De acordo com estudo do Ministério da Ciência e Tecnologia, em parceria com Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo (IPT), apenas 14% dos 5570 municípios do país têm bombeiros. Há em torno de 4,8 mil cidades sem este serviço público.

Para ajudar a instruir o público em segurança contra incêndio, a Kidde, uma das maiores fabricantes de extintores no Brasil, traz informações importantes sobre uso correto e manutenção de extintores e dicas de segurança em caso de incêndio. A Kidde é parte da UTC Building & Industrial System, uma unidade da United Technologies Corp. (NYSE: UTX).

De acordo com estudo realizado pelo Governo Federal, em média acontecem 200 mil incêndios por ano no Brasil. São mais de 500 por dia. Este incêndio tem diversas causas, mas independente de qual a causa, o extintor de incêndio é um dos itens mais importantes no combate do incêndio.

Milhões de novos extintores, divididos em três classes, são vendidos no Brasil todos os anos. Classe A são indicado para incêndios com madeira, papel, tecido, materiais sólidos em geral; Classe B para líquidos inflamáveis e Classe C para equipamento elétrico energizado. De acordo com decreto estadual de São Paulo, 38069, todos os prédios comerciais e residenciais devem ter dois extintores por andar, sendo um com pó químico para combater incêndios elétricos e outro com água pressurizada para incêndios classe A.

A Kidde possui em seus portfólios extintores que combatem as três classes de incêndio em um único produto, o Extintor Mega ABC ou Convencional ABC. O extintor ABC elimina o risco de um extintor classe A ser usado acidentalmente para um incêndio classe C, que pode resultar em choque elétrico com sério ferimentos para o usuário. O extintor Mega ABC está disponível em modelo menores, fácil de manusear, com 4 kg ou 6 kg e com garantia de 5 anos.

A Kidde também oferece extintores convencionais ABC com um ano de garantia, disponível em 4 kg, 6 kg, 8 kg e 12 kg.

 

PREVENÇÃO DE INCÊNDIO E USO EXTINTORES

É claro que a melhor forma de evitar incêndios é seguir os passos para prevenir que ele aconteça. Todos os proprietários de imóveis comerciais e residenciais devem saber as regras básicas de segurança para se proteger.

O certificado de inspeção do Corpo de Bombeiros deve ser atualizado a cada três anos para prédios residenciais e a cada dois anos para os comerciais. Se o auto de vistoria cedido pelos bombeiros estiver atrasado ou vencido o condomínio poderá ser autuado e pagar multa (o valor depende de cada estado) e o síndico pode responder processo, além de comprometer a segurança dos condôminos.

O Extintor de Incêndio deve ser to tipo apropriado para a área que ele está destinado a proteger, deve ser fixado na parede ou colocado no chão em um suporte, em local visível e sinalizado.
Antes de usar um extintor de incêndio, preste atenção aos seguintes pontos chaves:

• É muito importante comprar extintores de empresas idôneas. Todo extintor deve ter o selo do INMETRO
• Certifique-se que o extintor está dentro da validade e que não foi adulterado
• Se o extintor estiver amassado, com sinais de ferrugem ou violação do gargalo, recuse-o. Extintor falsificado ou danificado não fornece segurança
• O manômetro indica a pressurização e deve estar no verde. Não compre extintor se o ponteiro estiver na faixa vermelha
• A manutenção e recarga de extintores devem ser realizadas por empresas especializadas e com certificação do Inmetro. Verifique se após a inspeção a empresa colocou o anel de identificação no gargalo, exigido pelo INMETRO, informando a data da realização do trabalho, além do selo do Inmetro no produto

 

EVITANDO ACIDENTES EM EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS E COMERCIAIS

• Não jogue bitucas de cigarro pela janela
• Apague o cigarro antes de jogá-lo fora
• Apague sempre os palitos de fósforos antes de jogá-los fora
• Nunca apóie velas sobre caixas de fósforos nem sobre materiais combustíveis
• Não fume em locais proibidos
• Não utilize a casa de força, casa de máquinas de elevadores e casa de bombas do prédio como depósito de materiais e objetos
• Não ligue mais que um aparelho por tomada e nem faça ligações provisórias. Fios descascados quando encostam um no outro, provocam curto-circuito e faíscas
• Verifique sempre vazamentos em botijão e se seu estado físico está em boas condições
• Ao sentir cheiro de gás, não ligue ou desligue a luz nem aparelhos elétricos e ventile a área
• As portas corta-fogo não devem ter trincos ou cadeados. Conheça a rota de fuga de seu edifício, para que possa utilizá-la em caso de emergência
• Verifique sempre se o acesso ao extintor bem como os demais equipamentos de proteção contra incêndios estão desobstruídos

 

COMO REAGIR EM CASA DO INCÊNDIO

Se um incêndio ocorrer, siga os passos abaixo para segurança

• Mantenha calma e ligue para os Bombeiros – 193<
• Dirija imediatamente para as saídas de emergência
• Nunca suba escadas
• Não utilize o elevador
• Caminhe com o corpo curvado ao chão, abaixo da fumaça
• Não volte para o foco de incêndio para resgatar outra pessoa. Esta ação deve ser realizada por um profissional. Sua volta pode ser fatal
• Não tente combater o incêndio caso tenha tomado proporções que coloquem a vida ou fuga em risco. A evacuação do local deve a primeira prioridade.

