Explicação das funções de diagnóstico dos isoladores – cinco perguntas frequentes
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Explicação das funções de diagnóstico dos isoladores – cinco perguntas frequentes
Os isoladores permitem a conversão de sinais elétricos e garantem o isolamento galvânico entre os sinais de entrada e saída em todas as aplicações industriais. Os condicionadores de sinal são usados para transmissão segura de sinais entre dispositivos de campo na área segura e o sistema de controle e gerenciamento. Barreiras de segurança intrínseca garantem a segurança intrínseca dos circuitos em áreas classificadas com risco de explosão e limitam a energia alimentada ao circuito para não ocorrerem faíscas ou aquecimento perigoso. Mas os dispositivos oferecem muito mais do que isso: isoladores modernos são equipados com uma variedade de funções de diagnóstico para monitorar o status do sistema, detectar falhas de fornecimento, de linha e de função, e garantir a conformidade com os padrões de segurança.
Neste artigo de blog, respondemos a cinco perguntas frequentes sobre as várias funções de diagnóstico dos isoladores, explicamos sua funcionalidade e mostramos por que eles são indispensáveis para operação confiável em ambientes industriais exigentes e áreas classificadas com risco de explosão.
1. Line Fault Detection (LFD) vs. Line Fault Transparency (LFT): o que significam e qual a diferença entre essas funções de diagnóstico?
Os isoladores com Line Fault Detection (LFD) monitoram ativamente as linhas de sinal para detectar interrupções ou curtos-circuitos. Se uma falha for identificada, como um cabo rompido ou uma conexão com o terra, o sistema responde com um sinal de diagnóstico ou mensagem de falha. Essa função é ideal para aplicações em que a segurança, a integridade do sistema ou a manutenção preventiva são essenciais. O LFD ajuda a identificar problemas de fiação em uma fase inicial e permite a solução rápida de problemas. Se uma falha for detectada, esse sinal pode ser enviado a uma entrada digital no sistema de controle via relé de falha, permitindo o monitoramento remoto de falhas de linha. Porém, esse monitoramento requer canais de I/O adicionais no controlador.
Os isoladores da Pepperl+Fuchs detectam falhas de linha no circuito de sinal sem fiação adicional.
Já a Line Fault Transparency (LFT) utiliza a funcionalidade de diagnóstico do LFD e combina essa indicação de falha no mesmo ponto do terminal de controle. Isso torna o sinal de falha de linha disponível para cada conexão de campo sem exigir conexões adicionais de fio na placa de I/O. Isso economiza espaço e custos adicionais de hardware. A única exigência é que o cartão de I/O também suporte essa funcionalidade para utilizar LFT. Quando o LFT está em uso, o lado de controle altera a impedância de saída (alta ou baixa) fora dos parâmetros normais. O cartão de I/O deve reconhecer essa variação de impedância e reportá-la como falha.
Assista ao vídeo e saiba mais sobre a transparência de falha de linha:
2. O que significa Test Pulse Immunity em isoladores e por que isso é importante?
Nos sistemas de segurança, o Test Pulse Immunity se refere à capacidade do módulo isolador de responder corretamente quando um sinal de teste controlado ou pulso de teste é aplicado ao circuito de controle . Este teste garante que o dispositivo esteja conectado corretamente, que o circuito esteja funcionando conforme pretendido e o próprio isolador esteja operando de forma confiável em condições normais. É uma verificação importante da integridade do sistema e da funcionalidade adequada do dispositivo.
Em instalações de áreas classificadas, as barreiras de segurança intrínsecas desempenham um papel fundamental na limitação da quantidade de energia em um circuito para evitar a ignição por faíscas ou fontes térmicas. Muitos sistemas de controle desses ambientes usam pulsos de tensão curtos – test pulses – para detectar falhas como quebras de fios ou curtos-circuitos. Embora úteis para diagnósticos, esses pulsos podem causar interferência com dispositivos conectados, incluindo barreiras de segurança intrínseca e dispositivos de campo. Os isoladores com Test Pulse Immunity podem distinguir entre sinais de entrada genuínos e pulsos de diagnóstico, ignorando estes últimos para evitar falso acionamento ou distorção de sinal.
Sem essa capacidade, os pulsos de teste podem causar comportamento errático ou interromper a integridade do sinal, comprometendo a segurança e a confiabilidade do processo. O Test Pulse Immunity garante que os isoladores mantenham uma comunicação estável com dispositivos de campo, mesmo em sistemas eletrônicos com diagnósticos frequentes, garantindo a transmissão contínua de sinais e operação segura.
