dicas de aterramento e blindagem em profibus · como configurar e calcular os sistemas de...
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DICAS DE ATERRAMENTO
Aumente a disponibilidade de sua rede Profibus
blindagem (shield).
INTRODUÇÃO O Profibus é um protocolo digital utilizado em sistemas de controle, que
interoperabilidade de diversos equipamentos e fabricantes. Possui uma série de vantagens em relação à
tecnologia 4-20 mA, onde resumidamente pode
• Fácil cabeamento com redução de custos;
• Simples operação, atr
• Aplicações em área classificadas;
• Altas taxas de comunicação no Profibus
• Poderosas ferramentas de configuração/parametrização e gerenciamento de ativos;
• Tecnologia aberta e em contínua evolução.
Assim como em outras tecnologia
à qualidade das instalações.
Muitas vezes a confiabilidade de um sistema de controle é colocada em risco devido às más instalações. Comumente, os usuários fazem vista grossadescobrem-se problemas com as instalações, envolvendo cabos e suas rotas e acondicionamentos, blindagens e aterramentos.
Neste artigo veremos
ARQUITETURA DO SISTEMA DE CONTROLE DE PROCESSO Na prática existem diversos fabricantes de sistemas de controle, assim como várias possibilidades
de arquiteturas, mas basicamente deve
• O número de estações
• O número de controladores;
• A hierarquia da comunicação;
• As atribuições dos dispositivos e equipamentos de campo aos seus respectivos controladores;
• O método de conexão dos equipamentos de campo;
• As condições envolvendo áreas à prova de explosão, segurança intrínseca, emis
eletromagnéticas, condições ambientais, distribuição de cabeamento, aterramento etc.
A figura 1 mostra uma arquitetura típica, onde se tem o controlador Profibus, estações de
engenharia, ferramentas de parametrização, acopladores e outros elementos
Vejamos a seguir detalhes sempre que regulamentações locais, em caso de dúvida, prevalecem.
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DICAS DE ATERRAMENTO E BLINDAGEM EM PROFIBUS
Aumente a disponibilidade de sua rede Profibus-PA, eliminando pontos inadequados de aterramento
O Profibus é um protocolo digital utilizado em sistemas de controle, que
interoperabilidade de diversos equipamentos e fabricantes. Possui uma série de vantagens em relação à
resumidamente pode-se citar, dentre outras:
Fácil cabeamento com redução de custos;
Simples operação, através da sala de controle;
Aplicações em área classificadas;
Altas taxas de comunicação no Profibus-DP;
Poderosas ferramentas de configuração/parametrização e gerenciamento de ativos;
Tecnologia aberta e em contínua evolução.
Assim como em outras tecnologias digitais, o sucesso de uma rede Profibus está diretamente ligado
à qualidade das instalações.
Muitas vezes a confiabilidade de um sistema de controle é colocada em risco devido às más instalações. Comumente, os usuários fazem vista grossa a estes problemas
se problemas com as instalações, envolvendo cabos e suas rotas e acondicionamentos,
veremos algumas dicas sobre aterramento e o uso da blindagem (
SISTEMA DE CONTROLE DE PROCESSO
Na prática existem diversos fabricantes de sistemas de controle, assim como várias possibilidades
de arquiteturas, mas basicamente deve-se atentar para:
O número de estações host e estações de engenharia;
roladores;
A hierarquia da comunicação;
As atribuições dos dispositivos e equipamentos de campo aos seus respectivos controladores;
O método de conexão dos equipamentos de campo;
As condições envolvendo áreas à prova de explosão, segurança intrínseca, emis
eletromagnéticas, condições ambientais, distribuição de cabeamento, aterramento etc.
mostra uma arquitetura típica, onde se tem o controlador Profibus, estações de
engenharia, ferramentas de parametrização, acopladores e outros elementos
Vejamos a seguir detalhes e dicas sobre aterramento e o uso da blindagem (regulamentações locais, em caso de dúvida, prevalecem.
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EM PROFIBUS
pontos inadequados de aterramento e
O Profibus é um protocolo digital utilizado em sistemas de controle, que permite a conexão com
interoperabilidade de diversos equipamentos e fabricantes. Possui uma série de vantagens em relação à
Poderosas ferramentas de configuração/parametrização e gerenciamento de ativos;
s digitais, o sucesso de uma rede Profibus está diretamente ligado
Muitas vezes a confiabilidade de um sistema de controle é colocada em risco devido às más as e, em análises mais criteriosas,
se problemas com as instalações, envolvendo cabos e suas rotas e acondicionamentos,
algumas dicas sobre aterramento e o uso da blindagem (shield).
Na prática existem diversos fabricantes de sistemas de controle, assim como várias possibilidades
As atribuições dos dispositivos e equipamentos de campo aos seus respectivos controladores;
As condições envolvendo áreas à prova de explosão, segurança intrínseca, emissões
eletromagnéticas, condições ambientais, distribuição de cabeamento, aterramento etc.
mostra uma arquitetura típica, onde se tem o controlador Profibus, estações de
engenharia, ferramentas de parametrização, acopladores e outros elementos da rede.
e dicas sobre aterramento e o uso da blindagem (shield), lembrando
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PONTOS IMPORTANTES
NBR-5410
A NBR-5410 é a norma brasileira para instalações elétricas em baixa tensão para o projeto, execução e verificação das instalações. Tais regras são destinadas a garantir a segurança das pessoas, dos animais e dos bens contra os perigos e elétricas são usadas de forma adequada e garantir o funcionamento correto de tais instalações. Ela orienta como configurar e calcular os sistemas de aterramentos, assim como os pontos equipotenciais parconexão dos sistemas de proteção elétrica, eletrônicos e sistemas de pa
Normas complementares:• NBR 5456 – Eletrotécnica e eletrônica geral;• NBR 5444 – Símbolos gráficos para instalações elétricas prediais;• NBR 13570 – Instalações elétricas em lo• NBR 13543 – Instalações elétricas em estabelecimentos de saúde;• NBR 5418 – Instalação de equipamentos elétricos em atmosferas potencialmente explosivas
O CONCEITO DE ATERRAMENTO
Um dicionário não-retorno comum em um circuito elétrico
Aterrar ou ligar alguma parte de um sistema elétrico ou circuito para a terra garante segurança pessoal e, geralmente, melho
Infelizmente um ambiente seguro e robustoacontece simultaneamente.
FIO TERRA
Todo circuito deve dispor de condutor de proteção em toda a sua extensão.
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Figura 1 – Arquitetura típica Profibus.
5410 é a norma brasileira para instalações elétricas em baixa tensão para o projeto, execução e verificação das instalações. Tais regras são destinadas a garantir a segurança das pessoas, dos animais e dos bens contra os perigos e os danos suscetíveis de ocorrer quando as instalações elétricas são usadas de forma adequada e garantir o funcionamento correto de tais instalações. Ela orienta como configurar e calcular os sistemas de aterramentos, assim como os pontos equipotenciais parconexão dos sistemas de proteção elétrica, eletrônicos e sistemas de para-raios.
Normas complementares: Eletrotécnica e eletrônica geral; Símbolos gráficos para instalações elétricas prediais;
Instalações elétricas em locais de afluência de público;Instalações elétricas em estabelecimentos de saúde;
Instalação de equipamentos elétricos em atmosferas potencialmente explosivas
O CONCEITO DE ATERRAMENTO
-técnico define o termo “terra” como um ponto em contato com a terra, um o comum em um circuito elétrico e um ponto arbitrário de potencial zero de tensão.
Aterrar ou ligar alguma parte de um sistema elétrico ou circuito para a terra garante segurança pessoal e, geralmente, melhora o funcionamento do circuito.
Infelizmente um ambiente seguro e robusto, em termos de aterramento, muitas vezes não acontece simultaneamente.
Todo circuito deve dispor de condutor de proteção em toda a sua extensão.
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5410 é a norma brasileira para instalações elétricas em baixa tensão e prescreve as regras para o projeto, execução e verificação das instalações. Tais regras são destinadas a garantir a segurança das
os danos suscetíveis de ocorrer quando as instalações elétricas são usadas de forma adequada e garantir o funcionamento correto de tais instalações. Ela orienta como configurar e calcular os sistemas de aterramentos, assim como os pontos equipotenciais para
raios.
Símbolos gráficos para instalações elétricas prediais; cais de afluência de público;
Instalações elétricas em estabelecimentos de saúde; Instalação de equipamentos elétricos em atmosferas potencialmente explosivas.
como um ponto em contato com a terra, um e um ponto arbitrário de potencial zero de tensão.
Aterrar ou ligar alguma parte de um sistema elétrico ou circuito para a terra garante segurança
em termos de aterramento, muitas vezes não
Todo circuito deve dispor de condutor de proteção em toda a sua extensão.