Com a crescente busca das indústrias em soluções limpas e de baixo custo, tornou-se necessário a criação de ferramentas e produtos que possam aumentar o portfólio de aplicações que podem ser atendidas. Com este cenário a implementação de ferramentas wireless se tornou indispensável para as indústrias 4.0, pois reduzem o custo com mão de obra e infraestrutura, não sendo necessário o custo com cabeamentos lançados à longa distância, custo com manutenções tende a ser mais baixo e as informações podem ser imprescindíveis para alimentar os sistemas gerenciais da indústria, podendo ter suas informações acessadas através de big datas e também hospedadas em cloud.

Surge aqui uma nova revolução industrial, onde sensores de baixo custo e de rápida instalação, ganham projeção exponencial no cenário industrial. Estes se apresentam como o calcanhar de um sistema nervoso que levará informações para sistema de controle local, historiadores, softwares de analise chegando ao nível máximo a geração de uma densa rede de informações que poderão ser recombinadas a fim de criar analises de performance de maquinas e processos.

 

PROTOCOLOS WIRELESS

Hoje, o sistema wireless atendem todas as classes informadas acima. A solução Wireless se destina a monitoração, controle e segurança.

 

SEGURANÇA

Os protocolos wireless voltados para a indústria, vem atender requisitos de disponibilidade, robustez e agilidade para atender diversas aplicações. Esse protocolo (espinha dorsal do sistema) deve atender aplicações críticas para segurança e aplicações simples de monitoração para criação de grandes bancos de dados, permitindo ir muito além de simples analise de equipamentos, chegando ao nível de análise de desempenho de processos, obtendo KPIs em tempo real.

Estes protocolos permitem que os dados sejam trafegados à grandes distâncias, sem a necessidade de cabos ou fibras óticas, são protocolos robustos e não sofrem influências do meio, como: ruídos, intempéries climáticas, etc.

São exigências das indústrias 4.0 que estes protocolos sejam abertos e possam ser interoperáveis, podendo se comunicar com diferentes fornecedores que utilizam o mesmo protocolo. Superando as barreiras de protocolos, o IIOT necessita que sensores entreguem valores a uma grande base dados.

 

PROTOCOLO ISA100 – CONSTRUÍDO PELA INDÚSTRIA, PARA A INDÚSTRIA.

Protocolo de comunicação wireless que surgiu nos anos 2000 e tem um comitê que gere todas suas ações e normas. Este comitê é formado pelos maiores players do mercado de instrumentação ao redor do mundo e clientes dos mais diversos segmentos industriais.

Todos este tem por foco garantir um protocolo aberto, interoperavel, robustos.
O protocolo ISA100 pode encapsular os demais protocolos e encaminhar suas informações sem fio para os gerenciadores de campo e também os gateways. Estas disponibilizam as informações sem fio para os supervisórios ou sistemas de controle e segurança.

O protocolo ISA100 visa garantir o desempenho e escalabilidade com monitoramento dos espectros de comunicação e gerenciamento do dispositivo.

 

ROBUSTEZ

Os usuários devem ter uma rede interoperável que não sacrifica o desempenho, mesmo que outras soluções sem fio já estejam instaladas.

É por isso que o ISA100 foi projetado com a coexistência em mente, proporcionando o melhor desempenho na presença de outras redes sem fio.

 

REDE INDUSTRIAL WIRELESS UNIVERSAL

ISA100 wireless é uma estrutura aberta e flexível que acomoda uma gama de aplicações, independente do protocolo, protegendo assim os investimentos em aplicações do usuário final.

 

OS OBJETIVOS DA REDE ISA100

O protocolo ISA100 wireless pode acomodar vários protocolos, todos dentro de uma única rede interoperável através do modelo de aplicação orientado a objetos. Alguns exemplos disponíveis aplicados hoje, incluem:
– Monitores de Vibração, transmissores de pressão, transmissores de temperatura, PHmetro (Yokogawa);
– Detectores de gases (Draeger)
– Monitores de corrosão (Cosasco)
– Adaptadores para conversão do protocolo HART em ISA100 (Yokogawa).

