidos do ar.
Para a purificação de fluxos de ar de exaustão de secadores,os
incineradores recuperativos como,por exemplo,o EcoPureTAR
da Dürr,são os mais adequados porque a energia do calor con-
tida no gás limpo pode ser reutilizada no processo de secagem.
O oxidador recuperativo EcoPureTAR é utilizado também na
purificação do ar de exaustão de cabines de pulverização de tinta,
uma vez que,principalmente no processo de pintura,um grande
volume de fluxo de ar de exaustão é produzido,o qual tem,porém,
baixas cargas de poluentes.O volume do ar de exaustão é forte-
mente reduzido para o processo térmico de limpeza posterior.
O aumento resultante da concentração de poluentes possibilita
uma visível redução de consumo de gás,já que a energia constante
nos poluentes também é utilizada na oxidação.
Interruptores de emergência acionados por cabo ZS 91, da Steute.
Como em todos os processos térmicos, o ar de exaustão
é aquecido no EcoPure TAR o suficiente para oxidar os hidro-
carbonetos, produzindo vapor de água e dióxido de carbono.
O ar poluído é inicialmente pré-aquecido no trocador de calor
integrado (recuperativo) através de ar quente.Isso já permite que
grande parte do calor de combustão seja recuperada.Quando o
ar entra na câmara de combustão, o queimador aquece-o ainda
mais e inicia a oxidação dos poluentes,que é completada depois
de passar pela câmara de combustão.
A temperatura de saída do ar de exaustão purificado pode
ser controlada independentemente da temperatura da câmara
de combustão. Através do ponto de funcionamento variável
do sistema, a temperatura inicial do TAR pode ser diminuída,
por exemplo,em pausas de produção para economizar energia.
O EcoPure TAR economiza significativamente energia de
combustível e custos operacionais, leva a melhores níveis de
emissão e alcança,através de baixas temperaturas na câmara de
combustão, uma vida útil mais longa para o sistema.
Este sistema não só reduz o consumo de energia da planta de
pintura em até 30%,mas também oferece vantagens na purifica-
ção do ar de exaustão,pois o ar de exaustão do EcoDryScrubber
é altamente concentrado e eficientemente filtrado. Com isso o
sistema Ecopure KPR de concentração de COV e o EcoPure KPR,
adicionalmente instalado,que são empregados para a purificação
do ar de exaustão, podem possuir um design muito compacto.
temas de transporte de forma segura como, por exemplo, na
indústria de mineração ou em fábricas de reciclagem.
Além dos diferentes sistemas de comutação com até 6 con-
tatos, as variantes da série também incluem o interruptor de
fim de curso de elevada resistência ES 91 DL e o interruptor de
alinhamento de correias ZS 91 SR.Este último vem equipado com
uma alavanca ajustável,com capacidade para medir o alinhamento
correto das correias de um transportador.Se a correia não fun-
cionar numa posição central,será desligada ou será transmitido
um sinal de aviso para a sala de controle. Desta forma, podem
evitar-se períodos de inatividade prolongados, resultantes de
uma correia totalmente carregada ou alinhada de forma errada.
Com o novo ZS 91, a Steute está expandindo a sua gama
de interruptores de emergência acionados por cabo para
incluir uma série especialmente desenvolvida para aplicações
mais exigentes. O seu invólucro é feito de plástico reforçado
com fibra de vidro e consegue suportar níveis muito elevados
de desgaste mecânico. A alavanca de liberação facilita o seu
manuseio e a sua construção melhorada, em conjunto com a
mais recente tecnologia de fabricação, permite a aplicação de
classes de proteção até a IP 67.
O sistema de comutação possibilita uma integração padroni-
zada simples do interruptor de emergência acionado por cabo
em circuitos de segurança.O comprimento do cabo pode atingir
2 x 50 m, o que significa que até áreas perigosas mais extensas
podem ser equipadas com uma função de parada de emergência
rápida e acessível.As funções de segurança adicionais incluem a
monitoração integrada do próprio acionamento por cabo,assim
como de possíveis rupturas no cabo.Para se visualizar um sinal
de parada de emergência, é possível utilizar uma lâmpada de
aviso opcional ou uma alavanca indicadora amarela.
O ZS 91 encontra-se em conformidade com a DIN EN
60947-5-5. O interruptor pode ser utilizado para desligar sis-

//notícias
Novos isoladores Ex i para
sensores de vibração
A detecção segura de vibração em áreas pe-
rigosas aumenta a disponibilidade da fábrica
excelente relação sinal - ruído assegura uma transmissão
de sinais de elevada precisão.
Como todos os isoladores ISpac, os módulos estão dis-
poníveis como unidades únicas num trilho DIN, com uma
alimentação elétrica comum e mensagem de erro coletivo
através do acessível pac-Bus, ou em transportadores PAC.
Estes transportadores permitem a pré- cablagem das fábri-
cas, facilitando, assim, a montagem final ou a readaptação
numa data posterior, e assegurando uma instalação sem
erros dos isoladores.
A detecção de vibrações problemáticas é virtualmente
indispensável na monitoração de estados de fábricas de
processamento com peças rotativas. Ao diagnosticar um
perigo muito antes da ocorrência da falha, é possível pre-
venir encerramentos dispendiosos de fábricas. Geralmente,
a detecção de vibração é bem-sucedida significativamente
antes da temperatura, velocidade ou medição acústica. A
monitoração de estado completa para máquinas também
inclui sensores de temperatura, sinais discretos e sinais
de 4...20 mA. A gama ISpac de isoladores da R. STAHL
oferece aos usuários soluções para todas as combinações
possíveis de sinais.
Com o lançamento da nova Série 9147, a R. STAHL
ampliou a sua família ISpac de isoladores Ex i e acrescen-
tou funções importantes: as unidades de alimentação do
transmissor permitem a utilização de sensores de vibração
em áreas perigosas. Estes sensores de monitoração de
estados de fábricas e máquinas permitem aos usuários
detectarem quaisquer danos numa fase primária. A maior
parte dos sensores de vibração é desenvolvida com uma
classe de proteção de segurança intrínseca (Ex i) e exige a
utilização de isoladores.
As novas unidades de alimentação de tipo 9147 suportam
uma variedade bastante vasta destes sensores e transmis-
sores. Um interruptor rotativo facilmente acessível permite
uma configuração rápida e simples. Com uma versão de
um ou dois canais, a R. STAHL oferece aos clientes opções
versáteis: a versão de dois canais permite aos usuários
pouparem 50% de espaço no armário de distribuição,
reduzindo, assim, os custos indiretos de instalação. Uma
Incinerador recuperativo EcoPure, da Dürr.

Veja no Portal:
//notícias
Manutenção e Calibração de Medidores de Vazão
A medição de vazão é crítica para o seu processo industrial? Uma
indicação errônea implica em perdas e qualidade do produto final?
Como saberemos se o medidor precisa de manutenção? Estas e outras
perguntas serão respondidas de forma clara e objetiva para facilitar
nas rotinas operacionais e tomadas de decisões de engenheiros e
técnicos de instrumentação e qualidade. Esta matéria publicada na
edição nº59 esta aberta para todos gratuitamente na página www.
mecatronicaatual.com.br/secoes/leitura/1079
Sensor Hall A tecnologia dos Posicionadores Inteligentes
Comentaremos, neste artigo, uma interessante aplicação da Física
no desenvolvimento de Posicionadores Inteligentes de Válvulas, base-
ados no Sensor Hall que agregará vários recursos de performance e
diagnósticos. Os sensores são dispositivos essenciais para a automação
de um modo geral e o leitor poderá ver esta matéria gratuitamente
em nosso portal no endereço www.mecatronicaatual.com.br/
secoes/leitura/1035
SKF apresenta rolamentos lineares
de esferas recirculantes
A SKF está trazendo para o mercado brasileiro os rolamen-
tos lineares de esferas recirculantes. Essa linha oferece muitas
vantagens e já é considerada uma referência entre os usuários
de sistemas lineares.
Os rolamentos lineares de esferas recirculantes da SKF,
suas caixas de mancal, unidades e acessórios são componentes
mecânicos que podem ser utilizados para montar sistemas de
movimentação linear simples e econômicos para uma grande
variedade de aplicações.
Recursos do produto:
• Intercambialidade de acordo com as normas DIN ISO 1
e ISO 3;
• Pré-lubrificação de fábrica;
• Alta capacidade de carga;
• Excelente solução de vedação;
• Sem efeito stick-slip;
• Nível baixo de ruído;
• Disponível em materiais resistentes à corrosão;
• Compensação por desalinhamento do eixo.
Benefícios para o usuário:
• Maior tempo de funcionamento e produtividade;
• Redução dos custos de manutenção e operação;
• Alta repetição de processos de produção;
• Redução de ruído.
Aplicações comuns:
• Automação industrial;
• Sistemas de manuseio automático;
• Máquinas para indústria alimentícia;
• Máquinas de corte de madeira;
• Centros de usinagem;
• Máquinas de embalagem.
Para ter soluções eficientes e econômicas, a companhia
investe constantemente em inovações tecnológicas com qua-
lidade: uma dessas inovações é a utilização de bucha plástica
no lugar de rolamentos que eram completamente metálicos.
A SKF substituiu a bucha metálica por uma bucha plástica com
pista metálica, mantendo a capacidade de carga e melhorando
a vida útil dos rolamentos lineares.
Os rolamentos lineares de esferas recirculantes da SKF fazem
parte de uma plataforma de produtos e serviços em mecatrô-
nica oferecidos no Brasil.A divisão, recém-inaugurada no País,
pretende faturar em torno de R$ 10 milhões a partir de 2015.
Por meio da mecatrônica, é possível melhorar a produtividade,
desempenho e eficiência de máquinas e equipamentos industriais.
A SKF está presente em setores tão importantes,como os de
máquinas-ferramenta,alimentos e bebidas,automotivo,agrícola e
petroquímico.“Atuamos no mundo com cera de 500 engenheiros
altamente capacitados em mecatrônica.É uma equipe qualificada
e especializada em soluções de engenharia avançada.Essa tecno-
logia está sendo transferida agora para o Brasil”, explica Paola
Jimenez, gerente de Produtos em Mecatrônica.
Rolamento linear de esferas
recirculantes.

