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B o l e t i m d e Te c n o l o g i a da H A R T I N G
Automation IT
Artigo de convidado por Prof. Dr. Steusloff
Engenharia da Automação – Tecnologia da informação a serviço da humanidade
O switch é a solução
tec.News 17: Editorial
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harting tec.News 17 (2009)
Philip Harting
Harmonia perfeita – crescendo!
Soluções de sistemas integrados e empresas com uma cultura de aprendizagem
inata são as forças que vão moldar o futuro.
As empresas do ­HARTING Technology Group fazem suas contribuições específicas dentro da estrutura de uma organização altamente afinada, assim como os diversos instrumentos de uma orquestra sinfônica. Para entregar o
nível de desempenho que é necessário para alcançar e manter o sucesso, as empresas têm que evoluir para sistemas
adaptativos.
Há boas razões pelas quais grandes “conjuntos” como a
Orquestra Sinfônica de Berlim e a Orquestra Sinfônica
de Londres preservaram suas distintas reputações musicais durante tantos anos. Músicos excelentes, os melhores
maestros do mundo, repertórios atraentes e coordenação
detalhada entre todos os participantes são parte da história. O outro fator chave é a constante regeneração destas
orquestras, que aprendem com suas experiências e continuam evoluindo.
Este nível de harmonia é resultado de um longo processo
de desenvolvimento que envolve o contínuo refinamento de
cada elemento individual. A meta é assegurar que uma mudança em qualquer dos elementos desencadeie mudanças
no sistema inteiro. Estes sistemas tem o mais alto nível de
desempenho, porque o sucesso global depende do sucesso de suas partes constituintes. Quando um se beneficia,
todo mundo se beneficia. Uma empresa de alta tecnologia
como a ­HARTING não é diferente. Em outras palavras, a
criatividade não é o resultado do caos. Ao invés disso, ela
resulta da organização perfeita e de sistemas adaptativos
que continuam melhorando porque querem melhorar.
As empresas de tecnologia de hoje operam em um ambiente
que muda rapidamente, e estas próprias empresas contribuem para a dinâmica do mercado desenvolvendo novas
soluções, aplicações, abordagens e tecnologias. Empresas
como a ­HARTING ampliaram rapidamente suas competências básicas e continuaram desenvolvendo extensões ló-
gicas de suas linhas. São elas que definem o ritmo, e elas
são igualmente adeptas da reação rápida e habilidosa ao
que acontece no ambiente. A expansão de nossa experiência e know-how não é um processo linear. Ela segue uma
curva de aprendizagem lógica, mas complexa. A experiência da empresa inteira aumenta a cada nova solução que a
­HARTING desenvolve internamente. Cada nova aplicação,
cada novo requisito que conseguimos atender e cada nova
abordagem que adotamos estimula o desenvolvimento de
novas idéias e soluções potenciais para outras aplicações
nas quais a ­HARTING também está trabalhando ativamente.
Esta é a base da história de sucesso da ­HARTING, e foi
ela que também nos deu o conhecimento básico que nos
permite abordar e atender requisitos de cliente altamente
complexos. Atualmente a ­HARTING tem clientes no setor
de engenharia mecânica e no setor industrial inteiro, incluindo produtores de sistemas automotivos, médicos e de
energia. A ­HARTING está envolvida no espectro inteiro da
tecnologia de produção, e suas tecnologias de comunicação,
conectividade e produção são intimamente relacionadas e
totalmente compatíveis. Para voltar à metáfora musical,
estas tecnologias soam um acorde harmonioso. Na música, uma melodia harmoniosa equivale a uma organização
altamente afinada e bem coordenada em uma empresa de
tecnologia.
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tec.News 17: Editorial
O desenvolvimento conceitual no ­HARTING Technology
Group tem um amplo horizonte, mas também tem uma sólida base pragmática. Nós criamos soluções que são feitas
exatamente sob medida para atender as necessidades de
clientes individuais, e nós sabemos como transformar o
conceito em realidade (e se não soubermos, então vamos
achar um jeito). O que aprendemos em um projeto é usado
no próximo.
A base tecnológica da história de sucesso da ­HARTING é
nossa competência básica em tecnologia de conectividade,
que está intimamente relacionada com nossa tecnologia e
know-how em comunicações e controle, e que também é
apoiada por nossa experiência na produção e fabricação
de ferramentas. A ­HARTING usa um sistema comum para
distribuição de sinais, comunicações e distribuição de
energia, assegurando que o encaixe de cada componente
seja perfeito, e que a quantidade de cabeamento e conectores possa ser minimizada. Os componentes ocupam menos
espaço, e a instalação e manutenção são menos complexas.
Os sistemas são mais amigáveis ao usuário, e mais fáceis
de operar e manter.
Nada disto seria possível sem uma estrutura corporativa
integrada, que atua como uma plataforma comum para
promover a troca de informações e fazer da mudança uma
instituição permanente. Nós temos todo o direito de chamar isto de um acorde musical que, no sentido figurado
do termo “crescendo”, vem desempenhando um papel cada
vez mais vital.
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harting tec.News 17 (2009)
tec.News 17: Indíce
Conteúdo
Editorial: Harmonia perfeita – crescendo! _02
Artigo de convidado – Engenharia da Automação _06
Prêmio _78
Calendário de feiras ­HARTING _79
HARTING Technology Group
Transmissão profissional
Soluções sempre concretas _40
Aventure-se no novo Mundo da TV _16
Sem bola de cristal _50
Refletores nas Estrelas _42
Conectores para todos os ambientes _22
Padrão global no fornecimento de energia _35
Aplicações Nuas _49
Operações em rede (networking) –
A PICMG desenvolve padrões de interface abertos _56
Automation IT
O melhor desempenho _60
O switch é a solução _10
Teste prático _64
Notícias móveis _26
Resistente a choques _30
O Senhor dos Anéis _46
www.messstrassenbahn.de _58
Energia eólica
Caleidoscópio
Saudações da fada do dente _44
Conhecimento é bom,
mais conhecimento é melhor ainda _66
Olhos luminosos _18
Bom Apetite! _70
Novas fontes de energia
para uma nação altamente energética _37
Aplicação especial – construção _72
Conectores de segurança _54
Energia indiana _75
Detalhes da Publicação.
Publicado por: harting KGaA, M. Harting, P.O. Box 1133, 32325 Espelkamp (Germany), Tel. +49 5772 47-0, Fax: +49 5772 47-400, Internet: www.harting.com
Editor Chefe: A. Bentfeld | Vice-Editor-Chefe: Dr. H. Peuler | Coordenação geral: Departamento de Comunicação e Relações Públicas, A. Bentfeld
Projeto e Layout: Contrapunkt Visuelle Kommunikation GmbH, Berlin | Produção e impressão: Druckerei Meyer GmbH, Osnabrück
Circulação: 30.000 cópias em todo o mundo (Alemão, Inglês e 11 outros idiomas)
Fonte: Se você estiver interessado em obter este boletim de forma regular e gratuita, entre em contato com sua filial harting mais próxima, seu parceiro de vendas harting ou um
dos distribuidores locais harting. Você também pode solicitar Novidades técnicas online em www.harting.com.
Reimpressões: Reimpressões completas e trechos de contribuições estão sujeitos a aprovação por escrito do Editor. Isto também se aplica a contribuições com bases de dados eletrônicas e reprodução em mídia eletrônica (p.ex. CD-ROM e Internet).
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proporção de papel reciclado.
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tec.News 17: Artigo de convidado
Prof. Dr. Hartwig Steusloff
Engenharia da Automação
Tecnologia da informação a serviço da humanidade
Havia algo muito chato em relação à máquina a vapor. Assim que o fogo era atiçado sob a caldeira, a máquina começava a
funcionar mais rapidamente. Se um torno adicional fosse conectado à máquina a vapor através de uma correia, a máquina
reduzia sua velocidade, e junto com ela todo o maquinário ligado a ela. No século XIX, James Watt teve a idéia de usar um
regulador centrífugo preso à válvula de vapor para ajustar mecanicamente o motor, de forma que a velocidade permanecesse relativamente constante apesar das flutuações de carga (Fig. 1). James Watt baseou sua idéia no princípio de controle
da reação que já era conhecido desde a antiguidade, no qual um sensor (pesos centrífugos) e um mecanismo de controle
(alavanca e válvula) produziam o efeito desejado sobre um processo técnico (fluxo de vapor movendo um pistão).
Processamento da informação
Este é um dos primeiros exemplos do processamento da informação. Informações derivadas de dados do sensor em um
sistema de reação são usadas para iniciar uma série de ações
que asseguram que uma função desejada pré-definida seja alcançada e mantida. É exatamente isso que os sistemas de automação altamente complexos de hoje fazem, utilizando moderna tecnologia eletrônica e de processamento de informações.
As demandas por desempenho, segurança, confiabilidade e
precisão em tempo real aumentaram significativamente, e a
complexidade dos sistemas de hoje resulta da necessidade de
administrar simultaneamente um grande número de circuitos.
Os sistemas devem ser projetados para lidar com (virtualmente) qualquer tipo de falha, e os engenheiros precisam garantir
que o sistema como um todo permaneça estável.