 

INTEROPERABILIDADE

O Comitê que gere o protocolo ISA100 Wireless, fornece garantias de interoperabilidade através de testes de dispositivos e programas de teste de interoperabilidade. Isso garante que os produtos de qualquer fornecedor possam funcionar de forma segura e confiável “fora da caixa” na rede de qualquer outro fornecedor.

 

COM O PROTOCOLO ISA100 WIRELESS

Muitas aplicações …
Muitos protocolos …
MAS APENAS
UMA tecnologia para aprender
UMA tecnologia para operar
UMA tecnologia para manter
UM sistema de segurança para gerenciar
UMA infra-estrutura wireless integrada em toda a planta

 

SOLUÇÕES EM VIBRAÇÃO PARA A INDÚSTRIA 4.0

Com tudo que vimos acima, o protocolo ISA100 está preparado para o crescimento da indústria 4.0. Como isso muitas soluções antes cabeadas, começam a surgir como aplicações sem fio.

Recentemente, foram lançados no mercado os monitores de vibração FN510 e LN01. Estes produtos atendem as mais exigentes aplicações do mercado, como Papel e Celulose, Siderúrgicas, Químicas, Refinarias, etc.

Esta nova solução abrange as mais críticas aplicações, como motores, bombas, etc.

Monitores de vibração
Com o protocolo wireless ISA100, os dispositivos de campo e os monitores de vibração são capazes de se comunicar, sem fio, com os sistemas de monitoramento e os controladores de segurança.

A crescente necessidade de melhorar a produtividade e aumentar a segurança através da recolha de mais informações e dados das operações da fábrica, está impulsionando a procura por dispositivos sem fio.

Os sensores de vibração são úteis para o monitoramento das condições de trabalho, de máquinas como: compressores, bombas e motores, criando dados para os setores de manutenção e confiabilidade das indústrias.

Com os monitores de vibração wireless, as rondas e patrulhas para coleta de dados se tornam cada vez menores, uma vez que a informações estarão online nos sistemas de gestão dos equipamentos.

Monitores de vibração wireless
Os principais componentes destes monitores de vibração wireless são os adaptadores multiprotocolo ISA100, modelo FN510 e os sensores de aceleração do tipo piezoelétrico LN01, que se comunicam através de uma gateway. O protocolo de comunicação ISA100 permite a troca de dados do sistema de vibração com os sistemas de segurança e controle. Os dados coletados com este sensor, permitem aos operadores da planta e pessoal de manutenção monitorar os níveis de vibração em tempo real.

Sendo estes a prova de explosão, podem ser instalados em qualquer equipamento que precise ser monitorado.

 

CARACTERÍSTICAS DOS MONITORES DE VIBRAÇÃO

1. Atualizações rápidas de dados
O sensor pode ser configurado para atualizar dados tão rapidamente quanto a cada 10 segundos. Este tempo de atualização é ideal para monitorar os níveis de vibração nas instalações da fábrica.

2. Longa duração da bateria e fácil manutenção
Quando o sensor de vibração é configurado para atualizar dados uma vez por minuto, ele pode operar em um único conjunto de baterias por até 10 anos. Além de eliminar o custo de fornecer baterias de substituição, isso reduz a carga de trabalho de manutenção.

3. Sistema altamente confiável e versátil
Graças aos recursos do protocolo ISA100 Wireless, é possível criar uma rede wireless altamente confiável com comunicações totalmente redundantes que é capaz de enviar e receber diferentes tipos de sinais de sensores em longas distâncias.

 

PRINCIPAIS ESPECIFICAÇÕES

Faixa de frequência de medição	10 Hz a 10 kHz
Range de medição	Aceleração: 0–300 m/s2 Velocidade: 0–160 mm/s
Tempo de atualização	10–3,600 segundos
Comprimento do cabo	10m (Entre o sensor de aceleração e o adaptador)
Certificação	FM, CSA (cFM), ATEX, IECEx

 

PRINCIPAIS MERCADOS-ALVO

Indústrias como petróleo, petroquímicos, produtos químicos, celulose e papel, produtos farmacêuticos, alimentos e ferro e aço.

 

SENSORES PIEZOELÉTRICOS

O acelerômetro é um transdutor de energia, isso significa que ele foi desenvolvido para transformar um tipo de energia em outro, neste caso, ele é capaz de decodificar uma energia mecânica em energia elétrica.

 

Referências:
Yokogawa – http://www.field-wireless.com/en/
ISA100 – http://www.isa100wci.org/

Por Eduardo Felipo de Moura
Especialista de Aplicações na Yokogawa América do Sul

e Cassius Magdo de Barro
Supervisor Eng. De Aplicações na Yokogawa América do Sul

A instrumentação wireless vem causando grande entusiasmo no cenário industrial. Um mundo novo cheio de oportunidades e possibilidades, inovação na forma de monitorar e controlar variáveis.

