artigo de visitante por herbert kraibühler automação: uma

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16 ARTIGO DE VISITANTE POR HERBERT KRAIBÜHLER AUTOMAÇÃO: UMA TENDÊNCIA FUTURA QUE ESTIMULA A INDÚSTRIA DE MOLDES POR INJEÇÃO Conectividade de dispositivo – visão geral . A revolução no metrô asiático Boletim de Tecnologia da HARTING

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Page 1: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

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Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA tendênciA futurA que estimulA A indústriA de moldes por injeçãoConectividade de dispositivo – visão geral . A revolução no metrô asiático

B o l e t i m d e T e c n o l o g i a d a H A R T I N G

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Philip F.W. Harting

Impulsionando o desempenhoA harting Technology Group continua na ofensiva. Nossa meta é atingir um

desempenho ainda melhor, tornar os processos e fluxos de trabalho ainda

mais eficientes, e proporcionar maior valor adicionado para o benefício de

nossos clientes industriais.

Novas unidades da Romênia e China, o centro de logística da Ásia na China, a

subsidiária australiana e a expansão de nossas atividades no Vietnã e no Oriente

Médio são todos aspectos importantes do plano estratégico. Porém há ainda mais,

entretanto. A harting está unindo forças com um crescente número de distri-

buidores locais para entrar nos mercados mundiais, especialmente nos países

em desenvolvimento industrial. A harting está criando em todo o mundo uma

base mais ampla, mais eficiente, mais moderna e mais concentrada no cliente. A

meta é desenvolver ainda mais nossos mercados centrais e obter acesso a novos

mercados em um mundo que está cada vez mais se tornando uma única rede

internacional.

AproximAção À medida que as vendas globais, a produção e a rede de desenvolvimento da

harting continua a se expandir, estamos nos aproximando cada vez mais de nos-

sos clientes. Estamos adquirindo uma melhor compreensão de suas necessidades

e do que temos de fazer para proporcionar maiores benefícios ao cliente. Os clien-

tes da harting operam em uma variedade de mercados de produção industrial.

Você encontrará produtos da harting em qualquer lugar em que estiverem envol-

vidas a geração e distribuição de energia, administração de máquinas e produção

e operação estratégica de redes industriais. Os produtos da harting são líderes na

indústria e extramente confiáveis. O envolvimento precoce dos especialistas da

harting no processo de desenvolvimento produz benefícios significativos que são

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t e c . N e w s 1 6 : E d i t o r i a l

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refletidos em excelente desempenho de produto, soluções

harmonizadas e minimização de custo/esforço durante o

projeto, início, serviço e manutenção.

A harting é capaz de fazer uma contribuição significati-

va, pois possui a experiência necessária em produção in-

dustrial e soluções totais abertas e à prova de mudanças

futuras para novas aplicações. A harting está baseada em

tecnologia de última geração, software e soluções que pos-

suem um registro de trajetória comprovada no mundo dos

escritórios e as adapta ao ambiente industrial.

A maior força da harting é seu desejo de abraçar novas

idéias combinado com sua experiência na transformação

de idéias em realidade. Também recebemos com interesse

parcerias fortes. Em cooperação com nossos clientes e par-

ceiros industriais, desenvolvemos soluções que as partes

individuais envolvidas não poderiam ter proporcionado

trabalhando por conta própria.

A lista de exemplos do ano passado inclui: soluções de

comunicações e controle para sistemas de acionamento

distribuído em grandes aeroportos (em cooperação com a

Siemens), soluções de plano de fundo confiáveis e de alto

desempenho para equipamento de ultrasom da GE Health-

care, sensores ferroviários de alto desempenho, soluções de

Ethernet para sistemas de transporte de metrô na Coréia

do Sul e Áustria, assim como instrumentação e sistemas

de controle para severos ambientes marinhos e de energia

eólica. A harting impressiona com sua muito ampla expe-

riência e competência em soluções.

integrAção trAnspArente em redeIT de automação, que reflete a convergência indetível das

comunicações de escritório e fábrica, é uma prioridade na

harting. O desenvolvimento mundial de Ethernet e TCP/IP

no mundo dos negócios expande o horizonte incluindo

oportunidades que poucas pessoas no mundo industrial

perceberam serem possíveis. A crescente convergência dos

processos de escritório e fabricação em toda a indústria

está abrindo novos horizontes. A IT de Automação oferece

produtos e soluções inovadoras que estão impulsionando

o processo, inclusive soluções de integração para toda a

entidade de produção, integração de dados relacionados à

produção no sistema ERP e integração transparente em

rede de administração, planejamento e produção.

Estas são visões do futuro? Vaporeware? De jeito nenhum!

A harting tem colocado soluções integradas deste tipo em

exibição em apresentações comerciais nos últimos anos, e

está desenvolvendo a tecnologia em sua unidade de Zhuhai,

na China. Esta completa solução de controle e comunica-

ções se estende bem além das quatro paredes da unidade.

A unidade de Zhuhai está integrada à rede mundial de

comunicações da harting, oferecendo enormes oportuni-

dades e potencial.

orientAção Ao clientePorém há ainda mais. A harting sempre manteve um forte

foco nos clientes, e este é um dos impulsionadores do su-

cesso sustentado da empresa. Compreender o que nossos

cliente precisam, atender rapidamente com soluções flexí-

veis e reduzir o tempo até o mercado são grandes pontos

fortes da harting. E agora estamos fazendo ainda mais es-

forço. Um novo departamento foi constituído para adiantar

e acelerar o desenvolvimento de soluções específicas para

o cliente.

Pesquisa e desenvolvimento também é um dos pontos for-

tes da harting, impulsionando inovação dentro do harting

Technology Group. Estamos atualmente intensificando nos-

sas atividades contínuas de P&D para desenvolver novas

tecnologias e novos produtos e soluções que ampliem nossa

carteira.

Porque estamos realizando todas essas atividades? A res-

posta é simplesmente que estamos atendendo a nossos

clientes. Aproveitamos a extensa e profunda experiência

que obtivemos e desenvolvemos todos os nossos produtos

para atingir uma única meta: aumentar o valor adicionado

e a satisfação do cliente.

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D e t a l h e s d a P u b l i c a ç ã o .Publicado por: harting KGaA, M. Harting, P.O. Box 1133, 32325 Espelkamp (Germany), Tel. +49 5772 47-0, Fax: +49 5772 47-400, Internet: www.harting.com Editor Chefe: A. Bentfeld | Vice-Editor-Chefe: Dr. H. Peuler | Coordenação geral: Departamento de Comunicação e Relações Públicas, A. Bentfeld Projeto e Layout: Contrapunkt Visuelle Kommunikation GmbH, Berlin | Produção e impressão: Druckerei Meyer GmbH, Osnabrück Circulação: 30.000 cópias em todo o mundo (Alemão, Inglês e 11 outros idiomas) Fonte: Se você estiver interessado em obter este boletim de forma regular e gratuita, entre em contato com sua filial harting mais próxima, seu parceiro de vendas harting ou um dos distribuidores locais harting. Você também pode solicitar Novidades técnicas online em www.harting.com. Reimpressões: Reimpressões completas e trechos de contribuições estão sujeitos a aprovação por escrito do Editor. Isto também se aplica a contribuições com bases de dados eletrônicas e reprodução em mídia eletrônica (p.ex. CD-ROM e Internet). Todas as designações de produto utilizadas são marcas registradas ou nomes de produtos pertencentes à harting KGaA ou outras empresas. Apesar da cuidadosa edição, não é possível eliminar completamente os erros de impressão ou fazer alterações às especificações de produto mediante notificação de curto prazo. Por este motivo, a harting KGaA só é vinculada pelos detalhes no catálogo apropriado. Impresso por método ecologicamente correto em papel alvejado totalmente com cloro e com alta proporção de papel reciclado.

© 2008 by harting KGaA, Espelkamp. Todos os direitos reservados.

ÍndiceEditorial: Philip F.W. Harting: Impulsionando o desempenho _2

Artigo de visitante por Herbert Kraibühler: Automação: uma tendência futura que estimula a indústria de moldes por injeção _6

Presença da harting em Feiras em 2008 _86

AutomAção imPuLsionA A EFiCiênCiA

Ethernet quer dizer eficiência _10

Conectividade de dispositivo – visão geral _13

Ritmo é isso! A automação de TI começa com tudo _46

Domando dois leões dançarinos _50

Outra boa idéia! _66

Tecnologia de barramentos de energia reduz custos _76

LidERAnçA tECnoLógiCA

Campeonato Mundial RoboCup _18

Conectores MicroTCA™ inovadores _26

Integridade de sinal em canais de alta velocidade _37

Quente nos trilhos _56

Propriedades eletromecânicas simuladas de um conector eletrônico _70

sEguRAnçA

Monitoramento Dinâmico de Ativos Ferroviários – Máxima Precisão em Alta Velocidade _20

Sistema de cabos jumper para vagões ferroviários para linha Ethernet redundante – os switches harting suportam a solução especial _34

Ethernet em trens de passageiros _42

Soluções de sistema harting energia eólica _62

Sobre a vida de um mergulhador de águas profundas _74

EntREtEnimEnto

A revolução no metrô asiático _60

Chamando estúdio móvel! _78

O Han® da ópera _82

PARCERiA dE sistEmA

Vanguarda do Ultra-Som _31

Allrounders – Sistemas MicroTCA™ em aplicações industriais _40

Parcerias fortes proporcionam maior competitividade na economia globalizada _54

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6 harting tec.News 16 (2008)

Page 7: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Integração de funçõesUm das tendências futuras da indústria de moldes por in-

jeção é a integração de funções complexas ao ciclo de pro-

dução. Na feira mundial K 2007 em Düsseldorf a Arburg,

em colaboração com a Oechsler, seu parceiro de inovação,

demonstrou como funções complexas podem ser integradas

ao ciclo de produção pelo design inteligente de moldes e

processos.

tIras de Led‘s em uma únIca etapa de produçãoUma tira de LED’s completamente funcional foi produzida

em uma única etapa de produção em uma célula de pro-

dução complexa. O núcleo do sistema é uma máquina de

moldes por injeção Allrounder 370 S de três componentes

com um sistema robótico Multilift V e um molde rotativo

de três estações, que é girado servo-eletricamente até a

próxima estação em etapas de 120°.

Este processo é possível através do uso de um plástico con-

dutor especial desenvolvido recentemente e pelo encapsu-

lamento de um componente LED altamente sensível. Isto

resulta em altas demandas sobre a máquina de moldes por

injeção, o molde e o sistema robótico.

O ciclo de produção inteiro opera em série e à primeira

vista parece ser muito simples: em primeiro lugar a car-

caça é moldada, então as lentes são injetadas nos recessos

correspondentes. O sistema robótico insere então o resistor

e os três LEDs. Em seguida, a carcaça é completada com a

injeção do terceiro componente PA condutor e é removida

do molde.

Os subprocessos do molde são muito sofisticados: o pro-

cesso de moldagem por injeção de três componentes envol-

ve não só a produção da carcaça e das lentes – o plástico

altamente condutor também é injetado no molde usando

tecnologia hot-runner e os componentes eletrônicos são

encaixados e os contatos formados. O tempo de ciclo ne-

cessário para produzir o componente completo é de aprox.

40 segundos. A seqüência inteira do processo é adminis-

trada pela interface gráfica de alto desempenho Allrounder

de controle e do usuário, Selogica. Todas as três etapas do

processo são executadas simultaneamente a cada etapa do

ciclo.

As lentes dos três LEDs são feitas de poliamida transpa-

rente, e o ABS é usado para a carcaça. Os condutores im-

pressos são produzidos com um PA condutor especialmente

desenvolvido. Todos os três plásticos podem ser processa-

Herbert Kraibühler

Automação: uma tendência futura que estimula a indústria de moldes por injeção A transferência contínua da produção de peças baratas e itens simples para países com baixos custos de produção

está reduzindo o volume de pedidos em países com altos custos de mão-de-obra. Para contrariar esta tendência e

achar modos de manter a produção competitiva e econômica nos países de altos salários, os fabricantes terão que

aumentar a complexidade das peças e automatizar o processo industrial.

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moLdagem por Injeção cLassIfIcada por cores de escovas de denteUm exemplo da integração ao longo das etapas de produção

é a moldagem por injeção classificada por cores de escovas

de dente, que foi alcançada usando uma máquina de cinco

componentes, e agora até mesmo uma de seis. Na máqui-

na de cinco componentes, os corpos básicos da escova de

dente eram encapsulados em quatro cores diferentes em

uma única operação, permitindo a produção de 16 escovas

de dente em quatro combinações de cores diferentes em

cada ciclo. A razão para esta tecnologia de máquina relati-

vamente complexa está na logística: Graças à complexidade

da máquina e do processo de moldagem por injeção, opera-

ções subseqüentes como a inserção de cerdas e a embala-

gem foram agilizadas na medida em que o tempo total da

manufatura e embalagem até o transporte – com quatro

cores diferentes por unidade de embalagem – poderia ser

reduzido de alguns dias para algumas horas.

IncLusão de etapas de produção posterIoresAlém de se concentrar nas operações subseqüentes, uma

questão futura vai envolver cada vez mais um olhar na ou-

tra direção. As etapas de produção posteriores ao processo

de moldagem por injeção serão cada vez mais levadas em

conta. Por exemplo, isto inclui os processos de estampagem

e dobra, e também a alimentação de peças para encapsu-

lamento. Estes processos freqüentemente recebem muito

pouca atenção pelas empresas de moldagem de plásticos

por injeção, e não são considerados como parte essencial

do negócio. Porém, mesmo os processos de produção de

alta velocidade para os quais o ciclo de injeção parece ser

muito lento à primeira vista pode trazer importantes sim-

dos juntos sem dificuldades no Allrounder de três compo-

nentes. Em operações de trabalho consecutivas, a carcaça

superior fabricada com as peças inferiores correspondentes

e uma bateria de 9V podem então ser montadas em uma

tira de luzes acabada.

Usando este sistema para produzir uma tira de luzes LED

como uma amostra da aplicação, os parceiros de projeto

Oechsler e Arburg deram uma demonstração impressio-

nante do que pode ser alcançado hoje usando máquinas

e ferramentas sofisticadas de moldes por injeção para

produção, inserção, integração de funções e operações de

montagem consolidadas.

Integração de operações subseqüentesOutro modo de produzir peças altamente complexas e tirar

vantagem dos benefícios de custo e qualidade resultantes é

integrar as operações que se seguem ao processo de molda-

gem por injeção. A lista inclui montagem, embalagem, re-

vestimento, pintura e decoração de superfícies. No futuro,

estas etapas de produção serão integradas mais de perto ao

longo do ciclo de injeção, evitando danos e sujeira devido

ao transporte intermediário, e também reduzindo signifi-

cativamente o prazo da disponibilidade. Desta maneira, a

redução nos tempos de processamento e armazenamento

resulta em uma redução imediata do comprometimento de

capital, e portanto abre mais o campo para investimen-

tos.

fig. 2: o sistema robótico remove a peça acabada moldada por injeção.

fig. 1: resistores e Leds inseridos na ferramenta.

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Page 9: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Infobox arburgA Arburg é um dos principais fornecedores de máquinas

de molde por injeção do mundo para a indústria de pro-

cessamento de plásticos, com forças de prensagem entre

125 kN e 5.000 kN. Os campos de aplicação incluem a

produção de peças de plástico para automóveis, comu-

nicações e eletrônica de consumo, tecnologia médica,

eletrodomésticos e embalagens. A carteira de produtos

também inclui sistemas robóticos, outros periféricos e

projetos complexos. A Arburg tem um departamento de

projetos que desenvolve e implementa soluções comple-

tas sob medida, específicas para o cliente. O cliente tem

um único ponto de contato para a concepção, implemen-

tação, entrada em produção, certificação na CE e serviços

pós-vendas.

O sistema de administração integrada da Arburg é cer-

tificado pelas normas DIN EN ISO 9001 e 14 001. A em-

presa é representada por suas próprias organizações em

31 locais de 23 países, e por parceiros comerciais em

mais de 50 países. Porém, as máquinas são produzidas

exclusivamente na fábrica sede em Lossburg (Alemanha)

– com a marca de qualidade “feito pela ARBURG – fabri-

cado na Alemanha.” Do total de mais de 2.000 emprega-

dos da Arburg, cerca de 1.700 trabalham na Alemanha.

Aproximadamente 330 empregados adicionais trabalham

nas organizações da Arburg no mundo inteiro.

plificações, reduções de custo e melhorias de qualidade

quando o processo inteiro é levado em conta. Etapas ini-

ciais muito promissoras já foram adotadas com respeito ao

encapsulamento de folhas de metal e peças estampadas,

freqüentemente usadas em telefones celulares e comuta-

dores, e também peças decorativas para uso na indústria

automotiva, por exemplo.

As vantagens podem estar na redução dos prazos e quanti-

dades de entrega, o que automaticamente resulta em econo-

mia de custos e confiabilidade logística. Isto demonstra que

a produção econômica é alcançada não apenas por meio de

máquinas, periféricos ou materiais de baixo custo – um

papel bem mais importante é o da maior disponibilidade

geral da produção, processos confiáveis de logística e uma

redução de tempo de manutenção.

sIstemas maIs compLexos – controLes maIs sImpLesParticularmente no caso de células de produção completas,

o valor de um sistema de controle central fica evidente.

Apesar da crescente complexidade, os sistemas e processos

amigáveis ao usuário devem não apenas serem mantidos,

mas também melhorados. O operador só deve ser confron-

tado com um conceito operacional e interface do usuário

centrais. Então, são requeridos sistemas de controle que

permitam a integração de periféricos, um conceito opera-

cional uniforme, programação simples e uma representa-

ção clara de processos complexos com todos os parâmetros

importantes, um grau alto de confiabilidade de processo e

funções de monitoração abrangentes para garantia de qua-

lidade – ou seja, um sistema inteligente na retaguarda.

em dIreção ao futuro com InteLIgêncIa“Inteligência” é por conseguinte uma palavra de ordem im-

portante para o futuro da tecnologia de moldes por injeção.

Os fornecedores e usuários de máquinas têm que alcançar

uma produção mais simples de operar, mais confiável e

lucrativa pelo uso de máquinas e processos “mais inteli-

gentes”, junto com uma abordagem integrada de máquina,

moldes, materiais e processo. Particularmente em países

de altos salários, o futuro dependerá de maiores sinergias

entre tecnologias de produção individuais no contexto de

células de produção “inteligentes” com um sistema de con-

trole central.

fig. 3: o processo de produção inteiro, inclusive a embalagem, pode ser agilizado com o sistema complexo de moldagem por injeção de

escovas de dente classificadas em cores

Herbert KraibüHlerManaging Director Technology and EngineeringARBURG GmbH + Co. KG, Loß[email protected]

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Page 10: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Ken Kotek

Ethernet quer dizer eficiênciaO fluxo constante de novas tecnologias e o rápido ritmo de desenvolvimento, por um lado, parecem conflitar com o

uso mais intenso de soluções padrão por outro lado. A solução para o dilema está disponível. O desenvolvimento de

soluções de comunicação padronizadas e Ethernet Industrial não restringem os desenvolvimentos de tecnologia. Eles

representam muito mais uma plataforma que reforça o desenvolvimento de toda uma variedade de novas tecnologias

e acelera a realização de novas soluções em uma grande medida.

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Page 11: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

A aceitação mundial prova sem dúvida que a Ethernet

Industrial agora chegou. A infinidade de redes de cabe-

amento fechado operando protocolos proprietários agora

ficou para trás. Protocolos como PROFINET, DeviceNet e

ModBus TCP ocupam grande parte da via de informações

e são necessários para certos dispositivos. Contudo, esses

protocolos não são a opção ideal para comunicação entre

equipamentos industriais e subsistemas provenientes de

uma variedade de fornecedores. É necessário um padrão

de comunicação universal para suportar as combinações

irrestritas de diferentes componentes do sistema e que é

precisamente o que a Ethernet pode oferecer.

Como pode, no entanto outro protocolo, intitulado Ethernet

ajudar a eliminar as restrições na rede de cabeamento?

Para compreender a solução, você tem que começar bem

embaixo. A beleza do protocolo Ethernet é que ele opera

nas mais baixas três camadas do modelo de sete camadas.

No caminho até o topo, ele pode ser processado e dividi-

do em segmentos que definem Ethernet/IP, PROFINET,

Modbus TCP, etc.

A camada mais baixa é denominada camada física, e com-

preende principalmente cabos e conectores. Como todos

os protocolos usam cabos e conectores padronizados e

robustos tornam a rede mais resistente. Na medida em

que você trabalha até o topo, todos os outros protocolos

apresentam-se em camadas sobre a camada física. Desde

que a camada física fique inalterada, não há problema em

acomodar outros protocolos. É por isso que a Ethernet é

considerado como adaptável e aberto.

ArquiteturA AbertA significA versAtilidAdeMuitas aplicações e indústrias aderiram a este protocolo

aberto com entusiasmo. Usando as capacidades full-duplex

da Ethernet Industrial, a transferência de dados tornou-

se mais rápida assim como determinística. A arquitetura

aberta, facilidade de uso e crescente aceitação da Ethernet,

abrem as portas para novas idéias e aplicações.

Embora os switches de Ethernet Industrial tenham impul-

sionado o desenvolvimento da tecnologia de baixo para

cima, variando de versões plug&play até complexas fun-

ções de gerenciamento de rede, iniciou-se um tremendo

aumento na demanda destes switches no mercado indus-

trial. Os mercados que eram previamente dominados por

soluções de bus de dados de campo estão agora migrando

para a nova tecnologia. Produtos estão sendo oferecidos

a uma completa variedade de mercados. A lista de novas

aplicações inclui energia eólica, transporte ferroviário, pro-

dutos farmacêuticos e indústria automotiva.

energiA eólicAA energia renovável é o recurso do futuro. A redução nas

emissões de CO2 é um dos principais desafios para os fu-

turos sistemas de geração de energia. A energia eólica é

agora uma alternativa estabelecida mundialmente, e possui

as maiores taxas de crescimento e inovação no setor indus-

trializado. Na medida em que as turbinas eólicas crescem

de tamanho e ficam mais sofisticadas, o comprimento do

cabeamento desde a base até o topo aumentou. Mais de 100

metros é agora o padrão, excedendo os limites do cobre.

A fibra ótica que tem um alcance de 2.000 metros é uma

alternativa atraente. A série eCon 3062 da harting ampliou

a faixa de temperatura tornando-se uma opção adequada

para a indústria de energia eólica. Estes switches são uti-

lizados principalmente para comunicação de dados entre

turbinas eólicas e o equipamento de monitoração localiza-

do centralmente.

trAnsporte ferroviárioAs redes baseadas em controladores são projetadas para

garantir que os passageiros ferroviários usufruam de uma

viagem confiável e confortável, livre de problemas até seu

destino. Estas soluções são agora muito mais realistas do

que eram apenas há alguns anos atrás, e a Ethernet é um

dos motivos pelos quais as coisas mudaram. Cada vez mais,

os fabricantes de veículos ferroviários estão optando pela

Ethernet como protocolo de comunicação. Segurança, ges-

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Page 12: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

tão operacional, controle de temperatura e comunicações

sem fio são as principais aplicações. A linha de produtos

eCon, sCon e mCon da harting – combinadas com um sis-

tema – suporta essas funcionalidades industriais baseadas

em Ethernet.

indústriA fArmAcêuticAOs produtos farmacêuticos estão sujeitos a estritos con-

troles de qualidade e lote. O eCon e mCon são a opção ide-

al para estas aplicações. Projeto suave e compacto é uma

vantagem inestimável em salas limpas. A demanda por

produtos farmacêuticos continua a aumentar, e isto afetará

diretamente a Ethernet Industrial.

indústriA AutomotivAPor necessidade, as fábricas de automóveis e sistemas de fa-

bricação devem sempre incorporar as técnicas mais avança-

das. As pressões da concorrência e dos custos resultam em

altos níveis de inovação. Um dos principais fabricantes de

veículos dos EUA, recentemente selecionou a Ethernet/IP

como o padrão real de comunicações em todas as suas ope-

rações de produção. A Ethernet ajuda a monitorar e contro-

lar aplicações, tais como, sistemas de visão, robôs, opera-

ções de pintura e soldagem. Os switches Ethernet harting,

e a série mCon 3100 particular, aumentam e apóiam estas

aplicações e oferecem os seguintes benefícios ao cliente:

monitoração de processo em tempo real, aquisição automá-

tica de dados de processo, um único protocolo para todas

as aplicações de controle de processo e comunicações e

rápida e fácil instalação e operação. Um motivo pelo qual

os conectores e cabos industriais harting fornecem serviço

confiável – também sob condições extremas – na indústria

automotiva é o forte compromisso da empresa com soluções

personalizadas que proporciona benefícios destacáveis

para os clientes.

Estes são apenas alguns mercados em que a harting tem

atuado nos últimos anos. A empresa não opera na maio-

ria dos outros mercados de fabricação e serviço, porém

há enormes oportunidades nesses mercados. Sempre que

houver uma necessidade de transmissão e comunicação de

dados, a Ethernet já está desempenhando um papel impor-

tante – ou estará no futuro.

ethernet industriAl – o pAdrão do chão de fábricACada vez mais aplicações em ambientes muito extremos

estão sendo usadas na medida em que a Ethernet continua

a ganhar espaço. A necessidade de “Ethernet Industrial”

especial baseia-se no fato de que os cabos, conectores, swi-

tches Ethernet e o protocolo subjacente são apenas tão con-

fiáveis quanto o hardware que os conecta. Este hardware

de conexão fornece a melhor proteção contra aquecimento,

poeira, umidade, vibração e temperatura extrema. Estas

forças e capacidades são os motivos que impulsionam a

“Ethernet Industrial”.

Para complementar sua ampla linha de switches Ethernet

Industriais, a harting oferece cabos e conectores indus-

triais robustos que vão desde switches plug&play até com-

plexas aplicações gerenciadas.

Juntamente com a qualidade dos produtos Ethernet, o ar-

gumento de mercado mais importante para a harting é a

engenharia baseada em valor. Um produto é apenas tão

bom quanto os valores subjacentes: qualidade, integrida-

de, suporte e experiência. Analistas de Rede Certificadas

pela Cisco fornecem suporte aos clientes da harting para

ajudá-los a desenvolver a melhor solução para suas aplica-

ções específicas. O compromisso por parte destes analistas

forma a confiança no produto e na rede Ethernet.