energia
saiba mais
Automação da Subestação da Usina
Termelétrica de Linhares (ES)
Mecatrônica Atual 52
Raio de Curvatura Mínimo e
Instalações PROFIBUS
Regulação de tensão em sistemas na
distribuição de energia elétrica
Gerenciamento de energia elétrica
para redução de demanda
F
Um levantamento realizado pela ABRACOPEL – Asso-
ciação Brasileira de Conscientização para os Perigos
da Eletricidade, com base em notícias divulgadas na
internet, mostra que cerca de 300 vidas são ceifadas
anualmente no Brasil por descuido, descaso ou desco-
nhecimento dos riscos da eletricidade. Acredita-se que
os números reais são pelo menos 5 vezes maiores que
este, portanto estimamos que cerca de 1500 pessoas
perdem suas vidas anualmente devido a eletricidade.
Proteção nas
instalações elétricas
Eng. Edson Martinho
alar de proteção é muito complexo, pois
proteção só é percebida quando há um risco.
No nosso caso, o risco existe e é conhecido
emfunçãodasinúmeraspessoasquemorrem
ou são vítimas de acidentes cuja origem é
a eletricidade.
É desta proteção que estamos falando.
Proteção quanto aos riscos da eletricidade.
O princípio de tudo na proteção é a
definição das regras a serem seguidas. Isto
significa ter parâmetros para se basear
quando for executar um serviço ou adquirir
um produto. A segunda etapa é a conscien-
tização do usuário, ou seja, para que exista
segurança ele deve seguir estes parâmetros.
Dividindo cada uma das etapas, vamos
ver como anda o Brasil.
Regras e Normas
As regras são estabelecidas por leis,
regulamentos e normas, e neste quesito
o Brasil está bem preparado, pois possui
um conjunto invejável de normas, leis e
regulamentos que estão se atualizando cons-
tantemente. Dentro deste contexto, no item
instalações elétricas, temos como exemplo a
ABNT NBR14039 – Instalações Elétricas
de Média Tensão, a ABNT NBR5410 –
Instalações Elétricas de Baixa Tensão e a
NR10 – Regulamentação de Serviços com
Eletricidade. Estes são exemplos de algumas
normas e regulamentos que definem as
regras mínimas de segurança e qualidade.
Somente para ser ter uma ideia, a ABNT
NBR5410/2004, que será objeto de nossos
artigos, traz no seu objetivo o seguinte texto:
“Esta norma estabelece as condições a que
devem satisfazer as instalações elétricas de
baixa tensão, a fim de garantir a segurança de
pessoas e animais ao funcionamento adequado
da instalação e à conservação dos bens”.
Isto já diz tudo! Portanto, para garantir
a segurança de uma instalação elétrica de
baixa tensão, devemos seguir as premissas
da ABNT NBR5410.
Vencida a primeira etapa, a de definir
regras, vamos à segunda, que na minha
ótica é o ponto falho do Brasil: “A CONS-
CIENTIZAÇÃO”.
Conscientização
De nada adianta definir regras se a
população não as segue. Um exemplo do
cotidiano: não adianta ter uma lei que não
permite o uso de drogas, se a população
não se conscientiza que não se deve usar as
drogas. Não adianta ter uma lei que obrigue
os ocupantes de um veículo a usar o cinto

energia
de segurança para minimizar os possíveis
acidentes, se eles acreditam que o cinto de
segurança não ajuda em nada.
Dentro de todos estes cenários, existem
apenas duas maneiras de solucionar o pro-
blema: ou se faz uma campanha maciça de
conscientização, o que acontece no caso do
uso de drogas, ou se faz uma fiscalização
que aplique multas, como é o exemplo do
cinto de segurança.
Mas, vamos focar no assunto proteção,
sobretudo o da proteção nas instalações
elétricas de baixa tensão. A primeira pro-
vidência a ser tomada é utilizar a norma
ABNT NBR5410/2004 (versão em vigor)
como livro de cabeceira para projetistas,
instaladores, reparadores e fiscalizadores,
ou seja, todo o serviço que for realizado por
estes profissionais, no âmbito de instalação
elétrica de baixa tensão, deve estar de acordo
com os itens da ABNT NBR5410/2004.
Entretanto, como fica o contratante que
opta por realizar o “serviço” sozinho, elimi-
nando dispositivos de segurança, ou pior,
contratandoum“ZéFaísca”,parabaratearos
custos? Esteprecisase conscientizarqueestá
errado,sejapormudançadoseupensamento
ou por aplicação de sanções previstas na lei.
Certificação da
Instalação Elétrica
Outro ponto muito discutido no meio
das instalações elétricas é a sua certificação.
Este projeto se encontra há anos tramitando
entreCongresso,Câmara,órgãosdogoverno,
entidades e é sempre assunto muito citado
em artigos do setor. Infelizmente, ainda se
encontra na mesa de alguém, aguardando
não se sabe o que, para definir não se sabe
o porquê! Este dispositivo é a multa para o
cinto de segurança, ou seja, se não estiver
correta a instalação, não se liga a energia
elétrica.
Desta forma, ou a instalação elétrica é
segura ou a energia elétrica é “ilegal”. De
qualquer modo, desde 2008 várias entida-
des do setor preocupadas com o crescente
número de acidentes de origem elétrica
criaram a CERTIEL Brasil, uma entidade
com o objetivo de “certificar a instalação
elétrica” que, atualmente é realizada de
forma voluntária, mas esperamos que seja
compulsória em breve.
Enquanto a obrigatoriedade não acon-
tece, vamos fazendo nosso trabalho de
formiguinha.
Voltando à conscientização
O primeiro passo nesta conscientização
é definir quem é quem neste mercado de
instalações elétricas. A ABNT NBR5410
apresenta a tabela de nº 18 (nossa tabela 1)
que divide e define as competências de cada
ser humano em classes e atribui códigos que
serão tratados ao longo dos artigos.
Atabelaacimaacabadedefiniraspessoas
que podem trabalhar com eletricidade e as
pessoas que são somente usuários. Estas,
portanto, devem ser objeto dos dispositivos
deproteção.Seavaliarmoscadaclassificação,
podemos dizer que o Zé Faísca se enquadra
na categoria BA1, portanto não pode exe-
cutar serviço de eletricidade.
A ABNT NBR5410/2004 apresenta
no item Proteção contra choques elétricos,
as definições de elemento condutivo ou
parte condutiva, proteção básica, supletiva
e adicional, como segue abaixo:
• ElementoCondutivooupartecondu-
tiva:elementoouparteconstituídade
materialcondutor,pertencenteounão
à instalação, mas que não é destinada
normalmente a conduzir corrente
elétrica. – Este é o caso de carcaças
de equipamentos, por exemplo.
• Proteção Básica: meio destinado a
impedir contato com partes vivas
perigosas em condições normais. –
Como a própria denominação já diz,
é básica, portanto deve sempre ser pro-
vida. Como exemplo, podemos citar
a isolação dos condutores de energia
elétrica (fios e cabos).
• Proteção Supletiva: meio destinado
a suprir a proteção contra choques
elétricos quando massas ou partes
condutivas acessíveis tornam-se aci-
dentalmentevivas.–Nestecasodevemos
garantir que o risco seja detectado e
eliminado, ou minimizado.
• Proteção adicional: meio destinado
a garantir a proteção contra choques
elétricos em situações de maior risco
de perda ou anulação das medidas
normalmente aplicáveis, de difi-
culdade no atendimento pleno das
condições de segurança associadas
a determinada medida de proteção
e/ou, ainda, em situações ou locais
em que os perigos do choque elétrico
são particularmente graves.
Proteção contra
choques elétricos
Vamosdiscorrersobreasproteçõesacima
e algumas regras que permitirão além de se
construir uma instalação elétrica segura,
realizar um trabalho com qualidade, o
que deve ser premissa de toda a instalação
elétrica e de todo profissional.
Um dos pontos iniciais, que no meu
modo de ver é um item importante, tanto
para a segurança quanto para a qualidade
do serviço executado, diz respeito ao código
de cores a ser adotado quando se utiliza
condutores (fios e cabos isolados).
A ABNT NBR5410/2004 diz, em
6.1.5.3 - Identificação de componentes, que:
• O condutor neutro, se for isolado,
deve ser identificado pela cor AZUL
CLARO – (6.1.5.3.1);
• O condutor de proteção (fio terra),
quando isolado, deve ser identificado
comascoresVERDE/AMARELO,
ou simplesmente com a cor VERDE
– (6.1.5.3.2);
• O condutor PEN, quando houver e
for isolado, deve ser identificado pela
corAZULCLAROcomplementado
com anilhas VERDE/AMARELO
– (6.1.5.3.3).
• Os condutores de fase de uma ins-
talação, quando isolados, devem
T1. Tabela nº 18 da ABNT NBR5410 – Competência das pessoas (Fonte: ABNT NBR 5410:2004, p. 30.)
Código Classificação Características Aplicações e exemplos
BA1 Comuns Pessoas Inadvertidas -
BA2 Crianças Crianças em locais a elas destinados* Creches, escolas
BA3 Incapacitadas
Pessoas que não dispõem de completa capacida-
de física ou intelectual (idosos, doentes)
Casas de repouso, unida-
des de saúde
BA4 Advertidas
Pessoas suficientemente informadas ou supervi-
sionadas por pessoas qualificadas, de tal forma
que lhes permitam evitar os perigos da eletricida-
de (pessoa de manutenção e/ou operação)
Locais de serviço elétrico
BA5 Qualificadas Pessoas com conhecimento técnico ou experi-
ência tal que lhes permitam evitar os perigos da
eletricidade (engenheiros, técnicos)
Locais de serviço elétrico
fechados
* Esta classificação não se aplica necessariamente a locais de habilitação.