A flexibilidade das soluções wireless permitem grande redução nos investimentos em infraestruturas (CAPEX), permitindo medições onde anteriormente eram muito difíceis ou de elevado custo para a implementação.

Com um mecanismo robusto, o protocolo ISA100.11a oferece segurança contínua para as várias operações do sistema (qual sistema?). A grande fusão da solução wireless ISA100.11a com a solução com fio, permite abrir o caminho para uma outra evolução no campo digital, o “VigilantPlant (conceito da planta ideal)“.

 

O PROTOCOLO ISA100

Fundada em 1945, a Sociedade Internacional de Automação (ISA) é uma organização global sem fins lucrativos. A ISA desenvolve normas, certifica profissionais, oferece educação e treinamento, publica livros e artigos técnicos, etc.

Em 2005, a ISA criou o comitê ISA100, para estabelecer normas, práticas, relatórios técnicos e informações relacionadas que irão definir tecnologias e procedimentos para a implementação de sistemas sem fio, no ambiente de automação e controle com foco a nível de campo.

Este comitê desenvolveu classificações para os sistemas wireless, conforme abaixo:

Segurança	Classe 0: Ação de Emergência (Sistema de proteção instrumentado)
Controle	Classe 1: Controle Regulatório de malha fechada (Loop de controle regular crítico) Classe 2: Controle Supervisório de malha fechada (Set point manipulado para otimização, etc…) Classe 3: Controle de malha aberta (Manual/Ações Humanas quando ocorre o alerta)
Monitoração	Classe 4: Alarmes (Notificações de alarmes / advertência, baixas consequências) Classe 5: Registro de dados (Sem consequências imediatas para operação)

Hoje, o sistema wireless atendem todas as classes informadas acima. A solução Wireless se destina a monitoração, controle e segurança.

 

SEGURANÇA

A instrumentação wireless possui como característica nativa a segurança de rede, baseada nas mesmas bases utilizadas por bancos e outras instituições, uma vez que dados industriais cada vez mais sigilosos estão percorrendo as redes de comunicação, seja entre planta e sala de controle ou entre unidades.

As comunicações ocorrem de forma criptografada, onde somente dispostos previamente provisionados terão acesso as informações. Sniffers de rede não saberão quais informações estão sendo transmitidas, pois o sistema trabalha com modulação frequência e tempo, assim em um ciclo de atualização, muitas informações serão trocadas de forma aleatória entre os gerenciadores, e somente eles saberão o que significa.

O protocolo ISA100 utiliza o sistema AES (Advanced Encryption Standard) para criptografia e verificação de integridade. Esse sistema não é somente utilizado em redes wireless, mas também universalmente em troca de dados. O AES é usado para obter informações on-line das instituições financeiras, como bancos e sites de comércio eletrônico.

O AES é o primeiro sistema de cifragem publicamente acessível e aberto, aprovado pela Agência de Segurança Nacional (NSA), para informações secretas.

 

TOPOLOGIAS

Com a combinação de todos os benefícios das topologias MESH e ESTRELA, foi desenvolvida a topologia SKY MESH.
Essa topologia reduz a complexidade de instalação, aumentando a confiabilidade da rota aonde a comunicação irá “trafegar” e também sua disponibilidade.

Desta forma, o usuário pode determinar onde os repetidores deverão ser instalados – geralmente nos pontos mais altos da planta – e ao invés dos devices de campo concorrerem com os “pipe jungles”, eles enviam essa informação para cima (repetidores) e assim o caminho está limpo até a sala de controle.

 

DISTÂNCIAS DE COMUNICAÇÃO

Com uma combinação de antenas de alto ganho e múltiplos saltos, é possível cobrir área de até 6km (utilizando 4 saltos) e até 1,5km (utilizando topologia MESH).

As comunicações entre antenas no protocolo ISA100 são de até 600 mts com antenas de 2dbi. Estas comunicações ocorrem sem interferências do clima e outras atividades externas.

Dependendo de cada aplicação pode-se obter cobertura em até 15km, com antenas de 15dbi.

Na figura abaixo, pode-se visualizar as diferentes distâncias de cobertura com uso da tecnologia Wireless.

 

INTEROPERABILIDADE

Umas das prerrogativas da norma, é a utilização de um protocolo aberto, onde todos fabricantes poderiam coexistir e trocar informações, entregando ao usuário final interoperabilidade e flexibilidade na hora da escolha do fornecedor.

Atendendo os requisitos da norma, todos fabricantes podem desenvolver produtos que utilizem o padrão ISA100.11a
A WCI é a instituição oficial para garantir que os requisitos da norma são plenamente atendidos. Garantindo a interoperabilidade entre fabricantes de produtos.