A Ethernet moveu-se agora para aplicações e processos

que utilizavam soluções insulares no passado ou que não

estavam abertos devido a uma falta de capacidade de co-

municações. A Ethernet Industrial criou oportunidades

totalmente novas. A tecnologia avançou a uma taxa que

ninguém considerara anteriormente possível. Os sistemas

atingem economias de custo, proporcionam benefícios es-

tendidos ao usuário e facilidades para os usuários, e são

mais robustos e mais confiáveis do que jamais foram.

t e c . N e w s 1 6 : A u t o m a ç ã o i m p u l s i o n a a e f i c i ê n c i a

Ken KoteKSenior Product Manager, USAHARTING Technology [email protected]

1 2 harting tec.News 16 (2008)

Page 13: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Questões de instalação e conectividade de dispositivos te-

rão que ser esclarecidas e solucionadas para que as redes

eficientes possam se tornar uma realidade na automação

industrial. O primeiro passo será a definição de um siste-

ma de rede que suporte a conectividade para as principais

linhas de vida de um sistema de automação (dados, sinal

e força). As linhas de transmissão de potência em 400 V,

comunicação de dados e sinais para os dispositivos são

igualmente importantes.

Matthias Fritsche & Andreas Huhmann

Conectividade de dispositivo – visão geral A padronização de interfaces pode ajudar os usuários a administrar a complexidade dos sistemas de rede de hoje,

e os padrões tornam novas tecnologias como a Ethernet mais amigáveis ao usuário. É precisamente aqui que uma

definição de conectividade de dispositivo pode dar uma contribuição significativa.

3

POWER

SIGNAL

DATA

1 3

Page 14: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

tar a maioria das soluções de conectividade com rapidez

e facilidade.

Tendências de mercado como design compacto, melhor

desempenho do dispositivo e o uso de comunicações via

Ethernet com taxas de dados crescendo constantemente

representam demandas específicas sobre as interfaces.

A estratégia de conectividade de dispositivos da harting

reflete a extensa experiência e conhecimento da empre-

sa, e oferece uma oportunidade para abordar a questão da

conectividade do ponto de vista do sistema, e encontrar

a melhor solução na medida em que as expectativas e as

demandas continuam evoluindo.

O conector MicroTCA™, que tem suas origens na conec-

tividade de telecomunicações como um conector placa a

placa, está sendo implementado agora em equipamentos

de acionamento e controle. A última geração dos robustos

conectores IP 67 PushPull está sendo usada em soluções

de cabo-placa em ambos os segmentos do mercado. Isto

confirma a tendência para a convergência na tecnologia de

conectividade de dispositivos e a exploração das sinergias

resultantes, e tem efeitos de longo alcance no posiciona-

mento de mercado da harting. A empresa oferece mais que

conectores de dispositivo inovadores. Ela oferece soluções

globais de conectividade de dispositivo incluindo conecto-

res, unidades pré-fabricadas e chassis completos.

harting – o parceiro de conectividade de dispositivo no processo de design Os efeitos vão muito além da relação de colaboração da

harting com seus clientes. Na medida em que a relação se

distancia do modelo convencional de cliente/fornecedor,

a harting se envolve cada vez mais no desenvolvimento

contínuo dos produtos e sistemas de produção do cliente.

Hoje o cliente tem acesso ao conjunto de conhecimentos

e especializações da empresa. Para complementar os ser-

viços do nosso repersentante, uma equipe de aplicações

técnicas altamente qualificada e um pessoal especializado

em HF (alta freqüência) estão prontos para dar o suporte

técnico necessário. A harting coloca à disposição de seus

clientes seus conhecimentos de EMC, tecnologia de encap-

sulamento, design mecânico robusto, engenharia de alta Fig. 1: tecnologia

de conectividade pcB

t e c . N e w s 1 6 : A u t o m a ç ã o i m p u l s i o n a a e f i c i ê n c i a

Há duas opções de conectividade.

A instalação pode ser feita logo

no começo durante a montagem

de uma unidade funcional (como

uma máquina) usando compo-

nentes pré-fabricados, ou a rede

pode ser instalada no local usan-

do tecnologia simples de cone-

xão rápida. Em qualquer caso,

o método de instalação tem que

oferecer a melhor solução para

a aplicação. Em ambos os casos,

porém, há unidades funcionais

integradas a considerar (disposi-

tivos de automação). Estes dispo-

sitivos têm interfaces específicas

do sistema que são definidas pela

rede. Do ponto de vista funcional

e de instalação, o fornecimento

de uma solução ótima dependerá

da disponibilidade de um sistema

coordenado de rede, instalação

e conectividade de dispositivo.

Uma abordagem geral centrada

no sistema estimula estratégias

de conectividade de dispositivo

que podem simplificar muito a

solução de problemas ao nível do

detalhe.

conectividade de dispositivo hartingO espectro de soluções de conec-

tividade de dispositivo possíveis

é tão amplo quanto a gama de

dispositivos que são utilizados na

eletrônica industrial. A harting

oferece uma ampla linha padrão

de produtos de conectividade de

dispositivos de dados, sinal e for-

ça para o mercado de eletrônica

industrial. A linha da harting

permite aos clientes implemen-

1 4 harting tec.News 16 (2008)

Page 15: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

energia e instalação. A simulação de aplicações pode ser

feita em um laboratório aprovado durante o processo de

design. O harting Technology Group domina todas das

principais tecnologias que são necessárias para soluções

de conectividade de dispositivo integradas, incluindo a

conectividade de PCB baseada em SMT, SMC, THT ou tec-

nologia press-fit.

A harting trabalha com grupos de usuários para desen-

volver soluções de conectividade de dispositivo que são

então incorporadas às normas internacionais. Os fabrican-

tes de dispositivo determinam o nível do envolvimento da

harting no processo de design. Há três modos pelos quais

a harting pode ajudar a identificar a melhor opção de co-

nectividade de dispositivo:

1. O fabricante do dispositivo acha os produtos certos de

conectividade de dispositivo no catálogo DeviceCon e

assume a responsabilidade pelo design com a ajuda do

suporte técnico de aplicações da harting.

2. O fabricante de dispositivos define as especificações da

interface do dispositivo, e a harting ajuda na seleção dos

produtos de conectividade de dispositivo.

3. O fabricante de dispositivos planeja uma nova geração

de dispositivos que usará tecnologia de conectividade

de dispositivo sob medida. Um projeto em conjunto é

lançado para definir a nova solução de conectividade de

dispositivo. O resultado do esforço de colaboração é uma

solução econômica e feita sob medida para produção em

escala.

Das três opções, apenas a última leva o processo de design

a um novo nível. A colaboração entre a harting e o cliente

da harting pode alcançar nova otimização de desempenho

e explorar o potencial de economia adicional dos custos,

particularmente durante o processo de desenvolvimento

do cliente. A conectividade de dispositivo faz parte de uma

solução de automação industrial com três conjuntos prin-

cipais de requisitos: o sistema de rede, a instalação de co-

nectividade e a conectividade de dispositivo. Os requisitos

de engenharia na interface do dispositivo são derivados do

sistema de rede. Os requisitos de instalação dependem da

aplicação do cliente. A eletrônica e o design do dispositivo

determinam o método de integração. A harting é envolvida

em todos os três níveis para implementar o conceito de

conectividade de dispositivo. Os resultados confirmam a

conveniência desta abordagem comprometida.

1. o sistema de redeGrupos de usuários como PNO (a organização de usuários

PROFIBUS) geram sistemas de rede, inclusive PROFINET e

outros. Estas organizações definem o desempenho de HF e a

combinação dos requisitos de face. Atualmente há uma cla-

ra tendência para interfaces centralizadas em sistemas que

estão fora do âmbito das comunicações. A PROFINET defi-

niu agora um conector de distribuição de 24 V e o conector

de força de 400 V. A solução para conectores de força de

dispositivo em redes Ethernet IEEE 802.3 é baseada no PoE.

A indústria de engenharia mecânica também especificou

interfaces de distribuição de dados e força na ISO 23 570.

Isto tem conseqüências de longo alcance, e realça a im-

portância do envolvimento da harting nas organizações e

associações da indústria para assegurar que as melhores

soluções de conectividade de dispositivo à prova de futuro

sejam identificadas e implementadas.

2. conectividade de instalaçãoAs organizações e associações da indústria normalmente

só definem requisitos funcionais para conectores, enquan-

to a instalação fica a cargo dos usuários. Produtores de

grandes volumes de maquinário freqüentemente fornecem

conjuntos de cabo pré-fabricados. Se a rede for instalada

no local, a tecnologia de conectividade amigável ao usuá-

rio se torna um fator importante. Conectores plug-in são

projetados para instalação simples, rápida e segura, e sua

funcionalidade é crucial. O harting Han Quick Lock® pode

ser montado no local, mas apesar disso tem uma alta den-

sidade de contato.

Os usuários devem se envolver no desenvolvimento de ou-

tras estratégias de instalação, e os dispositivos têm que

suportar esta tecnologia de instalação. A estratégia de ins-

talação que foi adotada pelos fabricantes de automóveis

alemães é um bom exemplo. Todas as três partes foram

3

1 5

Page 16: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

trazidas conscientemente à mesa para acordar sobre uma

solução ideal para atender necessidades futuras. A estra-

tégia foi implementada em coordenação com o PNO para

assegurar que os aspectos ao nível do sistema fizessem

parte da equação. Os fabricantes de automóveis contribuí-

ram com seus conhecimentos de instalação como usuários.

Os fabricantes de dispositivo e de conectores – inclusive a

harting – estavam à mesa quando a solução foi definida.

3. conectividade de dispositivoUma boa solução de interface desempenha um papel fun-

damental em qualquer estratégia de instalação. Os fabri-

cantes de dispositivos tendem a selecionar conectores que

oferecem a melhor solução para seu produto particular.

Porém, a solução mais simples para o fabricante freqüen-

temente não é a melhor resposta no sistema e contexto do

usuário. Fabricantes de dispositivo diferentes usam conec-

tores diferentes que não são compatíveis entre si.

Naturalmente, as demandas de conectores dos fabricantes

de dispositivos são bem fundadas. A maioria dos disposi-

tivos contém um PCB. Os fabricantes querem conectores

que possam ser montados na placa e soldados junto com os

outros componentes, e a SMT (Tecnologia de Montagem de

Superfície) é a solução padrão. Uma abordagem diferente

é necessária se o conector não for montado no PCB em

uma versão particular do produto. O cabo flexível pode

ser instalado entre o conector e o PCB. Em aplicações IP 67

onde dispositivos têm que operar em ambientes severos de

máquina, a estratégia de encapsulamento é outro fator que

tem que ser discutido com o fabricante de dispositivos.

o pushpull hyBrid da harting: a rede, a estratégia de instalação e o conectorUma ótima estratégia de conectividade de dispositivo tem

que ser baseada na melhor combinação de três variáveis,

isto é o sistema, a conectividade de instalação e a conecti-

vidade de dispositivo no contexto global. Só um fabricante

que esteja disposto a manter um diálogo intensivo com

desenvolvedores de sistemas, usuários e fabricantes de dis-

positivos estará na posição de definir os novos padrões.

Aquele fabricante também precisa oferecer produtos em

todas as três categorias, e ter conhecimentos suficientes

para achar soluções para as complexas questões envolvi-

das. Com base em seu foco estratégico na conectividade

de dispositivos, conectividade de instalação e sistemas de

rede, a harting está se posicionando como um fornecedor

completo de soluções complexas centradas em sistemas.

A tecnologia PushPull da harting já definiu um novo

padrão. Após a aceitação da conectividade de instalação

Han® PushPull na indústria automobilística alemã, a em-

presa está passando agora para o próximo desafio. Uma

nova abordagem é necessária para a instalação de máqui-

na. A migração para a tecnologia de comunicação Ethernet

oferece a oportunidade de simplificar significativamente

a conectividade de máquina. A demanda do mercado por

máquinas compactas que são produzidas em escala vai

acelerar a tendência de múltiplos dispositivos inteligentes

acomodados em um espaço pequeno ao redor de um con-

trolador central. A topologia em estrela oferece eficiência

e desempenho ótimos neste cenário.

Com a topologia híbrida em estrela, o método de distri-

buição de força para os componentes é fundamentalmente

diferente de uma solução de topologia em linha ou anel.

Como a cascata não é usada em uma rede em estrela, a

atual capacidade de manipulação pode ser ajustada para o

dispositivo individual. Em uma rede estrela de máquina,

5 A é suficiente. Esta redução facilita o uso de conectores

híbridos otimizados.

A harting desenvolveu o conector de força PushPull Hybrid

que também suporta comunicações Ethernet. O design mi-

niaturizado do PushPull Hybrid atende as necessidades de

fabricantes de dispositivos que desejam usar o conector em

produtos compactos.

o guia de seleção devicecon – o caminho mais rápido para a solução certa de conectividade de dispositivoA harting sistematizou os três requisitos (sistema, insta-

lação e dispositivo) e os incluiu nas mais recentes infor-

mações de produto no Guia de Seleção DeviceCon, que faz

parte do novo catálogo DeviceCon.

t e c . N e w s 1 6 : A u t o m a ç ã o i m p u l s i o n a a e f i c i ê n c i a

1 6 harting tec.News 16 (2008)

Page 17: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Durante a seleção inicial de um conector, os fabricantes

de dispositivo podem levar em conta todos os fatores que

desempenham um papel durante a integração do conector

ao dispositivo e a instalação do dispositivo pelos usuários,

e também questões que afetam a compatibilidade do dis-

positivo no sistema global. Por exemplo, o Guia de Seleção

mostra que um conector é uma versão de SMT compatível

com PROFINET que usa a conectividade HARAX® amigável

ao usuário para instalação no local. Como os conectores

harting são sempre projetados para oferecer conectividade

ideal dentro do contexto de soluções de automação consis-

Fig. 2: o guia de seleção devicecon

tentes, eles são a plataforma ideal para interfaces de dispo-

sitivo que oferecem o máximo de benefícios aos fabricantes

de dispositivos e aos usuários finais também.

ANDREAS HuHmANNDirector Strategic Marketing, ICPNHARTING Technology [email protected]

mATTHIAS FRITScHEProduct Manager Device Connectivity, ElectricHARTING Technology [email protected]

1 7

Page 18: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

O Projeto Brainstormers foi iniciado em 1998 como um

portal recreativo para o mundo da inteligência artificial.

A meta do projeto é promover a pesquisa sobre agentes

adaptáveis e autônomos em ambientes complexos. O futebol

de robôs foi selecionado por ser suficientemente complexo,

porque sua complexidade se estende além da seqüência de

movimentos para incluir inteligência e trabalho de equipe

num ambiente de jogo competitivo. As equipes de futebol

de robôs jogam entre si no campeonato RoboCup.

A pesquisa funda-se em uma das idéias básicas além da

inteligência artificial, ou seja, os programas de computador

podem aprender autonomamente com o passar do tempo e

tomar decisões corretas baseadas em tentativa e erro.

Prof. Dr. Martin Riedmiller, Dr. Volker Franke, Wilhelm Finke, Frank Tegeler

Campeonato Mundial RoboCupA inteligência artificial está abrindo caminho para uma nova era, na qual os robôs ampliarão seu horizonte além

do chão-de-fábrica para tornarem-se auxiliares em nossa vida diária. A Universidade de Osnabrück e o harting

Technology Group estão trabalhando juntos para ajudar a equipe de robôs da universidade a defender seu título de

campeões mundiais de futebol.

t e c . N e w s 1 6 : L i d e r a n ç a t e c n o l ó g i c a

Os princípios fundamentais além do processo de aprendi-

zagem artificial são conhecidos desde a década de 1990. Os

pesquisadores estão trabalhando atualmente em maneiras

de escalar dos princípios subjacentes para os problemas

complexos que têm relevância prática. O futebol de robôs é

um ponto de partida apropriado, e o Campeonato Mundial

RoboCup proporciona uma oportunidade de tentar novos

métodos e técnicas e de competir contra equipes de pes-

quisa do mundo inteiro.

O RoboCup é um projeto internacional que foi inaugurado

para promover a pesquisa nos campos de inteligência ar-

tificial e de robôs móveis autônomos. O desafio científico

e de engenharia é desenvolver uma equipe de robôs, até

1 8 harting tec.News 16 (2008)

Page 19: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

2050, que possa competir com êxito com campeões mun-

diais humanos.

No campeonato mundial que se realiza todo ano, as equipes

têm a oportunidade de testar seus mais recentes desenvol-

vimentos em um ambiente competitivo e de compartilhar

informações com outras equipes. Esta abordagem assegura

uma rápida e eficiente disseminação da informação.

Consistindo em seis robôs, a equipe Osnabrück Brainstor-

mers joga na Liga de Tamanho Médio desde 2003 e ganhou

os campeonatos de 2006 e 2007. Para ganhar o campeona-

to, os engenheiros tiveram que desenvolver o software e o

hardware de robótica, incluindo o chassi, os atuadores, os

sensores, o computador e a fonte de alimentação.

É aqui que o harting Technology Group entra em ação. A

contribuição inicial da harting está em focar o desenvol-

vimento contínuo do mecanismo de chute.

Este mecanismo é um recurso essencial para um robô com-

petitivo. O robô deve ser capaz de chutar com precisão e em

alta velocidade, em alturas variáveis, que exigem o máxi-

mo dos sistemas de sensores e da velocidade de reação dos

robôs das equipes adversárias. Os robôs devem ser capazes

de passar a bola com precisão, em várias velocidades, o

que é essencial para o trabalho de equipe bem-sucedido.

A maioria dos mecanismos de chute em uso atualmente

atende apenas a um destes critérios. A velocidade máxi-

ma da bola é de 9 m/s, e altura máxima dos chutes é de

pouco mais de 4 metros. Estes dispositivos mecatrônicos

aproveitam uma variedade de fontes de energia primárias,

incluindo energia pneumática, força de efeito mola e meca-

nismos eletromagnéticos. Eles precisam ser muito compac-

tos para caber em um espaço pequeno e devem consumir

pouca energia. Esta aplicação particular também requer a

máxima imunidade contra choques, impactos e vibração,

bem como adequação a padrões de segurança apropriados

para evitar que os espectadores e os operadores sejam ex-

postos a risco.

O grupo harting está avaliando atualmente o desempe-

nho do mecanismo de chute dos robôs com um sistema de

detecção de velocidade, que consiste essencialmente em

barreiras de luz e em um computador. O ângulo de chute

da bola é levado em consideração durante a detecção de

velocidade, e uma câmera de alta velocidade é usada para

a análise de precisão das seqüências de movimentos.

Um novo cilindro de chute foi selecionado em conseqüên-

cia da análise inicial dos dados e do material fotográfico.

O novo cilindro acelerou a bola até o dobro de velocidade

durante os testes iniciais. A equipe está agora procurando

encontrar maneiras de controlar a altura dos chutes.

Mesmo o sofisticadíssimo sistema AI não pode atingir seu

pleno potencial sem a solução mecânica apropriada. Isto

inclui a capacidade de movimentar bem a bola, dependendo

da situação atual no campo de jogo (i.e., variando a veloci-

dade dos chutes). O mecanismo de chute aprimorado terá

esta capacidade no futuro.

O novo mecanismo de chute, juntamente com o softwa-

re de aprendizagem adaptativa aprimorado, melhorou

o desempenho dos robôs. O Brainstormers testará estas

modernas melhorias no Campeonato Aberto RoboCup da

Alemanha, que se realizará em abril de 2008 na Feira de

Hannover. A equipe espera ser capaz de defender seu título

em Hannover.

A colaboração entre o Neuroinformatics Group da

Universidade de Osnabrück e o harting Technology Group

já demonstrou ser altamente benéfica para o Brainstor-

mers. Além de oferecer uma introdução agradável ao

mundo da inteligência artificial para o harting Technology

Group, o projeto também tem um significativo potencial de

aprendizagem e desenvolvimento, podendo-se afirmar com

segurança que num futuro não muito distante os robôs as-

sumirão um número cada vez maior de tarefas atualmente

realizadas por seres humanos. De fato, os robôs já estão

treinando para isto.

Dr. Volker FrankeManaging Director Applied TechnologiesHARTING Technology [email protected]

ProF. Dr. Martin rieDMillerNeuroinformatics, Information Engineering and Cognitive Science DepartmentUniversity of Osnabrück

Frank tegelerMeasurement and Testing EngineerHARTING Technology [email protected]

WilhelM FinkeDirector Measurement and Testing TechnologyHARTING Technology [email protected]

1 9

Page 20: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

t e c . N e w s 1 6 : S e g u r a n ç a

2 0 harting tec.News 16 (2008)

Page 21: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Dietmar Maicz, Walter Gerstl & Britta Rohlfing

Monitoramento Dinâmico de Ativos Ferroviários Máxima Precisão em Alta VelocidadeO monitoramento rápido e preciso da condição do veículo ferroviário desempenha um papel essencial nas atuais

operações de infra-estrutura ferroviária. As unidades de monitoramento ARGOS® fornecem dados precisos e confi-

áveis que são utilizados para avaliar as características operacionais dinâmicas de trens que operam em velocidades

normais. A solução de cabeamento resistente e de alta qualidade da harting reduz o tempo de instalação e produz

vantagens substanciais de preço e desempenho.

3

3

2 1

Page 22: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

t e c . N e w s 1 6 : S e g u r a n ç a

Figura 1: Caixa Metálica harting com o han® Modular Compact e o D-Sub harting em uma carcaça metálica

1. MonitoraMento Da ConDição De ativoS FerroviárioSNo liberalizado mercado ferroviário europeu, todo operador

ferroviário possui o direito de acessar as redes ferroviárias

locais e nacionais (acesso aberto). Os operadores de rede

são responsáveis pela condição de seus ativos. Os operado-

res de veículos ferroviários devem garantir que seus veícu-

los cumpram padrões definidos de qualidade. Entretanto,

os proprietários de veículos ferroviários e operadores de

rede têm interesses conflitantes. Os operadores de veículos

desejam transportar o máximo possível em veículos que

tenham os custos mais baixos. Linhas férreas de baixo

custo, contudo, freqüentemente possuem características

operacionais abaixo de ótimas, e isto tem um impacto ne-

gativo nos custos de manutenção de infra-estrutura. Os

operadores de rede ferroviária preferem cobrar taxas de

utilização da rede com base no efeito real sobre seus ati-

vos. Muitos clientes utilizam a mesma rede ferroviária, e

sistemas automatizados simplificariam em grande escala

a cobrança individualizada.

A ÖBB (Equipe de Pesquisa e Desenvolvimento da Empre-

sa Ferroviária Nacional Austríaca, Infrastruktur Bau AG),

trabalhando em colaboração com a HBM e outros parceiros,

desenvolveu o ARGOS® que ajuda a otimizar a estratégia

de manutenção. Os dados coletados com o ARGOS® também

ajudam os operadores a monitorar a segurança do veículo

ferroviário. A harting foi selecionada como a fornecedora

de sistema de cabeamento deste projeto. A harting possui

muitos anos de experiência na indústria ferroviária e está

apta a entregar a solução ótima sob medida.

2. MonitoraMento ao longo DoS trilhoSO monitoramento ao longo dos trilhos ARGOS® disponibi-

liza uma corrente constante de dados sobre a condição de

veículos e a carga sobre o trilho. A qualidade de cada carro

ferroviário que passa é avaliada, incluindo a condição de

cada roda do trem. A meta do ARGOS® é entregar o nível

de precisão necessário para cumprir qualquer exigência.

Resultados confiáveis e verossímeis aumentam o nível de

aceitação dos operadores e reguladores de veículo ferrovi-

ário. Em muitos casos, a solução de engenharia deve for-

necer uma precisão muito alta para suportar a avaliação

de cumprimento das normas.

“O equipamento de monitoramento ARGOS® não atrapalha

o tráfego ferroviário normal de nenhuma maneira. A com-

pactação, trituração e reperfilamento podem ser realizados

em seções do trilho onde o ARGOS® está instalado.“

Os veículos que são monitorados não precisam necessaria-

mente de equipamentos adicionais, inclusive transponders,

etc. Contudo, é possível utilizar sistemas de ID de veículo

(transponders/RFID) ou sistemas de reconhecimento óptico

de número de veículo como uma opção.

O cabeamento entre o sensor e o sistema amplificador é

exposto a severas condições climáticas e a um exigente

ambiente ferroviário eletromagnético. Desempenha um

papel essencial no contexto geral do sistema.

Conectores de encaixe foram selecionados para reduzir os

custos de ciclo de vida no sistema ARGOS®. Trabalhando

em colaboração com seu parceiro de sistema, a harting

desenvolveu um sistema de cabeamento modular padro-

nizado que oferece tudo das diferentes versões, utilizando

apenas alguns componentes básicos. Este sistema corta

os custos do sistema, reduz significativamente o custo de

estoque de peças de reposição e simplifica o planejamento

e a manutenção do sistema.

A solução sob medida cumpre facilmente as exigências de

curto tempo de instalação ao longo do trilho. As econo-

mias de custo não se limitam às operações em andamento.

O trabalho de instalação é executado principalmente à

noite, e o cabeamento pré-fabricado e testado é de fácil e

rápida instalação no local sem erros. Um sofisticado sis-

tema de marcação reduz significativamente o esforço de

instalação.

2 2 harting tec.News 16 (2008)

Page 23: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

vantagem incomum de que pode monitorar todo o espaço

entre os trilhos. Como resultado, ele reage até em situações

em que a roda está correndo sobre os elementos de fixação

bem próximos aos trilhos.

Um sistema típico possui quatro sensores montados em

série, que são instalados em dormentes específicos, de

modo que também possam detectar eixos descarrilados

em movimentos de saltos (que pode ocorrer em altas veloci-

dades de trem). Testes extensivos demonstraram que o sis-

tema trabalha de forma confiável em velocidades acima de

300 km/h. Como acontece com todos os produtos ARGOS®,

o sistema apresenta extrema facilidade de manutenção. To-

dos os elementos de fixação do trilho podem ser inspecio-

nados e mantidos sem desmontar os sensores de Nível 1.

O Nível 1 é adequado para dormentes de madeira, concreto

ou aço e fundações rígidas de trilho. O sensor de Nível 1

utiliza transdutores de força industrial comprovada, que

estão conectados a peças com placas de metal especial-

mente moldadas. O design mecânico simples e resistente e

as interconexões lógicas de todos os sensores praticamen-

te eliminam a possibilidade de falsos alarmes. O Nível 1

ARGOS® é um sistema simples, confiável e econômico que

detecta confiavelmente eixos descarrilados na aproximação

de áreas de alto risco, inclusive túneis, pontes e desvios.