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ATERRAMENTOS DE EQUIPAMEN
Os sistemas de aterramento devem exec
segurança pessoal e para o equipamento. Resumidamente, segue uma lista de funções básicas dos sistemas
de aterramento:
a) Proporcionar seguran
b) Fornecer um caminho de baixa impedância (baixa indutância) de retorno para a terra,
proporcionando o desligamento automático pelos dispositivos de proteção de maneira rápida e
segura, quando devidamente projetado;
c) Fornecer controle das tensões desenvolvidas no solo quando o curto fase
para uma fonte próxima ou mesmo distante;
d) Estabilizar a tensão durante transitórios no sistema elétrico provocados por faltas para a terra;
e) Escoar cargas estáticas
geral;
f) Fornecer um sistema para que os equipamentos eletrônicos possam operar satisfatoriamente
tanto em alta como em baixas frequências;
g) Fornecer uma referência estável d
h) Minimizar os efeitos de EMI (Emissão Eletromagnética).
Para atender as funções anteriores
• Capacidade de condução;
• Baixo valor de resistência;
• Configuração de eletro
Independente da finalidade, proteção ou funcional, o aterramento deve ser único em cada local da
instalação. Existem situações onde os
Em relação à instalação dos componentes do sistema de aterramento
seguidos:
• O valor da resistdo tempo;
• Os componentes devem resistir às condições térmicas,
• Os componentes devem ser robustos ou mesmo possuir proteção mecânica adequada para atender às condições de influências externas;
• Deve-se impedir danos aos eletrodos e
EQUIPOTENCIALIZAR
Definição: Equipotencializar
Na prática: Equipotencializar
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ATERRAMENTOS DE EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS SENSÍVEIS
Os sistemas de aterramento devem executar várias funções simultâneas,
segurança pessoal e para o equipamento. Resumidamente, segue uma lista de funções básicas dos sistemas
a) Proporcionar segurança pessoal aos usuários;
um caminho de baixa impedância (baixa indutância) de retorno para a terra,
proporcionando o desligamento automático pelos dispositivos de proteção de maneira rápida e
, quando devidamente projetado;
ntrole das tensões desenvolvidas no solo quando o curto fase
para uma fonte próxima ou mesmo distante;
d) Estabilizar a tensão durante transitórios no sistema elétrico provocados por faltas para a terra;
e) Escoar cargas estáticas acumuladas em estruturas, suportes e carcaças dos equipamentos em
f) Fornecer um sistema para que os equipamentos eletrônicos possam operar satisfatoriamente
tanto em alta como em baixas frequências;
g) Fornecer uma referência estável de tensão aos sinais e circuitos;
h) Minimizar os efeitos de EMI (Emissão Eletromagnética).
Para atender as funções anteriores, destacam-se três características fundamentais
Capacidade de condução;
Baixo valor de resistência;
Configuração de eletrodo que possibilite o controle do gradiente de potencial.
Independente da finalidade, proteção ou funcional, o aterramento deve ser único em cada local da
ção. Existem situações onde os terras podem ser separados, porém precauções devem ser tomadas
Em relação à instalação dos componentes do sistema de aterramento
valor da resistência de aterramento não deve modificar-
componentes devem resistir às condições térmicas, termomecânicas e eletromecânicas;
componentes devem ser robustos ou mesmo possuir proteção mecânica adequada para atender às condições de influências externas;
impedir danos aos eletrodos e às outras partes metálicas por efeitos de eletrólise.
Definição: Equipotencializar significa deixar tudo no mesmo potencial.
Na prática: Equipotencializar significa minimizar a diferença de potencial para reduzir acidentes.
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utar várias funções simultâneas, como proporcionar
segurança pessoal e para o equipamento. Resumidamente, segue uma lista de funções básicas dos sistemas
um caminho de baixa impedância (baixa indutância) de retorno para a terra,
proporcionando o desligamento automático pelos dispositivos de proteção de maneira rápida e
ntrole das tensões desenvolvidas no solo quando o curto fase-terra retorna pelo terra
d) Estabilizar a tensão durante transitórios no sistema elétrico provocados por faltas para a terra;
acumuladas em estruturas, suportes e carcaças dos equipamentos em
f) Fornecer um sistema para que os equipamentos eletrônicos possam operar satisfatoriamente
se três características fundamentais ao aterramento:
do que possibilite o controle do gradiente de potencial.
Independente da finalidade, proteção ou funcional, o aterramento deve ser único em cada local da
terras podem ser separados, porém precauções devem ser tomadas.
Em relação à instalação dos componentes do sistema de aterramento, alguns critérios devem ser
-se consideravelmente ao longo
termomecânicas e eletromecânicas;
componentes devem ser robustos ou mesmo possuir proteção mecânica adequada para
s outras partes metálicas por efeitos de eletrólise.
deixar tudo no mesmo potencial.
minimizar a diferença de potencial para reduzir acidentes.
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Em cada edificação deve ser realizada uma equipotencialização pri
instalações situadas em uma mesma edificação devem estar conectadas
desta forma, a um único eletrodo de aterramento. Veja figuras 2 e 3.
A equipotencialização funcional tem a função de eq
funcionamento dos circuitos de sinal e a compatibilidade eletromagnética.
CONDUTOR PARA EQUIPOTENCIALIZAÇÃO
� Principal – proteção de maior seção e
• 6mm• 16mm• 50mm
Figura 3
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Em cada edificação deve ser realizada uma equipotencialização principal
instalações situadas em uma mesma edificação devem estar conectadas à
único eletrodo de aterramento. Veja figuras 2 e 3.
A equipotencialização funcional tem a função de equalizar o aterramento e garantir o bom
funcionamento dos circuitos de sinal e a compatibilidade eletromagnética.
EQUIPOTENCIALIZAÇÃO
deve possuir como comprimento mínimo a metade da seção do condutor de proteção de maior seção e, de acordo com o material, no mínimo:
6mm2 (Cobre); 16mm2 (Alumínio); 50mm2 (Aço).
Figura 2 – Equipotencialização.
Figura 3 – Linha de Aterramento e Equipotencial em Instalações
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ncipal. Além disso, as massas das
equipotencialização principal e,
ualizar o aterramento e garantir o bom
mínimo a metade da seção do condutor de no mínimo:
Linha de Aterramento e Equipotencial em Instalações.
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CONSIDERAÇÕES SOBRE EQUIPOTENCIAIS
Observe a figura 5, onde temos uma fonte geradora de alta tensão e ruídos de alta freqüência
de um sistema de medição de temperatura a 25 m
acondicionamento dos sinais, pode
Conforme as condições de blindagem
condição ideal para a medição.
Figura 5 – Exemplo da importância do aterramento e equipotencialização e sua influên
Em sistemas distribuídos, como
distantes e com alimentação de diferentes fontes, a orientação é que se tenha o sistema de aterramento
em cada local e que sejam aplicadas as té
de sinal, conforme representado na figura 2.
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Figura 4 – Material para Equipotencializar.
SIDERAÇÕES SOBRE EQUIPOTENCIAIS
Observe a figura 5, onde temos uma fonte geradora de alta tensão e ruídos de alta freqüência
um sistema de medição de temperatura a 25 metros da sala de controle
o dos sinais, podemos ter até 2,3 kV nos terminais de medição.
Conforme as condições de blindagem, aterramento e equalização tornam
condição ideal para a medição.
Exemplo da importância do aterramento e equipotencialização e sua influên
Em sistemas distribuídos, como o controle de processos industriais, onde se tem áreas fisicamente
distantes e com alimentação de diferentes fontes, a orientação é que se tenha o sistema de aterramento
em cada local e que sejam aplicadas as técnicas de controle de EMI em cada percurso do encaminhamento
de sinal, conforme representado na figura 2.
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Observe a figura 5, onde temos uma fonte geradora de alta tensão e ruídos de alta freqüência, além
da sala de controle, onde dependendo do
kV nos terminais de medição.
tornam-se melhores, chega-se à
Exemplo da importância do aterramento e equipotencialização e sua influência no sinal.
controle de processos industriais, onde se tem áreas fisicamente
distantes e com alimentação de diferentes fontes, a orientação é que se tenha o sistema de aterramento
cnicas de controle de EMI em cada percurso do encaminhamento
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IMPLICAÇÕES DE UM MAU ATERRAMENTO
As implicações causadas por
aos aspectos de segurança. Os principais efeitos de um aterramento inadequado são choques elétricos aos
usuários por contato e resposta lenta
etc).
Outros problemas operacionais podem ter origem no aterramento d
• Falhas de comunicação
• Drifts ou derivas, erros nas medições
• Excesso de EMI gerado
• Aquecimento anormal das etapas de potência
• Em caso de compu
• Queima de componentes eletrnovos e confiáveis;
• Intermitências.
