Instalação e Manutenção Hughes Objetivos de ensino 1. Listar e discutir os procedimentos para testes das partes de um CLP quando recebido do fabricante. 2. Descrever o procedimento para montar e interligar o sistema de CLP, incluindo o ajuste das chaves. 3. Listar os fatores do ambiente que afetam a opera!o e a segurana do local. ". Listar as ra#oes para o aterramento, blindagem e supress!o e sua implementa!o. $. Descrever o procedimento do teste completo do CLP recentemente recebido. %. Descrever as varia&es e dist'rbios da alimenta!o. (. Descrever e listar a manuten!o preventiva para o CLP. ). Descrever e listar os procedimentos de troubleshooting geral e especifico para o CLP. *. Descrever a a!o corretiva e a documenta!o para as falhas mais comuns do CLP. 1. Introdução Para completar a discussão do CLP, deve-se discutir o projeto do painel, layout e instalação do equipamento e os procedimentos de teste operacional e manutençãodo sistema. A conia!ilidade e acilidade de manutenção do sistema de controle depende principalmente do projeto correto do sistema. 2. Projeto do painel de controle A principal caracter"stica e vantagem do CLP em relação a outros sistemas com computador # sua capacidade de ser instalado e uncionar no am!ienteindustrial hostil. $s CLPs são instalados em su!-pain#is met%licos no chão da a!rica. &esmo assim, # recomend%vel ter o CLP dentro de inv'lucros met%licos ou de pain#is de controle para protege-lo contra os contaminantes atmos#ricos como poeira, umidade, 'leo e outras su!stancias corrosivas. (stes inv'lucros tam!#m redu)em os eeitos dos ru"dos eletromagn#ticos e de radio req*+ncia. $ painel ou inv'lucro deve ter um projeto correto, que considere os aspectosde aquecimento do sistema, manutenção, separação da iação de pot+ncia e de sinal. 2.1. Layout do painel $ tamanho do painel depende da quantidade de equipamentos instalados no seu interior e de instrumentos de leitura e controle na parte e terna. e o painel tem instrumentos de di eles devem ser colocadas ao n"vel norm visão. A!ai o deste instrumentos, são coloca as !otoeiras e chavesacima, # colocado o sistema de alarme, se e istente. $ inv'lucro met%lico do painel deve estar conormidade com as normas industriais /0(C ou 1(&A2, para os dierentes am!ientes industriais. $s am!ientes estão relacionados quantidade e tamanho de s'lidos e pressão e angulo de incid+ncia de l"quidos. As normas consideram as condiç3es de chuva,neve, corrosão, respingo, condensação, vi!ração, quedas. $ local de colocação do painel deve tam!#m considerar os aspectos de segura relacionados com a presença de gases, poeira i!ras e plosivas e inlam%veis. Assim,a presença do painel no local não deve aumenta pro!a!ilidade de haver inc+ndio ou e plosão. Para tanto, deve ser considerada a classii el#trica do inv'lucro. A classiicação el#trica inclui as proteç3es de prova de e plosão prova de chama, pressuri)ação com g%s inerte !arreiras de segurança intr"nseca, equipamen e não- incenditivos e de segurança aumentada 4eve-se tomar cuidado tam!#m quando se tem um painel e sistema com CLP em local seguro porem rece!endo sinais de %reas classiicada $ layout interno do painel segue as recomendaç3es contidas no manual de instalaç do CLP. 1este manual, geralmente o a!ricant lista os espaços m"nimos permitidos entre ra 06$, outro equipamento e o processador. espaçamento # unçãodo aquecimento do equipamento, ru"do el#trico e atores de segurança. 2.2. Aquecimento Para permitir um resriamento eetivo convecção, # recomend%vel que todosos componentes do sistema sejammontados de modo que haja a m% ima va)ão de ar no inv'lucro. 1o sistema de CLP, a onte de alimentação # tam!#m a principal onte de ca e ela deve ser montada no topo do painel, !e separada dos outros componentes. A temperatura no interior do painel do não deve e ceder a temperatura indicada pelo a!ricante /tipicamente 78 o C2. 9uando necess%rio, deve-secolocar ventilação ou
Objetivos de ensino
1. Listar e discutir os procedimentos para testes das partes de um
CLP quando recebido do fabricante.
2. Descrever o procedimento para montar e interligar o sistema de
CLP, incluindo o ajuste das chaves.
3. Listar os fatores do ambiente que afetam a opera!o e a segurana
do local.
". Listar as ra#oes para o aterramento, blindagem e supress!o e sua
implementa!o.
$. Descrever o procedimento do teste completo do CLP recentemente
recebido.
%. Descrever as varia&es e dist'rbios da alimenta!o.
(. Descrever e listar a manuten!o preventiva para o
CLP.
). Descrever e listar os procedimentos de troubleshooting geral e
especifico para o CLP.
*. Descrever a a!o corretiva e a documenta!o para as falhas
mais comuns do CLP.
1. Introdução
Para completar a discussão do CLP, deve-se discutir o projeto do
painel, layout e instalação do equipamento e os procedimentos de
teste operacional e manutenção do sistema. A conia!ilidade e
acilidade de manutenção do sistema de controle depende
principalmente do projeto correto do sistema.
2. Projeto do painel de controle
A principal caracter"stica e vantagem do CLP em relação a
outros sistemas com computador # sua capacidade de ser instalado e
uncionar no am!iente industrial hostil. $s CLPs são instalados em
su!-pain#is met%licos no chão da a!rica. &esmo assim, #
recomend%vel ter o CLP dentro de inv'lucros met%licos ou de pain#is
de controle para protege-lo contra os contaminantes atmos#ricos
como poeira, umidade, 'leo e outras su!stancias corrosivas. (stes
inv'lucros tam!#m redu)em os eeitos dos ru"dos eletromagn#ticos e
de radio req*+ncia.
$ painel ou inv'lucro deve ter um projeto correto, que considere os
aspectos de aquecimento do sistema, manutenção, separação da iação
de pot+ncia e de sinal.
2.1. Layout do painel
$ tamanho do painel depende da quantidade de equipamentos
instalados no seu interior e de instrumentos de leitura e controle
na parte rontal eterna.
e o painel tem instrumentos de display, eles devem ser colocadas ao
n"vel normal da visão. A!aio deste instrumentos, são colocadas as
!otoeiras e chaves acima, # colocado o sistema de alarme, se
eistente.
$ inv'lucro met%lico do painel deve estar de conormidade com as
normas industriais /0(C 0P ou 1(&A2, para os dierentes
am!ientes industriais. $s am!ientes estão relacionados com
quantidade e tamanho de s'lidos e pressão e angulo de incid+ncia de
l"quidos. As normas consideram as condiç3es de chuva, neve,
corrosão, respingo, condensação, vi!ração, quedas.
$ local de colocação do painel deve tam!#m considerar os aspectos
de segurança, relacionados com a presença de gases, poeiras e i!ras
eplosivas e in lam%veis. Assim, a presença do painel no local não
deve aumentar a pro!a!ilidade de haver inc+ndio ou eplosão. Para
tanto, deve ser considerada a classiicação el#trica do inv'lucro. A
classiicação el#trica inclui as proteç3es de prova de eplosão ou
prova de chama, pressuri)ação com g%s inerte, !arreiras de
segurança intr"nseca, equipamentos e não- incenditivos e de
segurança aumentada. 4eve-se tomar cuidado tam!#m quando se tem um
painel e sistema com CLP em local seguro porem rece!endo sinais de
%reas classiicadas.
$ layout interno do painel segue as recomendaç3es contidas no
manual de instalação do CLP. 1este manual, geralmente o a!ricante
lista os espaços m"nimos permitidos entre rac5s 06$, outro
equipamento e o processador. (ste espaçamento # unção do
aquecimento do equipamento, ru"do el#trico e atores de
segurança.
2.2. Aquecimento
Para permitir um resriamento eetivo por convecção, #
recomend%vel que todos os componentes do sistema sejam montados de
modo que haja a m%ima va)ão de ar no inv'lucro. 1o sistema de CLP,
a onte de alimentação # tam!#m a principal onte de calor e
ela deve ser montada no topo do painel, !em separada dos outros
componentes.
A temperatura no interior do painel do CLP não deve eceder a
temperatura indicada pelo
aspiração orcada so!re a onte de alimentação. (stes ventiladores
devem ter iltros para evitar que a poeira seja
propositadamente injeta no sistema.
2.. !acilidade para manutenção
$ projetista do sistema deve incluir certas caracter"sticas no
projeto do painel para redu)ir o tempo e o custo da manutenção.
(stas caracter"sticas são:
;. os equipamentos e terminais do painel devem ser de %cil
acesso.
<. o processador deve estar a um n"vel que acilite a operação e
manutenção.
=. quando o processador e a onte estão contidos no mesmo inv'lucro,
a onte deve icar no topo.
>. o painel sempre deve ter uma tomada ca para ser ligado algum
equipamento de teste, l?mpada port%til.
7. painel grande deve ter uma l?mpada luorescente interna com
!otoeira liga- desliga.
@. a tampa rontal deve ter janelas transparentes para permitir a
visão das l?mpadas indicadoras de status.
2.". !iação e duto
$ layout do duto de iação # unção dos tipos de sinais usados no
sistema e da colocação dos m'dulos 06$ nos rac5s. A consideração
principal # redu)ir o ru"do el#trico causado entre as linhas de
sinal 06$.
oda a iação ca de pot+ncia deve ser separada da iação cc de
sinal. e # inevit%vel o cru)amento de linhas ca com cc, o
cru)amento deve ser eito em angulo de B8 graus, para minimi)ar a
interer+ncia el#trica.
2.#. $istribuição da pot%ncia
&uitos a!ricantes de CLP recomendam que seja instalado um
transormador de isolação de pot+ncia entre a onte ca e o CLP, para
isolar o sistema do CLP de todos os outros equipamentos na %rea do
processo.
A distri!uição ca contem um rel# de controle mestre, para
desligar a operação do CLP ou da maquina controlada em caso de
emerg+ncia /(- stop2. 4ependendo da segurança e da ilosoia do
sistema, pode haver varias !otoeiras para desligar o sistema em
emerg+ncia. recomend%vel que cada maquina controlada tenha o seu
circuito de desligamento de emerg+ncia. (stes circuitos devem
ser totalmente independentes do CLP para se ter a m%ima
segurança do sistema de controle.
$ CLP # um dispositivo muito coni%vel, mas a alha do processador
central pode causar comportamento perigoso e imprevis"vel no
sistema de controle e por isso o operador deve ser capa) de
desligar rapidamente e com segurança o processo e a maquina atrav#s
das chaves (-stop que devem estar em locais de %cil acesso.