 

MANUTENÇÃO

Uma das questões que envolvem instrumentos Wireless é a troca de baterias. Apesar de possuírem longa vida (anos), e preciso prever a substituições. Quando o sistema verifica o decaimento da bateria ele fornece ao usuário informações de duração desta bateria em dias. No momento da troca, o usuário deverá apenas substituir a célula por células de mercado (é esperado que este conjunto seja certificado para substituição em área classificada, evitando a remoção completa do instrumento ara substituição de baterias).

As baterias duram até 10 anos com taxa de atualização de 3 até 10 segundos, para transmissores de temperatura.

Os instrumentos permitem que as baterias sejam trocadas no campo, mesmo em áreas Ex, pois as pilhas ficam instaladas em invólucros próprios, conforme imagem abaixo:

 

REDUNDÂNCIA E CONFIABILIDADE

Como resultado da avaliação em longo prazo de muitas tecnologias sem fio de campo industrial e normas, a confiabilidade da camada física de rádio é crucial para a estabilidade de todo o sistema wirelessIsso é chamado de “Reliable Radio”, efeitos em laboratórios e no campo foram avaliados.

 

INSTRUMENTOS

Cada fabricante oferece ao mercado instrumentos conforme sua especialidade, assim o usuário terá um portfólio completo de soluções como:

– Transmissores de pressão, temperatura, vazão, PH, condutividade, vibração, purgadores, detecção de gases…

– Estação de gerenciamento (Gateway) YFGW410
Este equipamento tem a função de gestor do sistema, gerenciador de segurança. Alta confiabilidade e Flexibilidade: Permite a adoção de uma arquitetura redundante, possibilitando mais segurança ao processo, bem como a manutenção sem que a rede de comunicação seja desconectada.

A gateway recebe informações dos access point e converte esses valores para os protocolos MODBUS RTU/TCP ou OPC.

– Ponto de acesso wireless (Access Point) YFGW510
Este produto tem a função de backbone e combinado com o modelo YFGW410 compõe o sistema de gerenciamento de uma rede wireless.

Possui a função DUOCAST*, onde dois access point em redundância podem receber simultaneamente as informações de um único device de campo, aumentando a confiabilidade da comunicação wireless.

– Transmissores de Pressão EJX
Os transmissores de pressão entregam ao mercado a mesma tecnologia encontrada em sensores tradicionais com fio, exemplos são os sensores com tecnologia do silício ressonante para medições de líquidos, gás, vazão de vapor, bem como nível de líquidos, densidade e pressão. Estes transmissores não enviam apenas as variáveis do processo, mas enviam também os parâmetros de configuração usando o sinal wireless.

– Transmissores de temperatura YTA
O transmissor de temperatura , combinados a termopares, RTD, ohms ou milivolts, possuem funções de indicação simples e redundância, entregando ao usuário final grande flexibilidade na monitoração de grandezas térmicas. Estes transmissores também enviam os parâmetros de configuração usando o sinal wireless.

– Transmissores multiponto
O transmissor multiponto é perfeito para aplicações onde o usuário precisa transmitir por meio Wireless diversas variáveis analógicas. Com a capacidade de medir até 8 entradas e atualizações de 2 a 3 segundos, essa solução se mostra flexível e de baixo custo, uma vez que se elimina completamente a infraestrutura necessária para o trafego de variáveis de até 8 instrumentos.

Permite a leitura das variáveis mais comuns em um processo, como: TC, RTD, ohms, mA, V, corrente, etc.

 

ADAPTADORES

Estes são capazes de converter um protocolo conhecido no protocolo ISA100 (wireless). Pode-se utilizar adaptadores em transmissores HART convencionais. O adaptador lê as variáveis do HART 5/7 e envia para a gateway de gerenciamento via protocolo ISA100.

Um diferencial deste adaptador é que o instrumento HART não necessita de alimentação externa, pois a própria bateria do adaptador alimenta o transmissor convencional.

Este adaptador também lê MODBUS, 4~20mA, entradas e saídas digitais.

Estes adaptadores em suma, possuem a capacidade de transformar qualquer instrumento tradicional (com fios) em Wireless. Um exemplo de aplicação é a medição de nível, onde patos de tanques podem enviar as variáveis diretamente a sala de controle, bastando para isso o uso de um radar acoplado a um adaptador. Não será necessário nenhum cabo, painel campo, caixa de junção, cartões de entrada analógica…

O Conceito de “Wireless Anywhere”
Seguindo com o conceito de desenvolvimento da tecnologia ISA100.11ª, e buscando entregar ao usuário um portfólio completo de soluções, foram criadas 3 iniciativas.

1 – Aceleração do desenvolvimento de componentes sem fio
Desenvolvimento de componentes sem fio modulares que incorporam as diversas tecnologias em seus dispositivos wireless. Isto permitirá aos fabricantes que incorporem a tecnologia ISA100 em seus novos produtos.