energia
atender o código de cores, exceto as
coresdefinidasparaNeutro,Proteção
(terra) e PEN.
Observe que um detalhe, muitas vezes
simples, pode fazer a diferença em uma
instalação elétrica, sendo objeto de quali-
dade da instalação e ao mesmo tempo item
de segurança, pois com a identificação das
cores, qualquer profissional que for realizar
uma manutenção saberá identificar qual
condutor é fase, neutro ou condutor-terra,
evitando assim uma confusão que possibi-
lita uma inversão na hora de ligar circuitos
novos, colocando em risco a instalação, os
equipamentos e também os usuários.
Falando ainda de identificação, há uma
determinação para identificar os dispositivos
de manobra, comando e proteção, com
placas, etiquetas ou outros meios adequados,
de modo a permitir que os usuários possam
saber a função de cada dispositivo e a qual
circuito pertence (6.1.5.4). Esta medida
garante a segurança do usuário em saber que
o dispositivo de proteção de um circuito, por
exemplo,umdeterminadodisjuntornacaixa
dedistribuiçãodacasa,atendeailuminaçãode
um cômodo e está seccionado. Entretanto, o
seccionamentodeumdispositivodeproteção
não garante a desenergização.
Ocapítulo5daABNTNBR5410define
o nosso assunto “PROTEÇÃO PARA GA-
RANTIR SEGURANÇA” . Este capítulo é
dividido em 5 sub-itens assim distribuídos e
usando o termo proteção em todos:
• Proteção contra choques elétricos;
• Proteção contra efeitos térmicos;
• Proteção contra sobrecorrentes;
• Proteção contra sobretensões e per-
turbações eletromagnéticas
• Proteção contra quedas e falta de
tensões.
Há mais um subcapítulo que trata sobre
SeccionamentoeComando,quetambémversa
sobre proteção.
Se avaliarmos a norma em seu capítulo
5.1 – Proteção contra choques elétricos e
verificarmos seu princípio fundamental,
veremos que os dois destaques são: Partes
vivas perigosas não devem ser acessíveis
e Massas ou partes condutivas acessí-
veis não devem oferecer perigo, seja em
condições normais, seja, em particular,
em caso de alguma falha que as tornem
acidentalmente vivas.
Traduzindo em miúdos, significa que
todas as partes vivas - já definidas ante-
riormente – não devem ser acessadas por
pessoas, exceto pelo uso de ferramentas ou
destruição do isolamento ou da barreira, e
também que partes metálicas que não são
vivas, mas podem vir a se tornar por uma
falhaouacidente,devemseralvodeproteção.
Como medida de proteção contra o
acessoapartesvivas,háaisolaçãobásica.Por
exemplo: uma das coisas que a população já
sabe é que fio desencapado, sem isolação, dá
choquee,portanto,nãodevesertocado,mas
umacriançaouumanimalnãosabemdisso.
Destemodo,énecessárioobservarsetodosos
fios estão devidamente isolados de maneira
adequada, ou seja, com suas capas originais
de fábrica, ou em caso de necessidade, se o
restabelecimento da isolação foi realizado
com fitas isolantes adequadas, normalizadas
e em perfeito estado, o que significa que não
podem ser usados produtos como fita crepe,
fita durex ou outros materiais que não são
concebidos para este fim.
Outroitemdesegurançatambémmuito
importanteaoprojetistaeinstaladorquando
da escolha ou orientação do seu cliente, diz
respeito ao quadro de distribuição, tomadas,
interruptores e soquetes de lâmpadas. Estes
dispositivos, incluindo o quadro de distri-
buição, devem possuir barreiras, obstáculos,
proteção etc., de modo que o usuário não
tenhacomocolocaramãooumesmoodedo
nos barramentos, conexões ou condutores
que compõem o circuito.
Portanto, como já citei anteriormente,
na hora de comprar, especificar ou aconse-
lhar a compra de quadros de distribuição
e componentes de uma instalação elétrica,
como tomadas, interruptores e soquetes,
lembre-se que deverá possuir barreiras para
que o usuário não acesse as partes vivas.
Proteção contra choques
por uso de SELV ou PELV
Sistema de extra baixa tensão que tem a
característica de ser separado eletricamente
da terra e de outros sistemas, de tal modo
que a ocorrência de uma única falha não
coloque as pessoas em risco de choque
elétrico. Este tipo de proteção é conhecido
como SELV, do termo original em inglês
SeparatedExtra-LowVoltage.Outramaneira
é por meio do sistema de extra baixa tensão,
porém não eletricamente separado da terra,
conhecido como PELV, também do termo
inglês Protected Extra-Low Voltage, onde os
demais requisitos são idênticos ao SELV.
Estes dois conceitos são normalmente
empregados em situações onde o risco de
choque elétrico é grande, como é o caso de
iluminação de piscinas, banheiras, áreas de
estacionamentos externos, como campings
etc.Esteconceitoreduzatensãoatépróximo
da tensão de contato limite, ou seja, 50 V
na condição menos severa podendo chegar a
12 V em condições de extremo risco, como
é o caso de piscinas e banheiras.
Umasériederequisitosdeveserlevadaem
consideração na definição das fontes SELV
ou PELV, e estão listadas no capítulo 5 da
ABNT NBR5410/04, porém não vamos
entrar em detalhes neste assunto.
Outro item que aparece na ABNT
NBR5410/04 em definições de proteção
contra choques elétricos é o DISPOSITI-
VO DE PROTEÇÃO À CORRENTE
DIFERENCIAL RESIDUAL, conhecido
no mercado como DR simplesmente, mas
por definição pode ser chamado de RCD,
Dispositivo Diferencial, ou Dispositivo
Diferencial Residual. Trata-se de um com-
ponente da instalação elétrica com a função
de seccionar o circuito, ou seja, interromper
a passagem da corrente elétrica, toda vez que
a corrente diferencial - residual atinja um
valor acima do valor especificado.
O DR é dividido em duas categorias,
de alta sensibilidade (de 7 a 30 mA de sen-
sibilidade) e de baixa sensibilidade (de 100
a 3000 mA). Cada um tem sua função: o
DR de baixa sensibilidade protege contra
incêndios, causados por falhas na isolação
e será objeto de um outro artigo; o DR
de alta sensibilidade é um item de muita
importância no que diz respeito a proteção
contra choques elétricos, pois na lingua-
gem popular, supervisiona as condições
da instalação elétrica quanto ao perigo de
choque elétrico e atua quando uma falha
acontece, fazendo com que a situação de
perigo seja eliminada.
O funcionamento de um DR não é tão
complexo, podemos dizer que ele é o super-
visor da 1ª lei de Kirchoff, conhecida como
a LEI DOS NÓS, que afirma que: a soma
das correntes que chegam a um dado ponto
de um circuito é igual à soma das correntes
que dele partem, ou seja, que a soma algébrica
das correntes em um ponto do circuito é nula.
O DR possui em seu interior um toroide
que envolve os condutores fase e neutro
de um circuito, e ficam a todo instante
verificando se não há uma diferença entre