2.&. Aterramento
A segurança, conia!ilidade e operação de qualquer sistema
eletrDnico dependem do terra do sistema. $ projetista deve ler e
entender as normas /seção <78 do 1(C2 relacionadas com os
c'digos cores, tamanhos e tipos de condutores e m#todos necess%rios
para se ter um aterramento seguro e correto.
$ terra deve ser permanente, continuo e capa) de condu)ir
seguramente a corrente no sistema com a resist+ncia m"nima /ideal
de )ero ohm2.
$ io de terra deve ser isicamente separado dos ios de ase e neutro
no ponto de entrada para o painel de controle. Para se ter um io de
terra mais curto poss"vel, o terra deve ser posto na entrada do
painel.
odos os rac5s 06$, ontes de alimentação, processadores e outros
dispositivos el#tricos devem ser ligados a um Enico !us de terra no
painel de controle.
2.'. Instalação e (iação dos m)dulos i*o
Fma parte importante do projeto do equipamento de um sistema a CLP
envolve o layout apropriado e os diagramas de iação dos m'dulos
06$. A instalação dos m'dulos de entrada e sa"da # relativamente
simples pois os m'dulos são simplesmente colocados nos rac5s
conorme os desenhos.
$s m'dulos inteligentes /termopares, anal'gicos, comunicaç3es2
podem requerer ajustes de chaves para a sua coniguração.
Por eemplo, pode ser necess%rio selecionar o tipo do termopar
usado /G, , I, , 2. $ projetista deve ter estes ajustes deinidos
claramente nos desenhos.
<
. Projeto do layout do equipamento
$ projeto correto do layout do equipamento do sistema de controle
redu) os custos e tempos de instalação e melhora a conia!ilidade de
mantena!ilidade do sistema.
Alem dos componentes do CLP, o layout do equipamento deve
considerar os outros componentes do sistema, como os instrumentos e
equipamento do campo, caias de alimentação e proteção,
transormadores de pot+ncia e a locali)ação dos equipamentos e
maquinas do processo.
(m geral, coloca-se o processador pr'imo do processo e usam-se
rac5s remotos de 06$ para redu)ir a iação el#trica. poss"vel que o
custo da iação e dos conduites seja maior que o custo do CLP,
quando não se tomam certos cuidados no projeto do layout.
$ painel de controle deve ser colocado em uma posição que permita a
a!ertura completa das portas para o %cil acesso aos terminais e
componentes do sistema para manutenção e trou!leshooting. As normas
requerem que as
portas do painel a!ram, no m"nimo, at# B8 o e que haja um
m"nimo de um metro de espaço entre a traseira do painel e a parede
mais pr'ima. Antes de começar o projeto do painel de controle, os
respons%veis devem ler e entender as normas /p. e., 1(C, seção ;;82
para evitar violação da norma ou segurança.
4eve haver uma chave de desligamento de emerg+ncia montada no
painel ou pr'ima dele, em local de %cil acesso.
e o local do painel contem outros equipamentos que geram ru"dos
eletromagn#ticos e de radio req*+ncia, o painel deve icar a uma
distancia ra)o%vel destes equipamentos.
". Partida e teste do sistema
A primeira eig+ncia para uma partida !em sucedida do sistema
# ter um procedimento escrito de teste operacional do sistema. (ste
procedimento deve ser escrito pelo projetista do sistema de
controle e deve ser revisto cuidadosamente e aprovado por todas as
partes envolvidas no projeto. conveniente testar o uncionamento do
programa do sistema usando um simulador do processo antes do
sistema ser instalado no processo real.
$s procedimentos de teste operacional do sistema devem incluir as
seguintes seç3es importantes:
;. inspeção visual
<. teste de continuidade =. teste do sinal de entrada >.
teste das sa"das 7. teste operacional do processo.
#. Praticas de manutenção
#.1. Introdução
$s componentes do CLP são projetados para ser muito coni%veis, mas
ocasionalmente algum reparo # necess%rio. A manutenção do sistema
pode ser muito redu)ida usando !oas praticas de projeto,
documentação completa e programas de manutenção preventiva.
#.2. Manutenção preventiva
Fm programa de manutenção preventiva sistem%tico redu) o tempo de
parada do sistema de controle. A manutenção preventiva dos
componentes do CLP # usualmente programada ao mesmo tempo em que a
maquina ou processo ica parado para reparo ou manutenção.
1ormalmente, como o equipamento do CLP # mais coni%vel que as
maquinas ou processos onde ele est% aplicado, ele requer menos
manutenção preventiva.
muito importante no programa de manutenção preventiva checar
cuidadosamente os v%rios conectores no sistema. (stima-se que J8K
dos pro!lemas de eletrDnica ou sistemas digitais a computadores são
causados por conectores soltos, sujos ou deeituosos. As
ligaç3es dos m'dulos de entrada e sa"da devem ser veriicadas
periodicamente para garantir que nenhum io est% solto ou partido. A
!ase dos m'dulos 06$ no painel deve tam!#m ser veriicada. e o
sistema est% colocado em local com alto n"vel de vi!ração, a
manutenção preventiva deve ser eita com maior req*+ncia.
Calor ecessivo # outra grande causa de alha em CLP. Por isso, se o
inv'lucro # resriado com ventiladores, os iltros usados no painel
devem ser limpos ou su!stitu"dos periodicamente. importante que as
sujeiras e poeiras não se depositem nos componentes do sistema
porque a deposição de sujeira em componentes eletrDnicos pode
redu)ir a dissipação de calor e causar superaquecimento no
sistema.
maquinas de solda, aquecedores de indução2 não iquem pr'imos do
CLP.
A manutenção deve ter cart3es, m'dulos e ontes como reserva,
para diminuir o tempo do sistema parado por causa de
pro!lema.
&. +roubles,ootin-
Fma das principais vantagens de usar um controlador l'gico
program%vel # ter sua capacidade de troubleshooting . 4esde
que todas as chaves são ligadas a uma entrada individual e todas as
cargas de sa"da são ligadas a sa"das individuais, seus status podem
ser monitorados continuamente. $ Enico pro!lema em usar o CLP para
trou!leshooting # que muitos t#cnicos não sa!em como usar o sistema
para a)er seu pr'prio trou!leshooting. (ste capitulo eplica alguns
dos au"lios de trou!leshooting em sistemas com CLP.
&.1. Indicadores de status
$ auilio mais o!vio de trou!leshooting dispon"vel no CLP # o
indicador de status. A l?mpada de indicação de status mostra o
status dos componentes no sistema. Cada parte critica do sistema
usualmente tem algum tipo de indicador de status. $!servando estes
indicadores, pode-se determinar o local do pro!lema.
9uando o sistema tem um pro!lema, pode- se a)er um teste inicial
para determinar quanto do sistema est% ora de operação, de algum
modo. e o processador ou rac5s estão envolvidos, o deeito #
usualmente considerado como alha grave. e o deeito deia ora de
operação uma Enica entrada ou sa"da, então o pro!lema # considerado
pequena alha.
$s indicadores de alhas graves mostram quando uma grande porção do
sistema de CLP alha. (stes indicadores de alha monitoram a voltagem
de entrada, voltagem da alimentação, modo de operação ou parada do
processador e as comunicaç3es entre os rac5s e os
processadores.
As ontes de alimentação geralmente tem indicadores de status
vermelhos que acendem quando a voltagem de entrada ou voltagem de
sa"da regulada tem uma alha. Alguns processadores usam um indicador
verde para mostrar quando o sistema est% o.5., enquanto outros usam
a aus+ncia da lu) vermelha como o sinal que o sistema est% operando
corretamente. $ processador usualmente tem uma ou mais l?mpadas
para indicar o status do processador. &uitas destas l?mpadas
são L(4s e tem uma
longa vida Etil. Fm destes L(4s mostra o modo operacional do
processador. (stes modos incluem operação /run2, parada e
programação. $utros L(4s indicam alhas do processador, alhas da
mem'ria e outros pro!lemas do processador. A terceira grande parte
do sistema est% locali)ada no painel de 06$ e seus indicadores de
status acende quando as comunicaç3es entre o painel e o
processador estão uncionando corretamente. 9uando o indicador
não est% aceso, signiica que h% alguma alha na comunicação.
$s t#cnicos terão alguma id#ia da magnitude do pro!lema quando
ocorre uma alha. eriicando os indicadores de status na onte de
alimentação, processador e m'dulos do adaptador pode-se locali)ar
as principais alhas. Fsualmente se uma destas l?mpadas mostra uma
alha, o processo de trou!leshooting pode ser concentrado nesta
%rea. e nenhuma l?mpada indicadora de alha grave est% acesa, então
o processo de trou!leshooting # mais etenso.
Fm ultimo ponto acerca dos indicadores de status # o L(4 que indica
o modo do processador deve ser veriicado sempre que o sistema
tem um pro!lema. (ste indicador geralmente # ignorado para
pro!lemas muito grandes. &uitas ve)es, o Enico pro!lema no
sistema # o processador que parou por algum motivo. Alguns
processadores retornam automaticamente para a condição de parada
assim que ocorre algum pro!lema ou distEr!io. &uitas horas tem
sido gastas por t#cnicos eperientes na procura de pro!lemas
eletrDnicos compleos quando tudo que aconteceu oi a parada do
processador.
&.2. Indicadores do status i*o
Cada a!ricante de CLP usa algum tipo de indicador para mostrar o
status dos m'dulos de entrada e de sa"da.
$ indicador t"pico do status no modulo de entrada # energi)ado
sempre que um impulso el#trico # rece!ido no terminal de entrada.
0sto ocorre quando a chave ou contato de entrada # echado. Cada
terminal de entrada individual tem seu pr'prio indicador de
status.
>
Controlador Lógico Programável - Instalação e Manutenção
devem ser veriicados para perda de alimentação ou circuito a!erto.
e a l?mpada indicadora acende e depois não se apaga, a chave e o io
devem ser veriicados para curto circuito ou contatos soldados. (sta
t#cnica # provavelmente o ponto mais importante no m#todo de
trou!leshooting. 4esde que somente uma chave e um conjunto de ios
estão ligados para cada terminal de entrada, # %cil rastrear o
pro!lema quando a l?mpada de status mostrar uma alha.
(m sistemas eletromec?nicos mais antigos, varias chaves estão
ligadas em serie para controlar uma sa"da. 9uando a sa"da mostra
uma alha do circuito, devia-se testar e inspecionar cada
chave e cada io de ligação neste circuito para encontrar o
pro!lema. 4ierentemente, o sistema de CLP tem somente uma chave
por entrada com um io. e uma alha # detectada, deve-se
concentrar o esorço de trou!leshooting para esta chave e io.
&esmo quando não se tem eperi+ncia, o sistema pode ser
corrigido pela su!stituição de cada um dos componentes at# a alha
desaparecer.
