Fieldbus Foundation - Parte 4
Autor: Márcio Frisso Santos | Publicado: 2011-10-15T13:10:00-07:00


3.3.9 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
Cabos



De acordo com os requisitos da
norma ISA-S50.02, o cabo utilizado para ligar equipamentos Fieldbus com o modo
de voltagem de 31,25 Kbit/s pode ser um simples par de fios trançados com a sua
blindagem atendendo os seguintes requisitos mínimos (a 25 ºC):



a) Z0 em fr (31,25 KHz) = 100
Ω±&nbsp; 20%;

b) Atenuação máxima em 1,25 fr
(39 KHz) = 3.0 dB/Km;

c) Máxima capacitância não
balanceada da blindagem = 2 nF/Km;

d) Resistência DC máxima (por
condutor) = 22 Ω/Km;

e) Atraso máximo de propagação
entre 0,25 fr e 1,25 fr = 1.7 µs/Km;

f) Área seccional do condutor
(bitola) = nominal 0,8 mm2 (#18 AWG);

g) Cobertura mínima da blindagem
deverá ser maior ou igual a 90%.



O cabo tipo A se enquadra nas
especificações para novas instalações de cabos Fieldbus. A maioria dos cabos
utilizados para o sistema 4-20 mA podem ser classificados como tipos B, C e D.
Estes tipos (B, C e D) não são considerados ideais para a comunicação Fieldbus.
As distâncias listadas para os tipos B, C e D são apenas estimativas baseadas
em cabos instalados.

A tabela I a seguir mostra os tipos de cabo com seus respectivos
comprimentos máximos:



 

  
Tipo

  
Descrição

  
Bitola

  
Comp. Máximo (m)

 

  
A

  
Par trançado com blindagem

  
#18AWG

  
1900

 

  
B

  
Multi-pares trançados com blindagem

  
#22AWG

  
1200

 

  
C

  
Multi-pares trançados sem blindagem

  
#26AWG

  
400

 

  
D

  
Múltiplos condutores sem blindagem

  
#16AWG

  
200

 


Tabela I – Tipos de cabos em FF



A figura 3-16 mostra
um cabo tipo A adequado para rede Fieldbus.





Figura 3-16 – Cabo tipo A



As regras de aterramento para um sistema Fieldbus devem
ser utilizadas em conformidade com a instalação e manutenção do nível físico
que seguem práticas padrões de corrente baseadas na empresa, padrões de plantas
e padrões internacionais. Em locais onde os instrumentos sofrem interferências
eletromagnéticas a carcaça dos instrumentos deverão ser aterradas. Porém, o
aterramento da carcaça jamais deverá ocorrer através do shield do cabo da rede;

Não se deve conectar ao terra
nenhum dos condutores do par trançado em nenhum ponto da rede pois isto
provocaria a perda da comunicação entre os equipamentos deste barramento cujo
condutor fosse aterrado.

O shield (blindagem) do cabo
FILEDBUS é, por prática padrão, aterrado em apenas uma de suas pontas ao longo
do cabo e não deve ser utilizado como condutor de energia. 

O meio (par trançado) deve
indicar a polaridade e a esta deve ser mantida em todos os pontos de conexão.

Os cabos Fieldbus deverão sempre ser lançados através de
estruturas que contenham apenas cabos de rede ou de sinal e distante de cabos
de potência ou qualquer fonte de ruídos eletromagnéticos.





3.3.10 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
Conectores



Os conectores são dispositivos
opcionais que são muito utilizados em instalações onde os equipamentos devem
ser periodicamente desconectados e/ou movidos, e poderia ser utilizado em uma
conveniente conexão de um equipamento temporário num determinado local. A
maioria dos projetos de redes Fieldbus, por questão de redução de custos, prevê
o uso de cabos comuns onde suas pontas serão decapadas, prensados terminais e
então os cabos serão instalados nas borneiras dos instrumentos, caixas de
junção, terminadores e outros dispositivos da rede.