energia
Como pudemos ver, a proteção con-
tra choques elétricos requer uma série de
requisitos, que devem ser previstos, ou
implementados em uma reforma.
Equipotencialização
como proteção contra
choques elétricos
É fato que o choque elétrico ocorre
devido a uma diferença de potencial entre
duas partes, gerando uma corrente elétrica
que ao passar pelo corpo humano pode
levar ao óbito. Mas antes de falar de equi-
potencialização propriamente dita, vamos
a alguns conceitos para entender o porquê
devemos equipotencializar algo:
• Tensão de contato: Tensão que
pode aparecer acidentalmente por
falha de isolação entre duas partes
simultaneamente acessíveis;
• TensãodeToque:Tensãoestabelecida
entre mãos e pés causada pelo toque
em um equipamento com tensão de
contato;
• Tensão de passo: Uma corrente
descarregada para o solo eleva o
potencial em torno do eletrodo de
aterramento formando um gradiente
(distribuição)dequedadetensãocom
ponto máximo junto ao eletrodo e
diminuindo quanto mais se afasta.
OtermoEQUIPOTENCIALIZAÇÃO
é apresentado na norma ABNT NBR5410
versão2004noitem3.3.1epossuiaseguinte
definição: Procedimento que consiste na in-
terligação de elementos especificados, visando
obter a equipotencialização necessária para os
fins desejados. Por exemplo, a própria rede de
elementos interligados resultante.
Uma nota logo abaixo do item acima
cita o seguinte: A equipotencialização é um
recurso usado na proteção contra choques
elétricos e na proteção contra sobretensões e
perturbações eletromagnéticas. Uma determi-
nada equipotencialização pode ser satisfatória
para a proteção contra choques elétricos, mas
insuficiente sob o ponto de vista da proteção
contra perturbações eletromagnéticas.
Diantedosconceitosapresentadosacima,
vamos tentar traduzir o sentido de equipo-
tencialização. Equipotencializar é deixar
tudo no mesmo potencial, ou seja, fazer com
que sejam eliminadas as tensões de contato,
toque e passo, através de uma interligação
de baixa impedância. Na prática, isso não
é tão fácil assim, o que ocorre é que com a
F1. Dispositivo de proteção DR.
as correntes que “entraram” e correntes que
“saíram” de um ponto. Caso a diferença seja
maior que o valor limite escolhido para o
DR, este dispositivo secciona o circuito
automaticamente (figura 1).
Exemplificando: em um circuito que
atenda às tomadas de um chuveiro elétrico
protegidas por um DR, se ocorrer uma
falha na isolação deste chuveiro que possa
colocar em risco a integridade das pessoas e
animais, o circuito será desconectado auto-
maticamente e em uma velocidade tal que,
mesmo que uma pessoa esteja usufruindo
deste circuito, não sofra danos.
ODRdealtasensibilidadeéconsiderado
e reconhecido como proteção adicional con-
tra choques elétricos (definido no capítulo
2 da ABNT NBR5410/2004), ou seja, ele
deve ser o meio de proteção que atuará na
ocorrência de falha da proteção básica e
da proteção suplementar, ou mesmo em
caso de descuido do usuário. Como é um
dispositivo que tem a função suplementar,
NÃO pode ser usado como única medida
de proteção contra choques elétricos e NÃO
dispensa o uso das medidas de proteção
básica e suplementar.
Apesardeserumdispositivodeproteção
complementar, o uso do DR de alta sensibi-
lidade é obrigatório, independentemente do
esquema de aterramento, em circuitos que
atendam os seguintes casos (5.1.3.2.2), além
dos casos previstos no capítulo 9:
• Os circuitos que sirvam a pontos de
utilizaçãosituadosemlocaiscontendo
banheira ou chuveiro (ver 9.1);
• Os circuitos que alimentem tomadas
decorrentesituadasemáreasexternas
à edificação;
• Os circuitos de tomadas de corrente
situadas em áreas internas que pos-
sam vir a alimentar equipamentos
no exterior;
• Os circuitos que, em locais de habi-
tação, sirvam a pontos de utilização
situadosemcozinhas,copas-cozinhas;
• Lavanderias, áreas de serviço, gara-
gens e demais dependências internas
molhadas em uso normal ou sujeitas
a lavagens;
• Os circuitos que, em edificações
não residenciais, sirvam a pontos de
tomada situados em cozinhas;
• Copas-cozinhas,lavanderias,áreasde
serviço,garagense,nogeral,emáreas
internas molhadas em uso normal ou
sujeitas a lavagens.
Algumas condições prescritas na ABNT
NBR5410/04 isentam a aplicação do DR.
São elas:
• A exigência do uso de DR não se
aplica a circuitos ou setores da ins-
talação concebidos em esquemas de
aterramento IT, visando garantir a
continuidade do serviço.
• Pontosdealimentaçãodeiluminação
posicionados a uma altura igual ou
superior a 2,5 metros.
• Quando o risco de desligamento de
congeladores,poratuaçãointempestiva
daproteção,associadoàhipótesedeau-
sênciaprolongadadepessoas,significar
perdas e/ou consequências sanitárias
relevantes. Neste caso, recomenda-se
que as tomadas que atendam a estes
equipamentos sejam protegidas por
DR de alta sensibilidade e imunidade
aperturbaçõestransitórias,garantindo
seletividade entre os dispositivos DR
a montante. Caso não seja usado DR
nestescircuitos,pode-seusarseparação
elétrica individual.

equipotencializaçãoseminimizamospoten-
ciais entre duas ou mais partes, reduzindo
assimastensõesperigosasquepodemcausar
acidentes com choques elétricos.
A equipotencialização deve ser aplicada
em todas as edificações como cita o item
5.1.2.2.3.2 da ABNT NBR5410/2004:
“Em cada edificação deve ser realizada uma
equipotencializaçãoprincipal.Ecomplementa
com os itens: 5.1.2.2.3.3 – Todas as massas da
instalação situadas em uma mesma edificação,
devem estar vinculadas a equipotencialização
principal da edificação e, desta forma, a um
mesmo e único eletrodo de aterramento -
5.1.2.2.3.4–Massassimultaneamenteacessíveis
devem estar vinculadas a um mesmo eletrodo
de aterramento”.
Com os itens acima podemos chegar à
seguinteconclusão,todasaspartesmetálicas
e não energizadas de uma edificação devem
ser equipotencializadas de forma a não ofe-
recer perigo aos usuários. Partes metálicas
estas que são enumeradas no item 6.4.2.1.1
como podemos ver:
• Emcadaedificaçãodeveserrealizada
uma equipotencialização principal,
reunindo os seguintes elementos:
• Armaduras de concreto e outras
estruturas metálicas da edificação;
• Tubulações de água, gás, esgoto, ar
condicionado, vapor, bem como os
elementosestruturaisaelasassociados;
• Condutores metálicos das linhas de
energia e de sinal que entram e/ou
saem da edificação;
• Blindagens, armações, coberturas
e capas metálicas de cabo de linhas
de energia e de sinal que entram e/
ou saem da edificação;
• Condutores de proteção das linhas
de energia e de sinal que entram e/
ou saem da edificação;
• Os condutores de interligação pro-
venientes de outros eletrodos de
aterramento porventura existentes,
ouprevistosnoentornodaedificação;
• O condutor neutro da alimentação
elétrica, salvo se não existir ou se a
edificação tiver que ser alimentada,
por qualquer motivo, em esquema
TT ou IT;
• Os condutores de proteção principal
da instalação elétrica (interna) da
edificação.
Esta equipotencialização principal deve
reunir todas as formas de aterramento em
um único ponto, denominado BEP – Bar-
ramento de Equipotencialização Principal.
Vale lembrar que o termo barramento
significa somente uma via de ligação e não
necessariamentedeveserconstituídodeuma
barra, podendo ser uma chapa, um cabo,
conectores etc. Para efeito de apresentação é
aconselhável que se use uma barra de cobre
com pontos de interligação, pois além de
apresentável, ainda contribui para a melhor
visualização e inspeção.
É possível que haja vários barramentos
de equipotencialização em uma edificação
reunindo parcialmente os diversos siste-
mas, estes barramentos são chamados de
BEL – Barramento de Equipotencialização
Suplementar ou Barramento de Equipoten-
cialização Local. Neste caso os BELs devem
ser interligados ao BEP, constituindo assim
uma equipotencialização completa.
A equipotencialização aparece também
naNR-10,noitem10.5.1-d,docapítulo10.5
–Segurançanasinstalaçõeselétricasdesener-
gizadas, e 10.5.1, que versa sobre a liberação
dotrabalhodeumainstalaçãodesenergizada,
que só é considerada desenergizada depois
que atender uma série de requisitos e entre
eles está a equipotencialização: instalação
de aterramento temporário com equipo-
tencialização dos condutores do circuito.
Ou seja, depois de constatado que não há
tensão, deve ser instalado um conjunto de
condutores que farão a equipotencialização
do potencial de todas as partes metálicas
no ponto de trabalho, garantindo assim
ao trabalhador que este não será vitima de
tensões perigosas.
Conclusão
O objetivo deste artigo foi trazer uma
breve explanação sobre os itens de proteção
contra acidentes de eletricidade com base
na norma de instalações elétricas de baixa
tensão ABNT NBR 5410/2004. Podemos
observar com esta pequena introdução que
o Brasil não possui problemas de regras,
normas, regulamentos ou legislação para
estabelecer a segurança, mas sim da cul-
tura enraizada do baixo investimento em
segurança, sobretudo a que diz respeito
ao uso e ao trabalho com eletricidade. É
importante disseminar este assunto junto
à comunidade e parceiros para que seja um
fator de mudanças futuras.
MA