&.. Indicadores do status do modulo de sada
$ modulo de sa"da tem dois tipos de indicadores de status. Fm
indicar mostra quando uma sa"da est% presente no modulo e o outro
indicador mostra se um us"vel de sa"da a!riu. $ indicador principal
de sa"da mostra quando o processador enviou um sinal para o
terminal de sa"da. Cada terminal no modulo de sa"da tem seu pr'prio
indicador. e o indicador do modulo estiver aceso, o modulo tem
energia presente no terminal de sa"da. e o indicador estiver
apagado, então não h% voltagem no terminal.
A indicação de a!ertura do us"vel no modulo de sa"da pode ser
dierente para cada a!ricante. &esmo alguns modelos do mesmo
a!ricante podem ser dierentes. 1ormalmente, h% um indicador de
queima do us"vel para cada terminal no modulo ou um indicador para
o modulo inteiro. e h% somente um indicador para o modulo inteiro,
geralmente se sa!e que o us"vel est% ruim veriicando a carga de
sa"da que não opera. 4e ato, muitos trou!leshooting começam quando
uma carga de sa"da deia de uncionar.
A su!stituição do us"vel # %cil, retirando-o e inserindo-o
com dois dedos em seu recept%culo.
As alhas podem ser %cil e rapidamente isoladas usando-se os
indicadores de status dos m'dulos e de outras partes do
sistema.
&.". /so do monitor e do painel de pro-ramação para
troubles,ootin-
$utras partes do sistema projetadas para ajudar no trou!leshooting
do sistema de CLP são o monitor e o painel de programação. $
teclado ornece varias teclas de unç3es especiais que acilitam o
trou!leshooting. $ monitor com!inado com estas teclas indicam os
equipamentos que estão energi)ados e mostram se os equipamentos
estão ligados ou desligados.
muito Etil a ha!ilidade do monitor mostrar os equipamentos
que estão energi)ados ou não. Masicamente, quando se veriica um
passo do programa, equipamento de entrada e de sa"da, o monitor
mostra se estão energi)ados.
$utra unção semelhante, N(, permite que se chame uma entrada, sa"da
ou registro especiico na tela do monitor e mostre sua condição
atual. e ele estiver energi)ado, aparece a palavra $1 se ele
estiver desenergi)ado, $OO. 9uando or um contador,
tempori)ador ou unção matem%tica, o valor acumulado atual do
registro # mostrado.
&.#. 0ame de bit
#
lem!rar que estes dados podem ser indicados como nEmeros !in%rios
ou MC4. 4eve-se consultar a literatura do a!ricante para conerir o
ormato. Assim que se aprende a veriicar a condição de um !it em um
endereço de entrada e sa"da e os valores nos endereços de dados, o
trou!leshooting torna-se mais %cil.
&.&. !unção procura searc,3
9uando se aprende a usar a unção de destaque /highlight2 no
monitor, acha-se isso di"cil para procurar em centenas de passos do
programa a entrada ou sa"da que não est% operando corretamente.
&uitos pain#is de programa tem a tecla de unção chamada PI$CFIA
/(AICH2. A unção PI$CFIA essencialmente olha todo o programa para
achar a entrada, sa"da ou registro especiico que oi
programado.
Por eemplo, se o starter do motor que controla uma esteira não
liga, deve-se procurar o endereço do modulo de sa"da e usar a unção
(AICH. ecla-se o endereço de sa"da /p. e., 88<72 e a unção
(AICH. $ monitor mostra a linha inteira do programa ligada sa"da
88<7. $ cursor do monitor estar% so!re a sa"da 88<7.
Agora usa-se a unção N(, destaque ou eame de !it para
veriicar se 88<7 est% energi)ado.
e a sa"da não estiver energi)ada, usa-se N( ou eame de !it para ver
se as entradas correspondentes estão energi)adas. Como a sa"da não
est% energi)ada, uma ou am!as as entradas devem estar
desenergi)adas. Fsando- se com!inaç3es destas unç3es, o monitor,
programa e l?mpadas de indicação, o trou!leshooting realmente
torna-se %cil interessante.
A operação da unção (AICH pode ser um pouco dierente para
cada a!ricante. Alguns CLPs /p. e., Allen Mradley2 requerem que se
use o s"m!olo eato do programa, o endereço e a tecla da unção
(AICH. $utros CLP /p. e., &odicon2 usa-se um c'digo numerado
para indicar qual tipo de equipamento deve ser procurado.
1este sistema,
Procurar !o!ina ou contatos de sa"da ; signiica procurar contatos
de entrada = signiica procurar qualquer registro > signiica
procurar qualquer equipamento Assim, teclando 8 (AICH,
88<@ (AICH,
o processador ir% procurar a sa"da 88<@ teclando ; (AICH,
;8<7 (AICH, o processador ir% procurar a entrada ;8<7.
Pode haver a tecla C$101F( (AICH que procura um equipamento usado
em varias linhas do programa. 9uando aparece a ultima
ocorr+ncia, o monitor indica que a procura est% completa.
Conclui-se que a unção (AICH # a unção mais poderosa e Eti l para
a)er trou!leshooting de grandes programas.
&.'. !O450 0 $I6A7L0
$utra unção de trou!leshooting dispon"vel na maioria dos CLPs # a
unção O$IC(. A unção 40AML( # a unção parceira da unção de orca,
mas sua operação # o inverso da unção O$IC(. A unção O$IC( permite
selecionar uma entrada ou sa"da e orcas suas condição ligada ou
desligada. Alguns CLPs permitem que somente as sa"das sejam orcadas
outros permitem que entradas e sa"das sejam orcadas.
4eve-se enati)ar que somente t#cnicos com eperi+ncia devem usar a
unção O$IC( em um sistema autom%tico, por que esta unção pode ser
usada para ultrapassar ou !ypassar todas as caracter"sticas
de segurança colocadas no programa. Por eemplo, se o sistema usa
uma malha de aquecimento, o elemento de aquecimento pode ser orcado
a icar ligado durante o teste. (sta unção O$IC( se so!rep3e a todos
os equipamentos de segurança de temperatura. e o orcing # deiado no
lugar, certamente resultar% algum perigo por que os equipamentos de
segurança oram !ypassados. $utro pro!lema pode aparecer quando a
operação de uma maquina # sequenciada. Oorcando uma entrada ou
sa"da especiica, pode- se causar algum movimento da maquina ora da
sequ+ncia e daniicar a maquina ou acidentar o seu operador.
A unção O$IC( # usada para energi)ar ou desenergi)ar um
componente no sistema, de modo que ele possa ser acilmente testado
durante o trou!leshooting. Por eemplo, a unção O$IC( pode ser usada
para testar um equipamento que ique ligado apenas ; a < segundos
no programa normal, tempo insuiciente para veriicar algum pro!lema.
A unção O$IC( mant#m a sa"da energi)ada durante todo o tempo de
teste do equipamento. Porem, o t#cnico no teclado deve analisar a
operação glo!al da maquina para garantir que energi)ar sua sa"da
durante um longo per"odo não ir% erir ningu#m nem daniicar a
maquina.
@
Controlador Lógico Programável - Instalação e Manutenção
or desligado para se a)er o trou!leshooting, ele deve voltar para a
condição normal para operação autom%tica, senão a maquina ir%
operar sem uma proteção de !aia pressão e poder% haver danos
irrepar%veis na maquina.
Cada a!ricante de CLP usa um ormato ligeiramente dierente para as
unç3es de O$IC( e 40AML( no programa. Porem, nunca orce ou
desa!ilite aleatoriamente entradas e sa"das em um programa ativo,
por que isso pode ocasionar danos graves para a maquina ou
acidentes para o operador. Para eeito de diagnostico, alguns CLPs
possuem um L(4 indicando a eist+ncia de pontos orcados no
sistema.
&.8. $0609:OL:IM09+O $O +4O/7L06;OO+I9<
4epois de se entender os modos como o CLP # capa) de a)er seu
pr'prio trou!leshooting, deve-se desenvolver uma t#cnica ou sistema
que isole o pro!lema rapidamente.
$ modo mais eiciente para a)er trou!leshooting de um sistema
com CLP # começar pela sa"da. Fsualmente o operador perce!e
que o sistema não est% operando corretamente e pede ao
instrumentista para veriicar o sistema. 4esde que as sa"das causam
a operação real do sistema, # sua alta de ação que # perce!ida
logo.
Por eemplo, no sistema com um motor acionando uma esteira, o
motor # partido com o starter que # controlado por tr+s chaves.
9uando a esteira para o operador chama o instrumentista para
veriicar o sistema. $ instrumentista começa veriicando o sistema
pela sa"da. $ modo mais %cil # o!servar as l?mpadas indicadoras de
status. Pelo diagrama, ele desco!re os endereços do modulo com o
starter do motor da esteira p. e., sa"da 8;868=. $ instrumentista
olha no rac5 ;, grupo 8 e veriica se a l?mpada de status do
terminal 8= est% acesa.
e a l?mpada de status da sa"da 8= estiver acesa, deve-se
veriicar a voltagem no terminal do modulo e no starter do motor. e
h% voltagem no terminal 8= mas não no starter do motor, o io de
ligação # suspeito. e h% voltagem no starter do motor, então
o pro!lema est% na !o!ina ou contatos do starter ou no motor em si.
0sto pode parece muito simpliicado, mas se o indicador de status do
motulo est% aceso, o pro!lema deve estar entre o modulo de sa"da e
o motor.
e a l?mpada de status da sa"da 8= não estiver acesa, deve-se rever
todo o plano de trou!leshooting e veriicar o programa entre o
processador e os m'dulos de sa"da. Como o
indicador de status para a sa"da 8;868= não est% aceso, o pr'imo
passo # usar o monitor para ver se a sa"da 8;868= est%
destacada no programa.
e a sa"da estiver destacada mas o indicador de status do modulo
estiver apagado, o pro!lema est% entre o processador e o rac5. $s
pro!lemas poderiam ser um modulo de sa"da com deeito, um rac5 ruim,
ios sem contato entre o rac5 e o processador. Cada uma dessas %reas
pode ser acilmente veriicada.
e a sa"da 8;868= não icar destacada no programa, deve-se eaminar os
contatos da sa"da 8;868=. Como a linha do motor tem tr+s contatos
em serie, todos os tr+s contatos devem estar energi)ados para que o
motor ique energi)ado. Cada um dos contatos deve ser
eaminado, ou atrav#s da unção de destaque ou pelo eame de !it. e
usar o eame de !it, deve- se usar o display de dados para ver a
palavra de dados correspondente. (sta palavra de dados mostra !its
88 at# 8J. $s !its 8;, 87 e 8@ são eaminados para veri icar se eles
estão energi)ados /;2. e usar a unção de destaque do monitor, as
entradas são checadas para ver se cada contato est% destacado. e
uma entrada não estiver destacada e as outras duas estiverem, o
teste vai para a seção de entrada. eriica-se a l?mpada indicadora
correspondente entrada que não est% destacada. e a l?mpada estiver
acesa e os contatos não estiverem destacadas no programa, então o
pro!lema est% entre o modulo de entrada e o processador. (stes
pro!lemas podem ser tipicamente o painel de entrada com deeito,
modulo do adaptador ruim, ios de ligação desconectados ou o
circuito do pr'prio processador. (stes componentes podem ser
acilmente checados para encontrar o pro!lema.
e a l?mpada do status não estiver acesa então o pro!lema est%
restrito chave de entrada, alimentação dos m'dulos de entrada ou ao
modulo de entrada em si. $ teste agora vai para a %rea de entrada
do sistema do CLP. A voltagem no modulo de entrada # a mais %cil de
ser checada. e não h% voltagem, testa-se a seguir a onte de
alimentação. e h% alimentação, o pro!lema est% em algum io partido
entre a chave e o modulo ou mau contato na chave. $s contatos são
sempre os primeiros suspeitos e devem ser testados antes.