O sistema harting inclui cabos de alta graduação, prensa-

cabos rosqueados e conectores de encaixe (série de carcaça

Compacta Modular Han, Han® 3 A M com Han® Q 7/0 e

InduCom com D-Sub). O projeto IP 67 oferece a melhor

proteção possível contra choques, vibração, luz solar, po-

eira, chuva, neve e óleo em um ambiente eletromagnético

desafiador. Todo o conjunto de cabo harting, desde o sensor

até o amplificador, está em conformidade com as especifi-

cações que foram definidas pela Hottinger Baldwin Mess-

technik GmbH, empresa que possui a responsabilidade do

projeto dos sensores e sistema de aquisição de dados.

nível 1-4 Do SiSteMa argoS®Dependendo das necessidades do cliente, o sistema

ARGOS® está disponível em quatro versões e níveis de

detecção (vide Fig. 2 a-d): l Detecção de Descarrilamento (Nível 1)l Monitoramento automático de trem (força Q, deformação

de roda) (Nível 2)l Monitoramento automático de treinamento com sensores

de segurança anti-descarrilamento (força Q e Y, caracte-

rísticas de funcionamento de veículo, deformação de roda,

ruídos, aprovação de veículo ferroviário) (Nível 3)l Trilho de teste em curva EN 14 363 (Nível 4)

nível 1: DeteCção De DeSCarrilaMentoNo passado, ocorreram acidentes muito graves em zonas

de alto risco (túneis, pontes, desvios) pelo descarrilamento

de eixos simples que foram arrastados ao lado do trilho

por uma distância considerável. Mesmo

em casos onde não causam acidentes,

as rodas descarriladas causam danos a

longos trechos de trilhos. Se ocorrer um

incidente em uma seção com uma sólida

fundação, os custos de reparo podem ser

muito substanciais.

Visto que é impossível para o condutor

do trem notar o descarrilamento, a única

solução viável é instalar um sistema de

monitoramento ao longo das seções do

trilho que estão em risco.

O Sistema Nível 1 da ARGOS® detecta

descarrilamentos de veículos e passa as

informações para o sistema de sinaliza-

ção. O sistema Nível 1 ARGOS® oferece a Fig 2a: nível 1 argoS® – Detecção de Descarrilamento

3

2 3

Page 24: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

nível 2: Força Q e DeFeitoS na roDaAo medir a força vertical da roda (força quase estática e

dinâmica), o Nível 2 ARGOS® é capaz de detectar anoma-

lias do veículo e defeitos na roda (desvios de geometria da

roda). Essas confiáveis unidades de sensor fornecem um

método de detectar muito mais falhas de veículos do que

é possível com técnicas convencionais de monitoramento

de trem.

nível 3: Y/Q – MeDição De ForçaAlém de oferecer os recursos de Nível 2, a versão de Nível

3 detecta forças horizontais (Y). O sistema coleta continu-

amente dados de força dinâmica

horizontal e vertical.

A detecção precoce de anomalias

de veículo com base em análise

de dados de força e geometria de

roda pode ajudar a prevenir des-

carrilamentos. Similar ao Nível 2,

as estações de monitoramento de

Nível 3 fornecem resultados es-

táveis dentro de no máximo 120

segundos (geralmente 30 segun-

dos) ao centro de operações. As

características anormais de funcionamento que podem

ser detectadas com o sistema ocorrem normalmente em

carros de frete, como resultado de carregamento desequi-

librado ou defeitos na roda. O choque causado por emissões

de ruído proveniente de veículos causa vibração que os

sensores conseguem detectar. Os sensores de alta gradua-

ção, cabeamento e conectores são projetados para suportar

vibração, e isto é uma grande qualidade apresentada por

todo o sistema.

nível 4: trilho De teSte eM Curva en 14 363O uso de pontos únicos de medição já foi um procedimen-

to padrão no passado, porém esta

técnica não consegue detectar in-

teração entre os eixos em veículos

ferroviários de múltiplos eixos.

Isto, por sua vez, pode causar re-

sultados não reproduzíveis duran-

te o teste de aceitação. É necessá-

ria precisão máxima de medição

para fornecer provas legalmente

válidas.

Extensa pesquisa teórica e prática

levou ao desenvolvimento de um

sistema de detecção contínua das

forças Y e Q com precisão sem pre-

cedentes. O Nível 4 ARGOS® refle-

te uma combinação de experiência

tecnológica de medição prática e

experiência de engenharia ferro-

viária. Trata-se de uma solução

Fig 2b: nível 2 argoS® – Carregamento e áreas planas

Áreas planas e não arredondadas em

rodas

composição de trem de carga

Q dinâmico

Fig 2c: nível 3 argoS® – Características Dinâmicas

Forças Y e Q

Forças Y e Q Instabilidade Forças de tração lateral Emissões de ruído

Toque de retirada Agitamento

t e c . N e w s 1 6 : S e g u r a n ç a

2 4 harting tec.News 16 (2008)

Page 25: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

trilho. Estes dados podem

então ser alimentados no

processo de planejamento

e manutenção. O monito-

ramento das reais cargas

a bordo e a condição dos

veículos podem ajudar a

reduzir os custos de ma-

nutenção, especialmente

quando os trens de frete

estiverem envolvidos.

O Nível 2 e 3 ARGOS®

fornecem dados de acordo

com as normas aplicáveis,

e podem automatizar verificações de pontos TSI locais em

uma medida considerável. A confiabilidade e a precisão

dos sistemas ARGOS® podem ajudar a aumentar os níveis

de segurança e a reduzir o impacto ambiental, reduzindo

as emissões de ruído e vibração. Os custos de utilização da

rede ferroviária podem ser alocados aos clientes de forma

mais justa, e tanto os operadores de rede e da linha férrea

se beneficiam dos menores custos de manutenção.

A solução do sistema harting aumentou o subsistema de

cabeamento. O design padronizado e modular acelera a

instalação, reduz os custos de ciclo de vida e facilita a pro-

dução em alto volume dos sistemas ARGOS®.

indispensável para fabricantes de veículos ferroviários e

autoridades de aprovação.

4. PrinCiPaiS reCurSoS Do SiSteMaO Nível 1 ARGOS® é o sistema ideal para detecção de eixos

descarrilados na aproximação de áreas de alto risco na

rede ferroviária, para minimizar ou limitar os danos con-

seqüentes de descarrilamento. A detecção da força Q que

utiliza o Nível 2 ARGOS® pode fornecer informações muito

precisas sobre a condição do veículo (carga do eixo e carre-

gamento inadequado) assim que o trem passa. Ao adicionar

as forças Y e Q à análise, o Nível 3 ARGOS® oferece fun-

cionalidades adicionais para prevenir acidentes e fornecer

dados de alta precisão sobre a interação roda/trilho dentro

de um minuto após a passagem do trem pelos sensores. A

pedido, os Níveis 2 e 3 ARGOS® também podem detectar

defeitos na geometria da roda e veículos que emitem altos

níveis de ruído ou causam vibração de solo.

Os custos de ciclo de vida dos ativos da rede ferroviária au-

mentam drasticamente se os veículos ferroviários causam

desgaste que os trilhos não estão projetados a suportar. Ro-

das com áreas planas podem aumentar significativamente

os custos de manutenção. O mesmo é aplicável a forças

estáticas e dinâmicas em excesso. O novo sistema monitora

constantemente esses parâmetros.

Os dados ARGOS® também podem ser utilizados para de-

senvolver uma estratégia ótima de manutenção de veículo

ferroviário. O ARGOS® fornece um meio de detectar de-

feitos em veículos individuais e progressão de danos no

Fig 2d: nível 4 argoS® – trilho de teste em curva en 14363

>2a+ +2a*

<2a* min16,8 m

4,2 mA posição é selecionável

Campo de medição 1

Campo de medição 2Direção do trajeto

4,8 m4,2 m >3 m

BrITTA rohlFIngMarket Manager TransportationHARTING Technology [email protected]

DIETmAr mAICzProject Director RailwayHottinger Baldwin Messtechnik GmbH, [email protected]

WAlTEr gErsTlMarket Manager Transportation, AustriaHARTING Technology [email protected]

2 5

Page 26: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

O MicroTCA™ poderia, potencialmente, tornar-se um pa-

drão estabelecido em aplicações industriais no futuro. As

vantagens dessa tecnologia incluem fácil escalabilidade

pelo usuário, desenho mecânico compacto e robusto e ex-

celente desempenho. Diversos sistemas que apresentam

exatamente essas vantagens, já estão no mercado.

Entretanto, ainda há um certo debate em relação à conexão

da extremidade da placa. Bases de ouro na borda do PCB

são utilizadas para conectar os módulos AdvancedMC™

a operadora (ATCA®). Esse projeto por muitos anos, repre-

sentou a última geração em ambientes de escritório (PCI e

AGP). Entretanto, aplicações industriais são mais exigentes

e demandam boa estabilidade mecânica, para garantir um

Michael Seele & Gert Havermann

Conectores MicroTCA™ inovadoresAs plataformas de hardware padronizadas AdvancedTCA® e MicroTCA™ estão se tornando cada vez mais populares

nas telecomunicações e aplicações de comunicação de dados, e estão agora também atraindo a atenção para aplicações

industriais. A harting oferece duas estratégias diferentes de conectividade, que tornam esses sistemas robustos o

bastante para suportar ambientes industriais.

contato firme, na ocorrência de choque e vibração. Além

disso, a corrosão causada por ambientes industriais agres-

sivos não deve permitir danos no contato entre as bases de

ouro e o conector de borda.

A experiência do usuário mostra que é difícil manter pe-

quenas tolerâncias no módulo AdvancedMC™, adaptando

a tecnologia de fabricação atual. A largura do encaixe é um

problema. Um módulo com a largura mínima permissível

cria tolerâncias de até 0,25mm o que corresponde a 1/3 da

grade de contato. A norma garante que pelo menos parte

do pino do conector entre em contato com a base de ouro,

porém, há uma margem de erro insuficiente.

t e c . N e w s 1 6 : L i d e r a n ç a t e c n o l ó g i c a

2 6 harting tec.News 16 (2008)

Page 27: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

3

Conseqüentemente, os contatos devem ser mais confiá-

veis. O grupo de tecnologia da harting uniu forças com a

EPT GMBH & Co. KG para desenvolver um conector

AdvancedMC™ que apresente qualidade “con:card+”. Uma

pequena mola, chamada mola-guia, garante que o posicio-

namento definido compense as variações de tolerância.

Ela pressiona o AdvancedMC™ contra o lado oposto do co-

nector. A posição da parede oposta é alterada em direção

ao centro, em 0,75mm reduzindo o desvio potencial entre

eixos simétricos da PCB e o conector em até 60%

A proteção do contAto prolongA A vidA útil. O conector com o card plus obteve melhora em dois recur-

sos para os contatos. Uma superfície muito lisa de contato

impede que as bases de ouro se desgastem rapidamente.

Os testes mostraram que, em comparação ao conector

AdvancedMC™ convencional, há prova de pouco desgaste

nos conectores con:card+ após 200 ciclos de encaixe. Uma

vez danificadas as bases de ouro, os ambientes industriais

agressivos podem provocar corrosão que reduz a confiabi-

lidade do contato.

Um revestimento de níquel-paládio, também é aplicado

para proteger o contato contra o forte desgaste causado pelo

cartão AdvancedMC™. As bordas da base de ouro podem

ter extremidades muito afiadas. Além disso, o conteúdo de

fibra de vidro do material plástico na extremidade chan-

frada da PCB pode causar dano permanente à superfície de

2 7

Page 28: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Figura 1 – A inovadora mola-guia garante um posicionamento definido, impedindo a perda de contato.

Figura 2: Micro seção da base de ouro, cobre exposto e a borda de subcorte estão susceptíveis à corrosão.

Figura 3: As bordas de ouro que foram danificadas ou têm extremidades afiadas podem causar maiores desgastes

no conector durante a inserção.

t e c . N e w s 1 6 : L i d e r a n ç a t e c n o l ó g i c a

contato durante a inserção. Em comparação a uma super-

fície de contato de ouro puro, o níquel-paládio aumenta a

resistência ao desgaste em 30%.

tecnologiA de encAixe por pressão A provA de vibrAçãoPara garantir que um conector resista à vibração e perma-

neça estável nos ambientes industriais severos, o contato

do conector deve exercer força perpendicular suficiente.

Os conectores con:card+ são projetados para criar, no mí-

nimo 0,5 N por contato no final de sua vida útil e isso foi

verificado em laboratório, durante o teste de relaxação. Os

conectores de referência já estavam abaixo de 0,5 N na

entrega. Durante os testes de envelhecimento por tempe-

ratura, os baixos valores iniciais diminuíram ainda mais,

apresentando um risco na aplicação prática.

A tecnologia de encaixe

por pressão é utilizada

para fixar os conecto-

res con:card+ ao painel

traseiro. Isso melhora

significativamente a

resistência ao choque

e vibração, em compa-

ração aos conectores de

contato de superfície

que estão disponíveis

no mercado. Os conec-

tores produzidos com

a tecnologia de encaixe de pressão permanecem

estáveis e continuam fornecendo bons contatos em

ambientes industriais. O processo é rápido e econô-

mico. Não é necessária operação manual na fixação

dos conectores parafusados. Os conectores de en-

caixe por pressão também atendem aos requisitos

de taxa de transferência de dados de 12,5 GBPS .

riscos nA bordA dA pcb Os conectores AdvancedMC™ para sistemas

ATCA® e MicroTCA™ com qualidade card plus são

significativamente mais robustos. Um dos desafios

que os fabricantes de conectores enfrentam é o fato

de só poderem controlar um lado da conexão. A

qualidade da parte de encaixe, ou seja a borda da

PCB AdvancedMC™, só é especificada em termos

gerais. O conector con:card+ deve solucionar a maioria dos

problemas e reduzir em grande parte, os riscos envolvidos.

Entretanto, é necessária uma modificação básica na forma

de um segundo conector, a fim de eliminar certas desvan-

tagens da conexão da extremidade da PCB.

A fim de resolver essa questão, a harting desenvolveu o

plugue AdvancedMC™ que substitui as bases de ouro na

PCB. Ao invés de inserir a PCB diretamente ao conector do

painel traseiro, é utilizado um módulo conector para fixar

a PCB indiretamente ao painel traseiro.

QuAlidAde consistente gArAnte uMA longA vidA útilO plugue foi inicialmente desenvolvido para o Micro TCA

carrier hub e está disponível em duas versões (vide cai-

xa). A primeira versão é o AdvancedMC plug, que pode

2 8 harting tec.News 16 (2008)

Page 29: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

ser utilizado em um módulo AdvancedMC. A principal

vantagem é que o encaixe ao conector do painel traseiro

é feito através de um conector sólido. O PICMG especifica

ouro duro, porém não existe uma definição clara para “ouro

duro”. Assim, há significativas diferenças na resistência

do ouro e a estrutura superficial nos módulos disponíveis

atualmente. As bases de ouro, produzidas através de um

processo de banho seletivo, mostraram cobre sob o acaba-

mento de ouro/níquel. Os ciclos freqüentes de inserção e os

ambientes industriais corrosivos podem facilmente levar à

corrosão. Podem ocorrer ainda subcortes que, em situações

extremas podem resultar na liberação de fragmentos de

ouro, durante a inserção.

A experiência de mercado mostra que os

fabricantes de PCB não conseguem ga-

rantir 200 ciclos de inserção nos módulos

AdvancedMC™. O conector Plug em combi-

nação com um conector con:card+ da harting

é robusto o bastante para suportar 200 ciclos

de inserção, com muito pouco desgaste. Há

também menos stress no conector do painel

traseiro, pois o contato desliza sobre um

gabinete liso, isolado, moldado por injeção,

em vez de ter um atrito com o FR4 em uma

extremidade chanfrada e usinada.

plug deFine A interFAce encAixeAs tolerâncias de moldagem por injeção são

muito mais estritas do que as atingidas na

produção de PCB. As tolerâncias de PCB são

de um décimo de milímetro, enquanto as de

moldagem por injeção são de alguns centésimos de milí-

metro. A lingüeta do plug possui largura máxima permis-

sível e, assim, não há praticamente nenhum jogo quando

um cartão com plug é inserido em um conector de painel

traseiro sem mola-guia.

A fim de obter uma boa estabilidade mecânica, usa-se o

refluxo de “pino no orifício” para soldar o plug à PCB. O

sistema de “pick-and-place” pode inserir o plug na PCB e

ele pode ser soldado em um passo, juntamente com outros

componentes. Apesar da montagem eficiente e estável, o

conector pode ser substituído e isso pode minimizar custos

relacionados à rejeição, se houver dano a uma lingüeta.

O desenho especial e a espessura mínima permissível da

lingüeta reduzem a força de inserção, o que significa mais

uma vantagem. As características de transmissão de si-

nal podem até ser melhores em relação às bases de ouro

na estabilidade da PCB pois, os sinais não necessitam ser

encaminhados através da superfície da PCB. A especifica-

ção limita a espessura dos módulos AdvancedMC™ pois,

o controle da extremidade da PCB só é compatível com a

tolerância de uma espessura mínima (1,6mm – aproxima-

damente 10%). O conector do plug elimina a dependência

dessa especificação pois o plug define a lingüeta e um

cartão de espessura diferente pode ser usado (na medida

em que as dimensões mecânicas dos guias não causem

problema).

conector substituível reduz custos de rejeição Além disso, o desenvolvimento dos conectores plug da

harting contribui para manter os custos baixos. Embora

um conector adicional custe mais inicialmente, diversos

efeitos podem compensar esse custo adicional, em uma

segunda etapa. O revestimento seletivo aumenta o custo

de produção da base de ouro. As estritas especificações de

tolerância também podem causar um grande número de

3

Figura 4: Módulo AdvancedMc™ Module com conector plug.

2 9

Page 30: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

rejeições. A borda chanfrada da PCB

é outra área crítica pois pode cau-

sar danos às bases de contato. Um

layout de placa simples com orifícios

transversais, é suficiente para o plug

harting e essas placas podem ser

produzidas a baixo custo, sem altos

níveis de rejeição. O custo de uma

rejeição pode ser alto, se uma borda

de PCB defeituosa não for detectada

até que a placa seja preenchida com

componentes de alto custo. Um plug

harting em um módulo pode ser

substituído, reduzindo os custos de

rejeição.

O conector de plug é compatível com

as especificações PICMG MTCA.0 R1

e AMC.0 R2 e portanto pode ser utilizado em aplicações

MicroTCA™ e ATCA®. O plug harting também garante que

a conexão nos módulos AdvancedMC™ atenda ao nível de

qualidade definido. O con:card+ da harting oferece aos fa-

bricantes de painéis traseiros uma tecnologia de conexão

muito confiável, e o plug garante os mesmos benefícios

para o fabricante do módulo, tornando o MicroTCA™ e

ATCA® adequado para aplicações industriais.

o McH (MicroTCA™ Carrier Hub) é o modulo de geren-

ciamento do MicroTCA. Para fornecer contato de alta

densidade ele pode ter até quatro lingüetas. A especi-

ficação PCIMG recomenda a utilização de um conector

“empilhável” para um módulo MCH para compensar as

tolerâncias mecânicas. A solução da HARTING é basea-

da em dois conectores diferentes, o AdvancedMC plug é

utilizado para a primeira lingüeta. Até três plugs MCH

podem ser empilhados para esse design modular. Pi-

nos de metal na pilha dão estabilidade mecânica. Está

disponível um adaptador para transferência de dados

em alta velocidade, entre a terceira e quarta lingüetas

(switched fabric).

A HArting tecHnologY group e A ept gMbH & co. Kg vêm trabalhando em conjunto desde 2005 para

melhorar os conectores MC existentes, para aprimorar

a confiabilidade do contato. O resultado desse esforço

conjunto é uma nova geração de conectores de sinais

MC introduzidos pela harting e pela ept e levam o selo

de qualidade con:card+. Com isso, ambas as empresas

garantiram um padrão de qualidade claramente defi-

nido que oferece aos usuários vantagens da dupla fonte

de aquisição.

Fig. 5: pilha de conectores de plug para o módulo McH

t e c . N e w s 1 6 : L i d e r a n ç a t e c n o l ó g i c a

Michael SeeleGlobal Product Manager Metric Connectors, Electronicsharting Technology [email protected]

Gert haverMannSignal Integrity Engineer, Electronicsharting Technology [email protected]

3 0 harting tec.News 16 (2008)

Page 31: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

t e c . N e w s 1 6 : Pa r c e r i a d e s i s t e m a

Ole Christian Ruge

Vanguarda do Ultra-SomOs sistemas de dados e geração de imagens são alguns dos itens mais úteis na caixa de ferramentas de

diagnósticos médicos. A GE Healthcare, sediada em Milwaukee, Wisconsin (EUA) é um dos principais forne-

cedores mundiais. No segmento de sistemas clínicos, a empresa é o maior fornecedor mundial de scanners

ultra-sônicos utilizados em hospitais e consultórios particulares. Desde 2001, a harting fornece backplanes

para os scanners ultra-sônicos da GE Healthcare.

(*) Re: Relatório Klein sobre O Mercado de Ultra-som para Diagnósticos Médicos.

3

3 1

Page 32: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Os sistemas ultra-sônicos tornaram-se o equipamento pa-

drão para diagnósticos médicos e aplicações de histórico

clínico. Os sistemas monocromáticos 2D de antigamente

evoluíram para soluções multicores em 4 dimensões, que

melhoram significativamente a precisão do diagnóstico.

Versatilidade e opções de exibição formam um aspecto,

porém a confiabilidade e escalabilidade do sistema também

são considerações importantes. O projeto e a fabricação de

equipamentos médicos nos EUA devem atender às exigên-

cias de um controle de processos detalhados, por exemplo,

os regulamentos do FDA (Food and Drug Administration).

Esses regulamentos aplicam-se à documentação de produ-

tos e processo, gestão de falhas e mudanças, e qualidade

total (defeito zero). Os fornecedores de produtos a fabri-

cantes de equipamentos médicos também devem atender

a esses regulamentos.

A GE Healthcare desenvolve sistemas inova-

dores de ultra-som para quatro ramos es-

pecíficos da medicina: Radiologia, Gineco-

logia e Obstetrícia, Cardiologia e Aplicações

Clínicas em Emergências e Salas de Cirurgia. A

linha de produtos inclui uma família de sistemas para

cada área da medicina. As unidades de negócios possuem

centros experimentais nos EUA, Áustria, China, Japão,

Coréia, Índia e Israel, e trabalham constantemente para

melhorar e expandir o alcance de produtos.

Os sistemas de ultra-som da GE Healthcare hoje em dia

utilizam algoritmos de varredura de alta velocidade, e ima-

gens em 4 dimensões (o tempo como quarta dimensão). Os

sistemas atuais oferecem melhor ergonomia, em compa-

ração aos consoles convencionais originais, e os usuários

podem optar por 3 opções de ajuste de teclado e monitor. O

desenvolvimento contínuo dos softwares aumentou signifi-

cativamente a facilidade de uso e os sistemas de ultra-som

estão sendo constantemente atualizados para atender aos

mais recentes desenvolvimentos da tecnologia. Embora os

sistemas de ultra-som compactos do tipo laptop estejam

disponíveis há anos, o mercado de sistemas de console con-

tinua a mostrar um enorme crescimento.

harting selecionada como fornecedor de backplanesA harting Integrated Solutions –HIS é um dos líderes mun-

diais na fabricação de sistemas de backplanes para aplica-

ções industriais. Como fornecedor de conectores métricos

de 2mm, a contratada CEM da GE Healthcare, a harting es-

tabeleceu contato com a GE Vingmed Ultrasound em 2001

e pôde oferecer uma solução para um problema fundamen-

tal que havia surgido na produção do que, na ocasião, era

um novo pacote de produtos. A GE VU tinha acabado de

lançar o scanner VIVID 7. O fabricante de backplanes ti-

nha problemas ao pressionar os conectores métricos nas

delicadas placas-mãe banhadas a ouro.

A harting tinha a solução para o problema: A máquina de

encaixe por pressão CPM 2001 totalmente automática. A

GEVU ficou impressionada com a solução e, num processo

de concorrência internacional, a harting foi selecionada

como fornecedora de backplanes para o VIVID 7. A produ-

ção teve início na unidade da harting em Northampton,

no Reino Unido, e a harting na Noruega forneceu os back-

planes ao principal fornecedor de eletrônicos da GEVU na

Noruega, a Ketron ASA.

GE Vingmed Ultrasound VIVID 7

t e c . N e w s 1 6 : Pa r c e r i a d e s i s t e m a

3 2 harting tec.News 16 (2008)

Page 33: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Questões de engenhariaO painel traseiro do VIVID 7 é uma placa de circuito multi-

camada com mais de 40 conectores métricos HM harting.

As placas-filhas são inseridas nos conectores, que garan-

tem 250 encaixes. A GEVU opta pela tecnologia de encaixe

por pressão nos backplanes em vez de soldagem, porque

a pressão garante uma conexão muito mais confiável. A

produção também se torna mais rápida e mais barata, em

comparação com a soldagem.l O encaixe por pressão elimina o choque térmico que ocor-

re durante a soldagem.l As placas de circuito acabadas não precisam ser limpas.l Além do nivelamento da soldagem por ar quente, o encai-

xe de pressão CPM também pode ser utilizado na maior

parte das placas de circuito. l Os contatos de encaixe por pressão podem ser facilmente

retirados durante atividades de reparo

aprendendo na práticaO painel traseiro do VIVID 7 foi um passo importante para

a harting na sua trajetória para se tornar fornecedora in-

ternacional de backplanes. No setor de engenharia, há uma

necessidade de alta densidade de componentes, combinada

com uma superfície muito lisa, pois os dispositivos SMD

(montados em superfície) também fazem parte da equação.

A HIS decidiu instalar sua própria linha de montagem de

SMD. Paul Atkinson, Diretor de Operações da HIS, lembra

que o painel traseiro do VIVID 7 agia como catalisador

para o desenvolvimento contínuo das operações de produ-

ção de toda a empresa. Prevendo a introdução da diretriz

de ROHS, a harting produziu a nova placa de circuito do

VIVID 7 que foi introduzida em 2003 sem chumbo desde

o início.

O VIVID 7 também era um importante projeto de logística

na harting, porque diversos projetos da GE Healthcare se-

guiam esse produto inicial. A cadeia de logística tornou-se

global quando a empresa começou a fornecer backplanes

para o scanner radiológico VIVID 3 e LOGIQ 9 Israelense

em 2002 e 2004. A harting continuou a enviar produtos do

Reino Unido para a Noruega, Israel e EUA.

ge health care – reQuisitos de fornecedor Jan Solid, Gerente de aquisições Estratégicas na GEVU,

chamou a atenção para os rigorosos requisitos que a GE

Healthcare impõe aos fornecedores de componentes es-

trategicamente importantes. Os fornecedores devem estar

sempre preparados para reconhecer e atender a demanda

de forma rápida e eficiente. O painel traseiro é um item

estratégico para a GE Healthcare e é um componente fun-

cional essencial nos sistemas de ultra-som. Um atraso na

entrega desse item tem um amplo efeito negativo sobre o

cronograma de entrega de todo o sistema, e é motivo sufi-

ciente para se evitar o risco.

A fim de explorar totalmente as sinergias entre as linhas

de produto durante o desenvolvimento de um novo sistema,

a equipe de projeto internacional tem a responsabilidade

sobre a pesquisa e desenvolvimento da GE Healthcare. A

qualidade do projeto de painel traseiro e do processo de

produção é um critério essencial no processo de seleção

de fornecedores mundiais da GE Healthcare, que possui

operações de aquisições globais no local. O que a empresa

espera de seus fornecedores estratégicos é excelência na

qualidade de produto e processo, entrega pontual, e me-

lhoria continua de eficiência (redução de custo) durante o

curso do fornecimento. A GE Healthcare esforça-se conti-

nuamente para otimizar sua rede de fornecedores, e para

manter a pressão de inovação e custo.

