Quando devo usar um sensor com saída NAMUR? Princípios básicos, vantagens e aplicações

Se você estiver trabalhando em uma área classificada, precisar de um sensor com detecção de falhas integrada ou estiver montando um circuito intrinsecamente seguro ou um sistema com certificação de segurança, um sensor NAMUR costuma ser a escolha certa, ou até mesmo a única opção viável. Sensores com saídas NAMUR oferecem uma combinação de funções e recursos que nenhum sensor convencional consegue igualar: segurança intrínseca para áreas classificadas, detecção de curtos-circuitos e ruptura de fios antes que ocorram falhas, compatibilidade com sistemas de segurança certificados pela SIL e conformidade com normas reconhecidas mundialmente. Os sensores NAMUR oferecem a confiabilidade e a segurança que processos críticos exigem — seja em plantas químicas, em plataformas offshore, na indústria farmacêutica, em oficinas de pintura ou no tratamento de águas residuais. Nesta postagem do blog, explicamos o que é um sensor com saída NAMUR, como ele funciona, seus principais benefícios e suas áreas de aplicação.

O que é um sensor de saída NAMUR?

Um sensor NAMUR é um sensor de proximidade de dois fios não amplificado com saída NAMUR que fornece dois níveis de sinal distintos, dependendo de seu estado de comutação. Esses níveis de sinal operam com baixa corrente e baixa tensão, o que significa que é necessário um amplificador de comutação para ler e interpretar os níveis de corrente. Devido ao seu projeto de baixo consumo de energia e recursos integrados de detecção de falhas, os sensores de saída NAMUR são mais comumente utilizados em instalações onde são necessárias medidas especiais de segurança, incluindo locais com risco de explosão ou requisitos rigorosos para proteção do pessoal e segurança das máquinas. As normas internacionais relevantes que regem os sensores de saída NAMUR são a EN/IEC 60947-5-6.

Como funciona um sensor de saída NAMUR?

Um sensor de saída NAMUR pode ser configurado como um contato normalmente aberto ou normalmente fechado, sendo o normalmente aberto a configuração padrão típica. Uma das principais características técnicas desse tipo de sensor é que sua saída é de estado sólido, o que significa que uma pequena corrente está sempre presente na linha de saída, independentemente de o sensor estar ativado. Isso não é uma falha; é uma característica do projeto. Ao contrário dos sensores de proximidade tradicionais, um sensor NAMUR não emite um sinal de comutação, mas apenas altera seu nível de corrente. Devido aos níveis de comutação de baixa corrente, o sensor NAMUR deve ser conectado a um amplificador de comutação aprovado ou a uma entrada projetada especificamente para NAMUR.

Principais parâmetros operacionais de um sensor NAMUR:

• Tensão nominal: 8,2 V CC
• Carga: 1 kΩ
• Corrente no estado de detecção (alvo presente): ≤ 1,2 mA
• Corrente no estado de não detecção (sem alvo): ≥ 2,1 mA

A principal vantagem dos sensores NAMUR: detecção de falhas integrada

Uma vantagem fundamental de um sensor com saída NAMUR em relação a um interruptor PNP/NPN convencional é sua capacidade de detectar curtos-circuitos e falhas na fiação, e não apenas a presença ou ausência de um objeto-alvo. Um sensor de proximidade padrão oferece apenas dois estados: “Ligado” ou “Desligado”. Um sensor NAMUR, por outro lado, oferece quatro estados distintos:

Os sensores NAMUR podem distinguir entre “nenhum alvo detectado” e “o sensor perdeu a conexão do cabo”. Essa capacidade de diagnóstico integrada é uma vantagem crucial na indústria de processos, pois um sinal falso do sensor poderia levar a condições perigosas ou a paradas não planejadas e onerosas.

Quais aplicações podem ser atendidas com sensores NAMUR?

Os sensores NAMUR são utilizados sempre que for necessária uma detecção confiável e monitoramento de linha em áreas classificadas ou em ambientes industriais adversos.

Aplicações típicas:

• Detecção de posição limite e retroalimentação da posição da válvula para controle automatizado ou válvulas reguladoras em engenharia de processos, por exemplo, para determinar se os amortecedores e válvulas estão totalmente abertos ou fechados
• Detecção da velocidade de rotação de misturadores, bombas e agitadores, ou de componentes rotativos de máquinas, eixos, e turbinas em instalações de processo
• Uma ruptura do fio ou curto-circuito no sensor pode ser detectada imediatamente com base em alterações no nível de corrente

Setores típicos:

• Indústrias química e petroquímica
• Indústria de petróleo e gás
• Indústria de hidrogênio
• Plataformas offshore
• Estações de tratamento de águas residuais/esgoto
• Indústria farmacêutica
• Oficinas de pintura
• Destilarias, padarias de grande porte, silos de grãos

Sensores NAMUR para aplicações intrinsecamente seguras (Ex i)

Os sensores NAMUR com avaliação de conformidade Ex-ia de acordo com a norma EN/IEC 60079-11 são projetados para aplicações intrinsecamente seguras em áreas classificadas até a Zona 0/20 e Classe I, Divisão 1. Esses sensores devem ser utilizados em conjunto com uma entrada intrinsecamente segura aprovada ou uma barreira de segurança intrínseca que limite a corrente e a tensão a um nível seguro em caso de falha.

Vantagem da segurança intrínseca:

Uma vantagem específica da segurança intrínseca (Ex i) em relação a todos os outros tipos de proteção é que o sensor NAMUR pode ser desconectado, substituído ou submetido a manutenção durante a operação sem a necessidade de desligar a área afetada da planta.