'
autom%ticos ou controles de processo # sua ha!ilidade para testar
cada parte do sistema e mostrar seu status corrente.
Q
1. Inspeção visual
;. eriicar se todos os componentes do sistema estão instalados
conorme os desenhos de projeto. <. eriicar locali)ação do modulo
de 06$ conorme os desenhos. =. 0nspecionar os ajustes de chaves em
todos os m'dulos inteligentes conorme os desenhos. >. eriicar
que todo o sistema de ca!os de comunicação estão corretamente
instalados. 7. Checar que todos os ios de entrada estão
corretamente marcados com nEmeros e terminados nos
pontos corretos nos m'dulos de entrada. @. Checar que todos os ios
de sa"da estão corretamente marcados com nEmeros e terminados
nos
pontos corretos nos m'dulos de sa"da. J. eriicar se a iação de
alimentação est% instalada conorme desenho da distri!uição
ca.
2. :eri(icação de continuidade
;. Fsar ohm"metro para veriicar que nenhum io ca est% em curto com
o terra. <. eriicar continuidade da iação de alimentação ca. =.
eriicar o sistema de iação do neutro ca. >. eriicar continuidade
dos terras do sistema.
. :eri(icação da (iação de entrada
;. Colocar o CLP em modo de teste. <. 4esa!ilitar todos os
sinais de sa"da. =. Ligar a alimentação do sistema e energi)ar os
m'dulos de entrada. >. eriicar se a chave parada de emerg+ncia
/(-stop2 corta a alimentação do sistema. 7. Ativar cada equipamento
de entrada, o!servar o endereço correspondente no terminal de
programação e veriicar que a l?mpada indicadora no modulo de
entrada est% energi)ada.
. :eri(icação da (iação de sada
;. 4esligar todos os equipamento da sa"da que possam criar um
pro!lema de segurança, como motores, aquecedores ou v%lvulas de
controle.
<. Colocar o CLP em modo de teste. =. Aplicar alimentação ao CLP
e aos m'dulos de sa"da. >. 4esapertar a !otoeira de parada de
emergia /(-stop2 e veriicar que todos os sinais de sa"da
estão
desenergi)ados. 7. Iearmar o sistema e usar a unção O$IC( no
terminal de programação para energi)ar cada
sa"da individualmente. &edir o sinal nos equipamentos de sa"da
e veriicar que a l?mpada de sa"da no modulo est% energi)ada para
cada sa"da testada.
#. +este operacional
;. Colocar o processador em modo PI$NIA&A e ligar a chave da
alimentação principal. <. Carregar o programa de controle
pre-testado no CLP. =. 4esa!ilitar todas as sa"das, selecionar o
modo $P(IARS$ /IF12 no processador e veriicar que
a lu) de IF1 do processador est% ligada. >. eriicar cada degrau
de l'gica para a operação apropriada simulando as entradas e
veriicando
no terminal de programação que a sa"da correta est% energi)ada no
tempo e sequ+ncia correta no programa.
+ab. 2. 0speci(icaç>es tpicas do painel de controle
$ painel de controle ornecido so! esta especiicação deve ser
entregue completo com os instrumentos e equipamentos listados
conorme os desenhos, instalados e iados el#tricamente prontos para
a iação para os instrumentos e equipamentos de campo.
$ painel de controle deve estar de conormidade com o seguinte: ;. $
painel de controle deve ser a!ricado com chapas de aço cold-rolled.
<. odos os itens menores, como !andejas de iação, tiras de
terminais, ios el#tricos, quando
poss"vel, devem ser de materiais resistentes a ogo. =. A !arra e
parausos de aterramento deve ser de co!re puro. >. 1o m"nimo,
duas tomadas de ;<8 ca, @8 H), para utilidade, devem ser
instaladas no painel. 7. 4eve ser instalada uma l?mpada luorescente
interna ao painel com chave de liga-desliga. @. 4eve ser instalado
um painel com disjuntos para acomodar todas as l?mpadas, ontes
de
alimentação, instrumentos, modulos 06$, processadores e qualquer
outra carga do sistema. J. Cada io el#trico com comprimento acima
de ;8 cm deve ser identiicado em am!os os terminais
com um numero de io conorme os desenhos do sistema. Q. 4evem se
usar tiras de terminais com conectores tipo parauso e não usar mais
de dois terminais
em cada terminal. B. As placas de identiicação devem ser de
pl%stico laminado com letras !rancas gravadas em um
undo negro para os instrumentos e componentes, como ontes,
transormadores, rac5s de 06$. ;8. A iação ca deve ser separada da
iação de sinal /> a <8 mA e digital2 por um m"nimo de 78 cm
e
eles devem ser iados em tiras de terminais separadas. ;;. odos os
ios e ca!os el#tricos devem entrar no painel de controle por cima.
;<. odos os ios e ca!os devem condu)idos e agrupados para
ornecer um acesso %cil a todos os
instrumentos e componentes para manutenção e remoção de componentes
deeituosos. ;=. odos os ios ca devem ter uma voltagem especiicada
de isolação m"nima de @88 ca e todos
os ios cc devem ter uma isolação m"nima de =88 ca. ;>. odos os
condutores el#tricos devem ser de co!re e de !itola correta para a
corrente percorrida
com BQK de condutividade em relação ao co!re puro. ;7. As !andejas
de passagem dos ca!os devem ser iadas ao painel de controle. ;@. As
super"cies de metal com ios e ca!os passando atrav#s delas devem
ter um revestimento de
polietileno para evitar dano aos condutores e ca!os. ;J. odos os
conjuntos de ca!os ou ios devem ser presos aos pain#is por
!raçadeiras com ?ngulos
de curvatura corretos. ;Q. odo o io entrando ou deiando um conjunto
deve ser preso ao conjunto no ponto de entrada ou
sa"da.
T
T AP$0LAUCPCFI$ HFNH(.4$C 8; AN$ B@ /u!stitui <@ AN$
B=2
;8
1?. Instalação
A instalação de sistemas com CLP não # %cil e sem-misterios,
mas as seguintes regras economi)am tempo e eliminam pro!lemas para
o projetista e instalador. $s princ"pios !%sicos de instalação do
CLP são os mesmos das instalaç3es de rede ou sistemas de controle.
Iegras de segurança e praticas governando o uso apropriado do
equipamento el#trico de controle em geral devem ser seguidas. (las
incluem as t#cnicas corretas de aterramento, colocação de
equipamentos de desligamento, seleção apropriada da !itola do io,
us"vel, layout l'gico do equipamento. $s CLPs podem ser
alterados e colocados em inv'lucros de reles isicamente iados
porque eles são projetados para suportar o am!iente industrial
t"pico.
1?.1. 6e-urança
alve) a mais importante caracter"stica de segurança, que #
geralmente esquecida no projeto do sistema do CLP, # a parada de
emerg+ncia e os reles de controle mestre. (sta caracter"stica deve
ser inclu"da sempre que um equipamento de iação "sica # usado para
garantir a proteção do operador contra a aplicação indesej%vel da
alimentação. As unç3es de parada de emerg+ncia devem ser
completamente iadas. 4e nenhum modo qualquer unção de programa se
!aseia no desligamento do processo ou da maquina. Chaves de
desligamento e reles de controle mestre devem ser iados para
desligar a alimentação para a sa"da do CLP. 0sto # necess%rio
porque a maioria dos CLPs usam triacs para seus equipamentos de
chaveamento de sa"da e os triacs alham mais quando são
desligados.
1?.2. Implementação
Planejar o uturo # tão importante no projeto de um sistema completo
com CLP quanto em conigurar um painel l'gico de rel#. Cuidado na
contagem dos pontos (6 no inicio - e deiar um ator de segurança -
evitar% pro!lemas na a!ricação do painel. $s pain#is devem sempre
ter espaço livre para uturas epans3es, desde que invariavelmente
serão adicionados novos pontos e o operador ver% as vantagens dos
CLPs. $ projetista deve se reerir ao layout ornecido pelo
a!ricante. 4eve-se deiar espaço livre tam!#m para se ter acesso aos
circuitos e conectores do CLP. $s indicadores de diagnostico e de
status devem ser vis"veis. $
projetista deve deiar espaço livre entre os rac5s (6 para !andejas
de ios e para as mãos.
Fm !oa t#cnica para garantir layouts eicientes de painel # envolver
o pessoal de manutenção no projeto, otimi)ando o layout e
introdu)indo o pessoal para o equipamento.
(m geral, a melhor deesa contra criar uma conusão quando se projeta
um sistema com CLP # seguir as t#cnicas apropriadas da
documentação. 4eve-se gastar um pouco mais de tempo documentando o
layout do painel. Contagens de (6 e diagramas de iação !em eitos
economi)arão tempo na partida do sistema. $s CLPs podem manipular
grande quantidade de pontos (6 com dierentes caracter"sticas
el#tricas, de modo que as coisas podem se complicar. As eig+ncias
de ca!o entre as caias dos equipamentos variam conorme o tipo do
CLP, de modo que isto # uma consideração importante no layout do
painel.
1?.. Inv)lucros
$s CLPs devem ser sempre providos de inv'lucros, que protegem os
circuitos eletrDnicos da umidade, 'leo, poeiras, e violação não
autori)ada.
A maioria dos a!ricantes recomenda um inv'lucro com classe
1(&A ;< para o am!iente industrial padrão. (ste tipo de
inv'lucro # acilmente encontrado em diversos tamanhos.
$s CLPs são projetados para serem colocados pr'imos maquina ou ao
processo so! controle. 0sto torna a iação curta e ajuda na pesquisa
de deeito. Porem, s ve)es, montar o CLP diretamente na maquina ou
muito pr'imo ao processo, não # recomend%vel, quando h% vi!ração da
maquina, interer+ncia de ru"do el#trico ou calor ecessivo. 1essas
situaç3es, o CLP deve icar aastado ou devidamente protegido contra
essas condiç3es am!ientais.