Desde o início, em 2001, a harting fornece backplanes para

utilização nos sistemas de ultra-som da GE Healthcare. En-

tretanto, isso não é motivo para sentar e relaxar. Jan Solid

lembrou: “Cada fornecedor da GE tem que melhorar con-

tinuamente, em vista da constante concorrência. Nossos

fornecedores devem perceber que precisam ser melhores

que os concorrentes e reduzir continuamente seus custos

de produção”. Como a GE Healthcare desenvolve sistemas

de ultra-som para o mercado mundial, os fornecedores de-

vem ser capazes de entregar seus produtos diretamente a

montadoras de alto nível em todo o mundo.

OlE ChrIstIan rUGEManaging Director NorwayHARTING Technology [email protected]

3 3

Page 34: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

t e c . N e w s 1 6 : S e g u r a n ç a

3 4 harting tec.News 16 (2008)

Page 35: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

3

Dalibor Kuchta & Tomas Ledvina

Sistema de cabos jumper para vagões ferroviários para linha Ethernet redundante – os switches harting suportam a solução especialSistemas de câmeras digitais já se tornaram um recurso padrão em trens de passageiros. Porém, as características

especiais do ambiente de estrada de ferro e as grandes diferenças de especialização entre os diferentes tipos de

trem significa que as soluções podem variar significativamente. O comprimento do trem, a qualidade da transmis-

são e o hardware de rede são aspectos importantes a considerar. A harting oferece soluções especiais robustas e

confiáveis.

O fornecedor tcheco de equipamentos ferroviários LOKEL s.r.o. Ostrava-Hra-

buvka desenvolveu o sistema de câmeras digitais para o novo trem ED74

de quatro vagões. Este trem tem um comprimento total de 80 metros. Para

este trem, a LOKEL fornece o subsistema elétrico incluindo um sistema de

controle e um sistema de câmeras que são conectados pelo switch Ethernet

harting sCon 3100-A. Oito câmeras (duas por carro) são usadas para vigi-

lância online no interior do trem. O sistema registra imagens de todas

as câmeras com qualidade total de vídeo stream (1.2 Mbit/s ou

12 quadros por segundo durante 24 horas). As experiências com

sistemas de câmeras em projetos anteriores revelou a neces-

sidade de substituir a tecnologia analógica por sistemas

digitais para excluir a possibilidade de interferência

na transmissão, especialmente em trens elétricos.

Esta abordagem também simplifica a topologia

de rede inteira. A Ethernet 10/100Base XTX

compatível com IEEE 802.3 e IEEE 802.3u

foi escolhida para a transmissão de

dados e vídeo porque é a solução

mais amplamente usada, e os

componentes estão pronta-

mente disponíveis.

A rede contém os seguintes componen-

tes básicos:

– Servidor de vídeo (transmissão de

sinal de uma câmera analógica para

um stream de dados MPEG-4)

– monitores de PC (para exibir as ima-

gens das câmeras)

– PC Industrial (para gravação)

– Switches Ethernet (para conectar os

diferentes segmentos da rede)

– Módulo de GSM (para acesso à In-

ternet)

A LOKEL s.r.o. desenvolveu o softwa-

re de gravação e o software especial

usado para exibir as imagens gravadas

pelas câmeras.

Um acoplamento automático da Dellner

é usado para conectar as linhas elétri-

3 5

Page 36: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Dalibor KuchtaSoftware Development ManagerLOKEL s.r.o., Czech [email protected]

cas e pneumáticas entre os carros. As linhas elétricas re-

dundantes são instaladas ao longo da composição, e isto

aumenta a confiabilidade da Ethernet.

Porém, para alcançar este nível de confiabilidade, o

problema de usar uma linha paralela na rede Ethernet

10/100Base TX teve que ser resolvido. Em sistemas com

switches Ethernet padrão não gerenciados, normalmente

não se pode usar dois cabos independentes para criar um

link paralelo entre dois nós. Se um único cabo Ethernet se

rompesse em frente ao acoplamento e um HUB fosse usado

para criar o link, as diferenças de tempo da transmissão ou

uma falha poderiam interromper a transmissão do sinal.

Um dispositivo harting sCon 3000 redundante oferece uma

solução satisfatória. Duas portas independentes podem ser

instaladas neste switch configurável não gerenciado. Esta

funcionalidade é chamada de redundância paralela. As

portas selecionadas para os dois switches são conectadas

por dois cabos. Usando a redundância paralela só uma das

duas linhas fica ativa durante a operação normal, e a se-

gunda linha atua como backup. Se houver uma falha na

linha ativa, essa linha é desativada automaticamente e a

linha de backup é ativada sem a necessidade de qualquer

intervenção do usuário.

Esta abordagem simples e econômica é usada para os aco-

plamentos automáticos. Nesta solução, todas as conexões

são redundantes para aumentar a confiabilidade. A experi-

ência mostrou que esta solução trabalha sob todas as con-

dições operacionais sem problemas ou falhas em qualquer

ponto da rede.

Os trens ED74 ainda estão em produção, e a próxima ge-

ração já está a caminho. Esta nova geração vai oferecer

funções e serviços adicionais que serão entregues por uma

rede Ethernet a bordo. Um sistema com quatro câmeras vai

atuar como um espelho retrovisor.

Um fabricante polonês de vagões vem produzindo o ED74

desde 2007. Os trens estarão operando nas linhas Danzig-

Varsóvia e Varsóvia-Lódz respectivamente. 14 carros estão

programados para entrega até 2008.

tomas leDvinaProduct Manager Networks & Connectivity, Czech RepublicHARTING Technology [email protected]

t e c . N e w s 1 6 : S e g u r a n ç a

Fig. 3: Vídeo da cabine de comando do tremFig. 4. Um switch configurável harting sCon 3100-a com redundância paralela

3 6 harting tec.News 16 (2008)

Page 37: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Uma ampla variedade de sinais está presente em sistemas

eletrônicos: dados que estão sendo transferidos de um DVD

para um disco rígido, um sinal de saída de quartzo que

move o ponteiro de segundos de um relógio ou uma conver-

sação telefônica de um telefone celular para outro telefone

em algum lugar do mundo. Conectores eletrônicos de alta

velocidade controlam sinais que são enviados de um chip

transmissor via cabo de cobre, fibras óticas ou ondas de

rádio para um chip receptor. Integridade de sinal significa

qualidade de sinal satisfatória no receptor. O caminho de

transmissão (canal) tem que atender certos requisitos que

incluem baixa perda de inserção, baixa perda de retorno

e baixo cruzamento de linhas para assegurar boa integri-

dade do sinal. Que requisitos devem ser atendidos e até

que ponto depende do protocolo de conexão de dados e dos

semicondutores que são usados.

Soluções baseadas em backplanes atualmente dominam o

mercado de sistemas multi-gigabit. Os sinais são gerados

em um módulo, transmitidos por um conector no chassi e

transferidos por outro conector para um módulo vizinho

que contém o receptor.

Vários protocolos com diferentes taxas de dados por canal

podem ser selecionados para estes sistemas:

– PCI Express @ 2.5 Gbps, 5 Gbps

– Serial Rapid IO @ 6.25 Gbps

– Padrões Ethernet:

– IEEE 802.3ap (10GBASE-KX4) @ 4 x 3.125 Gbps

– IEEE 802.3ap (10GBASE-KR) @ 10 Gbps

Há diferenças significativas nos requisitos mínimos de en-

trada e saída de sinal. As características físicas do canal

(módulos, chassis, conectores, etc.) não estão definidas,

assim cada sistema tem que ser visto de forma indepen-

dente.

Atualmente a harting está desempenhando um papel de

liderança no desenvolvimento da especificação PICC no

PICMG (PCI Industrial Computers Manufacturing Group),

um grupo internacional que inclui cerca de 40 empresas.

O PICC (PICMG Interconnect Channel Characterization)

especifica as regras e definições básicas para o canal de

transmissão. Por exemplo, ele define os componentes do

canal de forma que interfaces uniformes possam ser de-

senvolvidas para fins de simulação e testes. Isto fornece

a base para um intercâmbio sem precedentes de modelos

Gert Havermann

Integridade de sinal em canais de alta velocidadeComo as taxas de dados continuam a subir, os protocolos de links de dados são constantemente atualizados para

suportar taxas de dados mais altas. Os usuários exigem que os conectores multi-gigabit sejam projetados para se-

rem à prova de futuro e compatíveis com a tecnologia que atualmente está no estado-da-arte ou ainda em processo

de desenvolvimento. Como o conector é apenas uma pequena parte do canal, é impossível definir o desempenho da

taxa de dados de um conector isolado, assim vale a pena dar uma olhada de perto no canal.

Fig. 1: Esquema do caminho de transmissão em um sistema de chassi

t e c . N e w s 1 6 : L i d e r a n ç a t e c n o l ó g i c a

3

Transmissor Receptor

PCB do módulo

Conector

Plano de fundo

Canal

3 7

Page 38: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

de simulação elétrica para elementos individuais no canal,

e também permite a comparação justa dos resultados de

teste.

A inFluênciA dos conEctorEs sobrE As cArActErísticAs do cAnAlPerda de retorno, perda de inserção e linha cruzada exer-

cem uma grande influência sobre a qualidade de um canal

em um backplane. A perda de inserção é muito dependente

da conformidade com os requisitos de impedância do siste-

ma e dos materiais selecionados. A linha cruzada é criada

por acoplamento indutivo ou capacitivo entre caminhos de

sinal. O canal em sistemas baseados em backplane consiste

principalmente em trilhas. É bastante fácil projetar o plano

para assegurar que a impedância (geometria de trilha) e

linha cruzada (espaçamento de trilha) atendam os requi-

sitos do sistema. Trilhas curtas e baixa perda de material

PCB reduzem a perda de inserção.

Os conectores no canal deixam margem pequena para

manobra. A impedância de um conector não é constante

devido à complexidade das peças individuais. A impedân-

cia nas terminações (ajuste de prensagem, por orifício ou

montagem de superfície) depende muito do design do PCB.

Os desvios de impedância causam reflexões de sinal e au-

mentam as perdas de retorno. A linha cruzada depende do

espaçamento entre as peças que transportam os sinais.

Densidades de sinal mais altas tendem a reduzir o espaça-

mento. A distribuição inteligente dos pinos às vezes pode

ajudar a minimizar a linha cruzada. A perda de inserção é

relativamente baixa porque os contatos são curtos.

QuAis são As cArActErísticAs distintAs dE um conEctor dE AltA vElocidAdE?Impedância: A geometria de contato deve ser cuidadosa-

mente escolhida para manter o perfil de impedância o mais

plano possível. Como sistemas multi-gigabit usam quase

exclusivamente LVDS (Sinalização Diferencial de Baixa

Voltagem), os contatos devem ser organizados de forma que

o diferencial de impedância seja de 100 Ω. A impedância

dos contatos individuais deve ser de 50 Ω se possível, para

assegurar boa transmissão dos sinais padrão. Seria um

benefício adicional se uma impedância de 75 Ω pudesse ser

alcançada (o que ainda é dado em muitos sistemas).

Linha cruzada: se o espaçamento de contato for insufi-

ciente, a blindagem pode reduzir os problemas de linha

cruzada.

Terminais: Em altas densidades de contato, a causa princi-

pal das descontinuidades de impedância e linha cruzada é

a área onde o conector é fixado ao PCB. Pequenos orifícios

no PCB é a melhor solução por duas razões. A capacitância

dos orifícios é mantida ao mínimo, e deixa o máximo de

espaço para trilhas entre orifícios. Um orifício de diâmetro

pequeno também aumenta o espaçamento entre os furos,

reduzindo assim a linha cruzada. Deixar espaço suficien-

te para o roteamento através do tamanho do conector de-

sempenha um papel importante na integridade do sinal,

particularmente em conectores de chassi, porque espaço

é disputado e a maioria das trilhas é roteada através do

campo de pinos. Colocar mais trilhas em uma camada re-

duz o número de camadas necessárias, e isto por sua vez

restringe os efeitos de pontas.

EFEitos dE pontAs do conEctorOs efeitos de ponta são reflexões causadas por becos sem

saída ao longo do caminho do sinal. Eles estão presentes

em quase todos os conectores e PCBs. Medidas podem ser

tomadas para contornar estes efeitos, mas surge a questão

de onde estabelecer o limite.

Há duas áreas em um conector onde estes efeitos são a

mais pronunciados: no ponto onde o contato é fixado e na

zona de contato. A montagem do contato depende somente

do design do conector, e

portanto é algo que os de-

senhistas podem influen-

ciar diretamente. Em um

conector bem simples,

o contato pode ter um

pino que trava no lugar

no alojamento isolado.

Um sinal passando pelo

contato se divide na base

do pino. A parte do sinal

que entra no pino é com-

pletamente refletida na

ponta. A reflexão, que se Fig. 2: contato com o pino

t e c . N e w s 1 6 : L i d e r a n ç a t e c n o l ó g i c a

3 8 harting tec.News 16 (2008)

Page 39: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

divide novamente na base

do contato e continua na

direção do transmissor e

do receptor, é sobreposta

ao sinal original. Outra

abordagem seria embu-

tir o contato no molde, o

que elimina em grande

parte a necessidade de

um pino.

O efeito de ponta na zona

de contato é amplamente

determinado pelo design

mecânico do sistema no

qual os conectores se-

rão instalados. Em qua-

se todos os sistemas de

backplane, os módulos

são fixados ao painel

dianteiro depois que fo-

ram inseridos. Como re-

sultado, o espaçamento

entre o painel dianteiro

e o conector no módulo,

e também o espaçamento

entre a parada mecânica

do painel dianteiro e o

conector no chassi deter-

minam quão profunda-

mente os dois contatos

são inseridos um no ou-

tro. Os conectores sem-

pre são projetados para

assegurar bom contato,

apesar das tolerâncias do

sistema. A profundidade

de inserção pode variar

facilmente em mais de

2 mm, e o contato de lâ-

mina é estendido para

compensar isto. A parte “supérflua” do contato se torna

então uma ponta (Figura 3), e as reflexões geram uma certa

quantidade de interferência.

As extremidades inclinadas no contato da mola também

produzem um efeito de ponta. O tamanho mínimo da ex-

tremidade inclinada depende das tolerâncias que podem

ser alcançadas durante a produção das peças individuais

do conector. A terminação também é uma grande fonte de

efeitos de ponta que no caso de sistemas de chassi ficam

situadas no PCB.

Backplanes multicamadas têm freqüentemente 24 camadas

e às vezes até mesmo mais de 30. A espessura geral do PCB

varia entre 2,4 mm e 5 mm, dependendo da aplicação. As

camadas de sinal são distribuídas uniformemente na pilha.

Porém, isto significa que as pontas podem ser muito sig-

nificativas para algumas camadas de sinal. Trilhas cegas

podem ser usadas com conectores montados na superfície.

A trilha só conecta a camada externa com a camada de

sinal, ao invés de passar pela placa inteira. PCBs que usam

esta tecnologia com freqüência são significativamente mais

caros e menos confiáveis.

A furação inversa pode ser usada em combinação com a

tecnologia press-fit para remover a parte desnecessária do

Furo Revestido. Uma broca de diâmetro maior é usada para

fazer os orifícios até uma profundidade controlada. A cha-

pa remanescente só se estende logo abaixo da camada do

sinal. A seção prensada do conector deve ser projetada ade-

quadamente, porque a zona de contato tem que ficar com-

pletamente dentro da manga de cobre restante no PCB.

Desenvolver conectores para aplicações multi-gigabit é um

dos maiores desafios no campo da engenharia de compo-

nentes eletromecânicos, e a harting aceitou este desafio.

Alcançar boa integridade de sinal requer um entendimento

muito bom do sistema onde os conectores serão implemen-

tados.

Fig. 4: Efeito de ponta

Fig. 5: trilha com (direita) e sem (esquerda) furação inversa

Fig. 3: contato moldado ao redor, inserido

GeRT HaveRmannSignal Integrity Engineer, ElectronicsHARTING Technology [email protected]

3 9

Page 40: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

3

Os engenheiros que desenvolvem as aplicações de automação industriais de amanhã enfrentam alguns desafios

muito difíceis: menor tempo de lançamento no mercado, melhor escalonabilidade, maior desempenho de processo,

menores custos do ciclo de vida do sistema e aumento na capacidade de reutilização de componentes do sistema para

vários propósitos. A N.A.T. GmbH entrega as aplicações certas, e os conectores Plug harting AMC e MCH oferecem

precisão mecânica e alta confiabilidade nestas aplicações.

Vollrath Dirksen & Uwe Markus

Allrounders – Sistemas MicroTCA™ em aplicações industriais

O padrão MicroTCA™ é baseado na mais recente tecnologia

de barramento serial de alta velocidade. O MicroTCA™ tem

suficiente reserva de força para suportar maior desempe-

nho de CPU, e simplifica o serviço e a manutenção remotos.

Sistemas MicroTCA™ altamente versáteis oferecem uma

ampla escolha de configurações, e têm escalonabilidade

simples. O MCH (MicroTCA™ Carrier Hub) é o centro ner-

voso do sistema MicroTCA™. A N.A.T. desenvolveu um

MCH modular.

O NAT MCH pode ser implementado no sistema como um

controlador de administração simples, ou pode criar um

link para o mundo externo usando a Ethernet ou uma por-

ta serial. A característica de e-chaveamento do NAT MCH

assegura que nenhum módulo que não seja compatível com

o chassi, que exerça uma carga excessiva sobre a fonte de

força ou que crie uma configuração inválida seja inseri-

do no sistema. O NAT MCH também pode ativar alarmes

locais, enviar mensagens externas ou iniciar funções de

segurança predefinidas.

O NAT MCH também pode executar outras funções op-

cionais. Junto com o chassi, ele pode atuar como o back-

bone para o intercâmbio de dados internos em sistemas

MicroTCA™, executando as funções de switch para Giga-

bit e Ethernet de 10 Gigabits, IO Rápida SAerial (SRIO) e

PCIexpress.

Como todos os caminhos de administração, controle e da-

dos se estendem radialmente do MCH para todos os slots,

um MCH totalmente utilizado pode ter até quatro conec-

tores. Os conectores harting facilitam o empilhamento

simples e preciso do módulo MCH. O conector harting no

chassi tem um pino central para maximizar a utilização

t e c . N e w s 1 6 : Pa r c e r i a d e s i s t e m a

4 0 harting tec.News 16 (2008)

Page 41: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

da superfície de contato. Os pinos principais facilitam a

inserção de um MCH com quatro tomadas em um chassi.

A precisão da harting garante a operação livre de falhas

do sistema, particularmente em sistemas que requerem a

funcionalidade hot-swap.

Além do MCH, a N.A.T. oferece uma linha de placas AMC

I/O para sistemas MicroTCA™ e ATCA®. Estas placas AMC

fieldbus são usadas como placas de transporte para módu-

los IP e módulos Hilscher COM na automação industrial.

As placas WAN AMC, incluindo NAMC-8560-8E1/T1/J1,

NAMC-S™-1 e NAMC-S™-4, são placas WAN AMC para

aplicações de telecomunicações. Placas AMC DSP, AMC

FPGA e AMC que contêm DSPs e FGPAs de alto desempe-

nho suportam computação, aquisição de dados e análises

de alta velocidade. A placa extensora NAMC-EXT-PS dá

acesso a sinais entre um módulo AMC e o chassi para pro-

pósitos de teste. A placa extensora passiva tem uma toma-

da harting para a conexão ao chassi e uma tomada AMC

para o módulo AMC em teste. Dois jumpers removíveis são

disponibilizados para facilitar a medição do consumo real

de corrente nos circuitos de Administração e de Carga. Os

sinais AMC no chassi podem ser medidos nos pontos de

teste SMD. A Administração da fonte de força é selecionada

por comutador. A energia pode ser fornecida ao extensor

a partir de uma fonte externa de 12 V mesmo no modo

independente.

Vollrath DirksenStrategic Business Development Manager Gesellschaft für Netzwerk- und Automatisierungs-technologie mbH (N.A.T.) [email protected]

Fig. 1: NAT-MCH: design modular

Plugue AMC A N.A.T. GmbH é especializada em produtos

de alta tecnologia para aplicações de dados

e telecomunicações. A linha de produtos é

voltada principalmente para sistemas in-

corporados, oferecendo soluções que vão

de redes locais (LAN) até redes de área

extensa (WAN). A linha inclui um amplo

espectro de interfaces padrão LAN e WAN

baseadas em hardware unificado, inclu-

sive AdvancedMC™, MicroTCA™, VME,

CompactPCI, PMC, PCI e outros.

Extensões ISDN, SS7, A™ e TCP/IP estão

disponíveis para acrescentar capacidade

de tempo real a plataformas N.A.T. incorpo-

radas. A N.A.T. projetou o Plugue conector

de alta confiabilidade AdvancedMC™ da

harting. Este conector atende as rígidas

especificações de tolerância e elimina pro-

blemas associados a variações de qualida-

de na produção de PCB que podem afetar

o desempenho dos conectores de borda. O

Plugue AdvancedMC™ substitui o conector

de borda de placa, eliminando o risco de

alto desgaste e corrosão. O conector define

a interface mecânica, e permite um contato

seguro que não depende da qualidade do

PCB.

Uwe MarkUsSales & Account Manager ECS & EP, GermanyHARTING Technology [email protected]

4 1

Page 42: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Dr. Andreas Starke

Ethernet em trens de passageirosOs sistemas de bus de dados são empregados em um grande número de aplicações de controle de máquinas e pro-

cessos. Os sistemas embarcados, baseados em tecnologia similar, também são instalados em veículos que se movem

sobre trilhos. Tem-se observado, no entanto, que os volumes de dados brevemente vão exceder a capacidade das solu-

ções existentes. Além disto, a padronização poderia ajudar a reduzir a diversidade dos sistemas em campo. Ethernet

parece oferecer a solução certa, mas os veículos que se movem sobre trilhos requerem uma consideração especial.

t e c . N e w s 1 6 : S e g u r a n ç a

4 2 harting tec.News 16 (2008)

Page 43: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

3

A alta disponibilidade da rede é uma questão de segurança,

que torna a seleção da topologia de rede uma consideração

vital para o projeto. A diferença se inicia com a topolo-

gia da rede física. Em configurações simples em forma de

estrela ou de linha, a agregação de links pode melhorar

a disponibilidade. Linhas múltiplas podem ser instaladas

entre dois comutadores para criar uma conexão lógica. No

entanto, isto proporciona apenas proteção contra falhas em

uma linha. Uma falha nos comutadores ainda causaria a

queda da rede.

A topologia em anel suporta uma rede de alta disponibili-

dade “verdadeiramente” redundante. Uma parada no anel,

causada por uma falha de um simples componente (de lin-

ha ou de comutação) não derruba a rede. Vários circuitos

mesclados, por exemplo, um circuito por par de vagões

ferroviários, pode aumentar ainda mais a disponibilidade

da rede.

Outras diferenças entre os ambientes de escritório e de

ferrovias podem ser facilmente correlacionados ao modelo

de OSI. Começando com os componentes físicos (camada 1),

várias coisas são diferentes nos sistemas Ethernet, que são

destinados a aplicações ferroviárias devido aos diferentes

ambientes operacionais.

O cabeamento entre os vagões ferroviários requer atenção

especial, porque é instalado em uma zona sem proteção. A

colocação de cabos individuais dentro de tubos protetores

de cabos é uma solução comum. Conectores IP 68 monta-

dos em ambas as extremidades proporcionam uma conexão

elétrica entre os cabos e os carros. O cabo de cobre de 100

Ohms, Cat. 5 está em conformidade com os padrões de

inflamabilidade das ferrovias, juntamente com conectores

projetados adequadamente, que são usados para conexões

Ethernet.

Não existe uma diferença essencial entre as redes indus-

triais e de escritórios no OSI de Camada 2. A transferência

de dados por meio de estruturas Ethernet, a priorização de

4 3

Page 44: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

dados (QoS [Quality of Service – Qualidade de Serviço])

e a utilização de etiquetas V-LAN ou de identificadores

para protocolos de nível superior ocorrem nesta camada. O

Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) também roda nesta

camada para eliminar circuitos lógicos em redes redun-

dantes.

Os protocolos compatíveis com IEEE 802.xx existentes

nas camadas superiores do OSI oferecem opções sufici-

entes para atender a maioria dos requisitos. Algumas mo-

dificações e gateways para protocolos existentes (p. ex.,

IEC 61 375) podem ser necessários.

AplicAções:

supervisão de vídeoA supervisão de vídeo é freqüentemente empregada em

trens de passageiros para aumentar a segurança. Os si-

stemas são equipados para converter os sinais analógicos

(que ainda são gerados por muitas das câmeras presente-

mente instaladas) em sinais digitais com a finalidade de

permitir agregação de canais. No entanto, é seguro afirmar

que as câmeras digitais serão empregadas cada vez mais

compArAção entre ethernet de escritório/industriAl e ethernet ferroviáriA

no futuro. Os comutadores ferroviários conectarão estas

câmeras diretamente com a rede.

Um servidor de vídeo fornece funções de gerenciamento

de dados centrais. Os dados de vídeo são roteados direta-

mente para um monitor situado na cabine do maquinista.

O layout da rede deverá suportar performance em tempo

real quando as câmeras forem utilizadas na supervisão

das plataformas.

Uma vez que as aplicações de vídeo requerem largura de

banda significativamente maior, os projetistas de redes

são aconselhados a utilizar o Internet Group Management

Protocol (IGMP). Quando é utilizado em conjunto com as

funções de comutação apropriadas (farejamento), este pro-

tocolo assegura que os dados sejam enviados somente para

os nós que deles necessitam. Esta abordagem reduz a carga

da rede ao mínimo.

sistemAs de informAções Aos pAssAgeiros e entretenimentoAs informações devem ser supridas para os alto-falantes,

leds de exibição e monitores de tela plana que fornecem

informações para os passageiros.

t e c . N e w s 1 6 : S e g u r a n ç a

RecuRso escRitóRio industRial FeRRoviáRio

seção transversal do cabo aWG 22 … 28 (0.34 … 0.08 mm2) aWG 22 … 26 (0.34 … 0.08 mm2) aWG 20 … 22 (0.5 … 0.34 mm2)

Blindagem do cabo não sim sim

estojo do cabo Pvc Pvc ls0H (low smoke <Zero Halogen – Baixa nível de fumaça <Halogênio zero)

conformidade com requisitos de re-sistência ao fogo; material isolante de halogênio e fumaça liberada

conector RJ45 RJ45 M12

Proteção do iP iP 20 iP 30 a iP 67 iP 30 a iP 67

temperatura ambiente 0...50 °c - 20...70 °c - 40...70 °c

impacto e vibração sem requisitos sistema de testes tipo en 60 068 en 61 373

disponibilidade da rede Média alta alta

transferência de dados em tempo real não Parcial Parcial

interferência eletromagnética Muito baixa alta Requisitos especiais definidos na norma en 50 155

vida útil especificada < 5 anos 5...15 anos até 30 anos

voltagem de entrada 230 v ac 230 v ac, 24/48 v dc 24, 36, 48, 72 ou 110 v dc

4 4 harting tec.News 16 (2008)

Page 45: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

O equipamento analógico tem sido tradicionalmente escol-

hido para emitir avisos em trens de passageiros. Sistemas

separados eram usados por painéis de indicativos com leds.