2 – Promover a adoção do padrão ISA100.11a
Trabalhar com os membros do comitê (ISA100WCI) para aumentar o número de empresas associadas e promover a aceitação do protocolo ISA100.

3 – Facilitar a conectividade entre as redes com fio e sem fio
Incentivar a utilização no campo de sistemas sem fio para as aplicações de monitoramento e controle. Assim devemos procurar a melhor eficácia das redes digitais em toda a planta, tornando possível que os sistemas sem fio e com fio se conectem aos sistemas de monitoramento e controle.

Isso exigirá o desenvolvimento de tecnologias que garantam sistemas host de se conectarem aos dispositivos de campo, independentemente de seu protocolo.

 

Referências:
Yokogawa – http://www.field-wireless.com/en/
ISA100 – http://www.isa100wci.org/

Por Eduardo Felipo de Moura
Especialista de Aplicações na Yokogawa América do Sul

e Cassius Magdo de Barro
Supervisor Eng. De Aplicações na Yokogawa América do Sul

CONFIABILIDADE DA COMUNICAÇÃO WIRELESS

A percepção geral de que a comunicação sem fio é instável parece ser atribuída à nossa experiência diária com telefones celulares e redes wireless locais.

O rápido progresso da tecnologia celular, indica que a mais nova tecnologia de comunicação digital wireless (sem fio), pode ser usada para garantir que as taxas de transmissão de dados, em alta velocidade, e a confiabilidade sejam mantidos, enquanto os usuários estão andando ou se movendo, em carros e trens.

No entanto, o fato do usuário se mover a uma certa velocidade, e que o local de utilização não seja fixo, são condições difíceis para a comunicação sem fio, pois o ambiente das ondas de rádios muda dinamicamente, resultando na instabilidade típica da comunicação sem fio.

Enquanto isso, em muitas aplicações industrias, o local de medição é fixo, e mesmo se houver a necessidade de movimento, a velocidade e a amplitude do movimento são moderados, bem como a velocidade de transferência de dados, que podemos considerar relativamente baixa. Isso permite que a confiabilidade da comunicação seja mantida. Em outras palavras, é possível estabelecer de antemão, as condições suficientes para garantir uma
boa comunicação sem fio.

Ao introduzir a mais recente tecnologia digital sem fio em um ambiente relativamente privilegiado, podemos garantir que a comunicação sem fio seja tão confiável quanto a comunicação com fio.

 

YOKOGAWA DESENVOLVE SISTEMA DE CONTROLE CONFIÁVEL UTILIZANDO WIRELESS ISA100.

A tecnologia sem fio ISA100, abriu caminho para a fácil integração em aplicações de monitoramento e controle em plantas com infraestrutura com fio, e pouca infraestrutura sem fio.

A Yokogawa está trabalhando na aplicação de tecnologias sem fio que podem ser adequadas, tanto para fins de monitoramento, quanto para fins de controle em todas as plantas.

A imagem abaixo, mostra o esquema de ligação de um sistema wireless para controle de nível (imagem 01).

 

REDUÇÃO DE CUSTOS EM MEDIÇÕES DE LONGA DISTÂNCIA

Em muitos casos, para se obter uma cobertura adequada em grandes distâncias, são necessárias as instalações de repetidores e dispositivos adicionais.

O sistema ISA100, permitem a comunicação em até 3,6 km entre dispositivos, utilizando antenas remotas. Isso significa que em uma rede com 4 saltos (hops), o sistema sem fio da Yokogawa pode cobrir uma área de 13,6 km de raio (imagem 02).

Obs: Com a utilização de antenas de alto ganho (15 dbi) podemos alcançar uma distância de 15km.

 

ESCOLHA DE UM SISTEMA WIRELESS CONFIÁVEL, PARA PEQUENAS E GRANDES APLICAÇÕES

A solução sem fio confiável, é sempre uma das principais preocupações dos engenheiros industriais.

O novo sistema wireless da Yokogawa, reforçou ainda mais o “Radio Confiável” nos
dispositivos de campo, redundância total e implementando o método de comunicação “DUOCAST” (imagem 03), nos access points (YFGW510), e permitiu que duas estações de gerenciamento redundante, trabalhem simultaneamente para atingir a confiabilidade geral do sistema sem fio.

Devido a este projeto original, um único sistema sem fio da Yokogawa pode ser muito flexível, podendo conter até 500 devices de campo, comunicando de forma confiável.

O device faz somente uma comunicação e atualiza os pontos de acesso principal e redundante.

 

SEGURANÇA ATRAVÉS DA COMUNICAÇÃO DIGITAL

Mesmo para comunicação fixa sem fio, existem algumas preocupações, tais como: interferência, cross-talk de outras comunicações sem fio e interferências com a mesma frequência para fins maliciosos.