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Qual é a relação entre a informação, os objetivos desejados
e as ações? A figura 2 mostra como informações derivadas
de dados em um contexto bem definido, e apoiadas em uma
estrutura satisfatória, são transformadas em conhecimento. A
competência desenvolvida com este conhecimento desencadeia
as ações assim que forem necessárias. Os efeitos, que acontecem como resultado destas ações, se refletem nas mudanças
que são detectadas pelos subsistemas de aquisição de dados,
fechando o ciclo de realimentação.
Cada categoria mostrada na Figura 2 desempenha um papel
essencial nos sistemas de automação. As informações têm que
representar da forma mais completa possível, em modelos dinâmicos, a diversidade de características e comportamentos
harting tec.News 17 (2009)
de sistemas técnicos ou sociais, criando sistemas de automação que sejam verdadeiramente autônomos no sentido estrito
do termo.
Essa base de conhecimentos essenciais também inclui uma
compreensão ampla das perturbações esperadas que podem
afetar o sistema. A administração destas perturbações, juntamente com a conformidade com características e parâmetros
de qualidade predefinidos, é a própria essência da automação.
Não importa que tipo de perturbação interna (por exemplo,
um curto-circuito) ou externa (um raio) aconteça, o sistema
ambiente de sistema
Dados dados
on
lin
e
interface-homemsistema
e
lin
on
Ação
Contexto
Razão
on
lin
e
Informações
Competência
Classificação
Relações
online/
offline
Experiência
Objetivos
explícitas tácitas
Conhecimentos
Fig. 2: O ciclo de automação
Fig. 1: Regulador centrífugo
tem que permanecer estável dentro de limites operacionais
seguros, ou ser interrompido de forma segura.
Automação
Porém, o que acontece se a inteligência incorporada a um sistema técnico não for suficiente para iniciar automaticamente
as ações apropriadas em uma situação particular? Neste caso,
conhecimentos adicionais devem ser alimentados no sistema,
freqüentemente em tempo real, para que o sistema possa reagir a tempo. Normalmente, seres humanos fornecem este
conhecimento. A competência humana criativa e situacional,
que não é menos aumentada pelo conhecimento tácito (inconsciente), é capaz de lidar com situações inesperadas que não
foram previstas pelos projetistas de sistemas e armazenadas
na forma de conhecimento explícito. Para que seres humanos
intervenham de forma rápida e correta nestas situações, todo
sistema de automação necessita de uma interface adequada de
dados e de informações, geralmente conhecida como interface
homem-máquina (HMI).
Este cenário, incluindo o fator humano, é a essência da automação tal como definida em um modelo de referência pela
VDI/VDE Measurement and Automation Technology Association (Fig. 3). O ciclo interno de realimentação que consiste na
aquisição de informações, no processamento das informações,
e na intervenção iniciada pelas informações, é complementado
por uma infra-estrutura de logística da informação junto com
elementos essenciais de planejamento e projeto de sistemas
(engenharia). O sistema como um todo existe dentro de uma
estrutura legal e econômica, que determina sua implementação e operação. Agora vamos dar uma olhada mais de perto
em alguns destes aspectos.
O processo técnico
Vamos começar com o processo técnico. Em termos simples,
um processo é caracterizado pelo número das – assim chamadas – variáveis de estado, que descrevem o armazenamento de
energia ou matéria ou informações, cujos conteúdos mudam
durante o curso do processo. A máquina a vapor de Watt tinha
apenas algumas variáveis de estado, por exemplo, o nível de
energia da caldeira ou do volante. Porém, as centrais elétricas
de hoje podem ter 10.000 ou até mais de 100.000 variáveis de
estado, se incluirmos as “operações auxiliares” que são neces3
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tec.News 17: Artigo de convidado
requisitos-restrições
Aquisição de informação
Processamento
da informação
Processo
efeitos da informação
comunicação
homemprocesso
logística da informação/ Comunicação
Metodologias e ferramentas CAE
fundamentos e metodologias
Fig. 3: Elementos básicos da tecnologia de instrumentação, controle e automação
sárias para proteger o meio ambiente. Os sistemas de automação e os seres humanos precisam de informações sobre estas
variáveis de estado, que são constantemente atualizadas.
Os sistemas de aquisição de informações fazem uma contribuição crucial a todas as funções de automação. Os sensores
devem capturar um conjunto completo de dados em todos os
estados do processo, e isto inclui especificamente a detecção
de situações excepcionais. A pressão dos custos, ou simplesmente “não pensar sobre isto”, freqüentemente restringe o
investimento nos- assim-chamados- “sistemas básicos de
sensores” para todo um conjunto de variáveis de estado aparentemente “simples”. Situações aparentemente “simples” não
recebem atenção suficiente durante o treinamento do operador, porque todo mundo sabe por experiência que “nada pode
dar errado”.
O acidente com o reator de Three Mile Island é um exemplo clássico. Uma falha de projeto em combinação com deficiências de treinamento causou uma catástrofe: Nenhuma
informação do estado ABERTO/FECHADO foi fornecida para
indicar o estado da válvula de alívio ativa no sistema de arrefecimento primário. Apesar de outras indicações indiretas
não terem sido decifradas corretamente, ninguém notou que a
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água estava escapando do sistema de arrefecimento primário
quando a válvula de alívio ficou travada aberta. Horas depois,
houve a fusão do núcleo. Os projetistas e operadores da planta
aparentemente não tinham previsto que uma válvula de alívio
poderia ficar travada na posição aberta, e que uma válvula
de alívio ativa pudesse exibir um comportamento “excepcional”. Com os métodos de engenharia que foram introduzidos
desde então (por exemplo FMEA), esta falha provavelmente
teria sido notada.
Interface de comunicação homem-máquina
A interface de comunicação homem-máquina em sistemas
de automação deve assegurar que os seres humanos sejam
sempre capazes de entender completamente e corretamente
o estado do sistema, para que eles caso necessário, modifique
os estados designados (Fig. 2), usando as informações e os
atuadores disponíveis mantendo o sistema pelo qual são responsáveis em um estado desejado ou válido. Os seres humanos
também usam os dados/informações que adquirem com seus
“sensores” naturais (olfato, tato, audição), juntamente com o
conhecimento disponível (explícito) e interno (freqüentemente
tácito) para determinar que novas ações devem ser adotadas. É
harting tec.News 17 (2009)
importante que aumentemos nossa compreensão das características tanto físicas quanto humanas (capacidades sensoriais,
comportamento), e nosso conhecimento pela educação e treinamento (vide, por exemplo, VDI/VDE 3546 Folha 1). Em um
processo automatizado os operadores ficam ociosos durante
a operação normal, mas eles devem intervir rapidamente e
corretamente, caso ocorrá uma situação em que o sistema de
automação seja incapaz de controlar. Esta situação causa uma
significativa tensão psicológica nos operadores, o que recentemente desencadeou um debate sobre a ética do trabalho.
Logística da informação
A logística da informação oferece uma plataforma de informações para funções de automação. Assim como a logística de
armazenagem, o familiar “Rs” se aplica igualmente à logística
de informação. Informações com o nível certo de qualidade
devem ser entregues ao usuário certo (autorizado) no lugar
certo e no momento certo. A logística de informação envolve
a distribuição (“comunicação”), o armazenamento e o acesso
às informações. A atual logística de informação é baseada na
digitalização do conjunto de dados inteiro em um processo
técnico, junto com a garantia do desempenho da transferência
dos dados em tempo real, e garantia da disponibilidade dos
dados. A integridade das informações está se tornando um
aspecto cada vez mais essencial (a questão da segurança é
tratada, por exemplo, em VDI/VDE 2182 Folha 1).
Sistemas padronizados de campo unificados (DIN EN 50170;
IEC 61158) e plataformas de objeto padronizadas (p. ex. CORBA, COM/DCOM e DOT.NET) estão disponíveis para apoiar
estas metas. Sistemas sem fios (por exemplo WIFI baseado no
IEEE 802.11) estão sendo cada vez mais utilizados na redução
do custo de aquisição de informações. O padrão ETHERNET,
que é extensamente usado no ambiente de escritórios, estabeleceu uma posição segura no mundo da automação sob a
forma da Ethernet Industrial Aberta. Com isso, a segurança da
informação se tornou uma questão essencial. Sem sistemas de
segurança de informação adequados, comunicações de dados
sem fios podem ser interceptadas ou alteradas. A necessidade,
pelo pessoal da planta, de acesso remoto a informações do processo está sendo atendida conectando-se o sistema de logística
da informação à INTERNET, e isto aumenta à necessidade de
se tornar a segurança de informação mais robusta.
Sistemas de rede complexos
Em sistemas conectados a redes complexas, freqüentemente
os dados são usados em vários contextos diferentes. Os modelos de dados e informações precisam ser os mais formais
e precisos possível. Vários padrões foram lançados recentemente (por exemplo, VDI/VDE 3682), que exploram completamente o conceito de objeto transmitido via rede. Esta camada
de abstração suporta a formalização padronizada de dados,
informações e até mesmo conhecimentos. A união deste tipo
de padrão aos padrões da “Web Semântica” publicados pelo
World Wide Web Consortium (http://www.w3.org /) deve
permitir o planejamento e operação segura de sistemas de
automação que estão firmemente enraizados no mundo das
informações transmitidas em rede.