Monitores de tela plana, incluindo monitores embutidos

nos assentos, não estavam disponíveis nos compartimentos

de passageiros. No entanto, estes sistemas são agora muito

populares e a solução Ethernet está se tornando a solução

de rede preferida. Uma abordagem seria implementar uma

rede simples de banda larga para processar dados de todas

aplicações. Isto exigiria um sofisticado sistema de proto-

colos e uma topologia de rede que garantisse que a priori-

dade de pacotes de dados e a possibilidade de funções em

tempo real. V-LAN é uma solução possível. Outra opção é a

instalação de uma rede separada para cada aplicação: uma

para anúncios, uma para exibir informações, uma para

entretenimento em vídeo, etc. Contudo, esta abordagem

não explora as vantagens de uma rede física única (i.e.,

poucos requisitos de cabeamento).

rede de controle de trensAs redes de controle de trens devem ter capacidades de

tempo real. A TCN (Train Communication Network – Rede

de Comunicação Ferroviária), baseada em IEC 61 375, é um

dos sistemas de rede e protocolo que os fabricantes líderes

estão escolhendo atualmente. Dois sistemas de barramen-

to com fiação redundante são instalados: o WTB (Wired

Train Bus) se conecta com todos os vagões do trem, e o

MVB (Multifunction Vehicle Bus), que se liga a todas as

unidades de controle, incluindo as unidades de controle

de tração, frenagem e fechamento/abertura de portas em

um vagão.

Este sistema de bus de dados tem aproximadamente

20 anos e não é mais adequado para atender os requisitos

futuros. O tráfico de registro de dados e eventos geralmente

excede a largura de banda TCN. Fast Ethernet rodando em

100 Mbit/s poderia aliviar o problema. A solução Ether-

net também oferece as vantagens de uma grande base de

conhecimento mundial, bem como de interfaces e ferra-

mentas padronizadas. No entanto, existe a necessidade de

desenvolver soluções que suportem aplicações em tempo

real bem como funções específicas a aplicações de controle

ferroviário, que também assegurem compatibilidade com

os sistemas existentes. Os aspectos de segurança devem

ser levados em consideração em cada passo da fase de im-

plementação.

O padrão WTB, que define um tempo de reação de 100 ms,

poderia agir com um avaliador de desempenho para a cap-

acidade de tempo real de uma nova solução. Isto significa

que uma rede Ethernet, que utilizasse protocolos padrão

IEEE 802 e tivesse a topologia apropriada, seria adequada

para operar um trem. A rede seria também projetada para

lidar com um número suficiente de usuários por segmento

e utilizar apropriadamente a QoS.

Aplicações e protocolos adicionais serão necessários para

proporcionar uma funcionalidade específica para ferrovias.

Uma vez que os sistemas de controle ferroviário não podem

migrar de TCN para Ethernet da noite para o dia, as duas

redes teriam de existir paralelamente por algum tempo.

Os sistemas de controle de veículos ferroviários terão de

trabalhar com ambas as redes, resultando na necessidade

de implementar classes de dados de TCN em Ethernet. A

configuração automática da rede na inicialização do siste-

ma é outro recurso exclusivo das redes ferroviárias. A con-

figuração ferroviária atual, em outras palavras, o número

os tipos e as seqüências de vagões, deve ser levada em

conta e representada logicamente no sistema. Esta é uma

função WTB padronizada, mas uma aplicação equivalente

terá de ser desenvolvida para Ethernet.

estAdo e pAnorAmA AtuAisNa atualidade, a solução TCN, conforme definida na

IEC 61 375, ainda é o principal sistema de barramento.

A IEC/TC9 WG43 está trabalhando no momento para in-

corporar Ethernet. Os primeiros trens a implementarem

Ethernet estão entrando em operação agora. As aplicações

principais são de sistemas de informações aos passageiros,

funções de controle que não estão relacionadas de forma

segura e supervisão de vídeo. O entretenimento de passa-

geiros e o acesso W-LAN virão a seguir. A conformidade

com regulamentações e procedimentos de aprovação levará

algum tempo e ocorrerá vários anos antes que a solução

Ethernet possa ser completamente implementada como o

sistema de barramento de controle ferroviário.

dR. andReas staRkeMarket Manager Transportation, ElectricHARTING Technology [email protected]

4 5

Page 46: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Ethernet é o padrão de comunicação dominante no mundo

empresarial e Automação de TI utiliza o sucesso da Ether-

net. Comunicação eficiente e padronizada é a mais impor-

tante vantagem desta tecnologia. Porém, a conectividade

eficaz só se aplica a sistemas que oferecem compatibilida-

de com Ethernet IEEE 802.3. A Ethernet foi originalmente

desenvolvida para o ambiente empresarial. Por outro lado,

a automação de TI aborda questões específicas da auto-

mação, inclusive o determinismo e o processamento em

tempo real. Extensões compatíveis com o IEEE 802.3 foram

definidas em normas internacionais para alguns sistemas

de automação e estes sistemas podem ser usados na plata-

forma de Automação de TI.

Perfis de automação de ti e comunicação Para aPlicações de automaçãoNa área da automação, a indústria de manufatura está bus-

cando soluções que reflitam as necessidades do processo

de produção. Usuários que atualmente usam o PROFIBUS

e uma ampla gama de perfis de aplicação já não têm acesso

Andreas Huhmann

Ritmo é isso! A automação de TI começa com tudoAutomação de TI é a plataforma de comunicação universal que suporta todos os processos de uma planta industrial.

A harting fez propostas abrangentes, desenvolveu padrões e introduziu produtos, mas a empresa realizou bem mais

que isso. Ela implementou a Automação de TI em sua nova planta própria em Zhuai, China.

a estes perfis com a Ethernet padrão. A Ethernet é princi-

palmente uma solução de comunicações de Camada OSI

1 e 2. Projetos de automação requerem uma solução de

comunicações, mas também precisam de um amplo con-

junto de perfis de aplicação. O real capital das soluções de

automação de hoje está em níveis que ficam mais acima no

modelo do que as comunicações.

Do ponto de vista da automação, a discussão baseada ex-

clusivamente em comunicação é fútil. Mesmo na era da

Ethernet, nenhum perfil terá êxito a menos que possa usar

os conhecimentos de automação que deságuam no mundo

do fieldbus. Estes conhecimentos de automação levaram

mais de 20 anos para evoluir. O mercado continuará usan-

do os perfis que foram desenvolvidos para dois veteranos

do fieldbus, e que sem dúvida ainda serão pertinentes no

mundo da Ethernet. Eles detêm uma fatia de cerca de 2/3

do mercado mundial, e deverão manter uma forte partici-

pação de mercado na era da Ethernet.

t e c . N e w s 1 6 : A u t o m a ç ã o i m p u l s i o n a a e f i c i ê n c i a

Pr

oc e s s o s d a e m P r e s a

eTHerNeT deseN

vo

lv

ime

NT

o

Fa

br i c a ç ã o m a r k e T i N g

aP

l

i c a ç ã o

PlaTaForma

de

c

omuNicações

fig. 1: diagrama de Processo fig. 2: modelo de camada osi

3

Perfis de automação

Perfis de comunicação

Plataforma de Comunicação

Automation IT

Camada de aplicação

Compatibilidade necessária

observância essencial

7. Aplicativo

6. Apresentação

5. Sessão

4. Transporte UDP TCPSuíte

TCP/IP

IEEE 802.3

IP

Ethernet MAC

Ethernet física

3. IP de rede

2. Link de Dados

1. Física

Modelo de Referência OSI

4 6 harting tec.News 16 (2008)

Page 47: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

4 7

Page 48: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

1. ethernet/iPEthernet/IP é o aperfeiçoamento do DeviceNet baseado na

Ethernet, e o perfil de comunicações é baseado nos meca-

nismos de comunicação padrão IEEE 802.3. A Ethernet/IP

trabalha em uma plataforma de comunicações Ethernet

padrão. A ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) re-

moveu a discussão do suporte a aplicações CIP (Protocolo

Industrial Comum) do contexto das comunicações gerais e

usa o CIP separadamente da plataforma de comunicações.

Esta é uma mensagem clara a favor de uma plataforma de

comunicação padronizada.

2. ProfinetPROFINET é um aperfeiçoamento do PROFIBUS. O perfil

de comunicações PROFINET é compatível com o padrão

Ethernet IEEE 802.3. As extensões PROFINET em tempo

real, que implementam um canal em tempo real para apli-

cações de automação na Camada 2 além do canal TCP/IP,

não impõem restrições sobre a arquitetura aberta da plata-

forma de comunicações. Estas extensões podem na verdade

ser necessárias para assegurar a disponibilidade da rede

para aplicações de automação. A harting incluiu explici-

tamente o PROFINET na Automação de TI.

Críticos dos perfis de comunicações mostraram, porém,

que embora as extensões assegurem compatibilidade com

Ethernet IEEE 802.3, neste momento elas não são mutua-

mente compatíveis. Atualmente, um dos perfis tem que

ser selecionado antes da criação de uma plataforma de

comunicações.

sistemas de instalação da automação de ti Aplicações altamente uniformes, por exemplo estações

de trabalho, fornecem a base para sistemas de instalação

universais no mundo empresarial. A infra-estrutura tem

que suportar a utilização flexível do edifício comercial du-

rante o maior tempo possível. Durante o período de uso,

os componentes da Ethernet e os PCs do escritório serão

substituídos várias vezes, mas o incômodo do emaranhado

de cabos não deve ser necessário. Neste contexto, é possível

ver o cabeamento como uma parte da infra-estrutura que

é separada dos componentes da rede Ethernet. Os padrões

de hoje refletem esta situação, e se aplicam a conectores e

cabos ou a componentes da Ethernet como switches.

Esta abordagem seria bem-vinda no mundo industrial, mas

não é comum no ambiente de fieldbus. Uma abordagem

semelhante poderia ser usada com facilidade em edifícios

industriais. Normalmente o cabeamento é instalado antes

dos outros sistemas, e as saídas são disponibilizadas para

conectar o maquinário e outros equipamentos.

Quando se chega ao nível da máquina ou equipamento, a

abordagem alcança seus limites. No mundo da automação,

a rede é mais focada na aplicação.

toPologias de aPlicação da automação.A relação entre cabeamento e componentes da rede Ether-

net se reflete no grande número de topologias que são

necessárias. Em uma Ethernet totalmente coimtada, topo-

logias complexas são sempre uma questão do componente

da rede, porque só topologias em estrela, por exemplo em

máquinas de moldes por injeção, permitem a separação

do cabeamento e dos componentes da rede. Cabeamentos

que usam a topologia em linha, por exemplo em correias

transportadoras, só são possíveis com sistemas como o

PROFINET, que tem switches adequados.

cabeamento da automação de tiCom a Automação de TI, os usuários precisam de uma es-

tratégia de cabeamento satisfatória para a empresa inteira.

A ISO/IEC 11 801 oferece soluções de cabeamento que es-

tão firmemente estabelecidas no ambiente empresarial. A

ISO/IEC 24 702 aborda questões relativas a modificações

em ambientes industriais específicos e topologias em edi-

fícios industriais.

Para atender as exigências de TI empresarial e automação,

a harting e a Leoni Kerpen GmbH propuseram um design

de cabeamento que está em total conformidade com a

ISO/IEC 24 702. Este padrão contém uma definição comple-

ta do cabeamento em um edifício industrial, e é totalmente

compatível com ISO/IEC 11 801. O cabeamento oferece uma

solução eficiente para todas as aplicações de automação

industrial e empresarial, e reflete os conhecimentos com-

binados da Leoni Kerpen e da harting. Exemplos desta

sinergia incluem a Variokeystone da Leoni Kerpen e a tec-

nologia PushPull da harting.

Se a rede do edifício industrial se estender até o nível do

maquinário ou do sistema de produção, então os perfis de

automação entram em cena. As definições de cabeamen-

to específicas estão contidas na IEC 61 784. Por exemplo,

os fabricantes alemães de automóveis desenvolveram um

t e c . N e w s 1 6 : A u t o m a ç ã o i m p u l s i o n a a e f i c i ê n c i a

4 8 harting tec.News 16 (2008)

Page 49: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

padrão de conectividade comum que foi incorporado à

IEC 61784-3-4 como um padrão PROFINET geral. O con-

ceito de conectividade faz uso da tecnologia PushPull da

harting para comunicações e alimentação de 24 V. Nesta

área a harting também trabalhou com seus parceiros de

Automação de TI na criação de uma gama de soluções.

comPonentes de rede da automação de tiDesvincular a Ethernet Industrial da tecnologia de TI pa-

drão é arriscado quando se considera aspectos como se-

gurança, etc. Também há enorme pressão para inovar no

mundo empresarial e de TI, que é a base da criação, aper-

feiçoamento e inovação em tecnologia. A Automação de TI

só pode se beneficiar destes desenvolvimentos.

Inicialmente, a Ethernet Rápida era claramente a solução

preferida pelo mercado industrial, mas a maior largura de

banda da tecnologia Gigabit também está sendo explorada

para aplicações industriais, porque oferece oportunidades

dramáticas de melhorias no desempenho do sistema de au-

tomação. Também há o desenvolvimento e o fator do custo

a considerar. A nova tecnologia de banda larga é parcial-

mente financiada pelos enormes volumes no ambiente de

escritório, e estará disponível a médio prazo pelo mesmo

preço da Ethernet Rápida. Estas novas tecnologias também

estão trazendo novas aplicações como voz e vídeo para o

ambiente industrial.

AndreAs HuHmAnnDirector Strategic Marketing, ICPNHARTING Technology [email protected]

fig. 3: cabeamento em edifícios e dispositivos industriais

A Automação de TI oferece uma plataforma de comunicação

unificada, e alavanca a energia inovadora da tecnologia

Ethernet padrão. A Ethernet no estado-da-arte sempre será

a baliza para o desempenho dos componentes de rede.

O gerenciamento da rede é uma questão fundamental de

uma estratégia de plataforma. Porém, há ferramentas po-

derosas que só trabalham com componentes de rede in-

teligentes. A harting acrescentou componentes de rede

Ethernet que são projetados para uso ao nível do fieldbus

industrial. A harting está comercializando estes compo-

nentes junto com a Nexans Deutschland Industries GmbH

& Co. KG. Estes switches oferecem o desempenho e com-

patibilidade necessários para o gerenciamento eficiente da

rede. O design destes switches atende aos padrões indus-

triais sem comprometer o alto desempenho, o que os torna

o aperfeiçoamento ideal para cabeamento em conformidade

com a ISO/IEC 24 702.

Em contraste com o mundo do fieldbus, o gerenciamento

de rede é um recurso padrão do ambiente empresarial,

assim não há dúvidas de que a administração se tornará

uma característica dos sistemas de automação. Os com-

ponentes da rede Ethernet industrial oferecerão a mesma

funcionalidade de administração atualmente encontrada

em sistemas de escritório. Os switches harting mCon 3000

e 6000 já têm a capacidade do Protocolo de Gerenciamento

de Rede Simples (SNMP) que é necessária para suportar

a administração central. Esta série também oferece recur-

sos que suportam as extensões necessárias para perfis de

automação, inclusive IGMP Snooping para Ethernet/IP, ou

a integração do PROFINET I/O.

A solução de harting aborda os aspectos especiais da infra-

estrutura de edifícios, sistemas de produção e maquinário.

Em colaboração com seus parceiros de Automação de TI, a

harting entrega soluções harmonizadas com total supor-

te a plataformas de comunicações de Automação de TI ao

nível de campo.

Topologia Conector

HARTING PushPull mCon 1000

Han® PushPull mCon 3000

HARTING PushPull Hybrid mCon 6000

Switch

Edifícios industriais

Sistema

Máquina

4 9

Page 50: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Wolfgang Klinker & Anne Bentfeld

Domando dois leões dançarinosO harting Technology Group inaugurou uma nova fábrica em Zhuhai (China). A capacidade de produção adicional

vai melhorar a disponibilidade da empresa para atender o mercado asiático. Um moderníssimo centro de logística

ajudará o harting a expandir sua posição na Ásia. O harting também está implementando um sistema vanguarda

de automação, comunicação e controle.

t e c . N e w s 1 6 : A u t o m a ç ã o i m p u l s i o n a a e f i c i ê n c i a

5 0 harting tec.News 16 (2008)

Page 51: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Cerca de 400 convidados participaram da cerimônia oficial

de inauguração na nova fábrica do harting em Zhuhai, no

dia 19 de outubro de 2007. A família Harting participou da

cerimônia juntamente de oficiais de alto escalão da cidade

de Zhuhai, que se reunidos pelo enviado do embaixador da

Alemanha na China, altos oficiais da universidade local e

vários parceiros comerciais. Oficiais do governo chinês,

convidados da Alemanha, incluindo a Diretoria do grupo

de tecnologia e o prefeito de Espelkamp, Heinrich Vieker,

juntamente com funcionários de Espelkamp, Inglaterra e

outros países asiáticos e de subsidiárias locais também

estiveram presentes para apresentar seus cumprimentos.

A Vice-presidente Sênior Margrit Harting fez a preleção

de abertura. Em consonância com a tradição chinesa, era

também seu dever “domar dois enormes leões dançarinos”.

Em seu pronunciamento, Philip F. W. Harting destacou o

compromisso que as empresas geridas pelos próprios do-

nos trazem para os novos mercados em particular. Philip

Harting é filho de Margrit e Dietmar Harting, dirige as

operações asiáticas da harting de sua base em Hong Kong

há dois anos, na função de Diretor Administrativo para a

Ásia. Em contraste com as empresas de capital aberto, das

quais se esperam resultados de curto prazo, as empresas

familiares têm a liberdade para perseguir metas de médio

e longo prazos.

Meta: liderar o MercadoAs metas do grupo harting na Ásia são definitivamente

ambiciosas. Apesar da concorrência intensa, a empresa

deseja tornar-se líder no mercado de conectores na Ásia.

A unidade industrial em Zhuhai é um grande passo nesta

direção.

Em seu pronunciamento, Werner H. Lauk, Adido de Econo-

mia da Embaixada da Alemanha na China, louvou a consci-

ência que a família Harting tem de suas responsabilidades

sociais e sua abordagem exemplar na seleção de um local

na China. Zhuhai é uma grande cidade em rápido cresci-

mento, com mais de um milhão de habitantes, localizada

na Província de Guan dong. Está a uma hora de Hong Kong

por via férrea e não fica muito distante da antiga colônia

portuguesa, Macau.

A fábrica, que foi projetada por um arquiteto chinês, está

situada na zona industrial e tecnológica da cidade. O gru-

po harting investiu cerca de 12 milhões de euros para

construir um parque de produção e logística de 20.000 m2.

A harting Zhuhai tem atualmente 250 empregados e está

a caminho de dobrar este número. Dietmar Harting, presi-

dente e parceiro do grupo harting, assinalou que o grupo

sabe muito bem o que é necessário para ter sucesso na

Ásia. A empresa mantém operações industriais em Zhuhai

desde 1998. “O investimento na primeira fase de expan-

são é a resposta da empresa à crescente demanda na zona

econômica Ásia-Pacífico. A China é um mercado muito so-

fisticado. Com base em nossa experiência na região, pre-

tendemos nos manter bem próximos de nossos clientes. É

necessário manter um diálogo permanente e direto para

adquirir a sensibilidade para os requisitos e preferências

específicas no país,” explicou Dietmar Harting. A família

Harting cortou a fita vermelha inaugural na companhia

de vários outros convidados e, juntos, inauguraram a nova

fábrica do grupo harting na China. Um aparelho de geo-

metria chinês foi usado para definir a hora exata do corte

da fita às 11h38m. No entanto, não havia tempo a perder

na cerimônia, porque a produção já estava em andamento

antes da abertura oficial.

Seguindo o Modelo aleMão O grupo harting já estabeleceu o seu nome no expansivo

mercado industrial chinês, fornecendo produtos para os

setores de telecomunicações, transporte, engenharia mecâ-

nica e energia. A harting dá ênfase particular à qualidade

e às sinergias entre suas várias unidades de produção. A

empresa fabrica ferramentas de produção e máquinas em

suas unidades na Alemanha. A equipe de gestão da planta

também é alemã.

A inauguração da nova fábrica em Zhuhai reflete o com-

promisso do harting com o desenvolvimento estratégico

da região da Ásia. As operações comerciais da empresa na

China e no resto do mundo baseiam-se na estrita confor-

midade com diretrizes internas de proteção ambiental e

segurança ocupacional.

3

5 1

Page 52: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Dietmar Harting vê outra vantagem estratégica no local de

produção na China. Produzindo no país, a empresa tem a

oportunidade de fabricar produtos de alta qualidade com

custos competitivos com as imitações que são colocadas no

mercado pelos concorrentes, eliminando assim a vantagem

de custeio de copiar produtos diretamente na fonte.

ti de autoMação – a plataforMa de coMunicaçõeS de ciMa para baixo A infra-estrutura técnica e organizacional na planta chine-

sa é de última geração. Cabeamentos Ethernet sem junções

espalham-se pela planta e ligam a rede de IT da harting

ao mundo todo.

Até agora, as vantagens da plataforma sem junções de TI

de Automação da harting foram demonstradas principal-

mente em feiras comerciais. Os planejadores de estratégia

em Espelkamp decidiram pela plena implementação na

fábrica de Zhuhai na China Meridional. Cabos Ethernet

com painéis de correção, Switches, roteadores e saídas

foram instalados em toda a planta, em todos os níveis de

hierarquia, para otimizar as comunicações e o processo

de produção.

Os fluxos de negócio no Grupo de Tecnologia baseiam-se

totalmente em TI. Claus Hilger, Gerente Geral do Grupo

de TI, explica que todas as empresas do grupo harting

estão interligadas com a central de TI em Espelkamp, que

roda em SAP. Todas as aplicações de ERP e movimentos de

materiais no grupo são monitorados e controlados desta

plataforma central.

Enquanto que em outros lugares os sistemas de TI evolu-

íram com o tempo, na planta de Zhuhai houve a oportu-

nidade de trabalhar desde o início em colaboração com a

Cisco. Claus Hilger e Ralph Xia, Gerente de TI da fábrica

de Zhuhai, explica que a LAN em Zhuhai é construída em

torno de uma estrutura de GBit e de conexões de 100 Mbit

com as estações de trabalho nos escritórios e com as má-

quinas de produção que usam cabeamento CAT 6. Aproxi-

madamente 15.000 metros de cabeamento CAT 6 padrão

foram instalados na planta, além de 1.200 metros de cabe-

amento Ethernet harting CAT 6, que operam nos equipa-

mentos de produção do chão-de-fábrica. Um total de 296

saídas de rede foi instalado na fábrica.

Cerca de cabos de correção 300 harting com 2 metros de

comprimento também são usados. Switches Cisco (Catalyst

2960 24/48, Catalyst 3560) e roteadores Cisco (2621 XM)

são empregados no nível superior da rede para aplicações

VPN e WAN, e os Switches gerenciados mCon 7100 harting

IP 67 são utilizados na rede da fábrica.

Em consulta com a TI Corporativa, Ralph Xia e sua equipe

implementaram a rede e as aplicações de TI, incluindo uma

solução integrada de VoIP da Cisco. Largura de banda sufi-

ciente está igualmente disponível para suportar o sistema

de videoconferência planejado. “Nosso próximo principal

fig. 1: instalações do grupo harting em Zhuhai

t e c . N e w s 1 6 : A u t o m a ç ã o i m p u l s i o n a a e f i c i ê n c i a

5 2 harting tec.News 16 (2008)

Page 53: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

fig. 2: aplicação do grupo harting na unidade de Zhuhai: fonte de alimentação pcon 7095-24a e comutador de 10 portas mcon 7100-a

o que é ti de autoMação?TI de Automação é uma plataforma de comunicações uni-

versal para todos os processos em uma empresa fabril.

Para implementar a TI de Automação, os usuários preci-

sam ter uma estratégia de instalação conveniente para

toda a empresa. A ISO/IEC 11801 define soluções de ca-

beamento que são bem estabelecidas no ambiente de TI

de escritório. É necessário algum trabalho, ainda, para

suportar as aplicações de automação. A TI de Automação

oferece uma estratégia de instalação sem junções para

prédios industriais, sistemas e máquinas.

o que iSto Significa para o grupo harting?O portfólio de produtos do grupo harting oferece a me-

lhor solução para atender os requisitos de aplicações dos

usuários em ambientes industriais.

– Conectores, cabos de sistema e saídas industriais que

podem ser reunidos em campo (RJ45 / M12)

– Poder de controlar cabines instalação distribuída (tipos

de alta proteção disponíveis)

– Switches Ethernet otimizados (plug&play) para espaços

confinados em cabines de controle e caixas de termi-

nais.

Famílias de produtos eCon 2000 e eCon 3000

– Switches Ethernet com portas de fibra ótica para supor-

tar redes de sistema que cobrem uma área grande ou

para ambientes críticos de emissão eletromagnética.

Famílias de produtos eCon 3000 e mCon 3000

– Switches Ethernet que oferecem soluções redundantes

que são otimizada para a aplicação (paralela e em cir-

cuito).

Família de produtos sCon 3000

– Switches Ethernet gerenciados com funções de seguran-

ça para conectar sistemas de produção na rede Ethernet

da empresa.

Famílias de produtos mCon 1000 e mCon 3000

– Switches Ethernet dos tipos gerenciado e não-geren-

ciado de alta proteção para implementação em sistema

distribuído e arquiteturas de máquinas.

Famílias de produtos eCon 4000, mCon 4000,

eCon 7000 e mCon 7000

– Switches Ethernet gerenciados e não-gerenciados com

e sem interface de segundo plano, formato de 19“ para

cabines de controle.

Famílias de produtos eCon 9000 e mCon 9000

projeto de TI será a migração das comunicações telefônicas

no grupo harting para a telefonia na Internet (VoIP),” disse

Claus Hilger.

O monitoramento de máquinas é uma aplicação funda-

mental, e já está pronto e funcionando. “Nossos colegas

em Northampton têm um link de VPN com as máquinas

SMD de apanha e colocação em Zhuhai, permitindo-lhes

monitorar remotamente e configurar as máquinas,” explica

Claus Hilger. Apesar das distâncias extremamente longas,

o sistema de TI cumpre todos os requisitos de segurança de

uma empresa global. Hilger acrescenta que “é evidente que

nossa estratégia de segurança baseia-se em uma política

de segurança centralmente definida, que aborda conexões

externas, dispositivos terminais e técnicas de comunica-

ções. O harting utiliza firewalls, administração central de

direitos de acesso, firewalls de clientes e criptografia de

desktop em todos os notebooks e em muitos outros meca-

nismos de segurança.”