Os conectores Fieldbus devem
seguir as especificações da&nbsp; IEC/ISA
Phisical Layer Standard. A figura 3-17 mostra
conectores de cabos pré-montados e derivações.









Figura 3-17 – Cabos pré-montados de derivações para rede Fieldbus



Para casos onde será feito um
spur, uma maneira prática e de baixo custo de realizar este&nbsp; tipo de conexão é através destas derivações,
ao invés de usar as caixas de derivação. As caixas de derivação ocupam um
espaço muito grande, têm um custo elevado e normalmente é necessário fabricar
suportes para sua fixação, o que torna sua instalação ainda mais trabalhosa e
custosa. A instalação de derivações pode ser feita na própria bandeja ou
eletrocalha enquanto que a caixa de derivação deve ser instalada em local
aparente e de fácil acesso.



3.3.11 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
Caixas de
Junção ou Derivação



Toda derivação realizada na rede Fieldbus
deve ser feita através de conectores (“T”, “Y” e outros) ou mais comumente
através de caixas de derivação. As caixas de derivação são elementos passivos,
que simplesmente permite a derivação dos cabos de forma organizada, segura e
prática. 

Existem caixas de junção com
conectores de engate rápido, já mencionada anteriormente, caixas com&nbsp; borneiras de diversos tipos (aparafusadas,
prensada por mola, pino para soldagem e outros) ou ainda caixas de junção que
possui proteção contra curto-circuito e led de diagnóstico de rede energizada.
A figura 3-18 mostra algumas caixas
de derivação, que se diferem pela quantidade de spurs que podem ser conectados
às mesmas.





Figura 3-18 – Caixas de junção



Não se deve conectar dois cabos num mesmo borne ou passar
dois cabos num mesmo prensa cabos numa caixa de derivação. Deve-se sempre
utilizar caixas de derivação que possuem bornes para interligação das
blindagens dos cabos.

As caixa de junção e instrumentos deverão ficar bem
vedados e em local com ausência de umidade. Os prensa cabos dos mesmos deverão
ficar sempre na horizontal ou virados para baixo, de forma a dificultar a
entrada de água no instrumento através do cabo.



3.3.12 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
Host Devices



O “Host Device” é um equipamento
ligado ao sistema Fieldbus com o qual pode-se configurar, monitorar e interagir
com o processo sem a necessidade de se permanecer no campo. Pode ser um SDCD
(Sistema Digital de Controle Distribuído), um sistema SCADA ou um
microcomputador da linha PC.



3.3.13 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
Repetidores



É um equipamento utilizado para estender
um segmento Fieldbus. Podem ser utilizados no máximo 4 repetidores entre
quaisquer 2 equipamentos num segmento Fieldbus. Utilizando 4 repetidores, a
máxima distância entre quaisquer 2 equipamentos num segmento é de 9.500 metros, como
mostra a figura 3-19.





Figura 3-19 – Distribuição de repeditores Fieldbus



3.3.14 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
Bridge



É um equipamento utilizado para
conectar segmentos Fieldbus de diferentes velocidades (e/ou níveis físicos como
fios, fibras ópticas, rádio, etc.) a fim de formar uma extensa rede como mostra
a figura 3-20.



&nbsp;

Figura 3-20 – Aplicação de bridge em FF



3.3.15 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
Gateway



É um utilizado para conectar um
ou mais segmentos em outros tipos de protocolos de comunicação como Ethernet,
RS232, MODBUS, etc.



Bom
  meus amigos, por enquanto é só, aguardem a próxima postagem com a  
continuação desse tema e comentem e compartilhem com seus amigos. Siga-me no Twitter @marcio_frisso .Segue 
 abaixo as referências desse assunto:



www.fieldbus.org – Site da Fieldbus Foundation
www.smar.com.br – Fabricante de      Equipamentos Fieldbus
www.sense.com.br – Fabricante de      Caixas de Junção
www.poliron.com.br – Fabricante de      Cabos
Norma      ANSI/ISA – S50.02
Borges,      Johny de Freitas, Redes Industriais de Comunicação, 2008.