Electronic Marshalling versus derivação de sinais padrão

Instalação de processamento

A derivação de sinal necessária no âmbito da automação de processos, ou seja, a classificação e a agregação de sinais de campo e da respetiva ligação ao sistema I/O, é a base de todas as instalações industriais modernas. Com a ajuda de soluções universais para os níveis de Marshalling e de interface, os sistemas I/O Universal permitem efetuar um planeamento e uma implementação do projeto de forma flexível e otimizada. Tanto os envolvidos no projeto como os utilizadores beneficiam em partes iguais. A flexibilidade necessária ao nível de Marshalling e de interface está assim assegurada.

Comparação das topologias


Derivação de sinal e tecnologia de interface

O principal objetivo da derivação de sinal é a disponibilização de ligações fiáveis que simplifiquem a operação e a manutenção. Este processo é geralmente dispendioso, moroso e complexo. O resultado final inclui, nomeadamente, uma maior complexidade ao nível do planeamento e da implementação, falta de flexibilidade e, geralmente, grandes centros de controlo, equipados com vários quadros de derivação. Tal exige muito espaço valioso, já que o espaço e o peso são geralmente limitados.
As disciplinas da derivação de sinal e da tecnologia de interface desenvolveram-se ao longo do tempo, de forma a efetuar a ligação entre os sinais de campo e os controladores. Esta abrange uma variedade de requisitos, p. ex.: assegurar a proteção elétrica contra explosões, o condicionamento do sinal com relés ou condicionadores de sinal, a proteção contra sobretensão e a ligação simples entre o campo e o centro de controlo.

Sistema I/O padrão

Na derivação de sinal clássica, os sinais de campo recebidos por ordem aleatória são ordenados em função do respetivo tipo de sinal. A cablagem é efetuada a partir do nível de derivação para o nível de interface e, daí, para o nível I/O. Aqui, ocorrem problemas recorrentes devido à complexidade da derivação de sinal no que diz respeito à especificação, à operação, à manutenção e aos custos.

Outras características de uma abordagem de derivação clássica:

  • Estruturas de sistema rígidas
  • Atrasos regulares no projeto devido à elevada complexidade do planeamento, da instalação e da colocação em funcionamento
  • Custos totais crescentes devido a atrasos no projeto
  • Não é possível reagir de forma flexível a alterações
  • Dependências do design
Topologia: a estrutura clássica de uma instalação da área de engenharia de processos

A estrutura clássica de uma instalação da área de engenharia de processos é composta por caixas de distribuição de campo, bem como quadros de derivação, interface e controlo

Derivação de sinal com sistemas I/O Universal


Sistema I/O Universal

A implementação de um sistema I/O Universal é cada vez mais frequente, já que a indústria está a adotar cada vez mais processos de produção personalizados e orientados para as necessidades dos clientes. O sistema I/O Universal vai ao encontro destes fatores. Estas necessidades incluem os seguintes elementos:

Instalação de processamento em construção
Instalação de processamento em construção
Instalação de processamento em construção
Instalação de processamento em construção
Instalação de processamento em construção
Instalação de processamento em construção

Independentemente dos requisitos impostos, uma versão padrão pode ser adaptada a todos os requisitos. Desde a simples ligação entre o campo e o controlador, passando pela transformação do sinal de medição ou o isolamento galvânico e até às aplicações com rigorosos requisitos de segurança, como a segurança funcional ou a proteção elétrica contra explosões.

Instalação de processamento em construção

Com os Universal Remote Cabinets é possível prescindir de grandes quadros de marshalling e interface. A adaptação de um conjunto de montagem modular não só eliminou completamente alguns componentes, como também permitiu fazer com que os componentes necessários sejam mais compactos e possam caber num quadro mais pequeno. A construção otimizada reduz o número dos quadros necessários, o que permite reduzir os custos de hardware e de instalação e o próprio peso.