Anne BentfeldGeneral Manager Communication and Public RelationsHARTING Technology [email protected]

WolfgAng KlinKerJournalist (Landsberg am Lech, Germany) Chief editor of the mpa journal [email protected]

5 3

Page 54: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

As séries Han-Compact®, Han-Brid® e Han®-EMV foram

desenvolvidas ou modificadas para estas aplicações. A

harting e a unidade de negócios da Siemens responsável

pela tecnologia de circuitos de baixa voltagem desenvolve-

ram em conjunto o sistema de barramento Han-Power® S,

que é fornecido pela Harting. A Siemens fornece os dispo-

sitivos Simatic ET 200 X, ECOFAST, Simatic ET 200pro e

Sinamics G120D, que são usados para o controle distribu-

ído de motores e unidades de câmbio.

Projeto de Porte no AeroPorto de dubAiApós uma série de projetos menores, a Siemens conquistou

seu primeiro contrato de grande porte para sistemas de

acionamento distribuído em dezembro de 2003. A Siemens

vai fornecer um sistema de correia transportadora de ba-

gagem com acionadores descentralizados para o Terminal

III do aeroporto internacional de Dubai.

Acionadores distribuídos (motores junto com os disposi-

tivos de partida e conversores de freqüência) são usados

principalmente em sistemas de transporte de bagagem,

e são implementados desde a área de check-in até a área

de coleta de bagagem. Ao todo 13.000 dispositivos foram

instalados em Dubai. Como um requisito especial em

Dubai, todos estes dispositivos tiveram que ser forneci-

dos em versões com conectores plug-in para minimizar

o tempo que leva para alternar dispositivos quando uma

falha acontece.

Sistemas totalmente automatizados são usados em aeropor-

tos no estado-da-arte para aplicações como armazenamento

temporário de bagagem em trânsito. Estão sendo instalados

sistemas com um comprimento total de cerca de 90 km no

aeroporto de Dubai. Estes sistemas eventualmente pode-

rão processar 15.000 itens de bagagem por hora para os

Fritz Aldag

Parcerias fortes proporcionam maior competitividade na economia globalizadaA harting concluiu um acordo de parceria com a Siemens para o

fornecimento de sistemas distribuídos de automação e acionamen-

to, e aeroportos em Dubai, Seul e Pequim são os primeiros grandes

projetos feitos em colaboração.

A harting é líder na fabricação de conectores, e desde a introdução

das tecnologias de barramento a empresa manteve uma boa relação

de negócios com a Siemens. O foco principal da relação de colabo-

ração está em conectores de distribuição de força e dados para dis-

positivos distribuídos, incluindo módulos de controle de sensores,

motores de partida, conversores de freqüência, unidades de câmbio

e motores.

t e c . N e w s 1 6 : Pa r c e r i a d e s i s t e m a

5 4 harting tec.News 16 (2008)

Page 55: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

70 milhões de passageiros que passarão pelo aeroporto a

cada ano. A logística do aeroporto de Dubai vai ser proje-

tada para atender 8.000 passageiros por hora. Com a intro-

dução de superjumbos como o A 380 e a maior integração

na economia global, espera-se que a quantidade de pas-

sageiros no mundo inteiro aumente, e todos os principais

aeroportos estão se aprontando para lidar com o volume

maior.

O Han-Power® S e Han® Q 4/2 da harting são usados no

sistema de distribuição de energia de 400 V. O Han® Q 8

no motor de partida e o Han® 10 E fornecem conectividade

plug-in para os acionadores. Os cabos pré-fabricados espe-

ciais têm que ser livres de halogeneo, resistentes a óleo e

a incêndios conforme as normas britânicas (IEC 60 332-1,

60 754-2 e 61 034). Além disso, a tubulação protetora adi-

cional livre de halogeneo é requerida para todos os cabos

instalados em qualquer ponto fora dos dutos de cabos de

metal para evitar danos mecânicos à fiação elétrica.

O Han-Brid® Profibus foi selecionado como a solução de

conector para o barramento de dados. A harting forne-

ce o sistema de cabeamento em comprimentos de 0,5 m a

100 m. A harting já forneceu mais de 150 km de cabea-

mento Profibus híbrido desde dezembro de 2007.

Todos os cabos passaram por testes na pós-produção, e um

número de série foi aplicado para facilitar a identificação

do lote e o acesso aos resultados do teste caso algum pro-

blema aconteça mais tarde.

outros Projetos grAndes PlAnejAdos PArA seul e PequimA Siemens conquistou outro contrato grande para a en-

trega de equipamentos elétricos e sistemas de transporte

de bagagem para o aeroporto de Incheon em Seul, Coréia

e o novo Aeroporto Internacional da Capital de Pequim

BCIA, que estará pronto a tempo para os Jogos Olímpicos

de 2008.

Os acionadores destes projetos também terão conectividade

plug-in. O sistema distribuído ECOFAST que usa o Profibus

de variação híbrida será implementado em Incheon. O uso

de fibra HCS especial (silício com revestimento rígido)

garante transferência de dados segura e confiável para o

sistema de passageiros e bagagem em distâncias de até

200 m.

O trabalho de desenvolvimento no projeto BCIA (aeroporto

de Pequim) foi feito virtualmente em paralelo. Uma vez

mais, os engenheiros escolheram a conectividade plug-in,

mas desta vez o cliente e a Siemens decidiram usar o bar-

ramento ASI (interface de sensor de atuador) como solução

do sistema. A Siemens desenvolveu motores de partida es-

peciais para o projeto em suas instalações de Leipzig para

o Controle e Distribuição de baixa voltagem.

A partir de dezembro de 2007, mais de 7.500 m de cabea-

mento do sistema e Han-Power® S foram fornecidos para

o projeto de Pequim. Foram instalados quase 400 postos

de check-in. Um sistema de túneis com 2,1 km fará parte

do sistema de transporte de bagagem de passageiros. Este

sistema transportará a bagagem dentro do aeroporto em

altas velocidades. Apesar das distâncias consideráveis nos

aeroportos grandes, passageiros que chegam em jatos su-

perjumbo (Airbus A380 com 660 a 700 passageiros) poderá

apanhar sua bagagem na área de coleta de bagagem sem

qualquer demora adicional.

Em julho de 2007, uma nova estrutura contratual foi criada

para a parceria intensiva e extremamente bem-sucedida

entre a Siemens e a harting. Sob os termos da Parceria

para Soluções de Automação com a Siemens, a harting

fornecerá sistemas de cabos e conectores para os sistemas

distribuídos de acionamento Simatic ET 200X, ECOFAST,

Simatic ET 200pro Sivacon MCU e Sinamics G120D.

informAções AdicionAis:Use a Localização de Parceiros de Solução (Sistema de

Campo Distribuído) no site da Siemens na Web para obter

mais informações sobre estes produtos no formato pdf. As

duas empresas desenvolveram documentação em conjunto

para estes produtos complementares, que está disponível

no formato pdf no site da harting na Web.

www.harting.com/solution-partner

Fritz AldAgProject ManagerHARTING Technology [email protected]

5 5

Page 56: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

t e c . N e w s 1 6 : L i d e r a n ç a t e c n o l ó g i c a

Gerhard Bentzien & Jörg Hehlgans

Quente nos trilhosOs transponders de identificação por radiofreqüência (RFID) da harting aju-

dam os usuários a não perderem de vista as remessas de frete ferroviário,

e também garantem que o processo continue sem interrupções mesmo sob

condições extremas.

5 6 harting tec.News 16 (2008)

Page 57: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

A precisa identificação e rastreamento é um aspecto es-

sencial da logística e gerenciamento de produção atual.

Entretanto, a tecnologia que é tão útil aos serviços de en-

comenda não estava adequada para carros de frete ferrovi-

ário e seus conteúdos. Os requisitos são muito complexos e

as condições são muito extremas. Os módulos eletrônicos

disponíveis simplesmente não eram capazes de garantir o

rastreamento confiável em condições extremas.

Para cuidar desta questão, a harting desenvolveu os trans-

ponders RFID UHF (Identificação por Radiofreqüência) que

são sólidos o bastante para garantir serviço confiável sob

essas exigentes condições. Os trens de passagem podem

ser precisamente identificados e localizados com os trans-

ponders RFID HARfid LT 86 (HT), permitindo que todas

as pessoas envolvidas rastreiem os carros de frete e seus

conteúdos. Isto pode se traduzir em uma vantagem crucial

3

5 7

Page 58: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Fig. 1: O RFID ajuda a gerenciar operações de logística ferroviária. Identificação de um vagão com escória na unidade de cobre viajando entre o fundidor e a estação de pesagem.

TemperaTuras duranTe

o processo

Vagão de

carga

LocaL de monTagem

do Transponder

Hora

carregamenTo de

escória

1.000 °C 120 °C 10 min.

resfriamenTo duranTe

o TransporTe

900 °C 80 °C 30 min.

resfriamenTo duranTe

a Viagem de reTorno

aprox.

300 °C

50 °C 60 min.

TransporTe ciclos por dia: aprox. 12

Lendo números idDevido às especificações do projeto à

velocidade de aprox. 20 km/h

TemperaTuras exTernas -5 °C a + 40 °CFig. 2: Coberto quase completamente com poeira,

mas ainda fornecendo dados; o transponder HARfid montado em um carro de frete

no mercado altamente competitivo de logística de frete fer-

roviário.

IDentIFICAçãO mesmO em AltAs velOCIDADesVisto que o protocolo EPC Gen2 se tornou um padrão esta-

belecido no mundo RFID e diversos fabricantes oferecem

atualmente transponders de longo alcance para montagem

em superfícies metálicas, as empresas de logística e inte-

gradores de sistemas em todo o mundo estão olhando mais

atentamente para as aplicações de frete ferroviário. A taxa

de dados entre os transponders e as unidades de leitura/

gravação é tão alta no EPC Gen2 que os números de ID

podem ser lidos a partir de trens que estejam passando a

velocidades de 80 a 100 km/h (50 – 60 MPH). Dependendo

do volume de dados, as operações de gravação levam mais

tempo, mas mesmo isso não constitui um problema se hou-

ver tempo disponível suficiente nos terminais de carga ou

pátios de frete.

Contudo, voltando à identificação em movimento, é pos-

sível colocar unidades de leitura/gravação resistentes e à

prova de intempéries em mastros que já estão instalados

ao longo dos trilhos. Os dados podem ser lidos e gravados

nos transponders em linhas férreas a partir de uma dis-

tância de 2 metros. Para reduzir os custos de instalação na

linha ferroviária, é preciso montar dois transponders em

cada carro de frete, de modo que seja necessário apenas

um leitor para adquirir informações dos trens percorrendo

em qualquer uma das direções. Para rastrear remessas, é

suficiente colocar leitores em locais estratégicos como, por

exemplo, estações ou junções e conectá-los em uma rede

utilizando Ethernet industrial.

tRAnspOnDeR pAssAnDO pOR testes em COnDIções seveRAsOs primeiros sistemas de rastreamento de frete ferroviário

que utilizam transponders RFID estão atualmente opera-

cionais. E o grupo de tecnologia da harting assumiu um

importante desafio: transponders de alta

temperatura para um fundidor de cobre.

O integrador de sistema Marie-Benz monta

t e c . N e w s 1 6 : L i d e r a n ç a t e c n o l ó g i c a

5 8 harting tec.News 16 (2008)

Page 59: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Fig. 3: teste de resistência a 1.000ºC: o HARfid bem próximo à extração de escória no alto-forno de cobre.

Fig. 4: HARfid lt 86 (Ht) – o transponder para aplicações de alta temperatura

gerHard BenTzienTechnical ManagerMarie-Bentz, Burgas

esses transponders em carros de frete que transportam es-

cória quente (Figura 1). Os transponders lêem os números

de ID que se originam de uma operação automática de pe-

sagem. Esses números fornecem informações sobre a con-

centração residual de cobre na escória. Com base nessas

informações, o operador da unidade é capaz de melhorar

significativamente a taxa de recuperação de cobre. O siste-

ma de rastreamento também ajusta a melhorar a utilização

de carro de frete e assegura que a capacidade suficiente es-

teja sempre disponível. O emprego da tecnologia RFID está

adaptado aos requisitos do cliente. A capacidade de grava-

ção dos transponders é utilizada quando necessário.

sIstemA De pesAgem DInâmICA De CARRO COm AquIsIçãO AutOmátICA De DADOs sOb COnDIções extRemAs.Onde outros estão relutantes em se envolver, os

transponders RFID da harting fornecem serviço

confiável. As condições são muito severas duran-

te a extração de escória no alto-forno de cobre na

Bulgária (Figura 3). Os transponders passivos

UHF HARfid LT 86 (HT) continuam a funcionar

sem falhas mesmo neste ambiente extremamente

exigente e empoeirado (Figura 2) na presença de

altas temperaturas próximo à escória quente. Um

invólucro resistente e hermeticamente vedado e o

uso de plástico com um ponto de fusão extrema-

mente alto garantem que os transponders resistam

às severas condições sem falha (Figura 4), dia após

dia, o tempo todo.

Desafio:

a meta do projeto foi implementar um sistema auto-

mático de pesagem e identificação de carro de frete,

incluindo o rastreamento de produto.

Data de comissionamento:

junho de 2007, fase de teste continuando até agosto

de 2007

Software: Marie-Bentz, Winscale®

Aplicação:

pesagem, estatísticas de produto, identificação, tem-

po de trânsito do carro de frete

Vagões de carga:

capacidade de carga com peso bruto de 120 TM com

tanque metálico revestido com alvenaria

Produto: escória em alto-forno

Considerações especiais:

Há sobrecarga de carros durante o carregamento, e

portanto, o local de montagem teve de ser protegido

por cima e pelos lados. Os transponders também

foram embrulhados em amianto para protegê-los

contra respingo acidental de escória durante a des-

carga. A distância horizontal entre os transponders

e os leitores é de 5 metros, e a distância mínima en-

tre 2 transponders é de 1 metro para garantir que

os carros possam ser identificados com precisão. Os

transponders que foram montados nas locomotivas

e nos carros de escória continuaram a funcionar

sem falhas desde que entraram em operação.

Jörg HeHLgansDirector Marketing & Sales, MitronicsHARTING Technology [email protected]

5 9

Page 60: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Há um bom motivo pelo qual o governo da Coréia está vol-

tando sua atenção ao sistema de trânsito e às linhas ferro-

viárias. O país do sudeste asiático é a oitava maior nação

industrializada e a que tem o maior crescimento no mundo,

porém, por motivos geográficos, a população está concen-

trada apenas em 30% do território. Mesmo a Coréia do Sul

tendo uma infra-estrutura bem desenvolvida, o crescimen-

to anual de aproximadamente 5% está levando a capacidade

ao limite. A melhoria contínua da infra-estrutura é vital.

Aproximadamente 23 milhões de pessoas vivem hoje em

Seul e nas áreas vizinhas, causando sérios problemas de

trânsito, particularmente durante o horário de pico.

Para fazer frente à situação, a Terra da Manhã Calma terá

de comprometer investimentos significativos em infra-

estrutura nos próximos anos. Os trens representam um

papel importante na rede de trânsito metropolitana. De

acordo com a empresa ferroviária da Coréia do Sul, a

Korail, há planos para investir 2,1 milhões de Euros na

nova equipe de transporte, entre 2006 e 2010, enquanto

aproximadamente 193 milhões de Euros foram reservados

para a reforma de veículos ferroviários durante o mesmo

período. Nova construção e reforma de estações de trem e

depósitos também serão uma grande prioridade. Veículos

ferroviários, componentes e materiais de trilhos, no valor

de aproximadamente 62 milhões de Euros, foram importa-

dos durante 2006. As importações de equipamento de sina-

lização elétrica foram avaliadas em torno de 15,7 milhões

de Euros. A Alemanha foi o maior fornecedor, respondendo

por aproximadamente 30% das importações.

Os projetos ferroviários mais importantes são a expansão

da rede de alta velocidade (KTX e TTX), uma importante

extensão das linhas metropolitanas em grandes centros

urbanos, tais como Seul e Busan e o desenvolvimento de

trens maglev de baixa velocidade, com orçamento em tor-

no de 333 milhões de Euros até 2012. O governo planeja

dar prioridade ao desenvolvimento de tecnologia nacional

nesses projetos. Entretanto, os parceiros estrangeiros são

bem-vindos, particularmente onde houver necessidade de

tecnologia sofisticada.

Os produtores da Coréia do Sul também planejam ampliar

as exportações. Os grandes fabricantes de equipamentos

ferroviários, Hyundai-Rotem e Woojin Industrial Systems,

estão aumentado seu foco no mercado mundial. Os projetos

de referência, como o Trem Leve de Superfície, estão rece-

bendo prioridade de visibilidade total.

A Korea Railway & Logistics Fair, que ocorre a cada dois

anos, transformou-se em um evento sinalizador para a

indústria ferroviária nacional nos últimos anos. Um total

de 150 expositores apresentou seus produtos na feira de

2007, em Busan, e a Alemanha enviou o maior contingente

estrangeiro. O Trem Leve de Superfície (LRT), que também

é conhecido como LRV (Veículo Ferroviário Leve), também

estava em exposição.

O Trem Ferroviário Leve é produzido pela Woojin e é o

resultado de um projeto de desenvolvimento de sete anos,

no valor de $51 milhões, por parte do Korea Railroad

Research Institute (KRRI). A meta era desenvolver o Siste-

ma de Trânsito de Guia Automatizado da Coréia (K-AGT),

que servirá como sistema de trânsito público, em Busan, a

partir de 2010, substituindo os outros meios de transporte

como ônibus que prejudicam o meio ambiente. Os projetos

do LRT também estão em discussão em Seul.

O LRT foi desenvolvido pelo Korea Railway Research

Institute (KRRI) em cooperação com a Woojin Industrial

Systems Co., Ltd, que tem um relacionamento próximo com

a harting Korea Ltd. A via férrea do metro de alta velo-

Byoung-Jeen Jone, HeeSam Choi & Holger R. Dörre

A revolução no metrô asiáticoA Coréia do Sul embarcou em uma reforma radical de seu sistema de trânsito metropolitano. O Trem Leve de Super-

fície (LRT) (sem intervenção humana) é atualmente um dos projetos mais importantes na Terra da Manhã Calma. O

LRT é fabricado pelo Woojin Industrial Systems, e pretende substituir os ônibus. A harting tem atuado ativamente

como principal parceira da Woojin por muitos anos.

t e c . N e w s 1 6 : E n t r e t e n i m e n t o

6 0 harting tec.News 16 (2008)

Page 61: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

cidade e alta confiabilidade é equipada com um sistema

automático de operação de trens.

A linha férrea apresenta excelentes capacidades de am-

pliação, características de manuseio de curvas muito boas

e projeto adequado ao meio ambiente. O LRT utiliza pneus

de borracha e se movimenta em trilhos feitos de concreto

moldado. Isto reduz significativamente os custos de cons-

trução e, em particular, o custo da via ferroviária.

A harting tem uma boa reputação na indústria Sul

Coreana, há anos. Diversas empresas coreanas orientadas

à exportação, nas indústrias de transporte, fabricação de

automóveis e engenharia mecânica e, mais recentemente,

na indústria de energia renovável, utilizam os produtos

da harting. Produtos de conectividade da harting inova-

dores e de alta qualidade também estão sendo utilizados

nos projetos do LRT.

A harting esteve envolvida no trabalho de desenvolvimen-

to em um estágio inicial do projeto. A harting foi escolhida

para fornecer o conjunto completo de produtos de conecti-

vidade, pois a empresa é capaz de atender aos requisitos

de sistema de trânsito sem condutor. A harting também já

contribuiu com diversas soluções:

1. O motor de tração é equipado com um Han® K3/2 que é

utilizado para conectar o motor à fonte de alimentação.

Esta solução permite a conexão do motor em um espaço

muito compacto. Terminais de rosca axial reduzem o

tempo de instalação ao mínimo.

2. Han® Coax E em combinação com as tampas de proteção

e compartimentos Han® 48 HPR é a mais eficiente solu-

ção de conexão de jumper para transmissão de sinais de

áudio e vídeo ao Sistema de Informação de Passageiros

(PIS) através de cabo coaxial.

3. O Switch Ethernet ESC 67-10 TP05M também é utili-

zado a bordo do trem, para o sistema de informação de

passageiros.

4. O DIN 41 612 é nossa solução comprovada para o Sistema

de Controle de Trem (TCS).

O principal argumento em favor da harting foi a experi-

ência da empresa e sua habilidade de oferecer e entregar

aos clientes soluções completas. A harting também pode

fornecer produtos de conectividade convencionais, inclu-

sive conectores e comutadores Ethernet para sistemas de

informação de passageiros. Esses sistemas agora se torna-

ram um recurso indispensável para os trens de hoje.

Fig. 1: A revolução no tráfego do Metrô Asiático – Trem ferroviário leve

Fig. 2: Conexão de jumper com Han® Coax E

Holger r. DörreManaging Director KoreaHARTING Technology [email protected]

HeeSam CHoiBusiness Manager KoreaHARTING Technology [email protected]

Byoung-Jeen JoneGeneral Manager R&DWoojin Industrial Systems Co., Ltd. - Seoul

6 1

Page 62: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Novas soluções em sistemas estão ajudando a capacitar as empresas a

aumentarem seu faturamento e melhorar a disponibilidade no setor de

energia eólica. O fato de a energia eólica estar se tornando uma das prin-

cipais fontes de energia destaca a importância destas novas soluções.

Jürgen Michaelis, Heinrich Schmettkamp & Udo Schoss

Soluções de sistema harting energia eólica

6 2 harting tec.News 16 (2008)

t e c . N e w s 1 6 : S e g u r a n ç a

Page 63: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Corporações multinacionais estão agora definindo a dire-

ção do setor de energia eólica. O desejo da comunidade polí-

tica de fazer a transição para recursos renováveis é um dos

fatores que estão dirigindo esta tendência. Isto fará com

que os jogadores do mercado que são capazes de concluir

seus projetos domésticos e internacionais transformarem

grandes projetos em realidade. No mundo todo, o setor es-

pera crescer na casa de dois dígitos nos próximos anos.

A harting mantém um relacionamento colaborativo de

longa data com fabricantes de sistemas de energia eólica e

seus fornecedores. A empresa trabalha numa relação muito

próxima com fabricantes e fornecedores para desenvolver

novas e inovadoras soluções de sistemas. Todos os sistemas

harting estão em conformidade com os exigentes requisitos

do setor de energia eólica. Os sistemas são projetados para

operar em temperaturas que variam de -40 °C a +80 °C

e para proporcionar alta imunidade mecânica e elétrica

contra a tensão rotativa, vibração e impacto. Os exemplos

mais recentes são um acoplamento de plug-in de anéis des-

lizantes e uma bateria recarregável de reserva com pilhas

iônicas de lítio.

Parte 1: O acOPlamentO Plug-in de anéis deslizantesAnéis deslizantes conectam o hub (rotativo) com o nacelle

(estacionário) e fazem parte da lista de componentes que é

regularmente substituída em sistemas de energia eólica.

O novo acoplamento plug-in simplifica a instalação e a

substituição dos anéis deslizantes, reduzindo assim o

tempo de parada. Os anéis deslizantes podem ser trocados

durante uma rotina de manutenção sem interferir no sis-

tema de arremesso nem exigir a desconexão de nenhum

cabeamento. Nenhuma ferramenta especial é necessária.

Dois parafusos de aço inoxidável em dois embuchamen-

tos de latão atuam como guias durante a operação de aco-

plamento. Depois disto, duas estruturas de ancoragem

Han® com rolamentos flutuantes e estruturas articuladas

Han-Modular® garantem que os contatos elétricos fique

precisamente alinhados, assegurando a alta confiabilidade

operacional da conexão. Fig. 1: acoplamento de anel deslizante

Pronto para anel ou rolamento (anel deslizante)

Barreira térmica (para a caixa de mudança)

Parte B

Parte A

Além de oferecer uma conexão elétrica, o acoplamento de

anéis deslizantes harting possui uma barreira térmica

incorporada que proporciona proteção adicional contra

temperatura excessiva de aquecimento de óleo. Os siste-

mas de geração de energia existentes pode ser facilmen-

te adaptados para funcionar com o acoplamento de anéis

deslizantes.

A interface entre as partes A e B (fig. 1) proporciona proteção

IP 65 contra borrifamento de água. O envoltório é uma mol-

dagem de alumínio resistente, feito de uma liga especial.

A interface elétrica, que transmite os sinais para o sistema

de controle de arremesso no hub, baseia-se em encaixes de

contato Han-Modular®. A interface tem 100 módulos A para

transmitir energia trifásica, bem como um Han®-Quintax

para barramento de fio 2x4 (de CAN-Bus a Fast Ethernet),

e também transmite 24 sinais de controle. O número de

sinais de controle pode ser aumentado para 34, utilizando-

se os módulos DDD Han® (fig. 4).

O acoplamento é fornecido como uma solução completa,

que inclui o conjunto de cabos no comprimento requerido.

As duas partes são montadas e testadas separadamente.

A parte A é instalada no sistema de geração de energia

eólica. A parte B é inicialmente conectada no anel desli-

zante. As vantagens da tecnologia plug-and-play tornam-se

3

6 3

Page 64: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

rapidamente visíveis no local. As duas partes precisam

apenas ser conectadas durante a fase de início de opera-

ção, eliminando a necessidade de demoradas instalações

ou montagens no local (fig. 3).

O mesmo se aplica à atividade de manutenção. Os enge-

nheiros de manutenção precisam apenas desapertar quatro

parafusos, remover o anel deslizante desgastado e instalar

o novo. O sistema de geração de energia eólica pode ser

reconectado na grade sem paradas significativas. O anel

deslizante desgastado pode então ser recondicionado na

oficina ou na fábrica.

A simulação retroage ao estágio conceitual para otimizar o

projeto. Protótipos virtuais podem ser criados para proje-

tar peças que suportam alta corrente e vibração excessiva

e proporcionam boa estabilidade. A análise de elementos

finitos foi usada para otimizar e verificar o projeto do aco-

plamento.

Um peso de 150 kg foi colocado na extremidade do anel des-

lizante para simular diferentes cenários de carga (fig. 2).

A solução inteira foi projetada para suportar as cargas que

podem ocorrer durante as atividades de início de operação

e manutenção. Os valores simulados foram avaliados nas

primeiras amostras de artigos no renomado laboratório

harting, o que, neste caso, significou um teste de carga

mecânica. Os resultados mostraram que os valores reais

foram significativamente melhores do que o modelo teórico

havia indicado.