Além disso, os sinais de comunicação sem fio viajam através do ar e atingem zonas circundantes, de forma que há preocupações, como a intercepção e espionagem por um terceiro, ou invasão na rede sem fio a partir do exterior.

Uma resposta a essas preocupações é a evolução da tecnologia analógica para a comunicação sem fio digital.

A comunicação sem fio na era analógica era vulnerável em termos de segurança, uma vez que podia ser interceptada por qualquer pessoa usando um receptor com a mesma frequência, e facilmente ocorriam interrupções e interferências.
No entanto, a introdução da tecnologia digital para comunicação sem fio reduziu significativamente estas preocupações.

A imagem (imagem 04) a seguir fornece uma visão geral da tecnologia digital.

 

CONDIÇÕES AMBIENTAIS PARA COMUNICAÇÃO WIRELESS

Existem alguns mal-entendidos e preocupações sobre o impacto ambiental na comunicação sem fio.

Por exemplo: não é verdade que a comunicação sem fio é vulnerável a fortes campos magnéticos, ou que a comunicação seja interrompida pela chuva. A comunicação sem fio é mais vantajosa que a comunicação com fio, neste item.

Os tópicos abaixo resumem as relações entre as comunicações sem fio e as condições ambientais.

Os danos causados por descarga atmosférica
Relâmpago é um fenômeno onde a corrente gerada flui através de cabos de comunicação e cabos de energia, causando danos aos dispositivos eletrônicos conectados a estes cabos. Nesse caso, há a necessidade de instalação de proteções contra raios.

Interferência Comunicação por um raio
A frequência de ondas eletromagnéticas geradas por uma descarga elétrica, produzida por um raio, possui uma gama de 1 hertz a 1 gigahertz. No entanto quanto maior a frequência, menor a energia gerada, e o problema só ocorre quando a descarga elétrica e a comunicação ocorrem ao mesmo tempo. Se isto acontecer, o problema pode ser resolvido com um controle de retransmissão.

Impacto da chuva, neve e neblina
A faixa de 2,4 GHz, usada para comunicação sem fio sofre pouco impacto da chuva e da neve. Isso foi comprovado por experimentos.

Em geral diz-se que a comunicação começa a ser influenciada a partir de 10 GHz ou
mais.

Risco de desconexão
A comunicação sem fio está livre do problema de desconexão de cabos, que ocorre quando um cabo é rompido, ou quebrado, por conta de deterioração, desastre ambiental ou ambientes agressivos, ou também cortado intencionalmente por pessoal mal intencionadas.

Impacto de fortes campos magnéticos

Um campo magnético geralmente não causa problemas em faixas de alta frequência, como nas comunicações sem fio, e sem em baixas frequências.

A comunicação sem fio, nesse caso, é vantajosa em relação ao sistema com fio, devido a corrente de indução gerada em um fio condutor.

 

NOVO CONCEITO EM BATERIAS

O design único do compartimento de baterias (imagem 05), permite que as baterias dos instrumentos de campo possam ser trocadas diretamente na área, mesmo dentro de uma área de risco. Não havendo necessidade da retirada do instrumento para que a bateria seja trocada em um laboratório ou oficina.

Estes compartimentos permitem trocar a bateria, sempre que necessário, reduzindo assim os custos e desperdícios, e ao mesmo tempo, torna o processo de substituição mais eficiente possível. Isso elimina o uso de materiais dedicados.

As baterias usadas são células D de Lithium/Thionyl. Estas baterias possuem excelente potência em virtude das características de temperatura, juntamente com uma longa vida, tornando adequadas para a utilização em diversos tipos de ambientes.

 

ISA 100 E DPHARP NO MUNDO DIGITAL

Casar os benefícios do DPHARP com a tecnologia ISA100 permitiu um novo padrão para sensores sem fio, levando a uma proposta verdadeiramente única. Sensores digitais de alta precisão com todos os benefícios da instalação sem fio, como: redução de engenharia, mão de obra para infraestrutura, flexibilidade de comissionamento, permitindo a expansão da rede de sensores sempre que houver necessidade.

A associação do DPHARP com o ISA100 representa o compromisso da Yokogawa em continuar oferecendo soluções de ponta para as indústrias líderes do mercado. Confiável, seguro, flexível e intuitivos as novas séries de transmissores sem fio simplificam todos os aspectos da implementação wireless, além de oferecer a excelência como padrão.

Permitem a instalação em montantes: dutos, cabeças de poços remotos ou jusantes: parques de tanques, colunas de vácuo, etc. Nossos transmissores irão continuar oferecendo medições precisas e confiáveis do processo.

