Derivações, troncos e terminadores: como construir corretamente uma caixa de junção Foundation Fieldbus

Uma análise de instalação baseada no artigo do instrumentationtools.com "Caixa de junção 4-20mA versus caixa de junção Fieldbus (FF)".

P: Qual é a diferença entre uma caixa de junção FF e uma caixa de junção 4-20mA?

Uma caixa de junção convencional contém uma régua de terminais, como o bloco de terminais seccionável por faca MTK da Phoenix Contact, e uma barra de aterramento. Os pares de campo chegam a um lado, os cabos multipares de retorno seguem para o gabinete de marshalling pelo outro, e as blindagens são terminadas de acordo com a filosofia do projeto. Cada par é independente, portanto, um par em curto compromete apenas um loop.

Uma caixa de junção Foundation Fieldbus transporta um segmento de rede. Espere placas de spur com barreiras, um conjunto de terminação do tronco, proteção contra surtos e um terminador. Uma única conexão defeituosa pode derrubar uma dúzia de instrumentos; por isso, as instalações FF devem ser realizadas por pessoas treinadas na física de segmentos, não apenas no aperto de terminais.

P: Qual cabo é o spur e qual é o tronco?

O cabo que vem de um instrumento de campo é o spur. O cabo que segue em direção ao sistema de controle, por exemplo, um módulo de comunicação FOUNDATION Fieldbus ALF111-S50 da Yokogawa ou um dispositivo de interligação 1788-EN2FFR da Allen-Bradley, é o tronco. Em um projeto com tronco de alta potência, o tronco não é IS e os spurs são intrinsecamente seguros; essa condição mista determina todo o layout do gabinete.

P: Posso redirecionar a fiação interna no local?

Não. O conjunto de terminação do tronco é isolado por uma placa separadora, e os circuitos IS e não IS não podem compartilhar espaço ou terminais. O fornecedor faz a fiação da caixa na fábrica como parte do conjunto certificado. O engenheiro de campo termina apenas os cabos dos spurs e do tronco nas placas.

P: Quantos terminadores um segmento precisa?

Exatamente um em cada extremidade física, e somente nas extremidades. O Foundation Fieldbus é um barramento codificado em Manchester, e as reflexões o comprometem. Dois terminadores em uma extremidade degradam o sinal tanto quanto a ausência de terminadores.

P: Por que a proteção contra surtos é tão importante?

Um spur que sobe por uma torre ou atravessa uma área de tanques está sujeito a transientes induzidos por raios. Um dispositivo como o dispositivo de proteção contra surtos TTC-6P-1X2-M-24DC-UT-I da Phoenix Contact fica antes de componentes eletrônicos de barreira sensíveis, como a barreira isolada MTL5516c. Monte a caixa de acordo com o diagrama de segmento aprovado e nunca adicione um spur apenas para fazer uma instalação caber.

P: Posso instalar multiplexadores de temperatura em um segmento Fieldbus?

Sim. O multiplexador é instalado em sua própria caixa e conectado à caixa de junção FF como um único spur, assim como um transmissor. Limite cada segmento a um ou dois multiplexadores, pois eles fazem a varredura lentamente e uma quantidade excessiva aumenta o tempo de ciclo. Em um projeto Yokogawa CENTUM que comissionei, três caixas de multiplexadores em um segmento produziram taxas de varredura irregulares. Redistribuir para dois por segmento resolveu o problema em uma tarde.

P: Qual é a sequência correta de terminação?

• Verifique o diagrama do segmento: quantidade de spurs, comprimentos dos cabos, posições dos terminadores e endereços dos dispositivos.
• Inspecione a placa separadora para garantir que os spurs IS e o tronco não IS permaneçam separados.
• Conecte primeiro o tronco, aperte os prensa-cabos com o torque correto e confirme a blindagem e a continuidade.
• Instale o terminador em apenas uma extremidade do segmento e depois verifique a tensão do barramento.
• Termine os spurs nas placas de barreira, observe a polaridade e nunca misture canais de barreira.
• Faça o comissionamento com um comunicador: formato da onda, quantidade de dispositivos e margem de ruído.

P: Que manutenção mantém os segmentos em operação?

As falhas do Fieldbus costumam estar na parte mecânica. Prensa-cabos frouxos, entrada de água e corrosão da placa de prensa-cabos distorcem a forma de onda. Verifique os respiros e os caminhos de drenagem em locais úmidos, confirme se os módulos de barreira são do tipo correto e mantenha uma placa de spur e um conjunto de terminadores sobressalentes em estoque. Documente cada alteração, pois a adição de um instrumento modifica o orçamento de potência e o comprimento.

Conclusão e recomendações de ação

Uma caixa de junção FF é um equipamento de rede dentro de um gabinete. Respeite a placa separadora, instale um terminador em cada extremidade do segmento, observe o limite de um a dois multiplexadores e faça o comissionamento com evidências baseadas na forma de onda. Para obter informações adicionais, consulte o artigo comparativo do instrumentationtools.com e as especificações do Foundation Fieldbus do FieldComm Group.

Autor: He Jingchuan é engenheiro de automação industrial com mais de 10 anos de experiência em PLC, DCS e sistemas de controle.