O sistema de aterramento deve ser único e atender a diferentes finalidades:
• Controle de interferência eletromagnética, tanto interno ao sistema eletrônico (acoplame
capacitivo, indutivo e por impedância comum) como externo ao sistema (ambiente);
• Segurança operacional, sendo a carcaça dos equipamentos ligadas ao terra de proteção e,
dessa forma, qualquer sinal aterrado ou referenciado à carcaça ou ao painel, direta
indiretamente, fica automaticamente referenciado ao terra de distribuição de energia;
• Proteção contra raios, onde os condutores de descida do Sistema de Proteção contra
Descargas Atmosféricas (SPDA) devem ser conectados às estruturas metálicas (para ev
centelhamento) e sistemas de eletrodos de terra interconectados com o terra de energ
encanamentos metálicos
estrutura ou sistema de eletrodos).
A consequência é que equipamento
aterramento (energia e raios).
Para atender aos requisitos de segurança, proteção contra raios e EMI, o sistema de aterramento
deveria ser um plano com impedância zero, onde teríamos a mistur
destes sistemas sem interferência.
TIPOS DE ATERRAMENTO
Em termos da indústria de processos
• “Terra sujo” : éVAC, 480 VAC e que estão associadas a alto nível de comutação, tais como os CCMs, ilumidistribuição de energia ou qualquer fonte geradora de EMI.apresente picos e surtos, os chamados
• “Terra limpo: éalimentando PLCs, controladoresdigitais;
• “Terra estrutural”: função de "gaiola de Faraday
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IMPLICAÇÕES DE UM MAU ATERRAMENTO
causadas por um mau (ou mesmo inadequado) aterramento
nça. Os principais efeitos de um aterramento inadequado são choques elétricos aos
resposta lenta (ou intermitente) dos sistemas de proteção (fusíveis, disjuntores,
utros problemas operacionais podem ter origem no aterramento deficiente:
Falhas de comunicação;
ou derivas, erros nas medições;
Excesso de EMI gerado;
Aquecimento anormal das etapas de potência (inversores, conversores
Em caso de computadores, travamentos constantes;
Queima de componentes eletrônicos sem razão aparente, mesmo sendo em
Intermitências.
O sistema de aterramento deve ser único e atender a diferentes finalidades:
Controle de interferência eletromagnética, tanto interno ao sistema eletrônico (acoplame
capacitivo, indutivo e por impedância comum) como externo ao sistema (ambiente);
Segurança operacional, sendo a carcaça dos equipamentos ligadas ao terra de proteção e,
dessa forma, qualquer sinal aterrado ou referenciado à carcaça ou ao painel, direta
indiretamente, fica automaticamente referenciado ao terra de distribuição de energia;
Proteção contra raios, onde os condutores de descida do Sistema de Proteção contra
Descargas Atmosféricas (SPDA) devem ser conectados às estruturas metálicas (para ev
centelhamento) e sistemas de eletrodos de terra interconectados com o terra de energ
encanamentos metálicos, ficando o “terra dos circuitos” ligados ao “terra do pa
estrutura ou sistema de eletrodos).
é que equipamentos com carcaças metálicas ficam expostos a ruído nos circuitos de
aterramento (energia e raios).
Para atender aos requisitos de segurança, proteção contra raios e EMI, o sistema de aterramento
deveria ser um plano com impedância zero, onde teríamos a mistura de diferentes níveis de corrente
destes sistemas sem interferência. Esta seria a condição ideal, porém, na prática
TIPOS DE ATERRAMENTO
Em termos da indústria de processos, podemos identificar alguns tipos de terras:
é o que está presente nas instalações tipicamente envolvendo o 127VAC e que estão associadas a alto nível de comutação, tais como os CCMs, ilumi
distribuição de energia ou qualquer fonte geradora de EMI. É comum que surtos, os chamados spikes, que degradam o terra AC
“Terra limpo: é o que está presente em sistemas e circuitos DC, PLCs, controladores, em sinais de aquisição e controle de d
“Terra estrutural”: é o aterramento via estrutura e que força o sinal a 0gaiola de Faraday", funcionando como proteção a raios.
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) aterramento não se limitam apenas
nça. Os principais efeitos de um aterramento inadequado são choques elétricos aos
de proteção (fusíveis, disjuntores,
eficiente:
(inversores, conversores) e motorização;
ônicos sem razão aparente, mesmo sendo em equipamentos
O sistema de aterramento deve ser único e atender a diferentes finalidades:
Controle de interferência eletromagnética, tanto interno ao sistema eletrônico (acoplamento
capacitivo, indutivo e por impedância comum) como externo ao sistema (ambiente);
Segurança operacional, sendo a carcaça dos equipamentos ligadas ao terra de proteção e,
dessa forma, qualquer sinal aterrado ou referenciado à carcaça ou ao painel, direta ou
indiretamente, fica automaticamente referenciado ao terra de distribuição de energia;
Proteção contra raios, onde os condutores de descida do Sistema de Proteção contra
Descargas Atmosféricas (SPDA) devem ser conectados às estruturas metálicas (para evitar
centelhamento) e sistemas de eletrodos de terra interconectados com o terra de energia e
ligados ao “terra do para-raios” (via
s com carcaças metálicas ficam expostos a ruído nos circuitos de
Para atender aos requisitos de segurança, proteção contra raios e EMI, o sistema de aterramento
a de diferentes níveis de corrente
na prática, não é bem o que ocorre.
podemos identificar alguns tipos de terras:
presente nas instalações tipicamente envolvendo o 127 VAC, 220 VAC e que estão associadas a alto nível de comutação, tais como os CCMs, iluminação,
comum que a alimentação AC primária que degradam o terra AC;
presente em sistemas e circuitos DC, tipicamente 24 VDC, sinais de aquisição e controle de dados, assim como redes
via estrutura e que força o sinal a 0 V. Tipicamente tem a
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Obs: terra de “chassi” ou
de terra não é um terra de "resistência zero"
são quase sempre ligados à terra para a prevenção de riscos de choque.
ATERRAMENTO EM UM ÚNICO PONTO OU EM VÁRIOS?
Um aterramento inadequado pode
desempenho do processo, além de representar uma fonte de perigo e acidentes.
O sistema de aterramento único
toda a instalação. Esta configuração é mais apropriada para o espectro de frequências baixas
perfeitamente a sistemas eletrônicos de alta frequência instalados em áreas reduzidas.
ser isolado e não deve servir de cami
condutores de sinais, por exemplo, com pares balanceados.
Este tipo de aterramento paralelo elimina o problema de impedância comum, mas o faz em
detrimento da utilização de muito cabeamento
elevada e as linhas de terra podem se tornar fontes de ruído do sistema. Est
escolhendo o tipo correto de condutor (tipo AWG 14). Cabos de bitola maiores ajudam na redução
resistência de terra, enquanto o uso de fio flexível reduz a impedância de terra.
Para frequências altas, o sistema multiponto é o mais adequado, inclusive simplificando a instalação.
Muitas conexões de baixa impedância
os eletrodos e as impedâncias dos condutores
de impedância e as correntes que fluem através dele provoca
interligações em vários ponto
Os sistemas com aterramentos multipontos que empregam circuitos balanceados geralmente não
apresentam problemas de ruídos. Neste caso
entre o cabo e o plano de terra.
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terra de “chassi” ou "carcaça" é usado como uma proteção contra ch
um terra de "resistência zero" e seu potencial de terra pode variar. No entanto, os circuitos
são quase sempre ligados à terra para a prevenção de riscos de choque.
ATERRAMENTO EM UM ÚNICO PONTO OU EM VÁRIOS?
terramento inadequado pode prejudicar o desempenho de um sistema e
do processo, além de representar uma fonte de perigo e acidentes.
O sistema de aterramento único possui apenas um ponto de terra, do qual se tem a distribui
toda a instalação. Esta configuração é mais apropriada para o espectro de frequências baixas
perfeitamente a sistemas eletrônicos de alta frequência instalados em áreas reduzidas.
ser isolado e não deve servir de caminho de retorno para as correntes de sinais, que devem circular por
condutores de sinais, por exemplo, com pares balanceados.
Este tipo de aterramento paralelo elimina o problema de impedância comum, mas o faz em
detrimento da utilização de muito cabeamento. Além disso, a impedância de cada fio pode ser muito
elevada e as linhas de terra podem se tornar fontes de ruído do sistema. Est
escolhendo o tipo correto de condutor (tipo AWG 14). Cabos de bitola maiores ajudam na redução
resistência de terra, enquanto o uso de fio flexível reduz a impedância de terra.