3. O que é o Automatic Proof Testing de relés de segurança e como ele é realizado?
Relés de segurança desempenham um papel fundamental na transmissão de sinais entre o sistema de controle e os dispositivos de campo, garantindo que os dispositivos de campo sejam ligados ou desligados com segurança em caso de falha para evitar danos à fábrica, ao pessoal e ao ambiente. Devem transmitir uma operação de troca com absoluta confiabilidade assim que a função de segurança for solicitada. O Automatic Proof Testing para relés de segurança é uma função de diagnóstico importante para garantir a confiabilidade dos sistemas de controle relacionados à segurança em ambientes industriais.
Os intervalos de proof test dos relés de segurança da Pepperl+Fuchs costumam ser significativamente maiores que os intervalos de manutenção da planta, eliminando testes adicionais. Estes intervalos de teste prolongados são alcançados por uma arquitetura 1oo3 (one-out-of-three) com o design duplamente redundante dos contatos de comutação. Três contatos são ligados em série para aplicações DTS (de-energized-to-safe) e dois grupos de três contatos em paralelo para ETS (energized-to-safe). Mesmo que até dois contatos em um grupo falhem, a função de segurança ainda é garantida. A função de diagnóstico integrado dos módulos move os três contatos um após o outro com um atraso de tempo para cada operação de comutação. Em aplicações ETS, todos os três relés dos dois grupos de contato fecham uma vez após três eventos de comutação consecutivos. Durante o tempo de atraso, o dispositivo verifica se esse contato fecha o circuito. Contatos com falha são detectados.
O diagnóstico do dispositivo DTS ocorre durante o processo de religamento: primeiro, dois contatos de relé são fechados simultaneamente e, em seguida, o terceiro contato também é fechado com um atraso de tempo. Nenhuma corrente deve fluir antes que o terceiro contato se feche, caso contrário, esse relé está com defeito, pois não desconecta mais o circuito. Um relé diferente é testado em cada ciclo de comutação.
O relé de segurança é totalmente testado após três ciclos de comutação. Isso reduz drasticamente o tempo e o esforço necessários para testes de prova.
Assista ao vídeo e saiba mais sobre relés de segurança inteligentes com diagnóstico e transparência de falhas de linha:
4. Por que as funções de diagnóstico e a compatibilidade dos isoladores são importantes para a integração de sistemas de controle distribuído (DCS) e além?
Diversos usuários se beneficiam das funções de diagnóstico e da compatibilidade dos isoladores Pepperl+Fuchs, incluindo engenheiros de controle, equipes de manutenção e integradores de sistemas. As funções de diagnóstico permitem o monitoramento em tempo real dos circuitos de campo, facilitando a detecção e a localização de falhas como rompimentos de fios, curtos-circuitos ou degradação da qualidade do sinal. Com alertas antecipados e informações detalhadas sobre o status, os isoladores de diagnóstico ajudam a reduzir o tempo de inatividade não planejado, aprimoram o planejamento de manutenção, e possibilitam a manutenção preditiva.
A compatibilidade com sistemas de controle distribuído (Distributed Control Systems, DCS) permite a troca consistente de dados e o acesso centralizado a informações de diagnóstico. A integração com o DCS simplifica a configuração, permite um melhor monitoramento do sistema e oferece suporte à conformidade com os padrões de segurança e desempenho. Além disso, as funções de diagnóstico contribuem para maior disponibilidade e eficiência do sistema na indústria de processos, onde a confiabilidade e a segurança são de importância crítica.
5. Como a HART Transparency dos isoladores agrega valor?
Muitos isoladores da Pepperl+Fuchs oferecem transparência total ao protocolo HART, além das funções de diagnóstico mencionadas. As barreiras isoladas habilitadas para HART do Sistema K e do Sistema H permitem a troca de valores medidos, informações de diagnóstico e dados de configuração com o dispositivo de campo por meio do protocolo HART. Isso significa que o sinal HART atravessa o módulo isolador sem impedimentos, permitindo comunicação com dispositivos HART tanto pelo nível de campo quanto pelo lado do sistema de controle. Os sinais HART podem ser transmitidos simultaneamente com o sinal analógico de 4 a 20 mA pela mesma linha, o que permite uma maior densidade de dados e opções de diagnóstico ampliadas. Os usuários se beneficiam de uma manutenção mais fácil, solução de problemas mais rápida e de acesso completo aos dados estendidos do dispositivo em todo o loop de controle.
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