conectividade
saiba mais
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Protetor de Transientes em redes
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Algumas dicas de soluções para
problemas no Profibus-DP
Entendendo as Reflexões em Sinais
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PROFIBUS-DP/PA – ProfiSafe,
Profile for Failsafe Technology.
O
Investimentos em equipamentos de processo têm nor-
malmente grandes ciclos de vida em relação a quaisquer
outros bens industriais. Fieldbus em áreas de risco exige
uma atenção especial com relação à proteção contra
explosões. Restrições de energia limitam a quantidade
de equipamentos que a rede pode utilizar, dificultando
o projeto de algumas instalações. Este artigo mostra as
características do protocolo de rede Profibus e como o
padrão FISCO, troncos de alimentação (power trunks),
barreiras e Reconhecimento de Arco Dinâmico e de
Terminação (DART) podem auxiliar em projetos de
instalação
Características
do Protocolo
PROFIBUS e
sua utilização em
áreas classificadas
Luis Antonio Tonielo Ferracini
PROFIBUS é um padrão de rede de campo
abertoeindependentedefornecedores,onde
a interface entre eles permite uma ampla
aplicação em processos e manufatura [1].
Esse padrão é garantido segundo as normas
EN 50170 e EN 50254. Estabelecido com
a IEC 61158, ao lado de mais sete outros
fieldbuses. A IEC 61158 está dividida em
sete partes, nomeadas 61158-1 a 61158-6,
nas quais estão as especificações segundo o
modelo OSI. Nessa versão houve a expansão
que incluiu o DPV-2, protocolo cujo desen-
volvimento procurou e procura a redução de
custos, flexibilidade, confiança, orientação
ao futuro, atendimento às mais diversas
aplicações, interoperabilidade e múltiplos
fornecedores.
Hoje,estima-seemmaisde20milhõesde
nós instalados com tecnologia PROFIBUS e
mais de 1000 plantas com tecnologia PRO-
FIBUS PA. São 24 organizações regionais
(RPAs) e 33 Centros de Competência em
PROFIBUS (PCCs), localizados estrate-
gicamente em diversos países, de modo a
ofereceremsuporteaosseususuários,inclusive
no Brasil, junto à Escola de Engenharia de
São Carlos-USP, onde existe o único PCC
da América Latina.
[1] Descrição Técnica PROFIBUS.
[2] Material de treinamento SMAR
Profibus, 2003, César Cassiolato.
[3] Revista Controle & Instrumentação –
Edição nº 122 – 2006.
[4] U. S. Patents Documents – Patent
Number 51388543,AT&T Bell
Laboratories, Murray Hill, NJ.
[5] ARC WHITE PAPER - By ARC Advisory
Group - FEBRUARY 2011 - DART Ushers
in the Next Generation of Intrinsic Safety
IEC 61508 – Functional safety of
electrical/electronic/programmable
electronic safety-related systems.

conectividade
F1. Comunicação Industrial Profibus.
F2. Comunicação Mestre-Escravo.
Em termos de desenvolvimento, vale
a pena lembrar que a tecnologia é estável,
porém não é estática. As empresas-membros
do PROFIBUS international estão sempre
reunidasnoschamadosWorkGroups,atentas
àsnovasdemandasdemercadoegarantindo
novos benefícios com o advento de novas
características.Acapacidadedecomunicação
entre dispositivos e o uso de mecanismos
padronizados, abertos e transparentes são
componentes indispensáveis no conceito de
automaçãodehoje.Acomunicaçãoexpande-
-se rapidamente no sentido horizontal, nos
níveis inferiores (field level), assim como no
sentido vertical integrando todos os níveis
hierárquicos de um sistema. De acordo com
as características da aplicação e do custo má-
ximoaseratingido,umacombinaçãogradual
de diferentes sistemas de comunicação, tais
como: Ethernet, PROFIBUS, AS-Interface
e Devicenet, oferece as condições ideais de
redes abertas em processos industriais.
Outra característica importante é que os
dadossãotransmitidosciclicamente,deuma
maneira extremamente eficiente e rápida.
No nível de campo, a periferia distri-
buída com: módulos de E/S, transdutores,
acionamentos (drives), válvulas e painéis de
operaçãotrabalhamemsistemasdeautoma-
ção,viaumeficientesistemadecomunicação
em tempo real, o PROFIBUS DP ou PA,
conforme exemplificado na figura 1. A
transmissão de dados do processo é efetuada
ciclicamente,enquantoalarmes,parâmetros
e diagnósticos são transmitidos somente
quando necessário, de maneira acíclica.
No nível de célula, os controladores
programáveis como os CLPs e os PCs,
comunicam-se entre si, requerendo, dessa
maneira, que grandes pacotes de dados
sejam transferidos em inúmeras e poderosas
funções de comunicação. Além disso, a
integração eficiente aos sistemas de comu-
nicação corporativos existentes, tais como:
Intranet, Internet e Ethernet, são requisitos
absolutamenteobrigatórios.Essanecessidade
é suprida pelos protocolos PROFIBUS FMS
e PROFINet.
Aconexãodostransmissores,conversores
e posicionadores em uma rede PROFIBUS
DP é feita por um coupler DP/PA. O par
trançado a dois fios é utilizado na alimen-
tação e na comunicação de dados para cada
equipamento, facilitando a instalação e
resultando em baixo custo de hardware e
menor tempo para iniciação.
O protocolo é baseado no modelo de
comunicação de redes OSI (Open System
Interconnection). Somente os níveis 1 e 2, e
ainda o nível 7 no FMS, são implementados
por razões de eficiência.
A arquitetura e a filosofia do protocolo
PROFIBUSasseguramacadaestaçãoenvol-
vida nas trocas de dados cíclicos, um tempo
suficiente para a execução de sua tarefa de
comunicação dentro de um intervalo de
tempo configurável. Para isso, utiliza-se
do procedimento de passagem de “token”,
usado por estações-mestres do barramento
ao comunicar-se entre si, e do procedimento
mestre-escravo para a comunicação com as
estações escravas, conforme ilustra a figura
2.Oprocedimentomestre-escravopossibilita
ao mestre que esteja ativo (o que possui o
“token”) acessar os seus escravos (através
dos serviços de leitura e escrita).
A mensagem de “token” (um frame es-
pecial para a passagem de direito de acesso
de um mestre para outro) deve circular,
sendo uma vez para cada mestre dentro de
um tempo máximo de rotação definido. No
PROFIBUSoprocedimentodepassagemdo
“token”éusadosomenteparacomunicações
entre os mestres, conforme exibe a figura 3.

conectividade
Tipos de dispositivos
Cada sistema pode conter três tipos
diferentes de dispositivos:
Mestres (Masters)
São os elementos responsáveis pelo
controle do barramento. Podem ser de
duas classes:
• Mestre DP Classe 1: Responsável
pelas operações cíclicas (leitura/
escrita) e controle das malhas abertas
e fechadas do sistema de controle/
automação (CLP).
• Mestre DP Classe 2: Responsável
pelosacessosacíclicosdosparâmetrose
funçõesdosequipamentosPA(estação
deengenhariaouestaçãodeoperação:
Simatic PDM ou CommuwinII ou
Pactware).
Escravo
Um escravo é um dispositivo periférico,
tal como: dispositivos de I/O, atuadores,
IHM, válvulas, transdutores, dispositivos
que têm somente entrada, somente saída
ou uma combinação de entradas e saídas.
Aqui, ainda pode-se citar os escravos PA,
uma vez que são vistos pelo sistema como
se fossem escravos DP. A quantidade de
informação de entrada e saída depende do
tipo de dispositivo, sendo que se permite até
244 bytes de entrada e 244 bytes de saída.
Acopladores (Couplers)
São dispositivos utilizados para traduzir
as características físicas entre o PROFIBUS
DP e o PROFIBUS PA (H1: 31,25 kbits/s).
Principais características:
• São transparentes para os mestres
(não possuem endereço físico no
barramento).
• Atendem aplicações seguras (Ex) e
(Non-Ex) (no decorrer do artigo,
daremos maior atenção) definindo
e limitando o número máximo de
equipamentos em cada segmento
PA. O número máximo de equipa-
mentos em um segmento depende,
entre outros fatores, da somatória das
correntes quiescentes, de falhas dos
equipamentos (FDE) e distâncias
envolvidas no cabeamento.
• Podem ser alimentados até 24 Vdc,
dependendo do fabricante e da área
de classificação.
• Podem trabalhar com as seguintes
taxas de comunicação, dependendo
do fabricante: P+F (93,75 kbits/s
e SK2: até 12 Mbits/s) e Siemens
(45,45 kbits/s).
Topologias
Em termos de topologia, pode-se ter
as seguintes distribuições: estrela (figura
4), barramento (figura 5) e ponto a ponto
(figura 6), além de anel. O protocolo tam-
bém permite a utilização de equipamentos
em redundância.
Principais variantes do protocolo
O PROFIBUS, em sua arquitetura, está
dividido em três variantes principais:
Profibus DP
O PROFIBUS DP é a solução de alta
velocidade(highspeed)doPROFIBUS.Seu
desenvolvimentofoiotimizadoespecialmente
para atender as comunicações entres os
sistemas de automações e equipamentos
descentralizados. Voltada para sistemas
de controle, onde se destaca o acesso aos
dispositivos de I/O distribuídos. Utiliza-se
do meio físico RS 485, ou de fibra ótica.
Disponível em três versões: DP-V0 (1993),
DP-V1 (1997) e DP-V2 (2002). A origem
de cada versão aconteceu de acordo com o
avanço tecnológico e a demanda das apli-
cações exigidas ao longo do tempo.
Meio Físico Profibus DP – RS 485
A transmissão RS 485 é a tecnologia de
transmissão utilizada no PROFIBUS DP,
embora a fibra ótica possa ser usada em
casos de longas distâncias (maior do que 80
km). Seguem as principais características:
• Transmissão Assíncrona NRZ.
• Baud rates de 9,6 kBit/s a 12 Mbit/s,
selecionável.
• Par trançado com blindagem.
• 32 estações por segmento; máximo
127 estações.
• Distância dependente da taxa de
transmissão (tabela 1).
• 12 Mbit/s = 100 m; 1,5 Mbit/s = 400
m; < 187,5 kbit/s = 1000 m.
• Distância expansível até 10 km com
o uso de repetidores.
• Conector tipo D-sub, 9 pin.
Veja a tabela 1.
Normalmente se aplica em áreas envol-
vendo alta taxa de transmissão, instalação
simples a um custo baixo. A estrutura do
barramento permite a adição e remoção de
estações sem influência em outras estações,
com expansões posteriores sem nenhum
efeito em estações que já estão em operação.
Uma vez configurado, o sistema utiliza
F3. Comunicação Multi-Mestre.
Características
Baud rate (kbit/s) 9,6 19,2 93,75 187,5 500 1500 2000
Comprimento / Segmento (m) 1200 1200 1200 1000 400 200 100
T1. Comprimento em função da velocidade de Transmissão com cabo tipo A.