Parte 2: a caixa de bateria de reserva recarregável – lítiO Para O cenáriO de PiOr hiPóteseExistem outras oportunidades de aprimoramento das uni-

dades de armazenagem de energia que fornecem energia

para o sistema de arremesso nas turbinas eólicas. A ener-

gia de reserva garante que as lâminas do motor possam

ser reposicionadas no caso de falta de energia durante uma

tempestade ou de qualquer outro evento catastrófico. Neste

tipo de emergência, a turbina deve ser interrompida com

muita rapidez, e as lâminas do rotor devem ser retiradas do

Hub

Caixa de mudança Anel deslizanteParte BParte A

Nacelle Para a caixa superior

Fig. 3: Princípio operacional (posição de serviço) Fig. 4: estrutura articulada han-modular® com guias. visão do conector.

Estruturas de ancoragem Han® (rolamentos flutuantes com elementos de guia)

Módulo de energia Han® (100 A) com terminais de parafusos axiais

Módulo Han DD® com 24 sinais de controle

Barramento de fio 2x 4 Han®-Quintax

Plugue de alinhamento V2A

Embuchamento de guias MS

Estrutura articulada Han-Modular® com guias

Lacre de revestimento (IP 65)

t e c . N e w s 1 6 : S e g u r a n ç a

Fig. 2: carga simulada de 150 kg

[mN/mm2]

6 4 harting tec.News 16 (2008)

Page 65: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

contato com o vento em poucos segundos. Esta funcionali-

dade é muito importante, porque uma falha no sistema de

arremesso pode causar perda total da turbina eólica.

Cada eixo do sistema de arremesso move-se para a posição

neutra em caso de emergência. Uma turbina eólica tem

três unidades modulares de bateria, e um projeto modular

facilita sua substituição.

As soluções de armazenagem de energia convencionais,

como baterias de ácido plúmbeo, não são a solução ideal

para um projeto compacto e para uma vida útil longa e

livre de manutenção. A nova unidade de baterias de re-

serva da harting vem com pilhas iônicas de lítio, que são

altamente imunes ao tipo de rotação e vibração que ocorre

nas turbinas eólicas.

Um sólido envoltório de folha metálica revestida propor-

ciona uma proteção eficaz contra tensão térmica e pre-

vine o contato com componentes perigosos. A tecnologia

de conectores harting reduz a resistência interna para

RI < 24 mOhm.

Fig. 4: estrutura articulada han-modular® com guias. visão do conector.

A bateria de reserva fornece 180 A na tensão nominal de

86.4V. O projeto suporta outras voltagens e grandezas de

corrente. As 24 pilhas iônicas de lítio são conectadas em

série. O sistema tem um gerenciamento de baterias (BMS –

battery management system) e já vem pronto para fornecer

energia de reserva. Uma chave de alta corrente com baixa

resistência de contato assegura a mudança controlada de

tensão no sistema de arremesso quando este se encontra

no estado de operação.

Um Barramento CAN Bus (D-Sub, 9 pinos) cuida da comu-

nicação com a unidade de controle central. Outras inter-

faces estão disponíveis para monitoramento e configura-

ção. O status do BMS pode ser acessado por meio da porta

RS232 (D-Sub, 9 pinos). A funcionalidade de hiperterminal

fornece informações de status em cada bateria.

Uma interface Han® 3 A proporciona monitoramento re-

dundante do status de carga da bateria. A tensão de con-

trole de 24 V é fornecida por meio de um segundo conector

Han® 3 A.

Foi dada atenção especial aos efeitos de vibração e impacto

em resistência ao contato, durante testes no renomado la-

boratório harting, durante a fase de engenharia. O objetivo

era projetar os contatos e as seções transversais de fios

para um desempenho ótimo sob condições extremas.

Os padrões a seguir foram usados durante a fase de pro-

jeto:l Vibração DIN EN 60 068-2-6l Impacto DIN EN 60 068-2-27l Choque DIN EN 60 068-2-29l Vida acelerada DIN EN 61 373

Estruturas de ancoragem Han® (rolamentos flutuantes com elementos de guia)

Módulo de energia Han® (100 A) com terminais de parafusos axiais

Módulo Han DD® com 24 sinais de controle

Barramento de fio 2x 4 Han®-Quintax

Plugue de alinhamento V2A

Embuchamento de guias MS

Estrutura articulada Han-Modular® com guias

Lacre de revestimento (IP 65)

HEINrICH SCHMEttkAMPProject Manager VAB, GermanyHARTING Technology [email protected]

JürgEN MICHAELISKey Account Manager System IntegrationHARTING Technology [email protected]

UDo SCHoSSDirector Project Management VAB, GermanyHARTING Technology [email protected]

6 5

Page 66: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

t e c . N e w s 1 6 : A u t o m a ç ã o i m p u l s i o n a a e f i c i ê n c i a

6 6 harting tec.News 16 (2008)

Page 67: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Andre Beneke

Outra boa idéia!Não ocupa mais espaço que uma conexão crimpada, manuseio rápido e simples, a conexão segura que você espera.

O Han-Quick Lock® da harting utiliza a nova tecnologia de mola de retenção radial em conectores industriais.

O Han-Quick Lock® é ideal para altas densidades de contato, oferecendo uma grande vantagem em relação a outras

tecnologias de conexão. Nenhuma outra tecnologia é tão simples, compacta e rápida. A única ferramenta necessária

para montagem é uma chave de fenda.

O mercado se rendeu aos conectores industriais Han® da

harting porque eles oferecem alta qualidade e são ade-

quados para uma faixa de aplicações bastante ampla. Es-

tes conectores robustos são utilizados principalmente em

aplicações industriais e que são ideais para a fabricação

flexível de carros e projetos de máquinas modulares. Você

os encontrará em trens, sistemas de geração de energia

eólica, elevadores, guindastes e até em máquinas de produ-

3

6 7

Page 68: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

ção de semicondutores. Cada uma destas aplicações possui

seus próprios requisitos de conector específicos, inclusive

tamanho, classe de proteção e características de transmis-

são elétrica.

Esta variedade é refletida na tecnologia do conector, na me-

dida em que as aplicações exigem diferentes soluções. Para

complementar a tecnologia estabelecida que a harting ofe-

rece há anos, a empresa adicionou outra opção inovadora à

faixa de produto, a saber, o conector Han-Quick Lock®.

A nova linha da harting oferece muitas das vantagens da

tecnologia de crimpagem, porém reduz significativamente

o esforço envolvido. Os conectores que utilizam tecnologia

de crimpagem possuem uma alta densidade de contatos,

porém têm a desvantagem da necessidade de uma ferra-

menta especial. Há outras tecnologias que não exigem uma

ferramenta especial. Uma simples chave de fenda é sufi-

ciente para os conectores com terminação por parafuso,

porém esses conectores são relativamente grandes. Para

um ótimo custo e desempenho, as máquinas precisam ser

pequenas e compactas.

Pequeno requisito de esPaçoOs conectores Han-Quick Lock® possuem praticamente os

mesmos requisitos de espaço que os conectores crimpa-

dos. Entretanto, é necessária apenas uma simples chave

de fenda para fixar e soltar os filamentos. Além disso, a

resistência à vibração é comparada aquela dos conectores

com terminação por parafuso.

Tecnicamente falando, o Han-Quick Lock® é um grampo de

mola radial que retém os filamentos do cabo contra a ex-

tremidade de um cone central, criando uma ampla área de

contato que garante uma boa conexão elétrica. O grampo

de mola é projetado para a máxima resistência à vibração.

A ponta que é visível quando você olha no atuador de ter-

minação é utilizada apenas para espalhar os filamentos e

não para fazer contato com o condutor.

A montagem é muito fácil, você simplesmente remove o iso-

lamento no conector e insere os filamentos no Han-Quick®.

A seguir, você usa uma chave de fenda para pressionar

para baixo o atuador, e pronto. Você deve realizar uma

verificação visual para garantir que a conexão esteja firme.

Para abrir o conector novamente, você simplesmente solta

o atuador com uma chave de fenda.

Ótimo controleA posição do atuador também facilita a inspeção visual. O

atuador deve estar no mesmo plano que a carcaça isolada,

assim você só precisa realizar uma verificação visual para

ter certeza de que a conexão está firme. Como é necessária

muito pouca força para inserir os filamentos do cabo, você

pode inserir filamentos muito finos sem curvá-los.

O mesmo conector pode ser fixado muitas vezes. A força de

retenção do conector é comparável àquela de um conector

de terminação por parafuso. Entretanto, há limitações. O

Han® PushPull Power 4/0 com tecnologia de terminal Han-quick lock®

Han® q12 com terminal terra de segurança Han-quick lock®

6 8 harting tec.News 16 (2008)

t e c . N e w s 1 6 : A u t o m a ç ã o i m p u l s i o n a a e f i c i ê n c i a

Page 69: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Han-Quick® não é adequado para condutores sólidos, mas

eles não são normalmente encontrados em aplicações de

conector industriais de qualquer modo.

A harting atualmente oferece a tecnologia Han-Quick® em

conectores para seção transversal de condutor entre 0.5

e 2.5 mm2. Versões para seções transversais adicionais

estão atualmente em desenvolvimento. O PushPull 4/0,

Han® 4A e o Han® Q5/0 são os primeiros produtos que

estão disponíveis com a tecnologia Han-Quick Lock®. O

PushPull 4/0 é um conector de energia que apresenta tra-

vamento PushPull. Ele possui quatro contatos de energia

mais um terra de segurança e está classificado em 16 A

230/400 V. Este conector é ideal para a montagem direta-

mente em um equipamento de automação.

À Prova de vibraçãoO Han® 4A e o Han® Q5/0 estão no mercado há anos,

porém os usuários não tinham uma opção de tecnologia

de conexão. O Han® 4A tinha terminais parafusados e o

Han® Q5/0 usava terminais crimpados. Nas novas versões

Han-Quick Lock®, os usuários agora têm os contatos de

energia e terra de segurança com a tecnologia Quick Lock,

o que torna os produtos resistentes à vibração. As versões

Quick Lock® são compatíveis com outros insertos de ter-

minações diferentes.

O conector de motor Han® Q12 com 12 contatos crimpados

também oferece uma conexão Quick Lock® no contato de

terra de segurança, facilitando muito a fixação do conector

e também fornecendo proteção contra vibração.

Outros produtos que apresentam a tecnologia

Han-Quick Lock® estarão disponíveis em breve, inclusive o

Han® 7D, o módulo Han® DD e o módulo Han® EE. A utiliza-

ção da nova tecnologia não está limitada a conectores muito

compactos. Ela também será introduzida em toda a linha de

produtos modulares da harting. O Han® Q8/0 Quick Lock®

será o primeiro produto da série Han-Compact® que pode

ser montado em campo sem exigir ferramentas especiais.

A tecnologia Han-Quick Lock® também permitirá desenvol-

ver conectores compactos em aplicações em que o usuário

final precise fazer modificações nos conectores sem uma

ferramenta especial.

O Han-Quick Lock® é adequado para praticamente qual-

quer aplicação. Ele oferece vantagens significativas em

sistemas que vão desde automação até projetos de máqui-

nas. A resistência à vibração é especialmente importante

em aplicações ferroviárias, de geração de energia eólica e

em motores.

Um vídeo de demonstração sobre o novo Han-Quick Lock®

está disponível em www.harting.com. O vídeo mostra em

detalhes como fixar e remover cabos de filamentos. Uma

imagem em raio-x é incluída no vídeo mostrando como é

feito o contato com os filamentos individuais em uma si-

tuação real.

Andre BenekeDirector Product Marketing Han® Industrial Connector, ElectricHARTING Technology [email protected]

Han® q5/0 com tecnologia de terminal Han-quick lock®

6 9

Page 70: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Os mercados e os requisitos de mercado tendem a mudar

rapidamente. As normas técnicas estão evoluindo continu-

amente, e o desenvolvimento da aplicação é um processo

contínuo. Neste mundo em rápido movimento, a harting

deve ser capaz de responder rapidamente às preferências

dos consumidores ou, melhor ainda, se antecipar a elas,

por este motivo é que novos produtos devem ser lança-

dos a tempo. A simulação agora está tomando seu lugar

ao lado da produção de protótipo e produzindo protótipos

rapidamente no processo de elaboração. A meta é gerar

um modelo completo do produto baseado em computador.

Criar um protótipo virtual é a visão que está guiando os

programadores.

ObjetivOsQuais são as principais características de um conector

plug-in? Facilidade de entrada e saída, bom contato ao

longo de toda a duração do serviço e alta capacidade de

corrente sem superaquecimento são as maiores prioridades

de um bom projeto. Neste exemplo em particular, fizemos

alusão a um conector direto, que significa que as molas de

contato têm contato direto com a PCB. É seguro afirmar

que a espessura da PCB terá uma variação dentro de uma

faixa de tolerância, neste caso, entre 1,44 mm e 1,76 mm.

Para garantir um bom contato elétrico, a força normal do

contato não deve ser menor que 0,5 N, quando o contato

atingir o final da vida útil mesmo em placas com a espes-

sura mínima. Uma força de inserção significativa é neces-

sária para vencer o atrito gerado pela alta força normal de

contato. Entretanto, isso não é desejável, pois a moderada

força de entrada necessária para um único contato pode

ser rapidamente adicionada a uma força total incontrolável

sobre um conector com um grande número de contatos.

Força de inserção em excesso torna as coisas difíceis para

os engenheiros do serviço, e causa um desgaste mecânico

significativo na PCB. A meta era manter a força máxima de

entrada abaixo de 100N. Quando o projeto mecânico estava

concluído, os engenheiros quiseram avaliar a capacidade

de corrente de uma versão de alta-potência.

PrOjetO da mOla 1 – PrOjetO PreliminarMesmo que seja relativamente fácil realizar geometrica-

mente uma análise elástico-plástica não-linear utilizando

as atuais ferramentas de CAE, o processo do projeto quase

sempre começa com uma estimativa analítica grosseira das

propriedades da mola, que excluem os efeitos não-lineares,

mas, entretanto, não fica mais distante da realidade. A fi-

gura 1 mostra a geometria da mola de contato.

A mola possui uma seção transversal retangular. Visto

que a peça é perfurada, presume-se que a largura w seja

constante. Contudo, a altura h pode variar. Para evitar a

deformação plástica na mola real, a tensão máxima da su-

Dr. Achim Brenner

Propriedades eletromecânicas simuladas de um conector eletrônicoA simulação mecânica e eletrotérmica acoplada é uma ferramenta muito valiosa que pode ajudar os engenheiros a

projetar um produto em muito pouco tempo. A meta é prever a demanda do mercado e desenvolver aplicações que

ofereçam benefícios substanciais ao cliente.

t e c . N e w s 1 6 : L i d e r a n ç a t e c n o l ó g i c a

7 0 harting tec.News 16 (2008)

Page 71: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

3

Fig. 1: Geometria de mola

perfície deve ser mantida bem abaixo do ponto de escoa-

mento Rp0,2 em deflexão máxima.

Se o módulo de elasticidade E, força normal F, comprimento

da mola I, largura da mola q e a função de altura h(x) forem

conhecidos, o momento da curvatura M(x) e o momento

planar de inércia l(x) podem ser utilizados para calcular a

curvatura y(x) e a curva de tensão de superfície.

7 1

Page 72: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

As figuras 2 e 3 mostram uma função especial de altura de

mola e as curvas de tensão associadas (tensão de superfí-

cie) de três diferentes valores de espessura de PCB.

Para otimizar a curva de tensão de superfície, seria melhor

se a altura da mola caísse a zero no ponto de contato. Con-

tudo, por motivos práticos, isto não é possível.

A curva na Figura 3 mostra que a otimização da função de

altura da mola h(x) na faixa de x=0 (extremidade fixa) a

x=4,75 produz uma tensão de superfície constante. A ten-

são de superfície então cai, pois a altura da mola não pode

ser inferior a hmin = 0,25mm.

PrOjetO da mOla 2 – sintOnia Fina FemQuando os parâmetros geométricos tiverem sido definidos

na análise preliminar, então a sintonia fina pode ser feita

no projeto. Infelizmente, os materiais da mola de contato

não são exatamente elásticos. Mesmo a baixa tensão causa

pequenas deformações plásticas. Os dados exatos de ten-

são-deformação coletados durante o teste de tensão devem

ser analisados para detectar qualquer deformação perma-

nente da mola. Os efeitos de uma alteração no ponto de

contato resultante de grande deflexão da mola, bem como

a influência de materiais de revestimento na resistência da

mola (que é significativa para um revestimento de níquel

de 10µm em material com espessura de 200µm) também

podem ser levados em consideração. Os engenheiros utili-

zaram análise 2D para executar a otimização geométrica

final. A subseqüente simulação 3D do processo de inserção

forneceu resultados altamente precisos. A Figura 6 exibe a

distribuição de tensão no contato no estado inserido.

A análise da Figura 6 mostra que o projeto não excede o

ponto de escoamento do material mesmo quando as PCBs

possuem espessura máxima.

Fig. 2: Função de altura h(x) da mola de amostra

Fig. 3: Curva otimizada de tensão de superfície

Fig. 4: simulação / Comparação real (força normal, contato simples)

t e c . N e w s 1 6 : L i d e r a n ç a t e c n o l ó g i c a

x [mm]

Ten

são

[MPa

]

Percursso [mm]

Forç

a [N

]

h (x

) [m

m]

Simulação

Contato de sinal de simulação inoperanteContato de sinal de medição nº 1

7 2 harting tec.News 16 (2008)

Page 73: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Fig. 5: abordagem de análise acoplada da temperatura do componente

I=I(?)

I=I(?,?)

T=T(?,?)

PrOjetO da mOla 3 – COnverGênCia da teOria e PrátiCaEm teoria não há diferença entre a teoria e a prática, mas

na prática há – este velho provérbio obviamente não deve

ser aplicado a ferramentas CAE de última geração. A ve-

rificação é executada após a fase de projeto para ver se as

previsões estavam certas. Na instância final, um modelo

apenas modela a realidade, e se as previsões não vierem a

ser exatas o suficiente, então deverão ser incorporados fa-

tores adicionais na simulação. A medição da força normal,

contudo, revelou apenas pequenos desvios, e o projeto me-

cânico do contato estava completo. Visto que a simulação

mecânica é um procedimento padrão, é mais provável que

ocorra um desvio a partir de um erro de entrada de dados

do que um problema fundamental com o modelo.

PermaneCendO FriOMuitos dos atuais conectores estão disponíveis em versões

de alta corrente. Além da operação normal, os engenheiros

também têm que considerar o pior cenário possível. Como

um conector funcionará se todos os contatos em um conec-

tor forem contatos de alta potência e colocados em carga

ao mesmo tempo?

O cálculo da temperatura de componente em uma determi-

nada carga não é um exercício insignificante. A densidade

da corrente nos contatos é calculada para uma determinada

corrente. O efeito de aquecimento da corrente depende da

condutividade e densidade da corrente. O calor é liberado

através da condução, convecção e radiação. A transferên-

cia de calor depende da temperatura do componente, que

aumenta até que todo o calor que é gerado pela corrente

tenha sido dissipado. Visto de muitos dados do material de-

pendem da temperatura, o problema elétrico, térmico e de

fluxo (convecção) deve ser resolvido simultaneamente na

medida do possível. A análise acoplada ou multifísica são

os termos que são utilizados para descrever este método.

As interações são demonstradas na Figura 5.

A Figura 7 mostra apenas parte do modelo de simulação.

As conexões e o invólucro de isolamento não estão inclu-

ídos, o que, incidentalmente, é uma grande vantagem da

simulação. É possível olhar seções de um produto que se-

jam difíceis de acessar utilizando a instrumentação. Nesta

instância, foi aplicado 12A. Pode-se perceber facilmente

que a PCB é o fator limitador. A simulação confirmou que o

conector atende os requisitos de capacidade de corrente.

Fig 7: temperatura do componente em 12a

Fig. 6: simulação de inserção mostrando distribuição de tensão (vermelho – aprox. 540 mPa)

Dr. AchIm BrennerDirector Simulation TechniqueHARTING Technology [email protected]

Temperatura [°C]

Temperatura ambiente 20 °CCorrente 12 A

Temperatura de contato máximo 85 °C

Temperatura de rastreamento máximo 91°C

fluxo da corrente(nos contatos)

distribuição de corrente

distribuição de temperatura

simulação elétricaestática ou transiente (efeito na pele, etc.)

simulação térmicaefeito de aquecimento de corrente, condução,

radiação

simulação de fluxoconvecção

7 3

Page 74: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

t e c . N e w s 1 6 : S e g u r a n ç a

74 harting tec.News 16 (2008)

Page 75: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Os sistemas serão implementados em projetos no Mar da

Noruega, e também em instalações offshore em outras par-

tes do mundo.

A FMC Technologies está fornecendo sistemas completos

para recuperação de petróleo e gás que incluem árvores

submarinas, coletores, cabos de alimentação e sistemas

de controle de produção. Grades com coletores serão ins-

taladas no fundo do mar e conectadas às plataformas de

produção.

Projetos como esse são tecnologicamente muito desafia-

dores, porque o sistema inteiro tem que atender normas

ISO novas e mais estritas para garantir confiabilidade ex-

tremamente alta e operação de alta precisão mesmo nas

condições mais extremas. Para assegurar a conformidade,

a FMC está optando por componentes harting, que têm um

desempenho comprovado sob condições extremas em ou-

tras aplicações. FMC selecionou componentes padrão que

são altamente compatíveis com os produtos fornecidos por

vários fabricantes diferentes. A FMC também usa Switches

Ethernet em módulos de controle subaquáticos que coletam

dados de transdutores e controlam o equipamento usado

para intervir em árvores de Natal instaladas nas platafor-

mas. Estes switches se comunicam com o switch central

que está conectado por um link de fibra ótica com a su-

perfície. A FMC escolheu o switch harting mCon 7050-A

após extensos testes em laboratório, porque ele suporta um

padrão uniforme que é compatível com o equipamento de

vários fornecedores diferentes, e garante a funcionalidade

do sistema inteiro.

A implementação destes sistemas começará em 2009, e eles

serão parte essencial da exploração efetiva de jazidas de

petróleo e gás novas e existentes.

A FMC Technologies é líder na fabricação e fornecimento

de sistemas de produção submarinos, incluindo árvores

subaquáticas, controles, coletores e sistemas anexos. A

empresa trabalha em conjunto com seus clientes para de-

senvolver tecnologias que suportam a exploração máxima

de um campo de petróleo. FMC também oferece serviços

de engenharia e apoio incluindo engenharia de sistemas,

garantia de fluxo, medição de fluxo e gerenciamento de

projetos.

Hans Langaas

Sobre a vida de um mergulhador de águas profundasEquipamentos de alta tecnologia em um ambiente de águas profundas: os switches têm que oferecer funcionamento

confiável mesmo a profundidades de 300 metros. A FMC Technologies, fornecedora de sistemas de produção offsho-

re baseada em Houston, Texas, decidiu usar o switch harting mCon 7050-A para seus sistemas Workover Control

Systems and Riserless Intervention em plataformas de petróleo e gás do Mar do Norte.

Hans LangaasProduct Manager ICPN, NorwayHARTING Technology [email protected]

A “Grade” é uma estrutura fixa que contém

vários “Coletores.” Um “Coletor” é uma

tubulação que coleta o petróleo do poço, ou

injeta água do mar no poço de petróleo para

exercer pressão e extrair o petróleo.

7 5

Page 76: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

energia em uma topologia de linha e em sistemas mais

complexos. O Han-Power® S da harting é a opção ideal para

topologias de linha. As ramificações secundárias podem

ser incluídas na rede de distribuição de energia utilizando

produtos Han-Power® S sem interromper o barramento. O

Han-Power® S é “derivado” de núcleos individuais de um

barramento intacto.

A solução para sistemas mais complexos é diferente, as

soluções baseadas no Han-Power® T são a resposta ideal

aqui. O barramento de energia é dividido em diversos seg-

mentos, porém a conectividade do Han-Power® T permite

que usuários criem rapidamente uma conexão elétrica até

a máquina ou módulos do sistema. Cada abordagem pos-

sui sua desvantagem e a opção entre o Han-Power® S ou

o Han-Power® T depende da aplicação. O Han-Power® T é

mais efetivo em sistemas de grande porte, por exemplo,

em linhas de transferências modulares. Ambas as opções

oferecem rápido tempo de instalação, assim como excelente

durabilidade e resistência.

Série Han-Power®Os equipamentos de proteção podem ser substituídos

quando a nova série de produtos for implementada. Os

armários de controle em sistemas distribuídos são muito

mais compactos, permitindo que os fabricantes aproveitem

melhor o espaço de produção e aumentem a produtividade.

Os armários de controle que são designados para sistemas

distribuídos contêm os seguintes componentes: circuitos

de proteção, por exemplo, um disjuntor que forneça pro-

teção contra curto-circuito e um elemento de entrada de

energia que forneça energia ao barramento através de um

conector.

t e c . N e w s 1 6 : A u t o m a ç ã o i m p u l s i o n a a e f i c i ê n c i a

Thomas Wolting

Tecnologia de barramentos de energia reduz custosA arquitetura de dispositivos distribuídos baseada na tecnologia de conectividade padronizada pode ajudar a reduzir

significativamente os custos. O desenvolvimento de uma topologia de barramento apropriada na rede de distribuição

de energia é capaz de levar estes desenvolvimentos mais adiante. Os novos componentes Han-Power® da harting

apóiam esta abordagem.

Como a topologia de sistemas técnicos continua a evoluir,

os engenheiros estão claramente se empenhando para

reduzir a contagem de componentes e redundâncias. Isto

significa um distanciamento das topologias em estrela no

sistema de distribuição de sinal e energia. No passado, o

cabo de alimentação percorria desde o armário de controle

até cada motor, em todas as outras linhas (sensores e atua-

dores) eram ligadas em paralelo.

Era necessária uma blindagem otimizada e dispendiosa

para instalações que utilizavam conversores de freqü-

ência central, pois simplesmente não havia alternativa.

Esta topologia obviamente tem desvantagem. Alto custo

geral e os requisitos de espaço substanciais, associados

com a tecnologia convencional são os motivos pelos quais

os engenheiros de projeto estão se voltando à tecnologia

distribuída, por exemplo, na tecnologia de transporte e

sistemas de manipulação de materiais. Controladores de

motor inteligente são montados diretamente na máqui-

na ou transportador nestes sistemas. A linha de produto

Han-Power® da harting Technology Group apóia esta nova

filosofia de projeto.

ArquiteturA diStribuídAO principal elemento na nova estratégia de fiação é um

sistema de barramento de energia que apóia mais de uma

carga em uma linha de energia e ainda atende a todas as

normas nacionais e internacionais aplicáveis.

Este projeto cria demanda por conectores compactos e ro-

bustos que ofereçam o número certo de contatos em uma

faixa de corrente e tensão adequada. As normas para estes

conectores constam em ISO 23 570.