Os transmissores sem fio irão aumentar sua visibilidade do processo, reduzindo os pontos cegos operacionais, que por sua vez, irão reduzir a variação do processo, aumentando o rendimento e a reprodutibilidade do produto e reduzindo custos.

ISA100 traz benefícios reais para atender suas necessidades ao ciclo de vida sustentável, agora e no futuro.

 

PADRÃO DE COMUNICAÇÃO ISA100

A tecnologia sem fio, como telefones celulares e redes se tornou uma parte indispensável em nossas vidas. Agora há uma maior demanda para a compatibilidade da instrumentação com a tecnologia sem fio. Então, qual a melhor tecnologia sem fio para utilizar?

Uma variedade de fornecedores, incluindo a Yokogawa tem oferecido implementações simples do sistema de comunicação sem fio, mas eles não estavam sendo amplamente aceitos, pelas seguintes razões:

• A maioria usa protocolos de comunicação proprietários limitando assim aplicações
  potenciais.
• A maioria usa protocolos de comunicação proprietários limitando assim aplicações
  potenciais.
• Não era possível para um conjunto de instrumentação sem fio lidar com várias
  marcas de produtos.
• Engenheiros não foram capazes de ignorar as preocupações sobre a segurança e
  confiabilidade dos canais de comunicação.

Mas agora, a Yokogawa adotou o padrão de comunicação sem fio ISA100.11a que é voltado para Automação Industrial, e trabalham para tornar os dispositivos sem fio de fácil utilização, a atenderem os padrões internacionais.

 

Características	Notas
Segurança	Tecnologia de criptografia robusta
Alta confiança	Comunicação 24 horas por 365 dias
Gerenciamento de energia	Maior vida útil de bateria e previsão para sua substituição
Aberto	Os dispositivos podem ser adquiridos de vários fabricantes
Multivelocidade	Dispositivos com taxas de atualização de alta e baixa velocidade
Multitarefas	Várias aplicações em uma única rede sem fio
Escalonável	Número de devices, distância de comunicação e taxas de atualização
Global	Tecnologia suportada em vários países
Comunicação	Controle de latência e baixas taxas de erro
Multiprotocolo	Requer o mínimo de investimento, pois pode ser integrado com sistemas com fio existentes
Suporte para controle	Amplia a gama de aplicações com fio

Estas informações são baseadas em solicitações de usuários, para redes industriais sem fio. O padrão ISA100.11a atende a todos esses pedidos de uma só vez.

Ao adotar a tecnologia sem fio, baseado no padrão ISA100.11a, seremos capazes de construir um sistema altamente confiável, prometendo novos estilos de instrumentação, e estamos confiantes que podemos resolver muitos dos seus problemas.

 

PROJETOS BASEADOS NO MÉTODO SKY MESH

A localização dos instrumentos que serão instalados em uma planta, é a parte mais difícil de se projetar, devido a “selva de tubos” existentes em algumas plantas, como exemplo em uma refinaria de petróleo.

Os access point normalmente são instalados nos telhados das salas de controle ou em locais similares. Enquanto isso, os devices de campo são instalados na “selva de tubos”, nos locais onde deverão realizar as medições. Nesses lugares, muitas vezes a linha de visão é limitada, além de que alguns instrumentos ficam a distâncias maiores que 600m dos access points, sendo difícil estabelecer uma comunicação direta entre eles.

Nestas áreas, geralmente são construídas torres altas, como as colunas de destilação, por exemplo. Na maioria dos casos, o topo destas torres pode fornecer uma linha de visão com os access points.

Assim, com a instalação de repetidores no topo destas torres, é possível criar uma zona Fresnel entre o repetidor e o access point, tornando a comunicação ideal entre eles. Neste cenário, os devices de campo têm suas rotas de comunicação direcionadas aos repetidores, que estão no topo da torre, cabendo ao repetidor a transmissão do sinal para o access point (imagem 06).

Está provado que a qualidade de comunicação é garantida, mesmo que os repetidores estejam a cerca de 30m de altura e os devices a menos de 50m desta torre, pois as ondas podem ser refletidas nas estruturas metálicas, melhorando a qualidade da comunicação.

Como dito acima, a instalação de repetidores em lugares altos, pode garantir a zona de Fresnel para a comunicação com os access points. Além disso, elimina o receio que veículos, ou outros obstáculos possam bloquear o caminho da comunicação.

Na comunicação sem fio, caminhos redundantes são criados para evitar o bloqueio desse sinal, reduzindo a possibilidade de falha na comunicação.

O método SKY MESH, podemos presumir quais os pontos que podem vir a causar falhas de comunicação entre os devices e os repetidores.

 

Referências:
Yokogawa América do Sul – http://www.field-wireless.com/en/
ISA100 – http://www.isa100wci.org/

Por Eduardo Felipo de Moura
Especialista de Aplicações na Yokogawa América do Sul