1?.". +emperatura ambiente
0nstalar qualquer equipamento a estado solido requer grande atenção
para as temperaturas am!ientes, radiação de calor e a geração do
calor pelo pr'prio equipamento. $s CLPs são tipicamente projetados
para operar na
aia de temperatura entre 8 a @8 oC. Conv#m lem!rar entretanto que o
&MO do equipamento # etremamente prejudicado quando operando em
temperaturas pr'imas aos limites m%imos especiicados.
&atematicamente demonstra-se que o &MO para um PLC de m#dio
porte, a redução # de at# <8 ve)es considerando um
que a temperatura do inv'lucro # alguns graus mais elevada que a
am!iente. $ calor radiante em um inv'lucro dos equipamentos
vi)inhos pode aumentar a temperatura interna alem dos limites
especiicados pelo a!ricante.
$ calor gerado pelo CLP # um dado chave quando o equipamento #
colocado em uma temperatura am!iente pr'ima dos limites mencionados
nas especiicaç3es. $ aumento da temperatura causado pelo consumo de
pot+ncia do CLP # %cil de se estimar. &uitos a!ricantes ornecem
uma notação do consumo de pot+ncia dos triacs que acionam as cargas
do campo. 9uando se projeta a disposição dos equipamentos dentro do
painel, deve-se seguir as sugest3es do a!ricante relacionadas com
os pro!lemas de aquecimento. &uitos CLPs retiram o seu calor
interno atrav#s de convecção. As !andejas possuem uros para
permitir a passagem de ar. Pode-se evitar os pro!lemas com os
inv'lucros do CLP simplesmente deiando grandes espaços de ar em
torno dos geradores de calor.
9uando todos estes atores se com!inam para causar um pro!lema de
temperatura, o painel pode ser ventilado, colocado em am!iente com
ar condicionado ou movido para outro lugar. Neralmente, a simples
ventilação de ar iltrado atrav#s do inv'lucro resolve os
pro!lemas.
1O.#. 4udo el@trico
$ ru"do ou sinais el#tricos indesej%veis podem gerar pro!lemas para
todos circuitos a estado solido, principalmente microprocessadores.
Cada a!ricante de CLP sugere m#todos para projetar sistemas imunes
a ru"do. (stas recomendaç3es devem ser seguidas rigorosamente no
projeto e na instalação, desde que os pro!lemas de ru"do podem ser
diiceis de isolar depois que o sistema estiver operando. $s
sistemas (6 são isolados do campo mas picos de voltagem pode ainda
aparecer dentro do am!iente de !aia voltagem do CLP, se não orem
seguidas as recomendaç3es para !om aterramento.
Fm inv'lucro !em aterrado pode ornecer uma !arreira para o
ru"do eterno. $ contato metal-metal entre o CLP e o painel #
necess%rio, como uma !oa ligação entre o painel e o terra. $s
geradores de ru"do dentro do painel podem ser notados durante a ase
de projeto e o CLP deve ser colocado longe destes equipamentos. A
iação dentro do painel deve tam!#m icar distante dos
produtores de ru"do, para não captar nenhuma interer+ncia.
Neralmente se colocam as iaçoes ca e cc separadas,
principalmente
quando o n"vel ca or elevado e o cc or muito !aio.
As variaç3es de voltagem da linha podem causar pro!lemas di
iceis de detectar na operação de qualquer sistema a computador. $s
CLPs não são eceção, mesmo que sejam projetados para operar
teoricamente com grande variação na voltagem de alimentação.
Nrandes picos podem causar erros na eecução do programa. Alguns
sistemas de CLP possuem transormador de isolação, dimensionado para
o do!ro da carga nominal.
1?.&. !iação
$ painel do CLP pode ser !em organi)ado com todos os terminais
arranjados em um modo l'gico. $ resultado # uma unção direta do
tempo gasto durante o projeto. A colocação de !locos terminais
entre a estrutura (6 do CLP e o campo # recomend%vel, desde que os
m'dulos do CLP são de alta densidade de pontos. am!#m, isto acilita
o acesso aos pontos terminais do campo. 4eve-se usar duto para a
iação, protegendo o io e deiando o painel limpo.
&uitos pro!lemas de ru"do podem ser evitados com !oas
praticas de iação. A iação de sinal de !aia voltagem deve ser
mantida distante das ontes de ru"do. $s sinais anal'gicos devem ser
!lindados, com a !lindagem terminando em um Enico terra isolado no
painel, evitando malhas echadas de !lindagem de terra. $s sinais
anal'gicos devem ser separados da iação de alimentação.
;<
$s CLPs podem ter especiicaç3es de surge para os v%rios cart3es
(6.
$s CLPs são semelhantes a maioria dos sistemas de controle
el#tricos. $s circuitos a estado solido, microprocessadores, triacs
requerem consideraç3es especiais durante as ases de projeto,
instalação e partida de um projeto, mas estes conceitos são
ra)o%veis e %ceis de assimilar. Como sempre, um !om projeto no
inicio garante um sistema de controle seguro e coni%vel.
11. 5omissionamento
4epois que as interligaç3es el#tricas são eitas e a iação
ponto-a-ponto e completada, o sistema esta pronto para a partida. A
via!ilidade do CLP operar passo-a-passo e os recursos de instruç3es
de desvio durante a partida o torna muito Etil neste estagio.
12. Partida
$ pessoal com eperi+ncia em CLP pode ornecer chaves tempor%rias de
PAIAI, C$101FAI, (P atras do painel para acilitar os
procedimentos de partida. (stas chaves podem ser 5ey-loc5ed,
sotWare-loc5ed ou desligadas para operação normal. (stas chaves são
tam!#m Eteis para a manutenção utura e pesquisa de deeitos
/rou!leshooting2 para diagnosticar pro!lemas uturos de hardWare ou
sotWare.
Ap's a partida !em sucedida, a planta est% entregue.
1. P)s partida
( imperativo para a operação !em sucedida da planta que a
documentação completa e atuali)ada seja dispon"vel. (sta
documentação deve incluir os itens discutidos anteriormente.
As notas da partida e das modiicaç3es uturas são Eteis para
as alteraç3es e adiç3es uturas.
$ treinamento do pessoal de operação, manutenção e de engenharia
deve ser eito na hora programada para por mãos a o!ra
imediatamente.
( Etil ilmar em v"deo estas sess3es de treinamento para reerencia
utura.
1". Manutenção
1".1. Introdução
$s CLPXs são projetados para tra!alhar coniavelmente durante
longos per"odos de tempo em am!iente industrial adverso. (sta # a
caracter"stica que torna o CLP mais vantajoso que os controles
eletromec?nicos e os sistemas !aseados em computadores
convencionais. 4evido sua construção eletrDnica e mec?nica ro!usta,
o hardWare interno pode ser usado em am!ientes industriais el#trica
e mecanicamente hostis. $ CLP # protegido contra surges de
voltagem em todas as entradas e sa"das por circuitos de
isolação galvanica ou 'ptica.
(m um !om PLC, o uso de arranjos de mem'rias IA& com !ateria,
(PI$1 e ((PI$1 garantem que o programa não vai ser perdido ou
corro"do em caso de pro!lemas de alimentação ou ru"do. Iesumindo,
todas as caracter"sticas associadas ao projeto do CLP visam
torna-lo um produto o mais altamente coni%vel poss"vel.
(ntretanto, alta conia!ilidade não signiica que o sistema nunca ir%
alhar. Apesar de todos os cuidados como utili)ação de componentes
de alta qualidade, ser montado e testado segundo normas r"gidas,
eles não estão livres de terem pro!lemas de coneão ou componentes.
$s PLCXs sorem normalmente um Voa5 estV no a!ricante antes de serem
comerciali)ados que a)em a deteção e eliminação da mortalidade
inantil em %!rica. &ortalidade inantil # um termo usado para
descrever as alhas que ocorrem em um componente em suas primeiras
horas de uncionamento. (statisticamente, uma !aia porcentagem dos
componentes alham desta orma. (ste eeito # conhecido como curva da
!anheira e tem o ormato ilustrado na igura. (sta igura sugere que
as mais altas taas de alhas ocorrem nas primeiras horas de uso do
componente seguidas por um grande per"odo de tempo onde as alhas
ocorrem em menor quantidade. As alhas crescem novamente
quando o componente ultrapassa seu per"odo de vida
utili)%vel.
pense duas ve)esV, os ganhos são grandes em termos de
conia!ilidade.
1".2. Modos de (al,as
!al,as Internas ao PL5
$s PLCXs normalmente ornecem uma s#rie de recursos que são ativados
em caso de uma alha interna. As acilidades atualmente variam.
Algumas são listadas a!aio :
Iotinas de el est como por eemplo para modiicaç3es não intencionais
do programa. Ação correspondente em caso de erro: Controlador
entra em VhaltV, mensagem de erro mostrada via leds ou
display.
istemas de VtatusV de erro como por eemplo erros de CPF ou
alhas de teste de mem'ria. Ação tomada: Controlador entra em halt,
mensagem de erro mostrada via leds ou display.
Oalhas cr"ticas a)em a CPF interromper a eecução, mostrando um
c'digo de erro em leds ou displays não retornando a operação normal
at# que a causa da alha seja resolvida. estes desta nature)a
normalmente são ornecidos para todos os m'dulos.
$ pessoal de manutenção pode usar os diagn'sticos visuais
proporcionados pelos leds e displays para identiicar e corrigir a
alha. $s procedimentos geralmente recaem na su!stituição do
equipamento em caso de PLCXs integrais e su!stituição de m'dulos.
Por este motivo # recomend%vel ter m'dulos de reserva na planta,
com testes com periodicidade de alguns meses dos mesmos.
!al,as eternas ao 5LP
$ PLC # sempre parte de algum sistema de controle, requerendo aq
adição de sensores e atuadores, iação de campo, ontes de energia e
programas para ormar um sistema completo. A grande maioria das
alhas o!servadas em sistemas com PLC são locali)adas ora do mesmo.
A!aio podemos ver alguns nEmeros que ilustram este ato :
>7 K ensores =8 K Atuadores ;7 K (6 do PLC 7 K Oiação 7 K CPF do
CLP $s diagn'sticos visuais e internos podem
ornecer inormaç3es importantes na locali)ação de deeitos. Alguns
modelos permitem at# mesmo a veri icação de integridade das cone3es
de campo como por eemplo o N(10F da N(. A n"vel de projeto, alguns
dispositivos especiais de sinali)ação como
monitores de linha tam!#m podem ser usados para esta unção, sendo
ornecidos por terceiros ou pelo pr'prio a!ricante do PLC.