Esta abordagem cria uma perspectiva e uma “linguagem”
comuns para qualquer um que faça uma contribuição ativa
ou passiva para a definição do ciclo de vida de sistemas complexos. A automação permeia cada fase deste ciclo de vida,
incluindo processos de produção e entrega de serviços, e também dos próprios produtos. A tecnologia de informação contribui com mais de 30% do valor agregado de um carro moderno
de passageiros, incluindo sistemas de automação essenciais
para praticamente cada subsistema do veículo (trem de força, freios, segurança de condução, segurança em acidentes
e muito mais).
A aplicação da tecnologia de informação na forma de tecnologia de automação é uma bênção e uma maldição para muitos
sistemas que desempenham um papel principal em nossas
vidas. Nós dependemos destes sistemas: Sem um controle de
atitude automático, um piloto humano teria grande dificuldade para manter um helicóptero em vôo estável, devido às
influências da física que temos de aceitar. Porém não devemos
permitir que a automação, que foi criada pela mão humana,
atinja um nível de complexidade que os seres humanos não
sejam mais capazes de controlar. Os métodos do mundo da
engenharia nos ajudarão a ter sucesso.
Prof. Dr. Hartwig Steusloff
Universität Karlsruhe (TH), Fakultät für Informatik,
Authorized Adviser, Fraunhofer Institute for
Information and Data Processing (IITB), Karlsruhe
[email protected]
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te c . N e w s 17 : Au to m at i o n I T
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harting tec.News 17 (2009)
Andreas Huhmann & Stefan Korf
O switch é a solução
Chaveamento garante desempenho para a TI de Automação
A TI de Automação causou um tremendo impacto no mercado porque concentrou as discussões sobre o uso da
Ethernet pela indústria no fator mais importante – os benefícios para o cliente. Os benefícios são gerados pelo uso
consistente de redes Ethernet padrão IEEE 802.3. Para a automação, o genuíno desempenho da automação, como o
transporte de dados determinístico, é essencial. Como a atual tecnologia de chaveamento para o padrão Ethernet não
pode alcançar isto, os benefícios da TI de Automação para o cliente só podem ser percebidos combinando o padrão
Ethernet com a nova tecnologia de chaveamento.
A) Comunicação em Aplicações Industriais:
Ethernet
As altas expectativas associadas à euforia do Ethernet ocorrida em 2000 incluíam, por exemplo, uma rede para todas
as aplicações. Logo ficou claro que, embora o Ethernet fosse
a tecnologia certa, ele não podia satisfazer completamente
os requisitos de automação em termos de redes consistentes. Então, o que aconteceu?
Quando aplicado à automação, o desempenho do Ethernet
provou ainda não ser suficiente para substituir totalmente os sistemas de barramento de campo utilizados até o
momento, e portanto, os esforços para desenvolver ainda
mais o Ethernet foram significativamente aumentados. Isto
levou a vários perfis industriais do Ethernet incompatíveis.
O que muitos destes perfis tinham em comum era o fato
de que, conforme o IEEE 802.3, eles haviam transformado o Ethernet em uma solução proprietária, significando
incompatibilidade com os dispositivos e as aplicações que
utilizavam o padrão Ethernet. O problema de desempenho
foi resolvido mudando a camada 2 (Enlace) do modelo OSI.
O desempenho destes perfis geralmente é bom. Em outras
palavras, seu desempenho em termos de determinismo,
velocidade, topologias e instalação é semelhante ao dos sistemas atuais de barramento de campo, e é este ponto de
referência que o Ethernet precisa alcançar para o uso na
automação. Porém, naquele momento, ainda não se sabia
que havia uma alternativa à mudança do padrão Ethernet.
Como resultado, hoje o ciclo de vida do Ethernet Industrial
se desassociou do padrão Ethernet, e consequentemente,
este momento também marcou o nascimento da TI de Automação. A abordagem visionária da TI de Automação aconteceu em 2006 para contrariar a divergência do padrão
Ethernet, e assegurar uma plataforma de comunicação uniforme para a TI de escritório e Automação Industrial. Um
Ethernet como padrão para a plataforma de comunicação.
B) Plataforma para todas as aplicações:
TI de Automação
A TI de Automação é a plataforma de comunicação para todas as aplicações de uma empresa de produção industrial.
O princípio é o seguinte: todas as aplicações são interligadas por uma rede Ethernet uniforme. Isto assegura uma
comunicação direta entre as diversas aplicações que determinam o processo de negócio, por exemplo, ERP e MES.
Evitando transições complexas e acelerando os processos.
Os resultados são processos empresariais eficientes. Redes
baseadas em TI de Automação oferecem múltiplos benefícios ao cliente: redução dos custos, simplificação da instalação e aumento da disponibilidade.
C) A Principal Tecnologia da TI de Automação:
Chaveamento Rápido
Ao selecionar o padrão de comunicação, não há nenhuma
alternativa porque o padrão já foi definido para a comunicação de MES e ERP. O Ethernet ficou estabelecido na TI de
escritório em âmbito mundial. Em ambientes de TI de escritório, a comunicação depende da estrita observância da
especificação Ethernet IEEE 802.3. Consequentemente, as
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te c . N e w s 17 : Au to m at i o n I T
plataformas de comunicação somente são possíveis dentro
do padrão Ethernet IEEE 802.3. Porém, como o desempenho
apropriado também é necessário nas redes de automação,
tecnologias satisfatórias sempre foram investigadas sob
esta premissa. A inovação veio em 2008 quando a HARTING
estabeleceu que alguns componentes podem oferecer à
rede o desempenho da automação e o chaveamento é a tecnologia fundamental para isto. De fato, o Ethernet só pode
ser aplicado à automação com esta tecnologia. Ela trabalha
com protocolos Ethernet inalterados, reconhece os protocolos de automação e os acelera deterministicamente.
Status Quo:
Ethernet e a Tecnologia de Chaveamento
O desempenho da tecnologia de chaveamento é consideralvelmente melhorado na utilização da tecnologia CutThrough, ao invés da tecnologia Store-and-Forward (vide
a Fig. 1). Porém, o determinismo não pode ser alcançado
com tecnologia Store-and-Forward ou com a tecnologia
Cut-Through, ou seja, seus resultados não são suficientes
para a automação. A priorização de protocolos conforme
IEEE 802.1q também é ineficaz porque os protocolos de
automação competem com todos os protocolos de mesma
prioridade e também, com os protocolos de prioridades
mais altas. Por esta razão, há um atraso estatístico que
consequentemente é inaceitável para automação. Os dois
principais mecanismos de atraso são:
Atrasos na porta de entrada:
Se a fila de uma porta de entrada (memória) é saturada com
tráfego de outros protocolos que tem a mesma prioridade
ou prioridade mais alta que a dos protocolos de automação,
então as mensagens de automação são atrasadas (vide a
Fig. 2). Isto ocasiona atrasos imprevisíveis para os protocolos de automação.
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μsec
0
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40
50
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90
100
110
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cut through in Fast
Track Switching
Store & Forward
Switching
Fig. 1: O efeito dos métodos de chaveamento sobre protocolos de
automação
μ sec 0
10
20
30
40
VoIP
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100
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Fast Track
Switching
Store & Forward
Switching
Fig. 2: O efeito de protocolos de prioridade mais alta ou de mesma
prioridade sobre protocolos de automação
Engarrafamento na porta de saída:
Se a porta de saída de um switch estiver saturada de mensagens, os protocolos de automação de alta prioridade também têm que esperar pela liberação da porta (vide a Fig.
harting tec.News 17 (2009)
3). Uma mensagem de baixa prioridade com um comprimento de 1500 bytes deixa a porta de saída. A mensagem
de automação de alta prioridade tem que esperar até 125
μsegundos pela liberação da porta.
Se o tráfego na rede estiver muito baixo, então só a taxa de
transmissão Ethernet, o comprimento da mensagem e os
μ sec
0
10
20
30
40
50
60
70
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110
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Fast Track
Switching
Store & Forward
Switching
Fig. 3: O efeito de um protocolo de baixa prioridade na porta de
saída sobre protocolos de automação
períodos de latência do switch determinam o atraso de transição da mensagem. Neste exemplo, os atrasos mínimos de
transição da mensagem são de aprox. 160 μsegundos. Se a
carga na rede Ethernet aumentar, isto resulta em atrasos
nas portas de entrada e também em engarrafamentos nas
portas de saída dos switches. Se uma mensagem muito
longa deixar uma porta de saída na rota acima, e se uma
mensagem de automação de alta prioridade precisar deixar
o switch na mesma porta, a mensagem de automação tem
que esperar pela liberação da porta. Estatisticamente, este
efeito pode ser repetido na rota e culminar em vários milissegundos. Em uma linha, basta que isso aconteça em um
switch enquanto ambas as mensagens percorrem a rota:
A mensagem de automação sempre segue a mensagem longa, e sempre tem que esperar até ela deixar as portas; ela
não pode mais ultrapassá-la ao longo da rota. A probabilidade deste efeito indesejável aumenta conforme a carga
na rede. Com apenas 16 switches, há atrasos de transição
de mensagem de vários milissegundos.
Assim, o determinismo requerido pela automação não é
garantido pela atual tecnologia de chaveamento. Os proto-
colos de TI causam atrasos nos protocolos de automação.