conectividade
apenas uma taxa de transmissão para todos
os dispositivos no barramento. Há necessi-
dade da terminação ativa no barramento no
começo e fim de cada segmento, conforme
mostra a figura 7, sendo que, para manter a
integridadedosinaldecomunicação,ambos
terminadores devem ser energizados.
Profibus FMS
O PROFIBUS-FMS provê ao usuário
uma ampla seleção de funções, quando
comparado com as outras variantes. É a
soluçãodepadrãodecomunicaçãouniversal
quepodeserusadapararesolvertarefascom-
plexas de comunicação entre CLPs e DCSs.
Essa variante suporta a comunicação entre
sistemas de automação, assim como a troca
de dados entre equipamentos inteligentes, e
é geralmente utilizada em nível de controle.
Recentemente, pelo fato de ter como função
primária a comunicação mestre-mestre
(peer-to-peer), vem sendo substituída por
aplicações em Ethernet.
Profibus PA
OPROFIBUSPAéasoluçãoPROFIBUS
que atende os requisitos da automação de
processos,ondesetemaconexãodesistemas
de automação e sistemas de controle de
processo com equipamentos de campo, tais
como:transmissoresdepressão,temperatura,
conversores, posicionadores, etc.
Existem vantagens potenciais da utiliza-
ção dessa tecnologia, onde resumidamente
destacam-se as vantagens funcionais, como
por exemplo, tratamento de status das
variáveis, sistema de segurança em caso de
falha,autodiagnose,integraçãocomcontrole
discreto em alta velocidade, etc. Permite
utilizaçãoemáreasintrinsecamenteseguras.
O PROFIBUS PA permite a manutenção
“a quente”.
Foi desenvolvido em cooperação com os
usuários da Indústria de Controle e Proces-
so (NAMUR), satisfazendo as exigências
especiais dessa área de aplicação:
• Interoperabilidadeentreequipamentos
de diferentes fabricantes;
• Adição e remoção de estações de
barramentos mesmo em áreas intrin-
secamente seguras, sem influência
para outras estações;
• Uma comunicação transparente
através dos acopladores do segmento
entre o barramento de automação
do processo PROFIBUS PA e o
F4. Topologia em Estrela.
F5. Topologia em Barramento.
F6. Topologia Ponto a ponto.

conectividade
barramento de automação industrial
PROFIBUS-DP;
• Alimentação e transmissão de dados
sobre o mesmo par de fios, baseadas
na tecnologia IEC 61158-2;
• Usoemáreaspotencialmenteexplosi-
vas intrinsecamente segura” ou “sem
segurança intrínseca”.
O PROFIBUS PA se baseia no padrão
IEC61158, que é a Camada Física com
transmissão síncrona, codificação Man-
chester em 31,25 Kbits/s (modo tensão),
também conhecida como H1. Permite uma
integração uniforme e completa entre todos
os níveis da automação e as plantas das áreas
de controle de processo. As opções e os li-
mites de trabalho em áreas potencialmente
explosivasforamdefinidossegundoomodelo
FISCO (Fieldbus Intrinsically Safe Concept).
A tabela 2 mostra algumas características
do IEC 61158-2.
Instalações em áreas
classificadas
O que é uma área classificada?
Segundo [3], uma área classificada é um
local ou ambiente sujeito à probabilidade da
formação (ou existência) de uma atmosfera
F8. Circuito Barreira Zener
explosivacaracterizadapelapresençanormal
(ou eventual) de:
• Gases ou vapores inflamáveis;
• Poeira ou fibras inflamáveis.
Como áreas classificadas devem ser
tratadas?
Instalando equipamentos elétricos apro-
priados, conhecidos como “à prova de
explosão (Exd)”, “segurança aumentada
(Exe)”, “segurança intrínseca (Exia/b)”,
“pressurizados (Exp)”, etc.
Segurança intrínseca/barreira
de segurança intrínseca
Os instrumentos com proteção baseada
em segurança intrínseca têm o excesso de
energiaelétricanaformadetensãoecorrente,
limitado através da inserção de dispositivos
limitadores de energia, conhecidos como
barreiras de segurança intrínseca, nos seus
circuitos. Pode-se dizer que um circuito
intrinsecamente seguro possui três com-
ponentes básicos: o dispositivo de campo a
ser instalado na área de risco, a barreira de
segurança intrínseca e a fiação de campo
envolvida. Essa limitação de energia é ne-
cessária de modo que não sejam produzidas
superfícies aquecidas e centelhas elétricas, e
casoocorra,nãohaveráenergiasuficientepara
ignição de mistura inflamável. Para manter
a segurança é de fundamental importância
que esses níveis de tensão e corrente não
sejam excedidos em condições normais, ou
até mesmo de falha. Para proteger o sistema
de segurança intrínseca numa área de risco,
um dispositivo limitador de energia deve
ser instalado.
Estedispositivoéconhecidocomobarreira
ousistemadesegurançaintrínsecaassociado.
Sobcondiçõesnormais,odispositivoépassivo
e permite ao sistema de segurança funcionar
normalmente. Sob condições de falta, ele
protegeocircuitodecampo,prevenindoque
o excesso de corrente e tensão atinja a área
de risco. Existem alguns tipos de barreira
de segurança intrínseca, vide figuras 8 e 9.
Barreira Zener
Pode-se observar que existem três com-
ponentes na barreira que limitam corrente e
tensão: um resistor, pelo menos dois diodos
zener (se um queimar, o outro atua) e um
fusível. O resistor limita a corrente ao valor
específico conhecido como corrente de
curto-circuito. Os diodos zener limitam a
tensão ao valor referenciado como tensão
de circuito aberto. O fusível abre quando o
diodo conduz, abrindo o circuito e evitando
aqueimadodiodo,bemcomoatransferência
dequalquerexcessodetensãoàárea derisco.
Barreira Isolação Galvânica
Outro tipo de barreira de isolação é
construído com transformadores para a
isolação elétrica entre os meios seguro e
não seguro. Este tipo de construção faz
com que não haja necessidade da conexão
com o terra, reduzindo custos de instalação
e manutenção. Permitem a conversão dos
sinais em corrente e tensão. Não necessita
Características Meio físico de acordo com a IEC61158-2, varia NTE H1
Taxa de comunicação 31,25 kbits/s
Cabo Par trançado com blindagem
Topologia Barramento, árvore/estrada, ponto a ponto
Alimentação Via barramento ou externa 9 - 32Vdc em área Non Ex
Segurança Intrínseca Possível (FISCO)
Número de equipamentos Máximo: 32 (non-Ex) por canal
Explosion Group IIC: 9
Explosion Group IIB: 23
Cabeamento Máximo 1900 m, expansível a 10 km com 4 repetidores
Máximo comprimento de spur 120 m/spur
Sinal de comunicação Codificação Manchester, com modulação corrente
T2. Características de transmissão da tecnologia IEC61158-2.
F7. Cabeamento e terminação para transmissão RS 485 no Profibus.

conectividade
de invólucros especiais, cabos armados ou
conexõesespeciais.Permaneceseguramesmo
na presença de falha. [4]
FISCO
Com a demanda por uma quantidade
maior de equipamentos em um barramen-
to fieldbus intrisecamente seguro, o PTB
(Physikalisch Technische Bundesanstalt,
Instituto Alemão de Ciência e Tecnologia)
executou testes rigorosos e chegou a um
modelo que atende às altas demandas de
consumo, o FISCO (Fieldbus Intrinsically
Safe Concept).
Este conceito está de acordo com os
padrões internacionais de segurança intrín-
seca (EN50020 e IEC 60791-11, Classe I,
Divisão 1, de acordo com os padrões ame-
ricanos), onde deve existir uma única fonte
de alimentação ativa por sistema e todos
os nós são passivos e possuem indutância
e capacitância internas desprezíveis (Li=10
mH, Ci=5 nF). Além disso, em termos de
cabeamento,váriostipossãopermitidossendo
que se tem comprimento máximo de 1000
m,comterminaçãonasduasextremidadese,
equipamentos de campo, assim como fonte
de alimentação, devem estar de acordo com
o FISCO. Acompanhe no box 1.
DART (Dinamic Arc
Recognition and Termination)
Tecnologia revolucionária desenvolvida
pela Pepperl-Fuchs, introduzida em 2010, é
considerada um marco em relação a equi-
pamentos destinados a utilização em áreas
seguras. Tecnologia que elimina o problema
de limite de potência a ser utilizado por
equipamentos instalados em áreas de se-
gurança intrínseca através da utilização de
uma nova abordagem. O conceito permite
a utilização de uma quantidade maior de
energia em áreas seguras, enquanto man-
tém as limitações de segurança através de
uma desconexão rápida do circuito. Veja as
figuras 10 e 11.
A tecnologia consiste em monitorar os
resultados das mudanças da corrente di/dt
e rapidamente desligar o circuito, conforme
observado em [5]. Dentro de apenas alguns
microssegundos,aenergiadosistemaelétrico
éreduzidaparaumnívelseguro,eliminando
um pico de energia necessária para acender
os gases perigosos. Essa mudança no di/
dt, felizmente é muito característica, isto
faz com que ela seja facilmente detectada.
F9. Modelo de circuito elétrico da barreira por isolação galvânica.
F10. Ilustração mostrando início do distúrbio em um sistema sem uso do DART.
F11. DART monitora a corrente de curto (di/dt) e desliga o circuito na fase crítica do distúrbio.