Instalação de processamento em construção

Os Universal Remote Cabinets pré-montados e testados podem ser facilmente instalados no campo, junto ao processo. Em seguida, só é necessário dispor a cablagem do campo no sistema de marshalling e ligar a alimentação de tensão e os cabos de comunicação ao controlador. Todos os componentes importantes estão instalados nestes quadros de comando. Isso simplifica significativamente a manutenção e a deteção de falhas.

Instalação de processamento em construção

Na fase de planeamento, não é necessário diferenciar entre os sinais I/O individuais, já que os canais I/O individuais podem ser adaptados por software às funções necessárias. As placas I/O Universal permitem assim adaptar individualmente cada canal.

Instalação de processamento em construção

O I/O Universal simplifica o planeamento e a realização da derivação de sinal. Isto permite um planeamento com base no número total dos I/Os, no qual, no início, as funções individuais são irrelevantes. Numa fase posterior do projeto, os I/Os podem ser adaptados por meio de software. Assim, e em comparação com um sistema I/O padrão, os custos do projeto e do ciclo de vida podem ser reduzidos.

A inteligência passa para o campo

Topologia: sistemas I/O Universal com VIP I/O-Marshalling

Com os Universal Remote Cabinets é possível prescindir de grandes quadros de marshalling e interface. Os sinais de campo são diretamente derivados e processados nos Cabinets. A ligação ao sistema I/O Universal é realizada então por cabo de sistema. Um cabo de fibra ótica estabelece a ligação final para o controlador.

Redução da duração do projeto I/O Universal vs. I/O Dedicated

Em combinação com uma derivação de sinal inteligente, o conceito I/O Universal oferece enormes vantagens no planeamento e na implementação de projetos de automação de processos complexos. Por um lado, as informações do projeto que até agora tinham de ser disponibilizadas na fase inicial só têm de ser disponibilizadas numa fase posterior do projeto, tal como o número de tipos de sinal de campo individuais. Isto facilita o planeamento e a aquisição. Por outro lado, e graças à maior flexibilidade da abordagem, as fases individuais do projeto podem ser executadas em paralelo. Em suma, é assim possível reduzir significativamente os tempos de execução do projeto, o que reduz também os custos totais de investimento.

Linha do tempo da comparação de projetos de automação de processos

Com a ajuda do I/O Universal, a duração média do projeto pode ser reduzida de aproximadamente 18 meses para até 12 meses.

Áreas de aplicação

Colaborador numa plataforma petrolífera com um laptop nas mãos
Instalações de óleo e de gás
Refinaria de petróleo iluminada à noite
Desde instalações petroquímicas até à indústria farmacêutica
Perspetiva da indústria do papel e da celulose
Indústria do papel e da celulose
Colaborador com aparelho de rádio ante uma instalação da indústria química
Mais instalações de processamento
Sala de brassagem na indústria alimentar e de bebidas
Indústria alimentar e de bebidas

Problemas de um sistema I/O Universal e soluções


Problemas existentes de um sistema I/O Universal:

A tecnologia de interface necessária não está incorporada, p. ex.:

  • Relés para a adaptação de sinal para os I/Os configurados como saída digital
  • Blocos de interface com tipo de proteção contra ignição de segurança intrínseca
  • Isolador de sinal para o isolamento do circuito de terra
  • Eliminação das distorções de sinal
O especialista tem na mão o flexível sistema I/O Universal VIP I/O-Marshalling

O flexível sistema I/O universal VIP I/O-Marshalling

VIP I/O-Marshalling: a solução adequada da Phoenix Contact

Explore todo o potencial do I/O Universal com o VIP I/O-Marshalling:
O VIP I/O-Marshalling foi concebido para ser utilizado com sistemas I/O Universal e oferece a mesma flexibilidade ao nível de derivação e da interface

O VIP I/O-Marshalling é constituído por três blocos para responder às necessidades ao nível de derivação e da interface:

  • A base instalada na calha DIN incorpora a cablagem de campo e assegura a ligação ao sistema I/O através de conectores
  • O Input Output Accessory (IOA) desempenha a função de interface efetiva. O VIP I/O-Marshalling disponibiliza a interface ideal para cada requisito
  • Um cabo de sistema liga a base ao sistema I/O universal