!al,as de Pro-rama
4o ponto de vista de sotWare, durante a eecução do sotWare
aplicativo pode ser que operaç3es errDneas causem operaç3es
indesej%veis. Fm eemplo simples # onde temos duas chaves limites
que devem ser echadas e uma terceira que deve ser a!erta na
operação de uma guilhotina. e a operação da m%quina or de maneira
que a terceira chave s' eche em caso de presença de o!jetos
estranhos no trajeto da guilhotina, este evento pode gerar um
alarme ou mesmo paralisar a operação da m%quina e colocar o PLC em
VHALV. 1a maioria dos casos, chaves de emerg+ncia de atuação manual
são previstas e inclu"das em v%rias seç3es do programa para
desa!ilitar partes do processo e atuação de reles de segurança
/ystem Ieady ou Yatchdog2 que geralmente acompanham os CLPXs. (stes
reles de segurança que normalmente acompanham o CLP são acionados
por um cão de guarda de hardWare, podendo em alguns casos serem
disparados at# mesmo pelo programa aplicativo.
$utros recursos de sotWare normalmente presentes nos CPXs permitem
parar a eecução do programa aplicativo em caso de alhas espec"icas
de partes componentes do sistema como das (6 digitais por
eemplo.
9uando algumas operaç3es de processo são conclu"das em per"odos de
tempo conhecido, # comum dotar o programa de caes de guarda
/VWatchdogXsV2 de sotWare que evitem operaç3es erradas. (ste tipo
de proteção # !astante utili)ado quando o programa possui
su!rotinas e desvios que são disparados por eventos eternos.
1".. 6e-urança
5ircuitos de se-urança de ;ardare
1ão importa o quão completo e soisticado são os programas e o
hardWare em termos de manipulação de alhas. Partindo-se do
principio de que o CLP não # ;88 K coni%vel, a Enica orma de
garantir o sistema de segurança # pelo uso da chave de emerg+ncia
iada isicamente ao inv#s de a)e-lo via sotWare.
;>
responsa!ilidade por acidentes resultantes de danos planta
controlada ou aos danos pessoais.
Alimentação e aterramento
$utro aspecto de segurança a ser levado em conta # que os circuitos
que alimentam as diversas partes do sistema devem prever
desligamento geral para eeito de manutenção. 0sto # necess%rio
porque as alimentaç3es do CLP e dos dispositivos são via de regra
separadas e podem causar danos "sicos a planta ou ao pessoal
envolvido.
Levando em conta os aspectos de aterramento, devemos lem!rar que
sua unção principal # a proteção pessoal contra choques el#tricos,
devendo ser periodicamente checado e antes de se eecutar qualquer
manutenção no sistema.
Outras consideraç>es importantes
4ando manutenção a n"vel de equipamento lem!re-se de antes ler o
manual do a!ricante em primeiro lugar.
Atente principalmente para os seguintes aspectos:
!ontes de Alimentação
As ontes de alimentação usadas em CLPXs normalmente são do
tipo chaveadas. 0sto signiica que eistem n"veis de tensão que podem
ocasionar na melhor das hip'teses danos ao equipamento e em piores
casos causar a morte /sem eagero2. comum encontrar n"veis de tensão
da ordem de >88dc. Constitue-se uma regra pratica ao eetuar
mediç3es em altas tens3es a)e-lo com uma das mãos apenas, mantendo
a outra nas costas aastando-a de o!jetos ou partes aterradas. Pode
parecer um procedimento eagerado primeira vista mas levar um choque
el#trico de >88dc não # nada engraçado ou gostoso. ugestão : aça
deste procedimento um h%!ito.
Manutenção com o equipamento ener-iBado ou operando
Ao eetuar qualquer tra!alho, mesmo que seja uma simples
limpe)a do equipamento com o mesmo energi)ado ou em operação
normal, todo cuidado # pouco. (vite ao m%imo qualquer
manuseio do equipamento nestas condiç3es tra!alhando com o
equipamento sempre desenergi)ado. Atente para as alimentaç3es de (6
que via de regra não são a mesma do CLP.
(m casos onde o sistema não pode ser desenergi)ado /!astante
comum em sistemas de maior porte2 por resultar em necessidade de
parada da planta como um todo, aca
modiicaç3es de programa apenas com o CLP parado. eriique e teste
duas ve)es no m"nimo o tra!alho eecutado e sempre notiique a
operação quando or colocar CLP para rodar o programa aplicativo
modiicado.
(m casos que os PLCXs ornecem a capacidade de modiicação em
V$1-L01(V e recursos como o orçamento de pontos de (6 cuidado
triplicado se a) necess%rio. empre notiique a operação, mantendo os
atentos para emerg+ncias caso algo saia errado. Lem!re-se que orcar
uma (6 erradamente pode ocasionar danos pessoais ou a planta.
Ftili)e estes recursos apenas se estritamente necess%rio e tenha
como regra eetuar quaisquer operaç3es da orma mais segura poss"vel,
ou seja, processo parado, sem pessoal tra!alhando em equipamentos
que podem ser acidentalmente energi)ados e sempre com a noti icação
e acompanhamento da operação, e, mais uma ve), veriique tudo no
m"nimo duas ve)es. odo cuidado # pouco e o acesso ao equipamento
deve ser restrito pessoas eperientes e ha!ilitadas tanto a n"vel de
equipamento como de processo.
1".". Manutenção tpica do plc
(istem algumas vantagens que podem ser aproveitadas para
proceder monitoração e arma)enamento de operaç3es que ocorrem com o
processo a n"vel de controle e intertravamento. Poder"amos citar
aqui alguns eemplos :
(emplo ; : em um interloc5 compleo deseja-se sa!er a sequ+ncia de
ocorr+ncia dos eventos para identiicar o primeiro evento /causador
do trip2. Para isto !asta um arranjo de sotWare adequado e
consegue-se isolar a alha.
(emplo < : em um programa, o montante de mem'ria restante ap's a
eecução do programa principal pode ser usado para indicar que
determinado equipamento do processo necessita de manutenção
peri'dica. Pode ainda sinali)ar para a manutenção que o numero de
chaveamentos para determinada sa"da de rede ou contactor de
pot+ncia critico atingiu um numero determinado e precisa manutenção
preventiva.
(emplo = : pode servir de contador de tempo de operação de
equipamentos rotativos ou do pr'prio controlador program%vel. Pode
contar quantas ve)es ocorrem alarmes estrat#gicos.
componente do CLP que alhou, qual a causa e qual o procedimento a
ser adotado.
4urante as a)es de comissionamento e partida, # comum usar e a!usar
dos recursos de su!rotinas e jumps de orma a testar partes espec"
icas do programa aplicativo ou dispositivos de campo.
(stes são apenas alguns dos eemplos de uso adicional do CLP como
erramenta de auilio a manutenção. As outras aplicaç3es dependem
apenas das necessidades e imaginação do usu%rio.
1".". 4ecomendaç>es para o troubles,ootin-
$s procedimentos normais de trou!leshoting são usados para
locali)ar e reparar uma alha no controlador program%vel com +nase
para alguns aspectos importantes que são descritos a seguir.
Anotação e estudo dos sintomas
(stas inormaç3es incluem as descritas anteriormente como
diagn'sticos visuais /leds ou displays2, mensagens de erro, etc. $
eame dos leds de (6 podem indicar por eemplo se os elementos de
campo estão enviando os sinais adequadamente e se os pr'prios
m'dulos /para alguns modelos de controladores2 estão uncionando
corretamente. Fm sinal de campo que não chega corretamente pode
ajudar a isolar uma alha de um elemento de campo. $s leds de
diagn'sticos da CPF podem indicar de orma r%pida se a CPF est%
eecutando o programa ou se parou por algum motivo al#m de indicar a
causa de uma alha caso eista.
(stude e tenha sempre a mão as inormaç3es de trou!leshoting e
diagn'sticos ornecidas pelo a!ricante. 0sto pode tornar mais r%pida
a isolação e solução do pro!lema.
enha sempre a mão tam!#m a documentação essencial do projeto como
P10Xs, descritivos uncionais, esquemas de interligação e listagem
dos programas do CLP.
Identi(icação e isolação do problema
odo CLP # constitu"do por uma s#rie de componentes. Checando cada
um destes em particular /onte, CPF, (6, etc.2 pode se isolar e
identiicar a alha acilmente. e o CLP parou de eecutar o programa
so)inho, pode-se usar o terminal de programação para identiicar a
causa da parada e em alguns modelos at# mesmo o componente, a
posição de mem'ria ou do programa em que a alha ocorreu.
A utili)ação do monitor tam!#m pode ser eita para
veriicar alhas quando o controlador est% rodando, por#m com
mau uncionamento de
parte ou de todo o processo atrav#s da analise V$1 L01(V do
programa aplicativo. 0sto permite acompanhar a eecução das
instruç3es ao mesmo tempo em que se simulam as condiç3es de campo
por eemplo.
5orri-indo a (al,a
e uma alha oi identiicada e isolada como sendo num m'dulo ou cartão
aça a su!stituição atendendo para a unção do cartão. Pode ser
necess%rio setar jumpers e chaves de seleção comuns em cart3es de
comunicação e de (6 anal'gicas ou inteligentes. A su!stituição sem
a o!servação destes itens pode ser catastr'ica.
e uma alha de sotWare or o!servada, envolva o projetista para as
correç3es necess%rias. Oaça as correç3es necess%rias e atuali)e a
documentação local e a documentação de projeto.
e a alha # identiicada como iação ou componentes eternos ao CLP
proceda da mesma orma, ou seja, documente corretamente e envolva as
pessoas certas.
1".#. 5onclusão
$ CLP # um dispositivo de alta conia!ilidade mas não a!solutamente
livre de alhas. Certiique-se de que os mecanismos de emerg+ncia e
proteç3es de hardWare sejam implementadas e que estejam sempre a
mão para qualquer eventualidade.
A manutenção do CLP deve ser eita sempre em condiç3es de
m%ima segurança e por pessoal devidamente ha!ilitado e
treinado no uso e manutenção não s' n"vel de equipamento como de
processo.
$ CLP possui erramentas poderosas que podem auiliar a manutenção
não s' do CLP mas do processo como um todo. Fse estas erramentas
com conhecimento e crit#rio. 4ocumente modiicaç3es
corretamente.
;@
1. I9+4O$/DEO
$ tempo e esorço gastos na avaliação dos equipamentos e no
desenvolvimento e simulação dos programas do sistema de CLP podem
ser inEteis se o sistema # instalado incorretamente e não #
eita nele a manutenção peri'dica. odos os a!ricantes oerecem
manuais com recomendaç3es de como montar, instalar e manter os
sistemas de CLPs para se ter anos de uncionamento sem paradas. H%
varias recomendaç3es de a)er e não-a)er que são semelhantes e
comuns a todos os a!ricantes e h% caracter"sticas que são
especiicas para cada modelo ou marca. (spaçamentos de montagem,
comprimentos de ios, tamanhos e trajet'rias dos ca!os,
aterramentos, ca!os do campo podem ser dierentes para os
dierentes CLPs. $utras recomendaç3es se aplicam para qualquer
instalação el#trica, como separação de iação de pot+ncia e de
sinal, !lindagens e aterramentos contra ru"dos.