Para frequências altas, o sistema multiponto é o mais adequado, inclusive simplificando a instalação.
Muitas conexões de baixa impedância, em combinação com múltiplos cam
os eletrodos e as impedâncias dos condutores, criam um sistema de aterramento comp
e as correntes que fluem através dele provocam diferentes potenciais de terra nas
pontos desta rede.
Os sistemas com aterramentos multipontos que empregam circuitos balanceados geralmente não
apresentam problemas de ruídos. Neste caso, ocorre filtragem do ruído, com seu
entre o cabo e o plano de terra.
Figura 6 – Aterramento adequado, em um único ponto.
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"carcaça" é usado como uma proteção contra choques elétricos. Este tipo
e seu potencial de terra pode variar. No entanto, os circuitos
de um sistema e, consequentemente, o
do processo, além de representar uma fonte de perigo e acidentes.
do qual se tem a distribuição para
toda a instalação. Esta configuração é mais apropriada para o espectro de frequências baixas, mas atende
perfeitamente a sistemas eletrônicos de alta frequência instalados em áreas reduzidas. Este sistema deve
nho de retorno para as correntes de sinais, que devem circular por
Este tipo de aterramento paralelo elimina o problema de impedância comum, mas o faz em
. Além disso, a impedância de cada fio pode ser muito
elevada e as linhas de terra podem se tornar fontes de ruído do sistema. Esta situação pode ser minimizada
escolhendo o tipo correto de condutor (tipo AWG 14). Cabos de bitola maiores ajudam na redução da
resistência de terra, enquanto o uso de fio flexível reduz a impedância de terra.
Para frequências altas, o sistema multiponto é o mais adequado, inclusive simplificando a instalação.
em combinação com múltiplos caminhos de alta impedância entre
um sistema de aterramento complexo com uma rede
diferentes potenciais de terra nas
Os sistemas com aterramentos multipontos que empregam circuitos balanceados geralmente não
com seu campo ficando contido
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A ligação à terra em série é muito comum por
aterramento que proporciona
Quando vários circuitos compartilham um mesmo fio terra, as c
através da impedância finita da linha de base comum) pode
demais circuitos. Se as correntes são g
sérias perturbações nas operações de todos os circuitos ligados ao terra comum de sinal.
Por outro lado, um loop
correntes indesejáveis entre estes pontos. Estes caminhos formam o equivalente ao
que capta as correntes de interferência com alta eficiência. Com isto
o ruído aparece nos sinais.
ATERRAMENTO AO NÍVEL DOS EQUIPAMENTOS: PRÁTICA
Na prática, o que se faz é um “sistema misto”, separando circuitos semelhantes e segregandoquanto ao nível de ruído:
• “Terra de sinais” para o aterramento de circuitos mais sensíveis;
• “Terra de ruído” para o aterramento deexemplo);
• “Terra de equipamento” para
Estes três circuitos são
Figura 8
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Figura 7 – Aterramento em multipontos inadequado
A ligação à terra em série é muito comum por ser simples e econômica. No entanto, este é o
aterramento que proporciona o terra sujo, devido à impedância comum ent
Quando vários circuitos compartilham um mesmo fio terra, as correntes de um circuito (que fluem
através da impedância finita da linha de base comum) podem provocar variações no potencial de terra dos
demais circuitos. Se as correntes são grandes o suficiente, as variações do potencial de terra podem causar
sérias perturbações nas operações de todos os circuitos ligados ao terra comum de sinal.
loop de terra ocorre quando existe mais de um caminho de aterramento, gerando
orrentes indesejáveis entre estes pontos. Estes caminhos formam o equivalente ao
que capta as correntes de interferência com alta eficiência. Com isto, a referência de tensão fica instável e
VEL DOS EQUIPAMENTOS: PRÁTICA
Na prática, o que se faz é um “sistema misto”, separando circuitos semelhantes e segregando
erra de sinais” para o aterramento de circuitos mais sensíveis;
erra de ruído” para o aterramento de comandos (relés), circuitos de alta potência (CCMs, por
erra de equipamento” para o aterramento de racks, painéis etc.
são conectados ao condutor de proteção.
Figura 8 – Aterramento ao nível dos equipamentos na prática
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Aterramento em multipontos inadequado
simples e econômica. No entanto, este é o
terra sujo, devido à impedância comum entre os circuitos.
orrentes de um circuito (que fluem
provocar variações no potencial de terra dos
randes o suficiente, as variações do potencial de terra podem causar
sérias perturbações nas operações de todos os circuitos ligados ao terra comum de sinal.
de terra ocorre quando existe mais de um caminho de aterramento, gerando
orrentes indesejáveis entre estes pontos. Estes caminhos formam o equivalente ao loop de uma antena
a referência de tensão fica instável e
Na prática, o que se faz é um “sistema misto”, separando circuitos semelhantes e segregando-os
comandos (relés), circuitos de alta potência (CCMs, por
o aterramento de racks, painéis etc.
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ATERRAMENTO DE EQUIPAMENTOS DE CAMPO
A grande maioria dos fabricantes de equipamentos de campo, como transmissores de pressã
temperatura, posicionadores e
que em suas carcaças exista um
Ao se instalar os equipamentos, normalmente, suas carcaças estão em
ou tubulações e, consequentemente, aterradas. Nos casos em que a carcaça é isolada de qualquer ponto
da estrutura, os fabricantes recomendam o aterramento local, onde
Neste caso, deve-se ter cuidado em relação
se encontra o controlador (PLC).
Alguns fabricantes recomendam aind
estrutura e que não seja aterrado, evitando os
Em relação às áreas classificadas, recomenda
Em equipamentos microprocessados e com comunicaçã
tornam disponível os prote
picos, fornecendo um caminho de desvio de baixa impedância para o ponto de terra.
BLINDAGEM
Aterramento e blindagem são requisitos mandatórios para garantir a integridade dos dados de uma
planta. É muito comum na prática encontrarmos funcionamento intermitente e erros grosseiros em
medições devido às más instalações.
Os efeitos de ruídos podem ser minimizados c
distribuição de cabos, aterramento e blindagens. Aterramentos inadequados podem ser fontes de
potenciais indesejados e perigosos
próprio funcionamento de um sistema.
Emissão Eletromagnética, onde se tem vários detalhes de como minimizar ruídos e interferências.
A blindagem (shield) deve ser conectada ao potencial de referência do sinal
como mostrado na figura 9.
Figura 9 - Blindagem conectada ao potencial de referência do sinal que está protegendo
www.vivaceinstruments.com.br9
ATERRAMENTO DE EQUIPAMENTOS DE CAMPO
A grande maioria dos fabricantes de equipamentos de campo, como transmissores de pressã
temperatura, posicionadores e conversores recomenda o aterramento local de seus produtos. É comum
caças exista um (ou mais) terminal de aterramento.
Ao se instalar os equipamentos, normalmente, suas carcaças estão em
ou tubulações e, consequentemente, aterradas. Nos casos em que a carcaça é isolada de qualquer ponto
bricantes recomendam o aterramento local, onde coma menor
se ter cuidado em relação à diferença de potencial entre o ponto aterrado e o painel onde
se encontra o controlador (PLC).
Alguns fabricantes recomendam ainda que o equipamento fique flutuando, isto é, isolado da
estrutura e que não seja aterrado, evitando os loops de corrente.
s áreas classificadas, recomenda-se consultar as regulamentações locais.
Em equipamentos microprocessados e com comunicação digital, alguns fabricantes incorporam ou
protetores de surtos ou transientes. Estes proporcionam a proteção a correntes de
picos, fornecendo um caminho de desvio de baixa impedância para o ponto de terra.
indagem são requisitos mandatórios para garantir a integridade dos dados de uma
planta. É muito comum na prática encontrarmos funcionamento intermitente e erros grosseiros em
medições devido às más instalações.
Os efeitos de ruídos podem ser minimizados com técnicas adequadas de projetos, instalação,
distribuição de cabos, aterramento e blindagens. Aterramentos inadequados podem ser fontes de
potenciais indesejados e perigosos, podendo comprometer a operação efetiva de um equipamento ou o
ento de um sistema. Veja no site da Vivace Process Instruments
Emissão Eletromagnética, onde se tem vários detalhes de como minimizar ruídos e interferências.
) deve ser conectada ao potencial de referência do sinal
.