Estes atrasos se acumulam em topologias de linha.
Ethernet Determinística com Chaveamento
O princípio do chaveamento rápido oferece uma solução
para este problema. O switch Fast Tracking detecta protocolos de automação de alta prioridade para passá-los
adiante de todos os outros protocolos. Deste modo, ele dá
à automação prioridade sobre outras aplicações na Ethernet. O switch Fast Tracking acelera todas as mensagens
de automação detectadas utilizando o método Cut-Through
integrado, evitando atrasos. Além disso, com o chaveamento rápido, as mensagens de automação podem ultrapassar
as outras mensagens se estas estiverem ocupando a porta
requisitada. Isto significa que não há mais nenhum “tempo
de espera.” Se uma mensagem de TI estiver sendo enviada
e a porta estiver ocupada por uma mensagem de automação, o encaminhamento da mensagem de TI é encerrado de
maneira controlada para que a mensagem de automação
possa ser encaminhada diretamente, de acordo com o método Cut-Through. Em seguida, a mensagem de TI armazenada em um buffer é então repassada. O chaveamento
garante um desempenho melhor nos atrasos de transição
de mensagem do que os atuais sistemas de barramento
de campo.
Comparação das tecnologias de chaveamento
O chaveamento também tem que se estabelecer no ambiente tecnológico. O chaveamento Store-and-Forward estabelecida atualmente é o ponto de referência em termos de
universalidade. No mundo inteiro, há um imenso número
de dispositivos com interfaces Ethernet. Todos estes dispositivos podem ser conectados através do método de chaveamento Store-and-Forward. Nem todos estes dispositivos
são relevantes para a automação. Porém, geralmente as
inovações em automação são incentivadas por novas tecnologias que são integradas a novos dispositivos. Deste
modo, os tópicos de visão e RFID não são derivados da automação clássica. Os dispositivos geralmente não suportam
tecnologias específicas de automação. Porém, por via de
regra eles têm uma interface Ethernet. Consequentemente,
a abertura ao padrão Ethernet também significa abertura
para inovações.
3
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te c . N e w s 17 : Au to m at i o n I T
TI de Automação – a base para cada aplicação
Nível
do Núcleo
Telefone IP
Switch de Núcleo
Switch de Núcleo
Nível
de controle
e transição
SCADA
SCADA
Telefone IP
Nível
HMI
Leitor de RFID
PLC
de Campo
I/O
I/O Ponto de I/O
Acesso WLAN
Câmera Unidade Grade
industrial
leve
Fig. 4: O cenário do sistema de TI de Automação
Outro efeito é que o chaveamento também pode ser utilizada em todos os perfis de automação que suportam comunicação Ethernet padrão. Como por exemplo, o Ethernet/IP e
PROFINET RT. Isto não apenas facilita o projeto de dispositivos, mas também permite que usuários, como engenheiros mecânicos que precisam dar suportar há diferentes
perfis de automação, utilizem componentes de análise de
tráfego e projetos uniformes na criação de redes.
14
Além disso, o chaveamento Store-and-Forward só oferece
alto desempenho em hierarquias planas de escritório, pois
o QoS (Quality of Service) não garante que as mensagens
de alta prioridade ultrapassem as de prioridade mais baixa.
Porém, este efeito influência essencialmente o desempenho
das topologias de linha, e é consideravelmente influenciado pela utilização da capacidade de rede. Este efeito pode
ser evitado utilizando o chaveamento. Somente processos
especiais oferecem um desempenho comparável.
harting tec.News 17 (2009)
O chaveamento combina então, vantagens dos atuais métodos de TI com processos especiais. O ciclo de vida separado da tecnologia das soluções Ethernet de automação
industrial é novamente unido ao ciclo de vida do Ethernet
uniforme oferecendo vantagens adicionais. Com o desenvolvimento dinâmico da tecnologia Ethernet, a aplicação
na automação pode participar de todos novos desenvolvimentos, por exemplo, no campo da largura de banda ou na
segurança. Com um ciclo de vida separado, a discussão
sobre a substituição dos sistemas de barramento de campo
seria retomada no prazo de cinco a dez anos, embora em
um novo nível.
O cenário do sistema de TI de Automação
A TI de Automação está diretamente relacionada à convergência de redes. A TI de rede e a atual rede de automação
são redes separadas, cada uma com uma infra-estrutura
própria. Estas duas redes são interconectadas. Consequentemente, o conceito de plataforma tem uma correspondência com a estrutura da própria rede. Redundâncias desnecessárias são dispensáveis.
Isto é mostrado no cenário do sistema de TI de Automação
(vide a Fig. 4), que opera em todos os níveis de redes com
tecnologia Ethernet padrão. Assim, todos os dispositivos
com interface Ethernet podem ser integrados. O chaveamento aumenta significativamente o desempenho dos perfis de automação que são compatíveis com Ethernet. Uma
plataforma de comunicação Ethernet para TI de Automa-
ção já está disponível para todas as aplicações à nível de
campo, desde segurança até comunicação de E/S. Com o
chaveamento, os efeitos negativos da TI de comunicação e
das topologias de linha sobre o desempenho da automação
são eliminados. Os usuários então, se beneficiam de máxima liberdade ao utilizar topologias adaptadas à respectiva
aplicação. Regras rígidas para segmentar áreas da rede, e
também o planejamento dedicado do desempenho de transmissão não são mais necessários.
Agora a comunicação via Ethernet já pode ser implementada até o nível de campo, porque o chaveamento garante
o determinismo. Aplicativos de automação e TI utilizam
uma plataforma de comunicação comum, e portanto, uma
infra-estrutura de rede uniforme.
A TI de Automação é uma realidade.
andreas Huhmann
Inhouse Consultant Strategy CN, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
Stefan Korf
Product Manager, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
15
t e c . N e w s 1 7 : Tr a n s m i s s ã o p r o f i s s i o n a l
Peter Hannon & Gavin Stoppel
Aventure-se no novo Mundo da TV
A televisão do Reino Unido está passando por uma grande reforma. Todo o sistema de transmissão terrestre será
convertido em tecnologia digital. A conversão afetará 25 milhões de residências no Reino Unido, além de toda a
infra-estrutura até 2012. A transmissão começará em larga escala neste ano. A ­HARTING fornecerá o sub-rack 4-U
para os sistemas de comando remoto baseados em telemetria.
Em 1999, o governo britânico tomou a decisão de fazer a
mudança da transmissão de TV de analógico para digital.
A implementação concreta começou com o plano de ação
digital. A indústria, o governo e os consumidores se reu-
16
niram para apresentar a melhor estratégia de conversão.
A Digital UK é a organização de serviço público por trás
deste gigantesco programa. Foi estabelecida por emissoras
de TV e diversas operadoras para coordenar o projeto e
harting tec.News 17 (2009)
manter o público informado sobre como as coisas são progredindo. Além de tomar a liderança, na medida em que
são feitas mudanças massivas à infra-estrutura, a organização fornecerá informações a 25 milhões de residências
com TV no Reino Unido.
Mudança cria oportunidades
Por que o Reino Unido está alterando seu sistema de TV de
analógico para digital? A conversão cria vários benefícios
potenciais aos telespectadores, emissoras de TV, redes de
TV e fabricantes de equipamentos. A transmissão digital
é muito mais eficiente. Quando a conversão ocorrer, novas bandas de freqüência serão disponibilizadas para os
serviços, inclusive TV móvel e TV de alta definição. As
freqüências de rádio que não forem mais necessárias serão
leiloadas a quem oferecer mais, e os fornecedores serão capazes de oferecer serviços adicionais, tais como TV de alta
definição, programas de rádio digital e serviços de banda
larga sem fio, incluindo HSPA e WiMax móvel.
A TV digital dará aos telespectadores acesso a mais serviços e uma maior variedade de programação. Por oferecer
essas vantagens, os serviços digitais vêm sendo muito bem
recebidos em áreas onde, atualmente, não estão disponíveis. Entretanto, cerca de um quarto das residências do
Reino Unido ainda estão sem TV digital. Antes da conversão final para o sistema apenas digital, os serviços digitais
terão que ser disponibilizados a todos os consumidores.
A programação
A conversão foi iniciada em novembro de 2007, em Whitehaven, Cumbria, afetando cerca de 25.000 residências. O
processo, neste ano, prosseguirá em âmbito nacional. Conforme o plano de ação definido passo a passo que é dividido
por região de TV, todos os 25 milhões de residências terão
acesso a TV digital até 2012. Isto obviamente significa que
toda a infra-estrutura terrestre da TV, que vem evoluindo
por mais de 30 anos, terá que ser desmanchada e substituída em apenas cinco anos. Este é um projeto gigantesco
e ambicioso. Cerca de 5.000 sistemas de transmissão analógica em 1.154 locais terão que ser removidos e descartados. Os sistemas analógicos serão substituídos por 4.000
transmissores de TV digitais. O trabalho deverá ser execu-
tado de forma rápida, eficiente e cuidadosa; devido ao fato
de as torres de transmissão e distribuição também serem
utilizadas por estações de rádio, serviços de chamada de
emergência e operadoras de rede de telefone celular.