Uso global:

Além das aprovações globais de organismos de certificação líderes, como ATEX, IEC-Ex, CCC-Ex e UL, os sensores NAMUR também possuem uma ampla gama de aprovações nacionais de vários países, como CCOE (Índia), JP-Ex (Japão), KC Ex (Coreia), etc. Isso permite que os sensores NAMUR sejam amplamente utilizados em áreas classificadas em instalações em todo o mundo. O sensor NAMUR é montado diretamente na área classificada ou na área com risco de explosão, enquanto a barreira de segurança intrínseca e a alimentação devem ser instaladas na área não Ex.

Verificação da segurança intrínseca:

Além da certificação Ex i do aparelho, é necessária uma verificação calculada para todo o circuito intrinsecamente seguro (sensor, cabo, amplificador de isolamento) de acordo com a EN/IEC 60079-14 como verificação da segurança intrínseca. Essa verificação é analisada e avaliada por laboratórios de testes apropriados.

Você sabia?

Existem tarefas de automação em áreas classificadas da Zona 2 (gás explosivo) e da Zona 22 (zona de poeiras explosivas) que também podem ser resolvidas utilizando sensores PNP/NPN padrão com certificação Ex ec/Ex tc. Essas envolvem proteção contra explosão puramente mecânica, segurança aumentada (Ex ec) e proteção por invólucro (Ex tc), enquanto o tipo de proteção Ex i envolve proteção elétrica contra explosão.

Sensores NAMUR à prova de falha para segurança de pessoal e máquinas

Em aplicações nas quais a segurança do pessoal e das máquinas é de importância crítica, os requisitos vão além da mera proteção contra explosão. Alguns sensores com saída NAMUR estão disponíveis com saídas à prova de falha projetadas para atingir as classificações SIL 2 ou SIL 3 quando combinadas com um amplificador de comutação apropriado, atendendo às exigências de segurança funcional de acordo com a IEC 61508 e normas relacionadas. Uma saída à prova de falhas funciona garantindo que, se ocorrer uma falha em qualquer ponto do circuito do sensor, o dispositivo detecte o problema e mude automaticamente para um estado seguro. Para utilizar uma saída NAMUR à prova de falhas, é necessária uma entrada ou amplificador de comutação com classificação à prova de falhas. Esse amplificador de comutação pode ter classificação dupla, proporcionando tanto proteção à segurança do pessoal quanto proteção para ambientes classificados como áreas perigosas que contenham gases, poeiras ou fibras. Quando o sensor NAMUR à prova de falhas e o amplificador de comutação são combinados em loops redundantes, eles são capazes de atingir uma classificação SIL 3.

Em resumo: quando um sensor NAMUR é a escolha certa?

Para tarefas de automação em áreas perigosas, onde a segurança do processo e a detecção de quebra de fios e falhas na fiação desempenham um papel fundamental, um sensor com saída NAMUR oferece vantagens significativas. Quando há risco de explosão e segurança do pessoal em jogo, o sensor com saída NAMUR muitas vezes não é apenas a melhor escolha — pode ser a única que atende às normas. Para circuitos intrinsecamente seguros, são utilizados sensores NAMUR com certificação Ex i. Em aplicações nas quais a proteção do pessoal e a segurança funcional são exigidas, estão disponíveis sensores NAMUR com saídas à prova de falhas.

Dispositivos NAMUR da Pepperl+Fuchs

Sensores com saída NAMUR:

• Sensores indutivos com saída NAMUR
• Sensores capacitivos com saída NAMUR
• Sensores de campo magnético com saída NAMUR

Amplificadores de comutação com entradas NAMUR:

• Barreiras isoladas do sistema-H

Mais informações

• Visite nossa base de conhecimento sobre sensores industriais: https://www.pepperl-fuchs.com/en/support/knowledge-and-literature/knowledge-bases-for-industrial-sensors/knowledge-base-for-capacitive-sensors/installation-and-commissioning/sensor-connection/2-wire-sensors-gp30672>Sensores de 2 fios de acordo com a NAMUR

Perguntas Frequentes

O que significa NAMUR?

O nome NAMUR deriva da sigla alemã “Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regeltechnik”, que significa Associação de Normas para Medição e Controle na Indústria Química. A organização tem suas origens na indústria química. Hoje, a NAMUR é uma associação internacional de empresas usuárias da indústria de automação e de processos, como as setores químico, farmacêutico e petroquímico. Fundada em 1949 e com sede em Leverkusen, na Alemanha, a associação reúne conhecimentos especializados em padronização, digitalização e tecnologia de automação para tornar os processos industriais mais eficientes, seguros e sustentáveis. Saiba mais sobre NAMUR

O que é segurança intrínseca?

O tipo de proteção Ex i baseia-se no princípio de proteção por prevenção, de acordo com a norma IEC/EN 60079-11. Ao limitar a corrente, a tensão e a potência dentro de um circuito a um nível não inflamável, os equipamentos com segurança intrínseca eliminam a fonte de risco de ignição no nível do dispositivo. Mais sobre este tema: Tipo de proteção por segurança intrínseca: uma visão geral fundamental

O que significa “Ex ia” em aplicações com segurança intrínseca?

Dentro da segurança intrínseca (Ex i), existem três níveis de proteção (Ex ia, Ex ib e Ex ic) que diferem no número de falhas simultâneas permitidas. “Ex ia” oferece o nível mais alto de segurança dentro da segurança intrínseca e garante a proteção contra ignição por meio de duas medidas de proteção, permitindo a operação normal e segura mesmo que ocorram duas falhas simultaneamente no circuito. Mais sobre este tema: Garantindo a segurança do produto em áreas perigosas com segurança intrínseca