Blindagem conectada ao potencial de referência do sinal que está protegendo
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A grande maioria dos fabricantes de equipamentos de campo, como transmissores de pressão,
conversores recomenda o aterramento local de seus produtos. É comum
Ao se instalar os equipamentos, normalmente, suas carcaças estão em contato com a parte estrutural
ou tubulações e, consequentemente, aterradas. Nos casos em que a carcaça é isolada de qualquer ponto
coma menor conexão com fio AWG 12.
diferença de potencial entre o ponto aterrado e o painel onde
a que o equipamento fique flutuando, isto é, isolado da
se consultar as regulamentações locais.
o digital, alguns fabricantes incorporam ou
tores de surtos ou transientes. Estes proporcionam a proteção a correntes de
picos, fornecendo um caminho de desvio de baixa impedância para o ponto de terra.
indagem são requisitos mandatórios para garantir a integridade dos dados de uma
planta. É muito comum na prática encontrarmos funcionamento intermitente e erros grosseiros em
om técnicas adequadas de projetos, instalação,
distribuição de cabos, aterramento e blindagens. Aterramentos inadequados podem ser fontes de
comprometer a operação efetiva de um equipamento ou o
Instruments o artigo sobre EMI –
Emissão Eletromagnética, onde se tem vários detalhes de como minimizar ruídos e interferências.
) deve ser conectada ao potencial de referência do sinal que está protegendo,
Blindagem conectada ao potencial de referência do sinal que está protegendo.
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Quando se tem múltiplos segmentos deve
de referência, conforme a figura
Figura 10 - Blindagem em múltiplos segmentos conectada ao potencial de referência do sinal que está protegendo
EFEITO BLINDAGEM X ATERRAMENTO EM UM ÚNICO PONTO
Neste caso a corrente não circulará pela malha e não cancelará campos magné
Deve-se minimizar o comprimento do condutor que se estende fora da blindagem e garantir uma boa
conexão do shield ao terra.
Figura
EFEITO BLINDAGEM X ATERRA
Ocorre uma distribuição das correntes, em função das suas
seguir o caminho de menor impedância.
• Até alguns kHz: a reatância indutiva
menor resistência.
• Acima de kHz: há predominância da reatância indutiva e
caminho de menor indutância.
O caminho de menor impedância é aquele cujo percurso de retorno é próximo ao percurso de ida,
por apresentar maior capacitância
Deve-se minimizar o comprimento do condutor que se estende fora da blindagem e garantir uma boa
conexão do shield ao terra.
www.vivaceinstruments.com.br10
Quando se tem múltiplos segmentos deve-se mantê-los conectados, garantindo o mesmo potencial
me a figura 10.
múltiplos segmentos conectada ao potencial de referência do sinal que está protegendo
EFEITO BLINDAGEM X ATERRAMENTO EM UM ÚNICO PONTO
Neste caso a corrente não circulará pela malha e não cancelará campos magné
se minimizar o comprimento do condutor que se estende fora da blindagem e garantir uma boa
Figura 11 - Efeito Blindagem x aterramento em um único ponto.
EFEITO BLINDAGEM X ATERRAMENTO EM DOIS PONTOS
Ocorre uma distribuição das correntes, em função das suas frequências
seguir o caminho de menor impedância.
guns kHz: a reatância indutiva é desprezível e a corrente
tência.
Acima de kHz: há predominância da reatância indutiva e, com isto
caminho de menor indutância.
O caminho de menor impedância é aquele cujo percurso de retorno é próximo ao percurso de ida,
por apresentar maior capacitância distribuída e menor indutância distribuída.
se minimizar o comprimento do condutor que se estende fora da blindagem e garantir uma boa
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los conectados, garantindo o mesmo potencial
múltiplos segmentos conectada ao potencial de referência do sinal que está protegendo.
Neste caso a corrente não circulará pela malha e não cancelará campos magnéticos.
se minimizar o comprimento do condutor que se estende fora da blindagem e garantir uma boa
frequências, pois a corrente tende a
é desprezível e a corrente circulará pelo caminho de
com isto, a corrente circulará pelo
O caminho de menor impedância é aquele cujo percurso de retorno é próximo ao percurso de ida,
distribuída e menor indutância distribuída.
se minimizar o comprimento do condutor que se estende fora da blindagem e garantir uma boa
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Figura
Vale citar neste caso:
• Não há proteção contra
• Danos aos equipamentos ativos possivelmente significativos quando a diferença de potencial de terra entre ambos os
• A resistência elétrica do aterramento deve ser a mais baixa possível em do segmento para minimizar os
• A blindagem de cabos é usada para eliminar interferêngerada por campos elétricos
• A blindagem só é eficiente quando estabelterra;
• Uma blindagem flutuante nã
• A malha de blindagem deve ser conectada ao potencial de referência (terra) do cestá sendo blindado
• Aterrar a blindagem em mais de um po
• Minimizar comprimento da ligação blindagem
Figura 13- Deve-se minimizar o comprimento da ligação blindagem
www.vivaceinstruments.com.br11
Figura 12- Efeito blindagem x aterramento em dois pontos.
o há proteção contra loops de terra;
Danos aos equipamentos ativos possivelmente significativos quando a diferença de potencial de terra entre ambos os extremos ultrapassar 1 V (rms);
A resistência elétrica do aterramento deve ser a mais baixa possível em do segmento para minimizar os loops de terra, principalmente em baixas
A blindagem de cabos é usada para eliminar interferências por acoplamento capacitivo, campos elétricos;
A blindagem só é eficiente quando estabelece um caminho d
Uma blindagem flutuante não protege contra interferências
A malha de blindagem deve ser conectada ao potencial de referência (terra) do cestá sendo blindado;
Aterrar a blindagem em mais de um ponto pode ser problemático
Minimizar comprimento da ligação blindagem-referência, pois funciona como uma bobina.
se minimizar o comprimento da ligação blindagem-referência pois funciona como uma bobina.
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Danos aos equipamentos ativos possivelmente significativos quando a diferença de
A resistência elétrica do aterramento deve ser a mais baixa possível em ambos os extremos de terra, principalmente em baixas frequências;
cias por acoplamento capacitivo,
ece um caminho de baixa impedância para o
o protege contra interferências;
A malha de blindagem deve ser conectada ao potencial de referência (terra) do circuito que
nto pode ser problemático;
referência, pois funciona como uma bobina.
referência pois funciona como uma bobina.
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Além disso, é importante citar
• Campos elétricos são muitde blindagens em um ou mais pontos f
• O uso de metais não magnéticos em volta de condutores não magnéticos;
• A chave para blindagem magnética é reduziretorno de corrente pela blindagem
• Para prevenir a radiação de um condutor, uma blindagem aterrada em ambos os lados é geralmente utilizada acima da
• Apenas uma quantidade limitada de ruído magnético pode ser blindada devido ao terra formado;
• Qualquer blindagem na qual flui corrente de ruído não deve ser parte do caminho para o sinal;
• Utilize um cabo trançado blindado ou um cabo triaxial
• A efetividade da blindagem do cabo trançado aumenta com o número de voltas por centímetro.
ATERRAMENTO EM ÁREAS CLASSIFICADAS
Recomenda-se verificar
sistemas intrinsecamente seguros.
Um circuito intrinsecamente seguro deve estar flutuando ou estar ligado ao sistema
equipotencial associado com a área classificada em somente um ponto.
O nível de isolação requerido (exceto em um ponto) deve ser projetado para suportar 500 V no
ensaio de isolação de acordo com 6.4.12 da IEC 60079
Quando este requisito não for atendido,
Mais de uma conexão ao terra é permitida no circuito, desde que o circuito seja dividido em sub
galvanicamente isolados, cada qual
Blindagens devem ser conectadas
Sempre que possível, conecte as bandejas de cabos ao sistema de linha equipote
As malhas (shield) devem ser aterradas em um único ponto no condutor de equalização de potencial.
Se houver necessidade, por razões funcionais, de outros pontos de aterramento
feitos por meio de pequenos capacitores, tipo cerâmi
somatória das capacitâncias não ultrapasse 10 nF.
Nunca instale um dispositivo que tenha sido instalado anteriormente sem uma barreira
intrinsecamente segura em um sistema intrinsecamente seguro, pois o
queimado e não vai atuar em áreas intrinsecamente segura.
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é importante citar:
Campos elétricos são muito mais fáceis de blindar em relação ade blindagens em um ou mais pontos funciona contra campos elétricos
O uso de metais não magnéticos em volta de condutores não
A chave para blindagem magnética é reduzir a área de loop. Utilizaorno de corrente pela blindagem;
Para prevenir a radiação de um condutor, uma blindagem aterrada em ambos os lados é geralmente utilizada acima da frequência de corte, porém alguns cuidados devem ser tom
Apenas uma quantidade limitada de ruído magnético pode ser blindada devido ao
Qualquer blindagem na qual flui corrente de ruído não deve ser parte do caminho para o
Utilize um cabo trançado blindado ou um cabo triaxial em baixas freqüências
A efetividade da blindagem do cabo trançado aumenta com o número de voltas por
ATERRAMENTO EM ÁREAS CLASSIFICADAS
se verificar a NBR 5418 para aterramento e ligação com sistema equipotencial de
seguros.