HARTING
A ­HARTING é uma parceira da SciSys UK Ltd, que é responsável pelo planejamento e implementação da telemetria
remota e sistemas operacionais na rede de transmissão
durante a conversão. Os sistemas fornecidos pela SciSys
serão instalados em 1.154 estações de transmissão/relé do
Reino Unido no curso dos próximos quatro anos. A meta é
dispor um sistema de transmissão digital terrestre livre
de defeitos (DDT) que transmita um sinal de TV livre de
interferências para 25 milhões de residências com TV na
Grã-Bretanha.
A ­HARTING está envolvida em dois estágios no projeto. A
tarefa inicial foi especificar e viabilizar a chaveamento da
10-port eCon 3000 Industrial Ethernet, que oferece a combinação ideal de funcionalidade e tamanho. A ­HARTING
HIS, Northampton, foi então contemplada como o contrato
para configurar e montar os 4 sub-racks. O rack é então
entregue à empresa infra-estrutura de transmissão que
realiza a instalação no local. A experiência da ­HARTING
em conjunto com a tecnologia de conectividade e soluções
integradas foi o fator decisivo na seleção da empresa como
um prestador de um dos mais importantes projetos no Reino Unido..
Peter Hannon
Managing Director, United Kingdom
HARTING Technology Group
[email protected]
Gavin Stoppel
ICPN Southern Region Sales Manager,
United Kingdom
HARTING Technology Group
[email protected]
17
tec.News 17: Energia eólica
18
harting tec.News 17 (2009)
Jens Grunwald
Olhos luminosos
Solução de iluminação para turbinas eólicas
A Enercon é a 4º maior fabricante mundial de sistemas de energia eólica,
e é a líder de mercado incontestável na Alemanha. A Enercon vem cooperando com o ­HARTING Technology Group desde 1985. O mais recente
projeto no âmbito desta parceria bem estabelecida é o desenvolvimento
de sistemas de iluminação interna baseados em LED para torres de
turbinas eólicas.
Por razões de segurança, uma iluminação confiável que ilumine
completamente o interior da torre deve estar disponível nas turbinas eólicas. Lâmpadas fluorescentes padrão com um dispositivo
de iluminação de emergência foram usadas no passado, mas elas
têm algumas desvantagens. A instalação das lâmpadas nas torres
requer muito tempo e esforço. Os intervalos de manutenção de
lâmpadas fluorescentes são relativamente curtos, e as lâmpadas
têm uma vida útil curta.
Em comparação, os LEDs (diodos emissores de luz) tem vantagens definidas que resultam em maior confiabilidade e
segurança profissional. O custo de propriedade também
é mais baixo. Em 2006, a Enercon começou a procurar
uma nova solução de iluminação interna baseada em
LEDs para as torres de suas turbinas eólicas E70/E82
(2 MW).
LEDs funcionam do mesmo modo que diodos semicondutores, e emitem luz quando recebem polarização direta. As lâmpadas LED têm uma vida útil
muito longa. Elas não requerem manutenção e são
altamente versáteis. Os LEDs também podem ser
passados rapidamente do modo de iluminação
para o modo de não iluminação. O feixe de luz
pode ser ajustado para velocidades até a faixa
de MHz. A vida útil esperada é de > 100.000
de horas, o que ultrapassa a vida útil esperada das lâmpadas fluorescentes por uma
ampla margem.
3
19
tec.News 17: Energia eólica
Alta exigência na carcaça
Porém, para assegurar que os LEDs continuem funcionando corretamente e durem muito tempo, as lâmpadas precisam ser mantidas secas. O desafio da ­HARTING era achar
um alojamento que oferecesse boa proteção (IP 65), fosse
robusto o bastante para resistir à manipulação severa, pudesse ser montado em um dispositivo de ventilação (ou já
tivesse um incorporado) e tivesse um ângulo de feixe que
não produzisse um clarão irritante quando a lâmpada es-
A história da Enercon começou em 1984, quando uma pequena equipe de engenheiros sob a
liderança do fundador da empresa Aloys Wobben
desenvolveu a primeira Enercon (E-15/16), que
gerava 55 kW. A Enercon fez a transição para a
tecnologia sem engrenagens em 1992, quando
produziu a E-40/500 kW. Esta tecnologia reduz
a tensão mecânica, os custos operacionais e de
manutenção, e é a base do sucesso da empresa.
Ela também aumenta significativamente a vida
útil do sistema. Atualmente a Enercon fabrica sistemas de geração de energia de até 6 megawatts,
e instalou aproximadamente 2800 megawatts em
2007.
Em 1985, a ­HARTING foi selecionada como fornecedora estratégica da interface elétrica e produtos
de conectividade. D-Sub – DIN 41652, SEK 18/19
– DIN 41651, Han® (conectores industriais), conectores PushPull, dispositivos ICPN, produtos
em fibra óptica (transmissão de dados, caixas
divisoras, conversores, etc.) e um alto grau de
integração dos produtos ­HARTING às soluções
da Enercon se tornaram uma característica integrante de todo sistema de geração de energia
da Enercon.
tivesse montada na torre. O alojamento ­HARTING moldado
em alumínio para fontes de alimentação foi o escolhido.
Este alojamento atende todos os requisitos da nova aplicação de iluminação de torres por LEDs.
A ­HARTING juntou forças com a TWE (Trade Wind Energy)
para desenvolver uma nova lâmpada LED para a iluminação
interna da torre. Esta lâmpada é comercializada exclusivamente pela Enercon como NL24. A TWE é o parceiro responsável pela montagem da lâmpada. A ­HARTING fornece o
alojamento da lâmpada LED IP 65, a presilha de montagem
para instalação na torre, e o sistema de cabeamento (VAB)
para a TWE. A TWE fabrica as lentes Plexiglas truLED e
os PCBs LED. Ela, então, instala estes itens junto com o cabeamento no alojamento da fonte de alimentação, executa
testes funcionais e inspeção final, e entrega a iluminação
interna da torre para a Enercon em uma embalagem especial (engradado de madeira com divisórias).
Fig. 1: Lâmpada LED NL24 da Enercon
A lâmpada LED NL24 da iluminação interna da torre tem
uma vida útil de pelo menos 10 anos a temperaturas ambientes entre -50 e +70 graus Celsius. A voltagem operacional é de 24V, a corrente de repouso é de 0 A, e o atual
consumo operacional é de 350 mA. O ângulo de visão fica
paralelo à torre (parede), e o LED emite luz branca.
O NL24 atende os requisitos de iluminação de emergência
definidos na IEC 60598-2-22: modificado em 1997 + A1:
20
harting tec.News 17 (2009)
2002; versão alemã EN 60598-2-22 + Corrigendum 1999
+ A1: 2003 e TÜV Nord. Entre 12 e 15 lâmpadas internas
são usadas na torre de uma turbina eólica, dependendo da
altura da torre.
A partir de janeiro de 2009, a nova iluminação interna será
instalada nas torres de todas as turbinas eólicas Enercon
E70/E82. Há planos para instalar o novo sistema de iluminação interna em todas as outras turbinas eólicas E40/
E48/E58 (800 kW-1 MW) e E126 (6 MW).
Fig. 4: “Conector acústico”
Fig. 2: Iluminação interna da torre
Sistema enclausurado
A redundância é projetada no sistema. Há dois circuitos de
iluminação interna por LEDs na torre (luzes numeradas
pares e ímpares). Um alarme acústico soa caso um dos
circuitos falhar. A ­HARTING monta um alarme acústico Mo-
Fig. 3: Testes funcionais das lâmpadas LED da Enercon
eller Compact em um protetor Han® 3A. A H
­ ARTING produz e fornece o alarme como uma unidade de dispositivo/
funcional completa, encapsulada (moldada), incluindo as
conexões elétricas. O alarme acústico é conectado à última
luz NL24 interna de torre com numeração ímpar durante a
montagem final da turbina eólica, para salvaguardar ambos os circuitos caso o sistema de iluminação falhe, e emite
um alarme acústico para qualquer um que esteja na torre
quando a falha acontece.
O perfil do sistema LED e sua conveniência de uso na indústria de energia eólica mostram como o sistema é robusto. Há outras aplicações potenciais em sistemas de produção industrial, telecomunicações e ao ar livre. A longa vida
útil dos sistemas LED, a boa proteção contra umidade e a
excelente qualidade dos produtos faz deles a escolha ideal
para estas aplicações.
Jens Grunwald
Area Sales Manager, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
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t e c . N e w s 1 7 : H A R T I N G Te c h n o l o g y G r o u p
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harting tec.News 17 (2009)
Rainer Bussmann
Conectores para todos os ambientes
A HARTING executa testes ao ar livre para verificar a confiabilidade de seus
conectores.
Conectores de dados e de energia estão sendo cada vez mais instalados ao ar livre em aplicações de telecomunicações. A longo prazo, a exposição ao ar livre exerce demandas significativas sobre a confiabilidade, facilidade de
uso e manutenção. A ­HARTING faz uma série de testes em seus produtos para assegurar que eles resistam a severas
condições ao ar livre.
Conectores de dados e energia estão sendo cada vez mais
instalados ao ar livre nas atuais aplicações de telecomunicações como WiMAX, LTE e sistemas de transmissão de 3º
geração. O espectro do produto abrange uma ampla gama
de conectores, incluindo robustos conectores de energia e
de fibra óptica que requerem manipulação especial.