A nova série Han-Power® da harting é baseada neste perfil

de requisitos. Faz-se uma distinção entre distribuição de

7 6 harting tec.News 16 (2008)

Page 77: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Han-Power® t Modular twinAs Han Modular Twin Power T da harting incluem uma

versão que impressiona com excepcional flexibilidade. O

Han-Power® T Modular Twin é um Power T com um co-

nector duplo Modular Han-Modular® como interface. Ele

contém dois módulos da linha modular, um para trans-

missão de energia e outro para transmissão de sinal. Ele

pode suportar até 40 A a 400/690 V. Ele também possui

dois contatos de 24V e circuito de detecção integrado que

detecta quando todos os conectores em um sistema estão

conectados. O Han Modular Twin Han-Power® T é muito

versátil e pode ser adaptado para as aplicações do cliente.

O conector da combinação sinal / energia oferece aos usu-

ários várias opções. Um Han Modular Twin Han-Power® T

totalmente preenchido é selecionado para todas as aplica-

ções de distribuição de energia.

“Apenas” é utilizada a conexão de energia e um módulo de

energia é montado no conector Han-Modular®. O módulo

de sinal é substituído por um módulo de teste. O cenário

reverso pode ser utilizado para distribuição do sinal.

Se duas cargas estiverem localizadas próximas uma da

outra, os Power Ts podem ser conectados diretamente um

ao outro. O cabo do sistema foi projetado para extensão de

cabo baseado em conector. Além de cabo pré-fabricado, os

clientes também podem fazer suas próprias montagens de

cabo, sem necessidade de ferramentas especiais.

Han-Power® SO barramento de energia é instalado sem inicialmente fa-

zer provisão para conectores nos controladores de motor

distribuídos. Um Han-Power® S é utilizado para fazer a

conexão de ramificação sem interromper o barramento de

energia.

A capa é removida do cabo de alimentação, e o cabo é colo-

cado no Han-Power® S. Os fios isolados são rosqueados no

IDC, garantindo um contato confiável. As roscas ajudam

a perfurar o isolamento nos fios. Os terminais IDC só têm

de suportar a potência que é enviada à carga distribuída. O

novo sistema de instalação baseia-se no know-how da com-

provada tecnologia de conexão HARAX®. A solução aten-

de as normas internacionais para estabilidade de contato

de longo prazo e faixa de corrente de curto circuito. Uma

nova abordagem é necessária para os sistemas de trans-

portes diferentes, e o projeto deve ser personalizado para

as aplicações específicas (indústria automotiva, sistemas

de aeroporto e centros de logística).

A solução do sistema de barramento centraliza a instalação

e manutenção. A experiência da harting na distribuição de

energia e a tecnologia de contato criam oportunidades em

uma ampla variedade de mercados alvo. Esta solução de

instalação avançada com ótimas características de manu-

seio e suporte para seções transversais de fios adicionais

também fornece benefícios adicionais. O Han-Power® S

Metal será a primeira solução para apoiar a distribuição

de energia e ramificação com seções transversais de fio

até 10 mm2.

Thomas WolTingProduct Manager Han® Industrial Connector, ElectricHARTING Technology [email protected]

Han Modular twin Han-Power® t com suportes de travamento para impedir abertura acidental.

7 7

Page 78: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

t e c . N e w s 1 6 : E n t r e t e n i m e n t o

7 8 harting tec.News 16 (2008)

Page 79: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Segurança, transmissão de dados e sinais de controle con-

fiáveis sob as condições que o local exigir do pessoal e

equipamento, é parte da rotina diária do show business.

Os sistemas devem disponibilizar som e imagens de alta

qualidade e dar suporte aos sistemas de câmera de alta

precisão e controle de iluminação e som. A fibra óptica

é agora a solução da vez, e há duas razões para isso. O

sistema de fibra óptica atende aos exigentes e variados

requisitos de aplicações de transmissão de sinal de longa

distância, e possui propriedades EMC excelentes para o uso

em matriz de áudio (imagem) e matriz de intercomunica-

ção (som). As taxas de transferência de dados aumentaram

drasticamente desde a introdução da HDTV. Enquanto o

cabo coaxial de cobre é utilizado para total adequação, os

sistemas agora contam com soluções de fibra óptica para

obter transmissão de dados eficiente e confiável mesmo

em cabos de transmissão curtos. Em aplicações de cabe-

amento de energia e controle, entretanto, a opção ainda é

o fio de cobre. A Sociedade Internacional de Engenheiros

e Técnicos de TV e Cinematografia (SMPTE) desenvolveu

uma norma de conectividade híbrida que acomoda ambos

os tipos de mídia. A norma é reconhecida em todo o mundo,

garantindo compatibilidade irrestrita no conector de saída

Jens Grunwald

Chamando estúdio móvel!Grandes transmissoras são clientes muito exigentes, e qualquer um que faça negócio com elas deve apresentar so-

luções impecáveis de iluminação, apresentação e palco. A Connex Elektrotechnische Stecksysteme GmbH é um dos

mais experientes fornecedores mundiais neste setor. Os produtos da harting dispõem de transmissão e controle de

dados com alta velocidade e segurança, neste ambiente, particularmente durante transmissões ao vivo a partir de

estúdios em vans para transmissão externa (estúdios móveis).

3

7 9

Page 80: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

(lente de fibra óptica e contatos de cobre) nas unidades

de transmissão externa com todos os tipos de sistema de

câmera, equipamentos de gravação, caixas de palco, trans-

missão em HDTV e equipamento de segurança.

Criar padrõesLocalizada em White Plains, Nova York, a SMPTE é uma

organização internacional para a indústria de filme e vídeo

profissional. A SMPTE foi fundada em 1916 (na ocasião, era

chamada de SMPE, que significa Society of Motion Picture

Engineers (Sociedade de Engenheiros Cinematográficos)).

A organização promove normas de desenvolvimento, pes-

quisa, atividade científica, comunicações em rede e de-

senvolvimento profissional no mundo cinematográfico em

franca mutação. A SMPTE normalmente não cria nenhuma

das normas. Em vez disso, ela atua como um tribunal e

centro de documentação. Praticamente todos os fabrican-

tes de equipamentos de filmagem e vídeo são membros

da organização. Contratos que forem documentados pela

SMPTE, juntamente com as normas publicadas pela ITU

(International Telecommunication Union (União Interna-

cional para as Telecomunicações)) e a ANSI (American Na-

tional Standards Institute (Instituto de Normas Nacionais

Americanas)), fornecem uma base sólida a partir da qual

a indústria trabalha.

Os blocos de terminal foram a solução da vez no passado

para conexão de energia e controle de cabeamento na parte

traseira do equipamento, que era instalado nos estúdios

móveis. Quando ocorria uma falha, os técnicos nos estúdios

móveis tinham que recabear os sistemas manualmente.

Isso era um procedimento demorado e, algumas vezes,

acarretava em longos períodos de queda de transmissões

ao vivo, principalmente nos sistemas de câmera. Os teles-

pectadores ou observadores não percebiam o que estava

acontecendo, pois os produtores comutavam a transmissão

para outras câmeras. Entretanto, o esforço envidado nos

bastidores era enorme. O equipamento propenso à falha

limitava seriamente as opções que estavam disponíveis ao

pessoal da produção.

Freqüentemente a montagem e desmontagem de estúdios

móveis nos locais, durante transmissões esportivas ou de

outros eventos causavam extremo desgaste em todo o equi-

pamento. Entretanto, o show precisa continuar apesar da

chuva, frio, calor, poeira e lama.

A utilização dos novos Módulos de Ethernet Fiberfox FCM

com os conectores de energia e controle harting PushPull

na parte traseira dos módulos de rack 19” redefiniu total-

mente a infra-estrutura nos estúdios móveis. A topologia

distribuída em estrela ou em linha pode ser disposta na

rede de sinal e de energia para gerir o cabeamento de co-

bre, montagem e instalação na parte traseira dos módulos

de rack 19”.

t e c . N e w s 1 6 : E n t r e t e n i m e n t o

Fig. 1: Módulos ethernet FCM Fiberfox com conectores de potência e controle pushpull HarTiNG

8 0 harting tec.News 16 (2008)

Page 81: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

aMplo espeCTroO sistema Fiberfox é altamente versátil. Opções estão

disponíveis para atender a todas as necessidades, desde

a tampa de um simples conector até configurações modu-

lares da mais alta flexibilidade. Os painéis de conector 19”

são primeiramente projetados para suportar aplicações de

rack convencional. Os componentes FCM oferecem uma

faixa completa de opções, inclusive operação autônoma,

montagem de rack, caixa de força, etc. Os módulos podem

ser facilmente substituídos para atender a requisitos de

curto prazo, garantindo um alto nível de redundância sem

um longo trabalho de instalação ou perda de tempo. Ao

utilizar conectores SC duplex de fibra óptica e cabos de

emenda de fibra SC da Harting na parte traseira da estru-

tura, a solução é praticamente compatível com qualquer

sistema padrão. Esta é uma das razões pelas quais os mó-

dulos de Ethernet da Fiberfox FCM em combinação com os

conectores harting PushPull IP 65 / IP 67 podem muito

bem se tornar a norma internacional em estúdios móveis,

estúdios e transmissões ao vivo. Com a simples troca dos

suplementos de contato PushPull, os conectores podem ser

reconfigurados para outros aplicativos multifuncionais.

espaço MuiTo pequeNoUm grande número de módulos plug-in 19” estreitos, com-

pactos pode ser instalado em um espaço compacto em sis-

temas modulares e oferecer um painel de conexões e op-

ções de caixa de distribuição. Conectores Plug-in PushPull

pré-fabricados eliminam completamente a necessidade de

cabeamento em campo, e possibilitam facilidade de uso

plug&play para o cabeamento do sistema na parte traseira

da estrutura. A conectividade PushPull atende a todas as

exigências especiais da SMPTE de configuração, inclusive

travamento sem um mecanismo integrado de travamento

adicional, suplementos de contato polarizados, proteção

IP 65 / IP 67 e contatos de interface protegidos.

Os conectores PushPull são utilizados para linhas de ener-

gia (5 A / 250 V AC) e de controle (1 A / 48 V DC) nos

módulos de transmissão de dados Fiberfox FCM. O custoso

cabeamento manual na parte traseira da estrutura (forne-

cimento de energia e sinais de controle no rack 19” ou em

um gabinete de controle) entre os módulos de transmissão

de dados Fiberfox-FCM e outro equipamento, tais como

conversores ou interfaces, agora está ultrapassado. Esta é

uma genuína revolução no mundo da transmissão de dados

de mídia e tecnologia de controle.

Jens GrunwaldArea Sales Manager GermanyHARTING Technology [email protected]

Fig. 2: Módulo ethernet FCM na unidade de produção móvel Top Vision Fig. 3: Misturador na unidade de produção móvel Top Vision

8 1

Page 82: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

t e c . N e w s 1 6 : E n t r e t e n i m e n t o

8 2 harting tec.News 16 (2008)

Page 83: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Tom Egil Svartsund

O Han® da óperaA Nova Casa Nacional da Ópera é o mais recente marco ar-

quitetônico do coração de Oslo. A renomada companhia de

ópera norueguesa DEN NORSKE OPERA (DNO) vai represen-

tar espetáculos no centro, que fica situado em Bjørvika no

centro da cidade de Oslo. A harting está fornecendo conecto-

res e cabeamento Han® para o sistema de som e iluminação

no estado-da-arte.

3

3

8 3

Page 84: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

Há algo muito especial sobre a Nova Casa

Nacional da Ópera de Oslo: a arquitetura,

a tecnologia e o alto nível de interesse que

as novas instalações geraram. Não é de sur-

preender que um grande número de arqui-

tetos apresentaram propostas para o projeto.

Eventualmente, os arquitetos internacionais

Snøhetta AS ganharam a concorrência. A

casa de ópera, que cobre 38.500 m2 de espa-

ço e emprega 600 pessoas, tem um total de

1.100 salas. Há três salas de concerto no cen-

tro: o auditório principal com 1.356 assentos,

o Palco 2 que tem uma capacidade de

440 assentos, e uma sala de ensaios com

200 assentos. O orçamento do projeto che-

gou a 3,3 bilhões de coroas norueguesas

(400 milhões de euros). O edifício foi com-

pletado na virada do ano 2007/2008, e a

cerimônia de abertura oficial está prevista

para 12 de abril de 2008.

Meta: Melhor eficiência de energiaA STATSBYGG, a agência de construção e

bens imóveis do governo norueguês que

executou o projeto em nome do Ministério

da Cultura e Assuntos da Igreja da Norue-

ga, buscou reduzir o consumo de energia do

novo centro ao mínimo absoluto. A agência

está participando do programa ECO Cultura da UE, que

promove tecnologias de economia de energia em edifícios

usados para fins culturais na Europa.

Um elemento básico do design de eficiência energética é

a implementação da mais recente tecnologia de energia

solar. Um sistema fotovoltáico será construído na fachada

sul, que dá vista para o porto. Ele será o maior sistema

de energia solar da Noruega, gerando aproximadamente

20.600 kWh por ano.

O projeto Euro Cultura é dedicado à otimização do design

e automação dos serviços de engenharia da construção. A

meta é reduzir maciçamente o consumo de energia com

iluminação, aquecimento, ventilação e ar condicionado em

comparação com edifícios convencionais. Em conjunto, to-

das as tecnologias de economia de energia deverão reduzir

o uso de energia em aproximadamente 75 kWh/m2 por ano,

o que representa cerca de 25% do consumo total.

SiSteMa de SoM/iluMinação A Ópera de Oslo terá um dos mais modernos palcos do

mundo, oferecendo enormes oportunidades a diretores e

cenógrafos. A solução inclui uma ampla gama de opções

de iluminação e um generoso sistema de design. Ao todo,

12.000 metros de cabo serão instalados dentro e ao redor

dos palcos, e serão

usados outros 120.000

metros de cabo para

os sistemas de ilu-

minação. Uma torre

de 35 metros fica si-

tuada acima do palco

principal, permitindo

aos cenógrafos desen-

volver cenários com

níveis extremamente

altos de sofisticação

técnica.

Como fornecedor da

Elpag AS, YIT Buil-

ding Systems e Sa-

tema, a harting está

fornecendo conectores

e cabos Han® para o

t e c . N e w s 1 6 : E n t r e t e n i m e n t o

fig. 1: estágio principal no olso opera house

fig. 2: Sistema de iluminação

8 4 harting tec.News 16 (2008)

Page 85: Artigo de visitAnte por Herbert KrAibüHler AutomAção: umA

sistema de som e iluminação da ópera. Al-

guns dos componentes são pré-montados

para simplificar e acelerar a instalação,

incluindo unidades de estrutura de maqui-

nário e tomadas para instalação em gabine-

tes de controle, produtos de cabeamento e

componentes de alta capacidade de energia

para lidar com cargas pesadas sob condições

extremas no interior do edifício. Os cabos

de força (figura 3) usados para conectar os

sofisticados refletores ao sistema de geren-

ciamento de iluminação foram montados na

Holanda.

Devido ao fato de que a nova casa de ópera

tem um perfil de público extremamente alto

na Noruega, ela se classifica como um pro-

jeto de referência muito significativo. Isso

é motivo suficiente para a harting e as outras empresas

envolvidas oferecerem o melhor desempenho possível e as

melhores tecnologias. A extensa experiência da harting em

soluções de conexão para sistemas de som e iluminação dá

à empresa uma vantagem competitiva crucial. Também po-

demos trabalhar com as empresas envolvidas com base na

experiência adquirida, pois podemos utilizar a experiência

obtida em atividades de projetos anteriores realizados em

cooperação.

oS parceiroSA Elpag AS, que está fornecendo o sistema de som e ilumi-

nação, é especializada no fornecimento de equipamentos

e serviços de palco, iluminação e estúdio desde 1946. Sua

base de clientes inclui teatros, governos municipais, funda-

ções de artes e empresas privadas. A Elpag oferece serviços

de design, administração de projetos e instalação. Duran-

te os últimos cinqüenta anos, a Elpag foi responsável por

mais de 900 instalações no mercado de estúdios e palcos.

Porém, DEN NORSKE OPERA é o maior e mais prestigioso

projeto em que a Elpag foi envolvida até agora.

YIT é o principal fornecedor de sistemas para edifícios

da Noruega. A empresa oferece soluções completas in-

cluindo sistemas elétricos, hidráulicos e de ventilação.

Ambas as empresas realçam a cooperação bem-sucedida

com a harting e sua posição única de vendas de produtos

harting.

a contribuição da harting“A harting é um grande nome na indústria de som, e tem

um bom histórico,” disse Per Sjømoen da Elpag AS. “Isso

facilitou a escolha. Estamos satisfeitos com a qualidade e

os serviços que recebemos, e a harting demonstrou boa

flexibilidade durante a fase de implementação. A opção

de usar revestimentos em preto era nova para nós, e foi

bem recebida pelo cliente,” acrescentou Sjømoen. “No mo-

mento, o preto está totalmente ‘in’ na indústria de som e

iluminação.”

O Líder de Projeto dos Sistemas de Edifícios da YIT, Erik

Norderud, citou a vantagem crucial da alavanca de trava

de alta qualidade. Ela é fácil e rápida de instalar, e pode

ser substituída sem demora se necessário. Freqüentemente

os sistemas de iluminação são instalados em lugares de

difícil acesso, e geralmente os conectores não são tratados

com muito cuidado. Design robusto e facilidade de manu-

tenção são as principais vantagens da linha de produtos

da harting.

Tom Egil SvarTSundProduct Manager Cabling, NorwayHARTING Technology [email protected]

fig. 3: cabeamento fornecido pela elpag aS

8 5

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Presença da HARTING em Feiras em 200821.04. - 25.04.08 Alemanha, Hannover, Hannover Messe 200824.04.08 Bélgica, Antuérpia, VIK Industrial Automation Days07.05. - 11.05.08 Malasia, Kuala Lumpur, MTA 200812.05. - 15.05.08 Inglaterra, Birmingham, IFSEC 200813.05. - 17.05.08 Brasil, São Paulo / SP, Feira da Mecânica20.05. - 22.05.08 Italia, Turim, ExpoFerroviaria 20.05. - 23.05.08 Eslovaquia, Nitra, MSV Nitra26.05. - 29.05.08 Noruega, Lillestrøm, Eliaden 200816.06. - 19.06.08 Estados Unidos, Las Vegas, NV, NXTcomm17.06. - 20.06.08 Singapura, Singapura, Communic Asia 200828.06. - 30.06.08 China, Beijing, Wind Power Asia 09.09. - 13.09.08 Alemanha, Husum, Wind Trade Fair in Husum12.09. - 16.09.08 Holanda, Amsterdam, IBC 200815.09. - 19.09.08 República Tcheca, Brno, MSV Brno16.09. - 18.09.08 Suiça, Zurique, Focus Technologie Forum22.09. - 25.09.08 Alemanha, Stuttgart, Motek 200823.09. - 26.09.08 Alemanha, Berlin, innotrans 200824.09. - 26.09.08 Espanha, Zaragoza, PowerExpo24.09. - 27.09.08 Brasil, Curitiba / PR, EXPOMAC25.09. - 28.09.08 India, Mumbai, Automation 200830.09. - 03.10.08 Holanda, Utrecht, Aandrijftechniek01.10. - 03.10.08 Finlandia, Jyväskylä, Tekniikka 200801.10. - 03.10.08 Russia, Moscow, PTA 200807.10. - 10.10.08 Austria, Linz, VIENNATEC14.10. - 15.10.08 Bélgica, Bruxelas, MOCON14.10. - 17.10.08 Eslovaquia, Trenčín, ELOSYS21.10. - 23.10.08 Estados Unidos, Santa Clara, CA, AdvancedTCA 200828.10. - 01.11.08 Espanha, Madrid, Matelec11.11. - 14.11.08 Alemanha, Munique, electronica13.11. - 18.11.08 Espanha, Madrid, Rail Forum25.11. - 27.11.08 Alemanha, Nurembergue, SPS/IPC/Drives02.12. - 05.12.08 Russia, Moscou, Electricheskiye seti Rossii

t e c . N e w s 1 6 : F e i r a s

8 6 harting tec.News 16 (2008)

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HARTING KGaAMarienwerderstraße 3 | D-32339 EspelkampP.O. Box 11 33 | D-32325 EspelkampPhone +49 5772 47-0 | Fax +49 5772 47-400E-Mail: [email protected] | Internet: www.HARTING.com

Alemanha HARTING Deutschland GmbH & Co. KG Postfach 2451 · D-32381 Minden Simeonscarré 1 · D-32427 Minden Telefone +49 571 8896-0, Fax +49 571 8896-282 E-Mail: [email protected] Internet: www.HARTING.com

Escritório Alemanha HARTING Deutschland GmbH & Co. KG Blankenauer Straße 99, D-09113 Chemnitz Telefone +49 0371 429211, Fax +49 0371 429222 E-Mail: [email protected]

Áustria HARTING Ges. m. b. H. Deutschstraße 19, A-1230 Viena Telefone +431/6162121, Fax +431/6162121-21 E-Mail: [email protected]

Bélgica HARTING N.V./S.A. Z.3 Doornveld 23, B-1731 Zellik Telefone +322/4660190, Fax +322/4667855 E-Mail: [email protected]

Brasil HARTING Ltda. Av. Dr. Lino de Moraes, Pq. Jabaquara, 255 CEP 04360-001 – São Paulo – SP – Brasil Telefone +5511/5035-0073, Fax +5511/5034-4743 E-Mail: [email protected] Internet: www.HARTING.com.br

China Zhuhai HARTING, Limited Shanghai branch Room 5403, 300 Huaihai Zhong Road Hong Kong New World Tower, Luwan District P.R.C , Shanghai 200021, China Telefone +86 21 – 63 86 22 00, Fax +86 21 – 63 86 86 36 E-Mail: [email protected]

Cingapura HARTING Singapore Pte Ltd. No. 1 Coleman Street, #B1-21 The Adelphi, Singapore 179803 Telefone +6562255285, Fax +6562259947 E-Mail: [email protected]

Coréia do Sul HARTING Korea Limited #308 Leaders Bldg., 342-1, Yatap-dong, Bundang-gu Sungnam-City, Kyunggi-do, 463-828, Korea Telefone +82-31-781-4615, Fax +82-31-781-4616 E-Mail: [email protected]

Espanha HARTING Iberia S.A. Josep Tarradellas 20-30 4º 6ª, E-08029 Barcelona Telefone +34 933 638 475, Fax +34 934 199 585 E-Mail: [email protected]

Estados Unidos HARTING Inc. of North America 1370 Bowes Road, Elgin, Illinois 60123 Telefone +1 (877) 741-1500 (toll free) Fax +1 (866) 278-0307 (Inside Sales) Fax +1 (847) 717-9430 (Sales and Marketing) E-Mail: [email protected] Internet: www.HARTING-USA.com

Finlândia HARTING Oy Teknobulevardi 3-5, PL 35, FI-01530 Vantaa Telefone +358 9 350 873 00, Fax +358 9 350 873 20 E-Mail: [email protected]

França HARTING France 181 avenue des Nations, Paris Nord 2 BP 66058 Tremblay en France F-95972 Roissy Charles de Gaulle Cédex Telefone +33149383400, Fax +33148632306 E-Mail: [email protected]

Holanda HARTING B.V. Larenweg 44, NL-5234 KA ‘s-Hertogenbosch Postbus 3526, NL-5203 DM ‘s-Hertogenbosch Telefone +3173/6410404, Fax +3173/6440699 E-Mail: [email protected]

Hong Kong HARTING (HK) Limited, Regional Office Asia Pacific 3512 Metroplaza Tower 1, 223 Hing Fong Road Kwai Fong, N. T., Hong Kong Telefone +852/2423-7338, Fax +852/2480-4378 E-Mail: [email protected] Internet: www.HARTING.com.hk

Hungria HARTING Magyarországi Kft. 1119 Budapest, Fehérvári út 89-95, II. emelet 217/A. Telefone +36-1-205 3464, Fax +36-1-205 3465 E-Mail: [email protected] Internet: www.HARTING.hu

India HARTING India Private Limited No. D, 4th Floor, ‘Doshi Towers’ No. 156 Poonamallee High Road, Kilpauk Chennai 600 010, Tamil Nadu, Chennai Telefone +91-44-4356 0415/6, Fax +91-44-4356 0417 E-Mail: [email protected] Internet: www.HARTING.com

Itália HARTING SpA Via Dell’ Industria 7, I-20090 Vimodrone (Milano) Telefone +3902/250801, Fax +3902/2650597 E-Mail: [email protected]

Japão HARTING K. K. Yusen Shin-Yokohama 1 Chome Bldg., 2F, 1-7-9 Shin-Yokohama, Kohoku-ku, Yokohama, 222-0033 Japan Telefone +81 45 476 3456, Fax: +81 45 476 3466 E-Mail: [email protected] Internet: www.HARTING.co.jp

Noruega HARTING A/S Østensjøveien 36, N-0667 Oslo Telefone +4722/700555, Fax +4722/700570 E-Mail: [email protected]

Polônia HARTING Polska Sp. z o. o. ul. Kamieńskiego 201-219, 51-126 Wrocław Telefone +48 71-352 81 71 Telefone +48 71-352 81 74, Fax +48 71-320 74 44 E-Mail: [email protected] Internet : www.HARTING.pl

Portugal HARTING Iberia, S. A. Avda. Josep Tarradellas, 20-30, 4º 6ª E-08029 Barcelona Telefone +351.219.673.177, Fax +351.219.678.457 E-Mail: [email protected]

Reino Unido HARTING Ltd. Caswell Road, Brackmills Industrial Estate GB-Northampton, NN4 7PW Telefone +441604/766686, 827500 Fax +441604/706777 E-Mail: [email protected] Internet: www.HARTING.co.uk

República Checa HARTING spol. s.r.o. Mlýnská 2, 16000 Praha 6 Telefone +420 220 380 460, Fax +420 220 380 461 E-Mail: [email protected] Internet: www.HARTING.cz

Rússia HARTING ZAO ul. Tobolskaja 12, Saint Petersburg, 194044 Russia Telefone +7/812/3276477, Fax +7/812/3276478 E-Mail: [email protected], Internet: www.HARTING.ru

Suécia HARTING AB Gustavslundsvägen 141 B 4tr, 167 51 Bromma Telefone +468/4457171, Fax +468/4457170 E-Mail: [email protected]

Suíça HARTING AG Industriestrasse 26, CH-8604 Volketswil Telefone +41 44 908 20 60, Fax +41 44 908 20 69 E-Mail: [email protected]

Taiwan HARTING R.O.C. Limited Room 6, 10 Floor, No. 171, Sung-Te-Road, Taipei, 110 Taiwan Telefone +886 02-2758-6177, Fax +886 02-2758-7177 E-Mail: [email protected] Internet: www.HARTING.com.tw

Leste da Europa HARTING Eastern Europe GmbH Bamberger Straße 7, D-01187 Dresden Telefone +49 351 / 4361760, Fax +49 351 / 4361770 E-Mail: [email protected]