conectividade
Requisitos do FISCO
O modelo FISCO tem as seguintes restrições:
a) Cada segmento deve possuir um único
elemento ativo (fonte de alimentação) no
barramento de campo,localizado na área
não classificada;
b) Os demais equipamentos na área classifi-
cada são passivos (escravos);
c) Cada equipamento de campo deve ter
um consumo quiescente mínimo de 10
mA;
d) Em áreas Ex ia e Ex ib, o comprimento
máximo do barramento deve ser 1000 m;
e) Derivações individuais devem ser limita-
das a 30 m;
f) Deve-se utilizar 2 terminadores ativos no
barramento principal, um no início e um
no fim do barramento;
g) Deve-se utilizar transmissores e barrei-
ras/fontes aprovadas pelo FISCO;
h) Os cabos (sem restrições para cabea-
mento até 1000 m) devem possuir os
seguintes parâmetros.:
- R´:15 a 150 Ω/km;
- L´: 0,4 a 1 mH/km;
- C´: 80 a 200 nF/km.;
- Cabo tipo A: 0,8 mm2
(AWG18);
i) Note que não se requer o cálculo de C
e L para o segmento.
j) As terminações devem possuir os
seguintes parâmetros:
- R = 90 a 100 Ω;
- C = 0 a 2,2 μF.
k) A fonte de alimentação deve ter os
seguintes requisitos:
- Saída com característica trapezoidal
ou retangular;
-V0
= 14...24V(Valor máximo, segu-
rança intrínseca);
- Para Grupo A,B/ IIC I0 até 215 mA
paraV0
= 15V.
- Sem especificação de Lo e Co no
certificado e na etiqueta.
O conceito FISCO foi otimizado para
que seja permitido um número maior de
equipamentos de campo, de acordo com o
comprimento do barramento, levando-se
em conta a variação das características do
cabo (R’, L’, C’), terminadores, atendendo
categorias e grupos de gases com uma
simples avaliação da instalação envolvendo
segurança intrínseca.

conectividade
MA
F12. Considerações de risco de acordo com a IEC 61508 (fonte: HPTC POCKET GUIDE da Pepperl+Fuchs).
Luis Antonio Tonielo Ferracini trabalha
no Departamento de Desenvolvimento
da Smar Equipamentos Industriais com
Desenvolvimento em Hardware.
e-mail: luis_ferracini@hotmail.com
HPTC (high power
trunk concept)
TheHighPowerTrunkConcept(HPTC)
limita a energia no tronco em 500 mA.
Este conceito incrementa a quantidade de
energia disponível para os instrumentos
de campo, facilitando um projeto de ins-
talação consistente, independentemente da
classificação da área. Ao limitar a energia
no campo ao invés da sala de controle, a
energia é distribuída de forma mais eficiente
para os instrumentos onde esta se faz neces-
sária. Como consequência, os dispositivos
protetores de segmento são similarmente
instalados em áreas de aplicações comuns
como em áreas perigosas.
Podemos acrescentar à planta com a
utilização do HPTC, a redução da energia
distribuída nos cabos além dos custos da
instalação. Outro benefício do conceito
HPTC, permite ao usuário padronizar um
sistema de condicionamento de energia com
módulosopcionaisredundantesparatodasas
áreas da planta. Fornecimento de 30 V/500
mApermiteaousuárioatingircomprimentos
máximos dos cabos e dispositivos sem o uso
de repetidores. Observe a figura 12.
Conclusões
Independentemente dos órgãos certi-
ficadores de equipamentos e normas para
áreas classificadas, a tecnologia para este
tipo de aplicação continua em franca evo-
lução. Conforme observado com o DART,
os novos avanços têm como objetivo trazer
as mesmas características de instalação e
manutenção proporcio nadas pelas redes
instaladas em áreas não classificadas para
as áreas perigosas. Estas evoluções tentam
expandir os limites de potência e equipa-
mentos, porém mantendo os limites de
segurança exigidos pelas normas para as
áreas classificadas.

automação
saiba mais
Profibus - Instalação avançada. Parte 2
Mecatrônica atual 59
PROFIBUS
PROFIBUS-DP/PA – ProfiSafe,
Profile for Failsafe Technology.
IEC 61508 – Functional safety of
electrical/electronic/programmable
electronic safety-related systems.
Artigos técnicos – César Cassiolato
www.smar.com/brasil2/
artigostecnicos/
A
A demanda por mais e mais recursos na automação e
controle de processos com o advento da tecnologia digital
e como “boom” do Fieldbus,favorecemo desenvolvimento
da tecnologia dedicada ao diagnóstico e tratamento de
falhas seguras, principalmente voltada à proteção de
pessoas, equipamentos/máquinas e ambiente, ou seja,
é a busca pelo sistema seguro.
Um sistema seguro requer, em outras palavras, que os
dados e informações possam ser validados em relação
aos seus valores e ao domínio do tempo, o que deve
ser aplicável no sistema como um todo. Isto implica em
garantir que um dado recebido foi enviado corretamente
e que quem o enviou também é o correto transmissor, e
além disso, é a informação que se esperava neste instan-
te; a informação que foi recebida está sequencialmente
correta, etc.
PROFIsafe
O perfil de segurança
PROFIBUS
César Cassiolato
tualmente, o exemplo mais típico de padrão
de segurança internacional e que envolve a
maior parte dos desenvolvedores e imple-
mentadores de sistemas com segurança é o
chamado IEC 61508. Este padrão mostra as
atividades envolvidas em todo ciclo de vida
de sistemas eletrônicos programáveis em
relação à segurança. Portanto, trata tanto de
requisitos de hardware quanto de software.
Operigodeacidentesemprocessosindus-
triais é vasto e a probabilidade de acontecer
um acidente depende das probabilidades de
falhas do sistema. A implicação de falhas
depende do tipo e requisitos de segurança
da aplicação. Veja a figura 1.
O perfil de aplicação PROFIBUS,
“PROFIsafe” - Perfil para Tecnologia Segu-
ra - descreve mecanismos de comunicação
seguraentreperiféricossujeitosafalhasegura
(Fail-Safe) e controladores seguros. É basea-
do nos requisitos dos padrões e diretivas
para aplicações com segurança orientada,
como a IEC 61508 e EN954-1, bem como
na experiência dos fabricantes de equipa-
mentos com Fail-Safe e na comunidade de
fabricantes de CLPs.
Veremos a seguir, de forma resumida,
seus principais conceitos.

automação
F1. Considerações de risco de acordo com a IEC 61508.
F2. Sistema típico onde se tem a comunicação padrão e segura, compartilhando o mesmo
barramento e protocolo.
PROFIsafe
Este perfil suporta aplicações seguras
em uma extensa área de aplicações em
campo que, ao invés de utilizar barramentos
especiais para as funções de segurança, per-
mite a implementação da automação segura
através de uma solução aberta e no padrão
PROFIBUS, garantindo os custos efetivos
de cablagem, consistência do sistema em
relação à parametrização e funções remotas
de diagnósticos. Garante a segurança em
sistemasde controledescentralizadosatravés
dacomunicaçãoFail-Safeedosmecanismos
desegurançadosdispositivoseequipamentos.
Veja, a seguir, alguns exemplos de áreas
de aplicação deste perfil de segurança;
• Indústria de Manufatura;
• Proteçãorápidadepessoas,máquinas
e ambiente;
• Funções de paradas de emergência;
• Barreiras de luz;
• Controle de entrada;
• Scanners;
• Drivers com segurança integrada;
• Controle de processos em geral;
• Áreas química e petroquímica;
• Transporte público;
• etc.
A tecnologia aberta PROFIBUS atende
a uma série de requisitos das aplicações
em termos de segurança de acordo com o
PROFIsafe:
• Independência entre comunicação
relevantemente segura e a comuni-
cação segura.
• Aplicável a níveis SIL3(IEC61508),
AK6 (DIN V 19250) e categoria de
controle 4(KAT4) (EN 954-1).
• A redundância é usada somente para
aumentar a confiabilidade.
• Qualquer master ou link DP pode
ser usado;
• Na implementação, masters DP,
ASICs, links e couplers não devem
sofrermodificações,desdequeasfun-
çõesdesegurançasãoimplementadas
acima da camada OSI layer 7 (isto é,
nenhuma mudança ou acomodações
no protocolo DP).
• A implementação das funções de
transmissão segura deve ser restrita
à comunicação e ao equipamento
e não deve restringir o número de
equipamentos.
• Ésempreumarelaçãodecomunicação
1:1 entre os dispositivos F
• Os tempos de transmissões devem
ser monitorados.
Observe a figura 2.
Naprática,aplicaçõessegurasepadroni-
zadasestarãocompartilhandoossistemasde
comunicaçãoProfibusDPsimultaneamente.
As funções de transmissões seguras incluem
todas as medidas que podem estar deter-
ministicamente descobertas pelas possíveis
falhas perigosas que podem ser infiltradas
no sistema de transmissão padrão, com a
intençãodeminimizarseusefeitos.Istoinclui
as funções de mau funcionamento randô-
mico, por exemplo, efeitos de EMI, falhas
sistemáticas de hardware ou software, etc.
Por exemplo, é possível que durante
uma comunicação se perca parte do frame,
ou que parte do mesmo apareça repetida,
ou ainda que apareça em ordem errada ou
mesmo em atraso.
NoPROFIsafealgumasmedidaspreven-
tivas são tomadas, com o intuito de cercar as
possíveiscausasdefalhas,equandoasmesmas
ocorrerem, que aconteçam com segurança:

automação
• Numeração consecutiva de todas as
mensagens seguras: aqui pretende-se
minimizar a perda de comunicação,
inserçãodebytesnoframeesequência
incorreta.
• Sistema de watchdog timer para as
mensagens e seus reconhecimentos:
controlando os atrasos.
• Uma senha (password) entre emissor
e receptor: evitando linking entre as
mensagens padrão e segura.
• Proteção adicional do telegrama com
a inclusão de 2 a 4 bytes de CRC:
evitando a corrupção dos dados de
F3. A arquitetura do PROFIsafe.
F4. Modelo para dados seguros.
usuário e linking entre as mensagens
padrão e segura.
Estas medidas devem ser analisadas e
tomadasemumaunidadededadoFail-Safe.
Veja a seguir o modelo de mensagem F.
A Solução PROFIsafe
O PROFIsafe é uma solução em sof-
tware com canal único, que é implementada
como uma camada adicional acima do layer
7 nos dispositivos. Um layer seguro define
métodos para aumentar a probabilidade
de se detectar erros que possam ocorrer
entre dois equipamentos/dispositivos
se comunicando em fieldbus. A grande
vantagem é que pode ser implementada
sem mudanças, provendo proteção aos
usuários de seus investimentos.
Vale-se dos mecanismos da comuni-
cação cíclica nos meio físicos 485 ou H1
(31.25kbits/s). A comunicação acíclica é
utilizadaparaníveisirrelevantesdesegurança
de dados. Garante tempos muito curtos de
respostas, ideal em manufaturas e operação
intrínsecasegura,deacordocomasexigências
da área de controle de processos. A figura 3
mostra a arquitetura do PROFIsafe.
A figura 4 exibe o modelo da estrutura
de mensagem na transmissão. O perfil se-
guro (F-Profile) é embutido no protocolo de
transmissão DP (layer 7) e na codificação
(layer 2).
O PROFIsafe utiliza o mecanismo de
detecção de erros para manter os níveis
desejáveis de segurança. É responsabilidade
deste perfil detectar erros de comunicação
como frames duplicados, perda de frames,
sequências incorretas de frames, frames
corrompidos, atrasos nos frames e endereça-
mentoerradosdeframes. OperfilPROFIsafe
utiliza a redundância da informação para
validar a comunicação entre dois dispositi-
vos. A informação de segurança relevante é
transmitida em conjunto com os dados de
processos, isto é, estes dados são embutidos
no frame básico do Profibus DP. Um frame
deste tipo pode tratar no máximo 244 bytes
de dados de processo.
O PROFIsafe reserva 128 bytes deste
total para os dados de segurança. Além
destes,4ou6bytessãotratadosàpartecomo
bytes de status e controle dependendo da
quantidade de dados seguros transmitidos.
Sempre dois bytes de controle são enviados
em cada frame, um de status e outro com
a sequência dos frames. Os quatro bytes
restantes são reservados para o checksum
que é gerado para proteger a informação
de segurança redundante. Uma pequena
quantidade de dados de segurança relevante
transmitida implica em um CRC de 16 bits
e em 4 bytes de controle. Para transmissões
com mais de 12 bytes de dados seguros (até
122), um CRC de 32 bits é usado e 6 bytes
de controle são necessários.
A figura 5 ilustra o modelo de frame
DP que contém em sua informação os já
conhecidos bytes deste frame, mais os da-
dos de Fail-safe (no máximo 128 bytes em
244 bytes, devido à limitação de 64 words

automação
na troca de dados de uma só vez, entre o
Host e o mestre DP), assim como os recur-
sos de segurança de paridade e FCS(Frame
Checking Sequence).
A figura 6 mostra o modelo de mensa-
gem F (mensagem segura), onde podem ser
vistos os bytes de controle de integridade e
minimizaçãodeerrosdescritosanteriormente
como medidas preventivas.
Atabela1apresentadetalhesdotratamen-
to da falha segura, comunicação, timerouts,
CRCs, numeração das mensagens, etc.
Através da monitoração e controle de
informaçõesentremestreseescravosseguros,
tais como: sincronização, ciclo de protocolo
F, watchdog timers, ordem das mensagens,
repetiçõesdoframeemonitorSIL(contador
de mensagens corrompidas em um período
de tempo) pode-se garantir a segurança aos
níveis de integridade (tabela 2).
Arquivos GSD & PROFIsafe
Equipamentos suportando as caracte-
rísticas PROFIsafe têm a inclusão em seu
arquivo GSD da seguinte palavra-chave:
F_Device_supp = 1 ; 1 = F-device
Conclusão
O PROFIsafe é uma solução em sof-
tware com canal único que é implementada
segundoospadrõesmaisrigorososemtermos
de segurança, e sua grande vantagem é que
pode ser implementada sem mudanças,
provendo proteção aos usuários de seus
investimentos. Não existem restrições ao
número de dispositivos no barramento e
taxas de comunicação.
A não necessidade de convivência de
protocolosproprietáriosvoltadosàsegurança,
a abertura do protocolo, proporcionando
interoperabilidade/intercambiabilidadeentre
os vários fornecedores, a fácil integração em
CLPseossistemasjáexistentessãoexemplos
dos benefícios de tal funcionalidade.
Além disso, equipamentos e dispositivos
com tal característica disponibilizam uma
F6. Modelo da mensagem F.
F5. Modelo do frame do DP.
MA
T2. SIL monitor.
SIL CRC Length of
process data
Time
period (h)
3 16 Bit < 16 Bytes 10
2 16 Bit < 16 Bytes 1
3 32 Bit < 128 Bytes 0.1
2 32 Bit < 128 Bytes 0.01
T1. Modelo do status/control byte.
Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0
tbd res res Failsafe values
(FV) actived
Communica-
tion failure:
WD-timeout
Communic-
cation failure:
CRC or consec-
utive number
Failure exists
in F slave or F
module
F slave has
new i-param-
eter values
assigned
série de vantagens: os dados de qualquer dis-
positivo podem ser vistos de qualquer ponto
da rede, incluindo os níveis gerenciais e de
escritório. Pode-se monitorar a performance
da planta mesmo no chão de fábrica e fazer
o planejamento em manutenções em busca
da otimização de paradas. Isto tudo em
modo real-time e com a grande vantagem,
num mesmo protocolo de comunicação. É
a inteligência distribuída combinada com
a tecnologia de software.
A lista de produtos com tal funciona-
lidade ainda não é extensa, mas cada vez
mais encoraja os fabricantes a lançarem seus
produtos com tal tecnologia.
Mesmo em outros protocolos de co-
municação é inevitável a demanda por tais
requisitos.

automação
saiba mais
Protetor de Transientes em redes
Profibus
Simulador de redes industriais
Critérios para seleção de redes para
automação industrial
Artigos técnicos – César Cassiolato
www.smar.com/brasil2/
artigostecnicos/
Site do fabricante:
www.smar.com.br
www.system302.com.br
Pesquisas na internet (as ilustrações,
marcas e produtos usados aqui
pertencem aos seus respectivos
proprietários, assim como qualquer
outra forma de propriedade intelectual)
A
A necessidade de automação na indústria e nos mais di-
versos segmentos está associada, entre diversos aspectos,
às possibilidades de aumentar a velocidade de proces-
samento das informações, uma vez que as operações
estão cada vez mais complexas e variáveis, necessitando
de um grande número de controles e mecanismos de
regulação para permitir decisões mais ágeis.
Redes Industriais
para sensores
e atuadores
César Cassiolato
automação permite economias de energia,
força de trabalho e matérias-primas, um
melhor controle de qualidade do produto,
maior utilização da planta, aumenta a
produtividade e a segurança operacional.
Em essência, a automação nas indústrias
permite elevar os níveis de continuidade e
de controle global do processo com maior
eficiência,aproximaraomáximoaprodução
real da capacidade nominal da planta, ao
reduzir ao mínimo possível as horas para-
das, de manutenção corretiva e de falta de
matéria-prima.
Além disso, com o advento dos sistemas
de automação baseados em redes de cam-
po e tecnologia digital, pode-se ter vários
benefícios em termos de manutenção e
aumentar a disponibilidade e segurança
operacional. Ainda, a automação extrapola
os limites de chão de fábrica, continua após
o produto acabado, atingindo fronteiras
mais abrangentes - a automação do negócio.
Veja a figura 1.
A solução completa deve prover uma
metodologia de gestão da indústria de
forma transparente e garantir que todos os
esforços sejam direcionados para se atingir
a meta estabelecida, facilitando a tomada de
decisão quando há mudanças relevantes no
desempenho dos indicadores ou um desvio
em relação ao planejado.
Usuários e clientes, então, devem estar
atentos na escolha e definição de um sistema
deautomaçãoecontrole,ondeestadefinição
deve levar em conta vários critérios e que
possa estar em sincronismo com o avanço
tecnológico.
Quanto mais informação, melhor uma
planta pode ser operada e, sendo assim,
mais produtos pode gerar e mais lucrativa
pode ser. A informação digital e os sistemas
verdadeiramente abertos permitem que se
colete informações dos mais diversos tipos e
finalidadesdeumaplanta,deumaformain-
teroperávelecomoninguémjamaisimaginou
e, neste sentido, com a tecnologia Fieldbus
(Foundation fieldbus, Profibus, HART,
DeviceNet, Asi, etc.) pode-se transformar
preciosos bits e bytes em um relacionamento
lucrativo e obter também um ganho quali-

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