Por exemplo, conectores são instalados na ligação entre
o Terminal de Rádio Remoto (RRH) ao ar livre, que é preso ao mastro, e a estação base (Nó B). Neste exemplo, os
conectores têm que suportar uso móvel de curto prazo,
mas também devem garantir transmissão segura e livre
de falhas durante 15 anos ou mais sob condições severas.
Conectores ao ar livre também devem ser fáceis de instalar
e remover sem qualquer limitação a seu uso ou confiabilidade, mesmo em operação contínua, quando são expostos
a severas condições ambientais. Geada, neve, níveis extremos de umidade como, por exemplo, em chuvas contínuas,
poeira, longa exposição ao sol, calor e períodos de tempo
seco exercem um efeito sobre os materiais, montagem e
manipulação, e tudo isto deve ser levado em consideração
durante a fase de projeto.
O perfil dos requisitos exige critérios de confiabilidade
operacional e facilidade de manutenção que exercem demandas significativas sobre a equipe de desenvolvimento e
projeto, porque a tentativa de atender estes dois requisitos
pode levar à soluções contraditórias. A tarefa dos engenheiros da ­HARTING é reconciliar os conflitos que surgem.
A ­HARTING faz testes ao ar livre para verificar a funcio-
nalidade, confiabilidade e capacidade de manutenção das
soluções.
A linha ao ar livre da HARTING
As soluções ao ar livre confiáveis e resilientes da ­HARTING
são construídas com alojamentos IP 65 e 67, que têm um
histórico comprovado em aplicações de campo. A família
de produtos ­HARTING para aplicações de telecomunicações
ao ar livre é baseada nestes alojamentos, oferecendo soluções para:
- distribuição de energia com condutores de cortes transversais de até 3 x 10mm2;
- t ransmissão de dados por cabos de cobre, por exemplo
RJ45;
- f ibra óptica usando a face de encaixe LC dúplex padronizada;
- distribuição híbrida de dados/energia (cobre ou fibra óptica).
Um procedimento de teste eficiente foi desenvolvido
para verificar o desempenho das soluções ao ar livre da
­HARTING. O projeto destas soluções é baseado em uma especificação diferenciada, e as soluções são submetidas a
uma extensa série de testes complexos que simulam condições de campo reais, para avaliar a adequação dos produtos
às aplicações ao ar livre.
O laboratório central do ­HARTING Technology Group (CTS,
Corporate Technology Service) faz os testes, e também de3
23
t e c . N e w s 1 7 : H A R T I N G Te c h n o l o g y G r o u p
senvolve o complexo e extremamente exigente perfil de
teste. Esforços extensos são necessários para definir os
parâmetros de teste, porque os órgãos reguladores internacionais relutam em definir critérios de teste obrigatórios
para conectores ao ar livre. Isto é compreensível, porque
há enormes variações nas condições climáticas ao redor do
mundo. As condições ao ar livre podem ser extremas, e os
requisitos podem ser contraditórios.
Porém, a indústria não pode conviver com o status quo,
porque a situação é muito clara em termos de aplicação
prática. Os clientes querem e esperam que a indústria entregue soluções para aplicações ao ar livre. A ­HARTING está
adotando uma abordagem pro ativa, e tomou as medidas
necessárias, incluindo uma simulação realista de cada condição concebível em sua série de testes ao ar livre.
A série de testes da HARTING
A série de testes da ­HARTING inclui testes mecânicos, elétricos e climáticos, que são divididos em dois grupos. O
grupo A (série de testes mecânicos e elétricos) submete os
itens em teste a vários níveis de baixas e altas tempera-
Initial inspection
- Visual inspection
- Polarizing method
- Contact resistance - Insulation resistance
- Voltage proof (Data and power contact)
- Impulse withstanding voltage
Group A
Mechanical and electrical properties
Group B
Climatic sequence
Damp heat, cyclic
Weathering and exposure to laboratory light sources
Corrosion flowing mixed gas
UV-test
Salt mist test, cyclic
Ozone resistance
Dry heat
Dry heat
Cold
Cold
IP 65 test
IP 65 test
IP 67 test
IP 67 test
Mechanical operation
Mechanical operation
Effectiveness of the coupling device
Effectiveness of the coupling device
IP 65 test
IP 65 test
IP 67 test
IP 67 test
Fig. 1: Visão geral dos testes ao ar livre da HARTING
24
harting tec.News 17 (2009)
A correta seleção do material da base do conector é essencial para assegurar a durabilidade a longo prazo dos
conectores ao ar livre. Dependendo da aplicação, as bases
e carcaças da ­HARTING são feitos em plástico (poliamida PA
ou policarbonato PC) ou metal (peças moldadas e zincadas
ou em aço inoxidável). Atenção especial também é dada aos
materiais utilizados nas juntas e prensa-cabos. O ozônio e
a radiação UV podem degradar seriamente a elasticidade
dos materiais das juntas. Na exposição à luz solar extrema
ou outras condições de tempo muitos materiais se tornam
quebradiços, e uma vedação segura não pode mais ser garantida. Os materiais adequados devem ser avaliados em
Fig. 2: Soluções HARTING Ao Ar Livre p/ Telecom –
Aprovadas p/ condições ao ar livre
Fig. 3a: Junta padrão porosa após o teste de ozônio/UV
Fig. 3b: Junta especial ao ar livre, ainda em boas condições após o
teste de ozônio/UV
turas, corrosão, salinidade e vapor. Os conectores devem
continuar funcionando, mesmo quando expostos extremo
stress.
testes extensos para assegurar que isto não aconteça. A
­HARTING analisou os resultados dos testes e incorporou
as conclusões à sua linha de produtos, para assegurar que
suas soluções ao ar livre atinjam o desempenho esperado
pelos clientes.
O Grupo B avalia o desempenho durante a exposição a
tensões climáticas, incluindo condições de tempo, ozônio
e radiação UV. Uma vez mais, os itens em teste devem
continuar funcionando corretamente sob stress. Os testes
asseguram que os itens atendam os critérios derivados das
classificações de proteção IP 65 e 67, que são claramente
definidas. A Fig. 1 mostra uma visão geral da série de testes ao ar livre da H
­ ARTING.
Rainer Bussmann
Senior Product Manager
Telecom Outdoor Interfaces, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
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te c . N e w s 17 : Au to m at i o n I T
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harting tec.News 17 (2009)
Gerhard Kirschenhofer, Johannes Kneidl & Walter Gerstl
Notícias móveis
Aplicações de multimídia e vídeo
baseadas em Ethernet se tornaram
padrão em serviços de transporte
público municipais
Na cidade de Innsbruck (Áustria), novos bondes já estão
sendo equipados com sistemas de infotainment. No futuro,
os passageiros das rotas de transporte locais de Innsbruck poderão não apenas alcançar seus destinos com mais
conforto, mas também vão receber informações sobre as
próximas paradas junto com os noticiários mais recentes.
A ­HARTING fornece hardware de conexão segura e confiável
para aplicações móveis de sistemas Ethernet em veículos
sobre trilhos.
Qual é a próxima parada? Como estará o tempo? Quais são os
últimos resultados do futebol? Quantas paradas faltam para
chegar ao meu destino? O que está acontecendo no mundo? O
tempo gasto viajando é freqüentemente um tempo de reflexão
rápida – mas com curtos tempos de percurso na região, talvez
de cinco minutos apenas, não há muito tempo para ler um
livro ou jornal. Ainda assim, todos gostamos de ficar bem informados – com rapidez e confiabilidade. O infotainment para
passageiros em rotas de transporte municipais se estabeleceu
nos últimos anos como uma plataforma útil e muito utilizada
para veicular informações, entretenimento e propaganda. Para
oferecer a seus passageiros o melhor serviço possível, a empresa Innnsbrucker und Verkehrsbetriebe und Stubaitalbahnen GmbH (IVB) equipou seus novos bondes com sistemas de
infotainment da empresa “SYCUBE Information Technology”.
O objetivo é oferecer aos passageiros as últimas notícias o
tempo todo. Ao mesmo tempo as telas também representam
uma atraente plataformas para propaganda, assegurando, assim, um retorno a longo prazo do investimento.
Um conceito único da SYCUBE em cooperação com a Harting
no campo de componentes de Ethernet ativos e aprovados para
estradas de ferro, e tecnologia de conectores elétricos seguros.
Os bondes são equipados com oito telas multimídia por carro,
projetadas para entreter e informar os passageiros.
3
27
te c . N e w s 17 : Au to m at i o n I T
Os 32 novos bondes do tipo BOMBARDIER FLEXITY1 Outlook
vão substituir gradualmente a frota antiga, entrando em operação na rede municipal de bondes e na linha “Stubaitalbahn.”
Os novos bondes de Innsbruck impressionam por suas características de conforto, como entradas em nível que dão acesso
fácil e sem esforço aos passageiros portadores de deficiência.
O veículo também fornece espaço suficiente para carrinhos de
bebê, cadeiras de rodas etc., oferecendo também ambiente com
ar condicionado. Baseado no inovador conceito da Bombardier
que permite o uso de conjuntos de rodas convencionais em
um veículo com 100% de plataforma baixa, os bondes são caracterizados por uma rodagem excepcionalmente silenciosa
e um interior sem degraus. Foi dada particular importância à
segurança de passageiros e motoristas. Os modernos bondes
FLEXITY Outlook são pintados nas cores da empresa operacional IVB, e refletem o conceito de transporte urbano contemporâneo para Innsbruck e a região.