<. (1I(NA 4$ CLP
>. OAMI0CARS$ 4$ 01[LFCI$
@. (I0O0CARS$ 4$ 0(&A 1A PLA1A
J. &A1F(1RS$
1. I9+4O$/DEO
A instalação correta e a veriicação completa desta instalação
antes da montagem do CLP no sistema garante um uncionamento
continuo e coni%vel. $ CLP deve ser veriicado assim que # rece!ido
do a!ricante. 4eve-se considerar as condiç3es do am!iente e como o
CLP ser% protegido mecanicamente. 4eve-se conhecer a classiicação
do local para garantir que a simples presença do CLP não vai
comprometer a segurança da planta. 4evem ser analisadas as
caracter"sticas de aterramento, !lindagem e supressão. A colocação
de uma chave geral para o desligamento em emerg+ncia #
undamental.
Ha procedimentos universais e gen#ricos de trou!leshooting que se
aplicam a qualquer equipamento eletrDnico, inclusive ao CLP.
H% tam!#m v%rios procedimentos espec"icos de trou!leshooting que se
aplicam somente aos CLPs. Ap's a locali)ação da alha, ser% visto
como a)er a sua correção.
2. 40507IM09+O
9uando se rece!e o sistema CLP do a!ricante, deve-se inspecionar
todas as caias e engradados que contem os equipamentos. e as caias
apresentarem algum sinal de queda ou estiverem daniicadas, tire
otograias delas antes de a!ri-las. 4epois de a!ertas, veriique se
todas as partes do sistema estão inteiras e sem estrados. Oaca uma
lista de todas as partes e manuais. Compare a lista de em!arque com
a lista das partes eetivamente rece!idas e com o pedido de compra.
Pode haver dierença entre as tr+s listas e a lista padrão deve ser
o pedido de compra. e houver equipamento estragado, que!rado ou
altante, o ornecedor deve ser imediatamente avisado. 4eve ser
com!inado e negociado com o a!ricante a reposição ou reparo das
pecas daniicadas e remessa das pecas altantes. (m caso de danos,
envolver o seguro e ornecer as inormaç3es e otos
concernentes.
. AM7I09+0 OP04A5IO9AL
;. o instrumento el#trico deve so!reviver no local para o qual o
seu uso oi especi icado. (le deve ter uma classiicação mec?nica de
inv'lucro compat"vel com o local.
<. a presença do instrumento el#trico no local não deve aumentar
a pro!a!ilidade de haver inc+ndio ou eplosão no local. (le deve ter
uma classiicação el#trica compat"vel com a classiicação da
%rea.
(stas classiicaç3es mec?nica e el#trica dependem principalmente do
tipo de inv'lucro do instrumento.
;Q
2.1. 5LA66I!I5ADEO $0 G40A
4e um modo geral, di)-se que uma %rea industrial # perigosa quando
nesse local # processado, arma)enado, transportado e manuseado
material que possua vapor, g%s ou p' inlam%vel ou eplosivo. Como
isso # vago e pouco operacional, classiica-se uma %rea perigosa
considerando todos os par?metros relacionados com o grau de perigo,
atri!uindo-lhe nEmeros e letras relacionados com Classe, Nrupo e
\ona /4ivisão2.
A Classe da %rea se relaciona com o estado "sico da
su!stancia: g%s /02, p' /002 e i!ras /0002.
$ Nrupo # uma su!divisão da Classe. (le # mais especiico e agrupa
os produtos de mesma Classe, levando em consideração as
propriedades qu"micas relacionadas com a segurança: temperatura de
auto-ignição, n"vel de energia necess%rio para a com!ustão, m"nima
corrente e tensão el#tricas de ignição, velocidade de queima de
chama, acilidade de va)amento entre espaçamentos, estrutura
qu"mica, pressão inal de eplosão, etc.
\ona epressa a pro!a!ilidade relativa do material perigoso estar
presente no ar am!iente, ormando uma mistura em concentração
perigosa.
As normas europ#ias e a utura !rasileira se reerem a tr+s
)onas: \onas 8, ; e <. As normas americanas se reerem 4ivisão e
deinem apenas duas %reas: 4ivisão ; /\onas 8 ] ;2 e 4ivisão <
/\ona <2. \ona 8 # um local onde a presença do g%s perigoso #
praticamente constante ou ;88K.
ipicamente, # o interior de um tanque ou de uma vaso. \ona ; # um
local de alta pro!a!ilidade relativa de haver g%s. um local onde
pode eistir o g%s, mesmo em condição normal de operação do
processo. \ona < # um local de pequena pro!a!ilidade relativa da
presença do g%s. um local onde a eist+ncia do g%s s' ocorre em
condição anormal do processo, como ruptura de lange, alha de !om!a.
&esmo que a pro!a!ilidade da presença do g%s seja pequena, \ona
< # ainda uma %rea perigosa. $ local que não # nem \ona 8, ; ou
< # por eclusão e deinição, %rea segura. (emplo cl%ssico
de %rea segura # a sala de controle. Porem, h% normas relacionadas
com as condiç3es interiores da sala de controle para garantir sua
segurança. (ssas normas
esta!elecem e eigem a pressuri)ação da sala, vedação das portas e
janelas, selos nos ca!os que se comunicam com as %reas
classiicadas, ventilação e temperatura adequadas.
A classiicação de %rea # de responsa!ilidade eclusiva do
usu%rio inal, pois apenas ele pode garantir a o!serv?ncia de normas
de operação, manutenção, !em como de a)er inspeç3es peri'dicas no
local.
$ conhecimento da classiicação da %rea # undamental e # o ponto de
partida para a especiicação correta dos instrumentos. A
especiicação do instrumento, encaminhada do a!ricante pela irma de
engenharia ou pelo pessoal do processo da planta, deve
determinar claramente qual a classiicação do local onde ser%
montado o instrumento: Classe, Nrupo e \ona.
2.2. I96+4/M09+O 0LF+4I5O
1a pratica e no presente tra!alho, instrumento el#trico e
eletrDnico possuem o mesmo signiicado. 0nstrumento el#trico # todo
aquele que, por algum motivo, rece!e uma alimentação el#trica.
Neralmente são alimentados com ;;8 , ca ou <> , cc. $ sinal
padrão de transmissão em corrente # de >-<8 mAcc. (m
instrumentação, h% ainda circuitos que envolvem termopares,
resist+ncia para determinação de temperatura, c#lulas de carga,
eletrodos de pH. ão circuitos que geram sinais de milivoltagem
continua e que são polari)ados com tens3es de alguns volts
cont"nuos.
Para eeito de classiicação el#trica, o enoque # mais amplo. Por
eemplo, um registrador pneum%tico ou mec?nico, com acionamento
el#trico do gr%ico # considerado como instrumento el#trico. 9uando
se incorporam alarmes acionados el#tricamente por microchaves
a instrumentos mec?nicos ou pneum%ticos, tam!#m se muda sua
classiicação para el#trica. Oinalmente, a opção etra de aquecimento
el#trico, quando se tem, o risco de congelamento ou quando se quer
redu)ir a viscosidade do luido de enchimento, torna-se o
instrumento envolvido em el#trico. Como conclusão, instrumento
el#trico # todo aquele que incorpora um circuito uncional ou
auiliar de nature)a el#trica.
2.. 5LA66I!I5ADEO $0 +0MP04A+/4A
tam!#m possuir uma classiicação de temperatura. A classiicação de
temperatura est% relacionada com a m%ima temperatura que a
super"cie ou qualquer componente interno do instrumento pode
atingir, em uncionamento normal, quando a temperatura am!iente # de
>8oC.
Ooram esta!elecidas e deinidas seis classes de temperatura:
5lasse +emperaturaC o5 ; >78 < =88 = <88 > ;=7 7 ;88 @
Q8
A classe de temperatura do instrumento deve ser marcada na
sua plaqueta de identiicação. (quipamentos cujas super"cies ou
componentes não ecedem a ;88oC não necessitam de marcação eplicita
/Classes 7 e @2.
Para se usar um instrumento el#trico em %rea perigosa # importante
se comparar sua classe de temperatura com a m"nima temperatura de
auto-ignição do g%s presente. o!vio que a m%ima temperatura
alcançada pelo instrumento deve estar a!aio da m"nima temperatura
de auto-ignição do g%s presente. A norma !rasileira /AM1 (M <=B2
esta!elece que a temperatura m%ima que o instrumento pode alcançar
deve ser igual ou menor que J8K da m"nima temperatura de ignição do
g%s inlam%vel.
2.". 5LA66I!I5ADEO $O I96+4/M09+O
$ instrumento el#trico, mesmo de uso geral em %rea segura, deve
prover proteção pessoal contra choque el#trico, contra eeito de
temperatura ecessiva, contra propagação de ogo, contra os eeitos de
eplosão ou implosão, contra os eeitos de ioni)ação e radiação de
microondas, pressão de ultra-som. Fm instrumento el#trico para uso
em %rea perigosa deve prover todas as proteç3es dos instrumentos de
uso geral mais a proteção contra a ignição da atmosera
eterna.
9ual a classiicação da %rea, quais as normas aplic%veis e qual a
aprovação da agencia de teste: tudo isso deve ser deinido e
inormado para a compra de um instrumento el#trico.
H% v%rios tipos de proteção para evitar que um instrumento el#trico
provoque ignição ou eplosão de misturas gasosas perigosas. 9ualquer
proteção # aceit%vel, desde que o
instrumento seja adequadamente instalado e todas as instruç3es
mencionadas nos certiicados e relat'rios sejam seguidas. 4eve ser
levado em conta que a classiicação el#trica do instrumento deve
garantir que a sua simples presença não compromete a segurança do
local. As normas de segurança nada di)em, nem poderiam di)er,
acerca do uncionamento operacional do instrumento de
controle.
Oundamentalmente, h% duas grandes categorias de proteção:
;2 H% eplosão, porem a eplosão # coninada ou controlada no interior
do instrumento, de modo que não se propaga para o seu eterior. Por
eemplo, prova de eplosão /ou prova de chama2.
<2 1ão h% eplosão. 1esse caso, pode se evitar a eplosão ou
cuidando-se da mistura gasosa /purga-pressuri)ação2 ou cuidando-se
da onte de energia /segurança intr"nseca e não- incenditivo2.
Prova de eplosão ou prova de c,ama
Prova de eplosão /linguagem norte americana2 ou prova de chama
/linguagem europ#ia2 # uma t#cnica de proteção alternativa que
permite a ocorr+ncia de uma eplosão no interior do instrumento.
Porem, o inv'lucro do instrumento # tão resistente que a eplosão
ica coninada no seu interior.