Um circuito intrinsecamente seguro deve estar flutuando ou estar ligado ao sistema
com a área classificada em somente um ponto.
O nível de isolação requerido (exceto em um ponto) deve ser projetado para suportar 500 V no
ensaio de isolação de acordo com 6.4.12 da IEC 60079-11.
Quando este requisito não for atendido, o circuito deve ser considerado aterrado naquele ponto.
Mais de uma conexão ao terra é permitida no circuito, desde que o circuito seja dividido em sub
cada qual aterrado somente em um ponto.
Blindagens devem ser conectadas à terra ou à estrutura de acordo com a ABNT NBR IEC 60079
Sempre que possível, conecte as bandejas de cabos ao sistema de linha equipote
) devem ser aterradas em um único ponto no condutor de equalização de potencial.
Se houver necessidade, por razões funcionais, de outros pontos de aterramento
feitos por meio de pequenos capacitores, tipo cerâmico, inferiores a 1 nF e para 1500
somatória das capacitâncias não ultrapasse 10 nF.
Nunca instale um dispositivo que tenha sido instalado anteriormente sem uma barreira
intrinsecamente segura em um sistema intrinsecamente seguro, pois o diodo
queimado e não vai atuar em áreas intrinsecamente segura.
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ão a campos magnéticos, e o uso unciona contra campos elétricos;
O uso de metais não magnéticos em volta de condutores não blinda contra campos
. Utiliza-se um par trançado ou o
Para prevenir a radiação de um condutor, uma blindagem aterrada em ambos os lados é de corte, porém alguns cuidados devem ser tomados;
Apenas uma quantidade limitada de ruído magnético pode ser blindada devido ao loop de
Qualquer blindagem na qual flui corrente de ruído não deve ser parte do caminho para o
em baixas freqüências;
A efetividade da blindagem do cabo trançado aumenta com o número de voltas por
a NBR 5418 para aterramento e ligação com sistema equipotencial de
Um circuito intrinsecamente seguro deve estar flutuando ou estar ligado ao sistema
O nível de isolação requerido (exceto em um ponto) deve ser projetado para suportar 500 V no
o circuito deve ser considerado aterrado naquele ponto.
Mais de uma conexão ao terra é permitida no circuito, desde que o circuito seja dividido em sub-circuitos
terra ou à estrutura de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-14.
Sempre que possível, conecte as bandejas de cabos ao sistema de linha equipotencial.
) devem ser aterradas em um único ponto no condutor de equalização de potencial.
Se houver necessidade, por razões funcionais, de outros pontos de aterramento, é permitido que sejam
co, inferiores a 1 nF e para 1500 V, desde que a
Nunca instale um dispositivo que tenha sido instalado anteriormente sem uma barreira
diodo zener de proteção pode estar
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CUIDADOS COM O ATERRAMENTO E
Ao considerar a questão de
• A compatibilidade eletromagnética (EMC)
• Proteção contra explosão
• Proteção de pessoas.
De acordo com a IEC 61158
uma impedância suficientemente baixa e com capacidade de conduçã
tensão que possa resultar em danos de equipamentos ou pesso
conectadas ao terra e serem galvanicamente isoladas do barramento fieldbus. O propósito de se aterrar o
shield é evitar ruídos de alta
Preferencialmente, o
desde que não haja diferença de potencial entre estes pontos, permitindo a existência e caminhos a
corrente de loop. Na prática, qua
ponto, ou seja, na fonte de alimentação ou na barreira de segurança intrínseca. Deve
continuidade da blindagem do cabo em mais d
O shield deve cobrir completamente os circuitos elétricos através dos conectores, acopladores,
splices e caixas de distribuição e junção.
Nunca deve-se utilizar o
último equipamento PA do segmento, analisando a conexão e acabamento, pois este não deve ser aterrado
nas carcaças dos equipamentos.
Em áreas classificadas, se uma equalização de potencial entre a área segura e área perigosa não for
possível, o shield deve ser conectad
da área perigosa. Na área segura, o
(capacitor preferencialmente cerâmico
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COM O ATERRAMENTO E SHIELD NO BARRAMENTO PROFIBUS
Ao considerar a questão de shield e aterramento em barramentos de campo, deve
bilidade eletromagnética (EMC);
Proteção contra explosão;
Proteção de pessoas.
De acordo com a IEC 61158-2, aterrar significa estar permanentemente conectado ao terra através de
uma impedância suficientemente baixa e com capacidade de condução suficiente para prevenir qualquer
tensão que possa resultar em danos de equipamentos ou pessoas. Linhas de tensão com 0 Volt
conectadas ao terra e serem galvanicamente isoladas do barramento fieldbus. O propósito de se aterrar o
r ruídos de alta frequência.
Preferencialmente, o shield deve ser aterrado em dois pontos: no início e
desde que não haja diferença de potencial entre estes pontos, permitindo a existência e caminhos a
. Na prática, quando esta diferença existe, recomenda-se aterrar
ponto, ou seja, na fonte de alimentação ou na barreira de segurança intrínseca. Deve
continuidade da blindagem do cabo em mais de 90% do comprimento total do cabo.
deve cobrir completamente os circuitos elétricos através dos conectores, acopladores,
e caixas de distribuição e junção.
utilizar o shield como condutor de sinal. É preciso verificar
mento PA do segmento, analisando a conexão e acabamento, pois este não deve ser aterrado
nas carcaças dos equipamentos.
Em áreas classificadas, se uma equalização de potencial entre a área segura e área perigosa não for
deve ser conectado diretamente ao terra (Equipotential Bonding System
da área perigosa. Na área segura, o shield deve ser conectado através de um acoplamento capacitivo
(capacitor preferencialmente cerâmico -dielétrico sólido- C <= 10 nF, tensão de isolação
Figura 14 – Combinação Ideal de shield e aterramento.
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NO BARRAMENTO PROFIBUS-PA
e aterramento em barramentos de campo, deve-se levar em conta:
2, aterrar significa estar permanentemente conectado ao terra através de
o suficiente para prevenir qualquer
as. Linhas de tensão com 0 Volt devem ser
conectadas ao terra e serem galvanicamente isoladas do barramento fieldbus. O propósito de se aterrar o
no início e no final do barramento,
desde que não haja diferença de potencial entre estes pontos, permitindo a existência e caminhos a
se aterrar o shield somente em um
ponto, ou seja, na fonte de alimentação ou na barreira de segurança intrínseca. Deve-se assegurar a
90% do comprimento total do cabo.
deve cobrir completamente os circuitos elétricos através dos conectores, acopladores,
como condutor de sinal. É preciso verificar sua continuidade até o
mento PA do segmento, analisando a conexão e acabamento, pois este não deve ser aterrado
Em áreas classificadas, se uma equalização de potencial entre a área segura e área perigosa não for
ial Bonding System) somente no lado
deve ser conectado através de um acoplamento capacitivo
nF, tensão de isolação >= 1,5 kV).
terramento.
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A IEC 61158-2 recomenda que se tenha a isolação completa. Este método é u
nos Estados Unidos e na Inglaterra. Neste caso, o
terra do negativo da fonte ou da barreira de segurança intrínseca do lado seguro.
continuidade desde a saída do coupler DP/PA, passa pelas caixas de junções e distribuições e chega até os
equipamentos. As carcaças dos equipamentos são aterradas individualmente do lado não seguro. Este
método tem a desvantagem de não proteger os sinais
frequência e, dependendo da topologia e comprimento dos cabos, pode gerar
comunicação. Recomenda-se nestes casos o uso de canaletas metálicas.
Uma outra forma complementar à primeira
equipamentos em uma linha de equipotencial de terra
com o lado seguro são separados.
A condição de aterramento múltiplo também é comum, onde se tem uma proteção mais efetiva às
condições de alta frequência
Alemanha e em alguns países da Europa. Neste método, o
da fonte ou da barreira de segurança intrínseca do lado seguro e além disso, no terra das caixas de junções
e nas carcaças dos equipamento
outra condição seria complementar a esta, porém os terras seriam aterrados em conjunto em uma linha
equipotencial de terra, unindo o lado não seguro ao lado seguro.
Para mais detalhes, s
60079-14 como referência em aplicações em áreas classificadas.
www.vivaceinstruments.com.br14
Figura 15 – Aterramento capacitivo.