Todo bonde novo em Innsbruck é equipado com um sistema
de informações. Dois painéis TFT de 15” em cada bonde exibem aos passageiros o conteúdo do sistema de infotainment
preparado pelas pessoas responsáveis pelas transmissões. As
soluções que foram criadas aqui são baseadas em tecnologia
absolutamente nova. Para atender os requisitos em termos de
padronização, e também para implementar o projeto a um custo viável, uma solução de Protocolo de Internet (IP) fornecida
pela ­HARTING foi usada para a interconexão dos componentes
baseados em PC. A solução completa inclui duas unidades,
cada uma com quatro monitores TFT de 15” dispostos em ‚V‘,
protegidos por vidro inquebrável à prova de vandalismo.
Módulos especiais foram escolhidos durante o desenvolvimento das telas. Com base nos requisitos da norma européia EN
50 155 para sistemas usados em veículos sobre trilhos, os
desenvolvedores conseguiram entregar uma fonte de energia
capaz de resistir a altas temperaturas.
Mais do que apenas entretenimento
Além de proporcionar aos passageiros entretenimento e informações, os bondes de Innsbruck também oferecem o potencial
para prestar uma faixa mais ampla de serviços, e aumentar a
segurança de passageiros. Os veículos foram projetados como
bondes de plataforma baixa que podem atender plenamente
as necessidades e requisitos de passageiros com restrições de
mobilidade. Agora os usuários de cadeira de rodas também podem subir ou descer dos bondes sem nenhuma dificuldade. Os
motoristas também têm a opção de usar sistemas de monitoração on-line por vídeo para observar as áreas de cadeiras de
rodas e carrinhos de bebês, etc., e também as áreas da porta
de entrada, permitindo assim oferecer a ajuda necessária aos
passageiros no embarque ou desembarque.
O sistema de monitoração por vídeo inclui um monitor de tela
instalado na cabine do motorista, que é ligado automaticamente quando o veículo pára depois que um dos botões de
parada é pressionado, um computador multimídia localizado
na cabine de passageiros atrás do recorte do teto, e duas câmeras de monitoração que registram imagens das áreas de
deficientes e de entrada. O sistema SYCUBE transmite então
Elas são conectadas via Protocolo de Internet e uma interface Ethernet M12 a um Servidor de Multimídia (MMS – vide
figura) com um disco rígido (opcionalmente removível) e um
conector ­HARTING de 7/8” para entrada/saída e fornecimento
de energia. Informações e boletins meteorológicos são transmitidos com a ajuda de uma conexão de comunicação móvel
HSDPA entre as emissoras públicas e o Servidor de Multimídia
em tempo real. Este último é conectado às estações a bordo por
um conector M12 que também é fornecido pela ­HARTING.
Fig. 1: Cabine de passageiros – telas multimídia
[1]
Marcas registradas da Bombardier Inc. ou de suas subsidiárias
28
harting tec.News 17 (2009)
os dados de imagem diretamente para o monitor do motorista
pelos conectores Ethernet M12 da ­HARTING.
Para monitorar a cabine de passageiros inteira, o veículo é
equipado com oito câmeras. Além disso, uma câmera individual é montada em cada cabine do motorista para monitorar
os trilhos. As imagens destas câmeras são gravadas e servem
como documentação em caso de acidente ou qualquer outra situação crítica de tráfego. Isto representa uma grande melhoria
em termos de segurança dos passageiros.
Tecnologia de conexão HARTING
Os produtos da ­HARTING são amplamente utilizados nos novos
bondes de Innsbruck. Um aspecto central aqui é seu uso em
aplicações de Ethernet. A comunicação entre o computador
de multimídia e as telas de monitoração é gerenciada por um
Switch Ethernet eCon 4080-B1 da ­HARTING. As informações
são transmitidas por cabos Ethernet especiais, dispostos em
sua maioria no teto do veículo. Conectores plug-in circulares
­HARTING M12 são usados junto com conectores Ethernet RJ45
IP 20 da ­HARTING com tecnologia de conexão rápida. Os conectores M12 foram especialmente desenvolvidos para exigentes
aplicações ferroviárias, e têm contatos D-coding e de grimpagem. Nos pontos de conexão modular do veículo, conectores
de contato Quintax Z do Sistema Modular Han® são usados
com alojamentos IP 68 Han® HPR (High Pressure Railway)
para transmissão de dados Ethernet – uma combinação bemsucedida e aprovada em campo há muitos anos.
Na próxima geração, o fornecimento de energia para as câmeras IP será feito com a ajuda do switch ­HARTING PoE (Power
over Ethernet) eCon 4080-BPOE. Aqui, a câmera recebe a
energia necessária do sinal de dados Ethernet, o que significa que nenhum cabo adicional precisa ser instalado para o
fornecimento de energia.
Devido ao uso de um sistema de barramento Ethernet que
percorre o veículo, a quantidade de cabeamento necessária
pode ser significativamente reduzida em comparação com o
antigo cabeamento ponto a ponto, com cabos coaxiais e fontes
de energia separadas para as câmeras. Além da instalação
simples e rápida dos componentes, o novo layout de cabeamento também oferece uma economia de peso significativa
graças ao número reduzido de conectores e cabos necessários
em comparação com os sistemas anteriores, oferecendo menor
consumo de energia e reduzido, assim, o impacto sobre o meio
ambiente.
Porém, os produtos ­HARTING também são implementados fora
de aplicações Ethernet. Por exemplo, os conectores industriais
da série Han® (padrão da ­HARTING) formam a coluna vertebral
do cabeamento do veículo. Estes conectores são equipados com
os módulos necessários, e usados nos pontos de conexão modular do veículo, e também como conectores de dispositivos
e componentes de subsistemas do equipamento de bordo do
veículo.
Graças aos conectores de alta qualidade da ­HARTING, a
­SYCUBE pode fornecer o sistema de informações aos passageiros e o sistema de monitoração de vídeo. Ambos estes
sistemas foram integrados em um único sistema. Dipl.Ing.
Gerhard Kirschenhofer – CEO da SYCUBE Information Technology em Viena – fez questão de segurança em termos de
conectores: “Em cada área, componentes da maior qualidade
foram selecionados. Portanto, para nós era absolutamente
essencial selecionar conectores da mais alta qualidade”. A
SYCUBE torna isto possível: enquanto os bondes estiverem
em serviço, os passageiros são mantidos sempre atualizados
com informações de alta qualidade.
Johannes Kneidl
Engineering Project Manager
FLEXITY Outlook Innsbruck
Bombardier Transportation Austria
[email protected]
Gerhard Kirschenhofer
Geschäftsführer
SYCUBE Informationstechnologie GmbH
[email protected]
Walter Gerstl
Market Manager Transportation, Austria
HARTING Technology Group
[email protected]
29
te c . N e w s 17 : Au to m at i o n I T
Michael Seele
Resistente a choques
Os conectores MicroTCA™ da ­HARTING são extremamente robustos e portanto satisfatórios para uso em condições
ambientais severas. Nestas aplicações, os conectores precisam garantir conexões seguras apesar de serem submetidos
a choques, impactos e vibrações. A ­HARTING também usa conectores con:card+ e de Plugs para outras aplicações
além de telecomunicações.
Originalmente implementado na indústria de telecomunicações, o MicroTCA usa um mecanismo robusto que é
altamente satisfatório para aplicações industriais simples.
Porém, os sistemas MicroTCA convencionais são limitados
a aplicações de baixos níveis de choque e vibração. Em
vários testes, a ­HARTING demonstrou que soluções como
30
a con:card+ também podem ser utilizadas em áreas com
fortes vibrações (por exemplo em sistemas de transporte
ou aviação).
Estes testes foram baseados em especificações PICMG.
O grupo de trabalho “RuggedMicroTCA” atualmente está
harting tec.News 17 (2009)
desenvolvendo várias especificações que ampliam a especificação básica MTCA.0 existente. Requisitos adicionais e
testes para o uso do MicroTCA em condições ambientais severas serão estabelecidos. Os requisitos que os conectores
têm que atender já estão definidos em grande parte.
Requisitos diferentes
Os perfis de requisitos estão divididos atualmente em
três especificações, que visam aplicações industriais e ao
ar livre (MTCA.1), aplicações do mercado de transporte
(MTCA.2), e aplicações de defesa e aviação (MTCA.3). Os
requisitos de resistência a choques e vibrações estão graduados dentro destes três perfis, dependendo das áreas de
aplicação esperadas.
As especificações são nomeadas segundo o conceito de arrefecimento, que conforme o MTCA.1, é conhecido como
“robusto e resfriado a ar.” Isto se refere a um resfriamento
a ar que deve satisfazer requisitos adicionais relativos a
testes de vibração e choque, e é planejado para aplicações
industriais em particular. Como amplas faixas de temperatura também são definidas, o MicroTCA também é interessante para aplicações ao ar livre (por exemplo estações
base para telecomunicações).