4e outro modo, o instrumento prova de chama possui a!erturas de
escape de modo que, quando houver um inc+ndio no seu interior, a
chama # resriada quando vai para ora. (m!ora os enoques sejam
dierentes, o resultado inal # o mesmo: a eplosão e6ou a chama no
interior do instrumento não se propagam para a %rea eterna. (m
qualquer situação h% segurança, o instrumento continua operando
normalmente, sem interrupção, mesmo com a ocorr+ncia de eplosão ou
chama no seu interior. instrumento não #, nem pode ser, totalmente
vedado e contem em seu interior um circuito el#trico perigoso. As
super"cies do instrumento que estão em contato direto com a
atmosera inlam%vel eterior devem ter a m%ima temperatura a!aio da
temperatura de ignição da mistura gasosa especiica. A prova de
eplosão # uma t#cnica geralmente aplicada a instrumentos ou
equipamentos de pequeno volume "sico. (tensivamente, pode ser
aplicada a motores, lumin%rias, cone3es. $ instrumento deve
ter uma marcação que o identiique como tal. 4eve ainda haver
advert+ncias relacionadas com a operação e manutenção do
instrumento. $ instrumento prova de eplosão s' pode ser
a!erto ou desligado el#tricamente ou quando se
<8
garante, por analisadores locais, que não h% a presença do g%s
perigoso no local de montagem do instrumento.
Fm instrumento prova de eplosão pode ser usado normalmente em \ona
< em todas as Classes e Nrupos e em \ona ;, com algumas
restriç3es de Nrupos. 1ão se pode usar instrumento prova de
eplosão em \ona 8.
Pur-a ou pressuriBação
1a pratica e para eeito de proteção, purga /va)ão2 e pressuri)ação
/pressão2 possuem o mesmo signiicado. A proteção # conseguida pela
aplicação de uma pressão positiva em relação pressão eterna,
atrav#s da va)ão de um g%s inerte ou ar puro, no interior da caia
do instrumento. (sta pressão interna positiva impede a entrada dos
gases perigosos eistentes na atmosera circundante. A pressuri)ação
impede o contato da mistura perigosa com a onte de ignição. A
pressão aplicada # da ordem de 7 a ;8 mm de coluna dX%gua.
Fm instrumento com purga pode ser usado em \ona ; ou \ona <,
dependendo do tipo do circuito interior, se de uso geral ou não-
incenditivo. 4ependendo da \ona do local e do tipo do circuito
interno, são necess%rias salvaguardas adicionais ao sistema de
pressuri)ação, tais como, chaves de desligamento com a!ertura da
porta, tempori)adores, portas trancada, us"veis,
pressostatos.
A t#cnica de purga-pressuri)ação pode ser aplicada a
instrumentos de grande volume, onde a t#cnica de prova de eplosão #
impratic%vel.
6e-urança intrnseca
Fm sistema intrinsecamente seguro # constitu"do pelo equipamento e
sua respectiva iação, onde a energia el#trica ou t#rmica #
insuiciente para provocar a ignição ou eplosão de uma mistura
gasosa especiica, em condiç3es normais e anormais determinadas. A
segurança intr"nseca inclui consideraç3es com!inadas de limitação
de voltagem /diodos \ener2, limitaç3es de corrente /resistores e
us"veis2 e m%ima indut?ncia e capacit?ncia reais e parasitas da
carga e da iação. $ sistema se !aseia na colocação de !arreira de
energia el#trica entre o local seguro e o local perigoso. 4esse
modo, o sistema inclui equipamentos montados na %rea perigosa e
alguns equipamentos /geralmente a !arreira de energia2 montados na
%rea segura. 1o sistema podem ser com!inados instrumentos de
a!ricantes dierentes, porem, todos os equipamentos com aprovação
devem ter certiicados do mesmo la!orat'rio de teste.
Pelo pr'prio principio, o conceito de segurança intr"nseca s' se
aplica a sistema de instrumentação de controle de processo e de
comunicação, que naturalmente podem operar com !aio n"vel de
energia. $s instrumentos intrinsecamente seguros podem ser montados
em \ona <, \ona ; e at# \ona 8.
$s instrumentos com classiicação de segurança intr"nseca devem ter
marcação que os identiique como tais. 1a plaqueta de aprovação deve
haver a recomendação de que a segurança pode ser perdida com a
su!stituição não criteriosa de alguns componentes cr"ticos.
9ão=incenditivo e outros
Fm circuito não-incenditivo pode conter componentes que
produ)am aisca em condiç3es normal, porem, a energia entregue por
tais componentes # limitada a valores incapa)es de provocar ignição
na mistura perigosa especiica. $ circuito não-incenditivo s' #
seguro em condição normal de operação. $ instrumento
não-incenditivo s' pode ser usado em \ona <, sem restriç3es.
9uando usado em \ona ;, deve ser pressuri)ado com g%s inerte.
Circuito não-aiscadores contem componentes que não produ)em aisca
em operação normal. 0sso # conseguido atrav#s de encapsulamento de
componentes, imersão em 'leo.
Circuito com segurança aumentada envolvem componentes de
equipamento com selagem, encapsulamento, dupla isolação,
espaçamentos maiores que os normais, resist+ncia corrosão e
controle de qualidade mais severo e individual.
5rit@rios da classi(icação el@trica
A classiicação el#trica do instrumentos deve ser compat"vel
com a classiicação do local perigoso. Fm principio !%sico comum a
todos os tipos de proteção e aceito por todos # o de que h%
segurança quando e somente quando são providos dois eventos
independentes, cada um de !aia pro!a!ilidade, entre a pro!a!ilidade
de haver a presença do g%s perigoso com a pro!a!ilidade de alha do
equipamento el#trico.
4esse modo, h% segurança nos seguintes casos com!inatorios:
;2 Local seguro /pro!a!ilidade )ero de haver g%s perigoso2
com um instrumento de uso geral /pro!a!ilidade ; de haver onte
perigosa2.
<2 Local de \ona < /pequena pro!a!ilidade de haver g%s2 com
um instrumento não incenditivo /pequena pro!a!ilidade de
alhar2.
seguro /s' se torna inseguro quando houver duas alhas independentes
e de pequena pro!a!ilidade individual2.
>2 Local de \ona ; /grande pro!a!ilidade de haver g%s2 com um
instrumento não incenditivo /pequena pro!a!ilidade de alha2 com
pressuri)ação /pequena pro!a!ilidade de alha no sistema de
pressão2.
72 Local de \ona ; /grande pro!a!ilidade de haver g%s2 com um
instrumento de uso geral /grande pro!a!ilidade de perigo2 com
pressuri)ação /pequena pro!a!ilidade de alha2 e com salvaguarda
adicional, tal como colocação de pressostato /pequena pro!a!ilidade
de alha2.
4e qualquer modo, em um local com determinada classiicação s' pode
ser montado um instrumento el#trico que possua uma classiicação
el#trica e de temperatura, marcada em sua etiqueta e compat"vel com
a do local.
$!viamente, um instrumento para \ona ; pode ser usado em \ona <,
assim como um instrumento para Nrupo M pode ser usado em Nrupo C e
4. Porem, qualquer eagero de classiicação do instrumento #
inconveniente. ' se deve usar um instrumento com classiicação
el#trica especial quando eigido, pois a classiicação el#trica
especial pode custar mais e principalmente, eige cuidados de
operação e manutenção mais rigorosos e restritivos.
. 5LA66I!I5ADEO M05H9I5A
A operação de um instrumento pode ser aetada pela
temperatura am!iente, umidade, interer+ncia eletrDnica, vi!ração
mec?nica e atmosera circundante. ipicamente, os instrumentos de
medição e controle de processo podem estar montados ou na sala de
controle ou na %rea industrial.
A sala de controle # um local echado, onde a temperatura e
umidade são geralmente controladas atrav#s de ar condicionado. $
instrumento de campo pode estar totalmente desprotegido ou ter uma
proteção rudimentar adicional contra o sol, a chuva ou o
vento. 4e qualquer modo, quando usado no ar livre, a caia do
instrumento ica eposta aos eeitos da lu) ultra violeta, da chuva,
da umidade, do orvalho, das poeiras, dos respingos dos l"quidos de
processo e das sujeiras contaminantes que circulam no ar. (les
estão ainda su!metidos a grande e r%pidas variaç3es de temperatura
durante o dia, podendo haver um gradiente de temperatura entre o
sol e a som!ra do instrumento eposto. Por esses motivos, os
inv'lucros dos instrumentos devem ser de alta qualidade,
cuidadosamente testados e
precisamente classiicados de acordo com normas concernentes, de
modo que possam prover proteção contra am!ientes pot+ncialmente
adversos. $s inv'lucros dos instrumento, mesmo montados em
am!ientes nocivos, devem protege-los, de modo que durem o m%imo e
que o am!iente não interira na sua operação.
(istem !asicamente duas normas ;,< para a classiicação mec?nica
dos inv'lucros dos instrumentos. A escolha de uma delas # unção do
pais.
.1. 9orma I05
A norma 0(C prove um m#todo de classiicar os
instrumentos com relação aos am!ientes em que eles podem ser usados
e os procedimentos de teste para veriicar se tal classiicação #
conveniente. A designação 0(C começa com as letras 0P /0ngress
Protection - proteção de ingresso2 e inclui um suio com dois
nEmeros. $pcionalmente, pode ainda conter uma letra suplementar: ,
& ou Y.
$ primeiro digito varia de 8 não proteção, ; proteção contra
o!jetos acima de 78 mm
de di?metro, < acima de ;< mm, = acima de <,7 mm, >
acima de ; mm, 7 proteção contra p' e @ vedado a p'.
$ segundo digito varia de 8 não proteção, ; e < proteção contra
gota dX%gua, = contra pulveri)ação dX%gua, > contra respingo
dX%gua, 7 e @ contra jato dX%gua, J contra eeitos de imersão em
%gua e Q contra eeitos de su!mersão em %gua.
As letras suplementares inais signiicam: teste com
equipamento estacion%rio e & teste com equipamento em
operação
&ec?nica. Y o equipamento # apropriado para uso em
condiç3es de tempo especiicadas e possui caracter"sticas adicionais
de proteção.
Por eemplo, um instrumento que deva ser prova de p' e prova de jato
raco dX%gua deve satisa)er a designação de 0(C 0P 77. A colocação
de respiradouro para dreno pode alterar a classiicação mec?nica do
inv'lucro, por eemplo, de 0(C 0P @7 para 0(C 0P 77.
<<
$utro eemplo, 0(C 0P 7^ # uma proteção apenas contra p'.
.2. 9orma 90MA
A norma 1(&A prove outro m#todo de classiicação do
inv'lucro do instrumento para indicar os v%rios am!ientes para os
quais o instrumento # adequado. A norma co!re os detalhes de
construção e os procedimentos de teste para veriicação se o
instrumento est% conveniente com a classiicação rece!ida. odas as
designaç3es 1(&A requerem inv'lucros resistente