2 recomenda que se tenha a isolação completa. Este método é u
nos Estados Unidos e na Inglaterra. Neste caso, o shield é isolado de todos os terras, a não ser o ponto de
terra do negativo da fonte ou da barreira de segurança intrínseca do lado seguro.
continuidade desde a saída do coupler DP/PA, passa pelas caixas de junções e distribuições e chega até os
equipamentos. As carcaças dos equipamentos são aterradas individualmente do lado não seguro. Este
método tem a desvantagem de não proteger os sinais de comunicação
e, dependendo da topologia e comprimento dos cabos, pode gerar
se nestes casos o uso de canaletas metálicas.
forma complementar à primeira seria aterrar as caixas de junções e as carcaças dos
linha de equipotencial de terra no lado não seguro. Os terras do lado não seguro
com o lado seguro são separados.
A condição de aterramento múltiplo também é comum, onde se tem uma proteção mais efetiva às
frequência e ruídos eletromagnéticos. Este método é preferencialme
Alemanha e em alguns países da Europa. Neste método, o shield é aterrado no ponto de terra do negativo
da fonte ou da barreira de segurança intrínseca do lado seguro e além disso, no terra das caixas de junções
e nas carcaças dos equipamentos, sendo estas também aterradas pontualmente, no lado não seguro. Uma
outra condição seria complementar a esta, porém os terras seriam aterrados em conjunto em uma linha
equipotencial de terra, unindo o lado não seguro ao lado seguro.
Para mais detalhes, sempre consultar as normas de segurança do local. Recomenda
14 como referência em aplicações em áreas classificadas.
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2 recomenda que se tenha a isolação completa. Este método é utilizado principalmente
é isolado de todos os terras, a não ser o ponto de
terra do negativo da fonte ou da barreira de segurança intrínseca do lado seguro. O shield tem
continuidade desde a saída do coupler DP/PA, passa pelas caixas de junções e distribuições e chega até os
equipamentos. As carcaças dos equipamentos são aterradas individualmente do lado não seguro. Este
ão totalmente dos sinais de alta
e, dependendo da topologia e comprimento dos cabos, pode gerar a intermitência de
aterrar as caixas de junções e as carcaças dos
lado não seguro. Os terras do lado não seguro
A condição de aterramento múltiplo também é comum, onde se tem uma proteção mais efetiva às
e ruídos eletromagnéticos. Este método é preferencialmente adotado na
é aterrado no ponto de terra do negativo
da fonte ou da barreira de segurança intrínseca do lado seguro e além disso, no terra das caixas de junções
s, sendo estas também aterradas pontualmente, no lado não seguro. Uma
outra condição seria complementar a esta, porém os terras seriam aterrados em conjunto em uma linha
empre consultar as normas de segurança do local. Recomenda-se utilizar a IEC
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CUIDADOS COM O ATERRAMENTO E
O shield (a malha, assim como a
sistema em todas as estações (via conecto
conexão com a superfície condutiva aterrada.
A máxima proteção se dá com os todos os pontos a
baixa impedância aos sinais de alta
Nos casos onde se tem um diferencial de tensão entre os pontos de aterramento
passar junto ao cabeamento uma linha de equalização de potencial (a própri
utilizada ou, por exemplo, um cabo AWG 10
Em termos de cabeamento, é recomendado o par de fios trançados com 100% de cobertura do
shield. As melhores condições de atuação do
Em áreas perigosas deve
técnicas de instalação exigidas pela classificação das áreas. Um sistema int
possuir componentes aterrados e outros
tensões consideradas inseguras na área classificada. Na área classificada evita
componentes intrinsecamente seguros, a menos que o mes
se emprega a isolação galvânica.
A normalização estabelece uma isolação mínima de 500 Vca. A resistência entre o terminal de
aterramento e o terra do sistema deve ser inferior a 1
em atmosferas potencialmente explosivas.
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COM O ATERRAMENTO E SHIELD NO BARRAMENTO PROFIBUS
malha, assim como a lâmina de alumínio) deve ser conectado ao terra funcional do
sistema em todas as estações (via conector e cabo DP), de tal forma a proporci
com a superfície condutiva aterrada.
A máxima proteção se dá com os todos os pontos aterrados, onde se proporciona um caminho de
baixa impedância aos sinais de alta frequência.
casos onde se tem um diferencial de tensão entre os pontos de aterramento
passar junto ao cabeamento uma linha de equalização de potencial (a própri
um cabo AWG 10-12). Veja a figura 16.
Figura 16 – Linha de Equipotencial.
Em termos de cabeamento, é recomendado o par de fios trançados com 100% de cobertura do
. As melhores condições de atuação do shield se dão com pelo menos 80% de cobertura.
Em áreas perigosas deve-se sempre fazer o uso das recomendações dos órgãos certificadores e das
técnicas de instalação exigidas pela classificação das áreas. Um sistema int
aterrados e outros não. O aterramento tem a função de evitar o aparecimento de
tensões consideradas inseguras na área classificada. Na área classificada evita
componentes intrinsecamente seguros, a menos que o mesmo seja necessário para fins funcionais, quando
se emprega a isolação galvânica.
A normalização estabelece uma isolação mínima de 500 Vca. A resistência entre o terminal de
aterramento e o terra do sistema deve ser inferior a 1 Ω. No Brasil, a NBR
em atmosferas potencialmente explosivas.
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NO BARRAMENTO PROFIBUS-DP
alumínio) deve ser conectado ao terra funcional do
e cabo DP), de tal forma a proporcionar uma ampla área de
terrados, onde se proporciona um caminho de
casos onde se tem um diferencial de tensão entre os pontos de aterramento, recomenda-se
passar junto ao cabeamento uma linha de equalização de potencial (a própria calha metálica pode ser
.
Em termos de cabeamento, é recomendado o par de fios trançados com 100% de cobertura do
se dão com pelo menos 80% de cobertura.
se sempre fazer o uso das recomendações dos órgãos certificadores e das
técnicas de instalação exigidas pela classificação das áreas. Um sistema intrinsecamente seguro deve
não. O aterramento tem a função de evitar o aparecimento de
tensões consideradas inseguras na área classificada. Na área classificada evita-se o aterramento de
mo seja necessário para fins funcionais, quando
A normalização estabelece uma isolação mínima de 500 Vca. A resistência entre o terminal de
Ω. No Brasil, a NBR-5418 regulamenta a instalação
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Figura17 –Conector típico 9
A figura 18 apresenta detalhes
Quanto ao aterramento, recomenda
semelhantes de ruído em distribuição em série e unir estes pontos em uma referência paralela.
Recomenda-se aterrar as calhas e bandejamen
Um erro comum é o uso de terra de proteção como terra de sinal. Vale lembrar que este terra é
muito ruidoso e pode apresentar alta impedância. É interessante o uso de malhas de aterramento, pois
apresentam baixa impedância. Condutores comuns com altas
terem alta impedância. Os loops de correntes devem
como um circuito que favorece o fluxo de corrente sob a menor indutância possível.
ser menor do que 10 Ω.
Figura 18 – Detalhe de cabeamento em áreas distintas com potenciais de terras equalizados
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onector típico 9-Pin Sub D, com o shield do cabo Profibus-DP aterrado em cada estação
apresenta detalhes de cabeamento, shield e aterramento quando se tem áreas distintas.
to ao aterramento, recomenda-se agrupar circuitos e equipamentos com características
semelhantes de ruído em distribuição em série e unir estes pontos em uma referência paralela.
aterrar as calhas e bandejamentos.
Um erro comum é o uso de terra de proteção como terra de sinal. Vale lembrar que este terra é
muito ruidoso e pode apresentar alta impedância. É interessante o uso de malhas de aterramento, pois
apresentam baixa impedância. Condutores comuns com altas frequências
terem alta impedância. Os loops de correntes devem ser evitados. O sistema de aterramento deve ser visto
como um circuito que favorece o fluxo de corrente sob a menor indutância possível.
Detalhe de cabeamento em áreas distintas com potenciais de terras equalizados
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aterrado em cada estação.
o quando se tem áreas distintas.
se agrupar circuitos e equipamentos com características
semelhantes de ruído em distribuição em série e unir estes pontos em uma referência paralela.
Um erro comum é o uso de terra de proteção como terra de sinal. Vale lembrar que este terra é
muito ruidoso e pode apresentar alta impedância. É interessante o uso de malhas de aterramento, pois
apresentam a desvantagem de
. O sistema de aterramento deve ser visto
como um circuito que favorece o fluxo de corrente sob a menor indutância possível. O valor de terra deve
Detalhe de cabeamento em áreas distintas com potenciais de terras equalizados.
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LAYOUT E PAINÉIS DE AUTOMAÇÃO E ELÉTRICOS
Seguem algumas recomendações:
• Não aproximar o cabo de redes com os cabos de alimentação e saída doscorrente de modo comum. Sempre que possível limitar o tamanho dos cabos, evitando comprimentos muito
• Cabos longos e paralelos
• A boa prática de e de entrada ficando fora da rota dos sinais
• Todas as partes metálicas do armário/gabinete devem estar eletricamente conectadas com a maior área de contato
• Deve-se utilizar braçadeira e aterrar as malhas (
• Cabos de controle, comando e de potência devem estar fisicamente separados (> 30
• Sempre que possível
• Contatores, solenóicom dispositivos supressores, tais como: oscilações, controlar a taxa de vdiodos ou varistores
• Evitar comprimentos de fiação desnecessários, acoplamento;
• Se utilizada uma fonte auxiliar 24local. Não alimente outros equipamentos de automação não devem ser conectados diretamente em uma mesma fonte.
Figura 19
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E PAINÉIS DE AUTOMAÇÃO E ELÉTRICOS
Seguem algumas recomendações:
Não aproximar o cabo de redes com os cabos de alimentação e saída doscorrente de modo comum. Sempre que possível limitar o tamanho dos cabos, evitando
muito longos. As conexões também devem ser as menores pos
Cabos longos e paralelos atuam como um grande capacitor;
tica de layout em painéis permite que a corrente de ruído flua entre os dutos de saída e de entrada ficando fora da rota dos sinais de comunicação e controladores
Todas as partes metálicas do armário/gabinete devem estar eletricamente conectadas com a or área de contato;
se utilizar braçadeira e aterrar as malhas (shield) dos cabos
Cabos de controle, comando e de potência devem estar fisicamente separados (> 30
possível, utilizar placas de separação e aterradas;
Contatores, solenóides e outros dispositivos/acessórios eletromagnéticos devem ser instalados com dispositivos supressores, tais como: snubbers (RCs, os oscilações, controlar a taxa de variação da tensão e/ou corrente
os ou varistores;
Evitar comprimentos de fiação desnecessários, diminuindo as capacitânci
Se utilizada uma fonte auxiliar 24 Vcc para o drive, deverá ser de aplicação exclusiva ao inversor Não alimente outros dispositivos DP com a fonte que alimenta o inversor.
equipamentos de automação não devem ser conectados diretamente em uma mesma fonte.
Figura 19 – Linha de aterramento e equipotencial em instalações
Figura 20 – Hierarquia de aterramento.
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Não aproximar o cabo de redes com os cabos de alimentação e saída dos inversores, evitando a corrente de modo comum. Sempre que possível limitar o tamanho dos cabos, evitando
devem ser as menores possíveis;
em painéis permite que a corrente de ruído flua entre os dutos de saída de comunicação e controladores;
Todas as partes metálicas do armário/gabinete devem estar eletricamente conectadas com a
) dos cabos;
Cabos de controle, comando e de potência devem estar fisicamente separados (> 30 cm);
essórios eletromagnéticos devem ser instalados (RCs, os snubbers podem amortecer
ariação da tensão e/ou corrente e grampear sobretensões),
as capacitâncias e indutâncias de
ser de aplicação exclusiva ao inversor dispositivos DP com a fonte que alimenta o inversor. O inversor e os
equipamentos de automação não devem ser conectados diretamente em uma mesma fonte.
nstalações.
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As figuras 22 e 23 mostram condições inadequada e adequada do aterramento indevido do
Profibus-PA:
Figura 22 – Aterramento inadequado do
Figura 23– Aterramento adequado do
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Figura 21 - Profibus-DP e os loops de terra.
22 e 23 mostram condições inadequada e adequada do aterramento indevido do
Aterramento inadequado do shield em Profibus-PA em mais de um pont
Aterramento adequado do shield em Profibus-PA, somente em um ponto
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22 e 23 mostram condições inadequada e adequada do aterramento indevido do shield em
PA em mais de um ponto.
, somente em um ponto.
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CONCLUSÃO
O sucesso de toda rede de comunicação está intimamente ligado à qualidade das instalações. O seu tempo de comissionamento, instalações.
Recomenda-se que anualmente se tenha ações preventivas de manutenção, verificando cada conexão ao sistema de aterramento, onde deverobustez, confiabilidade e baixa impedância (deve
Além disso, em plantas com tecnologias Profibuspor profissionais capacitados, garantindo, além da conformidade com
• Aumento do desempenho e confiabilidade da rede;
• Redução no tempo de comissionamento,
• Atuação preventiva e preditiva nas possíveis falhas em instalações e sinais de comunicação;
• Aumento da segurança operaciona
• Elevação da performance operacional e redução dos custos globais de operação e manutenção, entre outros.
Este artigo não substitui os padrões IEC 61158 e IEC 61784 e nem os perfis e guias técnicos do PROFIBUS. Em caso de discrmanuais de fabricantes prevalecemas práticas de segurança de cada área.
O conteúdo deste artigo foi elaborade assim nenhuma responsabilidade poderá ser atribuída ao autor. Sugestões de melhorias podem ser enviadas ao e-mail cesar.cassiolato@v
Sobre o autor
César Cassiolatoé Presidente e Diretor de Qualidade da Vivace ProcessInstruments. É também Conselheiro Administrativo da Associação PROFIBUS Brasil América Latina desde 2011, onde foi Presidente de 2006 a 2010, Diretor Técnico do Centro de Competência e Treinamento em PROFIBUS, Diretor do FDT Group no Brasile Engenheiro Certificado na Tecnologia PROFIBUS e Instalações PROFIBUS pela Universidade de Manchester.
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O sucesso de toda rede de comunicação está intimamente ligado à qualidade das instalações. O seu tempo de comissionamento, startup e seus resultados podem estar comprometidos com a qualidade
se que anualmente se tenha ações preventivas de manutenção, verificando cada conexão ao sistema de aterramento, onde deve-se assegurar a qualidade de cada conexão em relação à
confiabilidade e baixa impedância (deve-se garantir que não haja contaminação e corrosão).
Além disso, em plantas com tecnologias Profibus, recomenda-se serviços de certificação de redes por profissionais capacitados, garantindo, além da conformidade com os padrões, vantagens como:
umento do desempenho e confiabilidade da rede;
Redução no tempo de comissionamento, startups e paradas;
Atuação preventiva e preditiva nas possíveis falhas em instalações e sinais de comunicação;
Aumento da segurança operacional com as melhorias sugeridas;
Elevação da performance operacional e redução dos custos globais de operação e manutenção, entre outros.
Este artigo não substitui os padrões IEC 61158 e IEC 61784 e nem os perfis e guias técnicos do de discrepância ou dúvida, os padrões IEC 61158 e IEC 61784, perfis, guias técnicos e
manuais de fabricantes prevalecem.Sempre que possível, consulte as regulamentações físicas, assim como as práticas de segurança de cada área.
O conteúdo deste artigo foi elaborado cuidadosamente. Entretanto, erros não podem ser excluídos e assim nenhuma responsabilidade poderá ser atribuída ao autor. Sugestões de melhorias podem ser
cesar.cassiolato@vivaceinstruments.com.br.
Presidente e Diretor de Qualidade da Vivace ProcessInstruments.
Conselheiro Administrativo da Associação PROFIBUS Brasil América Latina desde 2011, onde foi Presidente de
0, Diretor Técnico do Centro de Competência e Treinamento em
Diretor do FDT Group no Brasil e Engenheiro Certificado na Tecnologia PROFIBUS e Instalações PROFIBUS pela Universidade de Manchester.
Referências
• Manuais Vivace ProcessInstruments
• Artigos Técnicos César Cassiolato
• www.vivaceinstruments.com.br
• Material de treinamento e artigos técnicos PROFIBUS
• Especificações técnicas PROFIBUS
• www.profibus.com
• Pesquisas na
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O sucesso de toda rede de comunicação está intimamente ligado à qualidade das instalações. O seu podem estar comprometidos com a qualidade das
se que anualmente se tenha ações preventivas de manutenção, verificando cada se assegurar a qualidade de cada conexão em relação à se garantir que não haja contaminação e corrosão).
se serviços de certificação de redes os padrões, vantagens como:
e paradas;
Atuação preventiva e preditiva nas possíveis falhas em instalações e sinais de comunicação;
l com as melhorias sugeridas;
Elevação da performance operacional e redução dos custos globais de operação e
Este artigo não substitui os padrões IEC 61158 e IEC 61784 e nem os perfis e guias técnicos do epância ou dúvida, os padrões IEC 61158 e IEC 61784, perfis, guias técnicos e
Sempre que possível, consulte as regulamentações físicas, assim como
o cuidadosamente. Entretanto, erros não podem ser excluídos e assim nenhuma responsabilidade poderá ser atribuída ao autor. Sugestões de melhorias podem ser
Referências
Manuais Vivace ProcessInstruments
Artigos Técnicos César Cassiolato
www.vivaceinstruments.com.br
Material de treinamento e artigos técnicos PROFIBUS - César Cassiolato
Especificações técnicas PROFIBUS
www.profibus.com
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