Os sistemas MTCA.2 precisam atender a “especificação de
robustez e resfriamento a ar,” e portanto devem ser projetados para condições de choque e vibração mais extremas. O
resfriamento a ar também é planejado para estes sistemas,
porém com requisitos mais exigentes em termos de choque
e vibração.
A especificação MTCA.3 descreve um resfriamento sem
partes móveis (“especificação de resfriamento por dutos
rígidos”). Os módulos são fixados no sistema por meio de
travas em cunha, de forma que o calor possa ser descarregado por placas frias.
Testes de tensão avançados
Em todas as três aplicações, o sistema é freqüentemente
exposto a enormes tensões. É, portanto, absolutamente es-
sencial que o conector resista a esta tensão sem nenhuma
interrupção do contato. Isto representa um grande desafio
para um conector de borda de placa como o MicroTCA, e a
­HARTING é a primeira empresa a enfrentar este desafio.
Para assegurar que o conector MicroTCA da ­HARTING resista a estas tensões, a ­HARTING realizou vários testes e
simulou as condições descritas em um laboratório apro-
Fig. 1: As 3 placas AdvancedMC foram testadas com o fator de forma
“duplo tamanho grande,” com um peso de 700 gramas cada
vado. O objetivo era provar que as soluções da ­HARTING
já atendem requisitos futuros, desde o MTCA.1 até o MTCA.3. O sistema de teste foi equipado com componentes
mecânicos de acordo com a especificação MTCA.0. Módulos
AdvancedMC convencionais de acordo com PICMG AMC.0
foram usados como placas de teste.
Especificação de robustez e resfriamento a ar
(MTCA.1)
Para o MTCA.1, uma vibração senoidal com uma freqüência alternada de 2Hz a 200Hz foi planejada. Esta faixa de
freqüência passa dez vezes pelos três eixos; a configuração do teste simula três vezes a aceleração da gravidade
(30m/s2). Nenhuma interrupção de contato deve acontecer
3
31
te c . N e w s 17 : Au to m at i o n I T
durante os testes. O conector ­HARTING con:card+ passou
neste teste com sucesso.
(vibração da placa contra o isolador, que poderia causar
dano permanente ao conector) foi evitado.
Porém, as condições de teste não levam em conta o fato que
acelerações muito maiores podem ocorrer no sistema. Para
No sentido de vibração longitudinalmente ao slot do conector, o GuideSpring atua como um estabilizador. O propósito
original do GuideSpring é compensar qualquer divergência de tolerância possível por meio de um posicionamento
definido. O GuideSpring pressiona a placa contra a parede
oposta, fixando-a. Durante choques e vibrações mais fortes,
esta fixação pelo GuideSpring evita qualquer movimento
no sentido longitudinal do conector, e portanto qualquer
interrupção de contato também.
3FTPOBODF
"DDFMFSBUJPO<NT>
7JCSBUJPOJOQVU
O teste de vibração foi seguido por seis choques em cada
um dos três eixos, usando a mesma configuração de teste.
Estes choques simulam 25 vezes a aceleração da gravidade.
O conector ­HARTING con:card+ também passou neste teste
de choque sem interrupções.
'SFRVFODZ<)[>
Fig. 2: Enquanto a vibração senoidal a 30m/s2 atua no sistema, a
uma ressonância de aprox. 100Hz, o valor é de quase 200m/s2.
simular um caso extremo, as placas de teste usadas com o
fator de forma “duplo tamanho grande” pesam 700 gramas.
A placa que, como no sistema real, revela uma pequena
folga nas trilhas-guia e na fixação, entra em ressonância ao
passar por certa faixa de freqüência. No eixo de oscilação
perpendicular à placa de teste, na faixa de ressonância,
uma aceleração de até 20 vezes a da gravidade foi medida
na placa de teste perto do conector.
con:card+ evita interrupção de contatos
Quando submetidos a estas enormes tensões, nenhuma
interrupção de contato ocorreu nos conectores ­HARTING
con:card+ testados. A alta força normal dos contatos estabilizou as placas de teste durante altas acelerações. Isto
evitou qualquer interrupção de contato que poderia ter
sido causada ao aumentar a ressonância. O caso extremo
32
Além dos conectores ­HARTING, foram testados também
dois conectores MicroTCA™ convencionais sem recursos
con:card+. No teste, os conectores MicroTCA convencionais revelaram interrupções de contato regulares em dois
dos três eixos. Estas interrupções aconteceram no teste de
vibração e no de choque. Estes são precisamente os dois
sentidos de oscilação descritos acima.
Uma avaliação óptica dos módulos de teste revelou a razão
das interrupções de contato (Figs. 3 e 4). O desgaste dos
contatos do conector nos terminais de ouro (depois de 100
ciclos de encaixe e do teste de vibração e choque) mostra
que o módulo de teste se moveu no conector. Este movimento foi tão grande que o contato saiu do terminal de ouro.
Porém, a figura do conector ­HARTING con:card+ (Fig. 5)
mostra que, durante os ciclos de encaixe, o GuideSpring
deslocou o módulo um pouco para o meio e o manteve com
firmeza no lugar durante o teste de vibração e choque. O
GuideSpring, portanto, deu uma contribuição fundamental
harting tec.News 17 (2009)
Fig. 3+4: Ao testar conectores sem as propriedades con:card+ o módulo de teste se moveu, e
isto causou interrupções de contato.
Fig. 5: O conector HARTING con:card+ com
GuideSpring passou no teste com sucesso
para o bom desempenho do conector con:card+, em comparação com conectores sem GuideSpring.
Plugue substitui terminais de ouro
A ­HARTING oferece o conector como uma alternativa à
extremidade de placa e terminais de ouro na placa AdvancedMC. A tolerância de fabricação do conector é muito
mais baixa que a da extremidade da placa PCB. As interrupções de contato baseadas nos problemas de tolerância
da extremidade da placa são evitadas desde o início. Isto
também foi mostrado no teste de vibração e choque, que
o conector passou com sucesso sem nenhuma interrupção
de contato.
Hardened Air Cooled Specification (MTCA.2)
A especificação do MTCA.2 apenas começou, porém os
requisitos fundamentais para os conectores de chassi já
foram mais ou menos estabelecidos. Um teste de vibração com vibração aleatória será definido como condição de
teste. A intensidade da vibração e, portanto, a tensão do
sistema é medida no assim-chamado nível PSD (densidade
espectral de energia). O teste, tal como discutido hoje no
PICMG, será feito com o nível PSD 0,1g2/Hz. Isto corresponde a uma aceleração máxima de 13g. Nos testes, o conector
con:card+ atendeu estes e outros requisitos: ele passou no
teste ao nível PSD de 0,2g2/Hz (max. 18g). Nem o choque
com 40g revelou qualquer interrupção de contato.
Fig. 6: O conector de chassi con:card+ e o conector para o
módulo AdvancedMC
Maiores requisitos com resfriamento por
dutos (MTCA.3)
Na especificação MTCA.3, as placas AdvancedMC são fixadas firmemente ao sistema. Depois de apertar as travas em
cunha, não há mais nenhum movimento nos trilhos-guia.
No teste da especificação de resfriamento por dutos rígidos,
a configuração do teste também é fixada deste modo. Só a
área de contato é testada embora com requisitos mais altos, porém o sistema deve resistir a tensões ainda maiores
quando submetido a choques e vibrações.
3
33
te c . N e w s 17 : Au to m at i o n I T
Em 2005 o ­HARTING Technology Group e o ept
GmbH & Co. KG se uniram para aperfeiçoar os
conectores AdvancedMC já existentes, melhorando essencialmente deste modo sua confiabilidade de contato. O resultado é uma nova geração
de conectores de sinal AdvancedMC que a ept e
a ­HARTING lançaram no mercado sob o selo de
qualidade con:card+. Ambas as empresas asseguraram um padrão de qualidade bem definido
com o con:card+, e além disso ambas oferecem
um fornecimento duplo.
4QFFEJOHVQ<NT>
Um teste com vibração aleatória também foi definido (conforme EIA-364.28). A condição do teste será um nível PSD
de 0,2g2/Hz. O conector con:card+ também passou neste
teste com sucesso. Além disso, o con:card+ da ­HARTING
passou neste teste mesmo a um nível PSD de 1,5g2/Hz sem
interrupção de contato.
O teste de choque para MTCA.3 é baseado na especificação
VITA 47 e MIL-STD-810, com 40 vezes a aceleração da gravidade. A ­HARTING aumentou este requisito novamente e
testou com sucesso a 50 vezes a aceleração da gravidade.
O PICMG continuará trabalhando em uma especificação
para um sistema MicroTCA robusto. Espera-se que as especificações e requisitos sejam mudados e ajustados durante o curso das discussões. Os testes mostram o fato de
que os conectores ­HARTING MicroTCA podem ser usados
em sistemas dentro de ambientes severos como aplicações
ao ar livre, de transporte, aviação e defesa sem deixar de
oferecer alta confiabilidade de contato. Por outro lado, conectores MicroTCA convencionais produziram resultados
muito mais pobres, e atualmente não podem ser usados no
mesmo espectro de aplicação.
34
5JNF<NT>
Fig. 7: Durante o teste de choque, o sistema é acelerado a quase
500m/s2
Michael Seele
Global Product Manager TCA Connectors, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
harting tec.News 17 (2009)
t e c . N e w s 1 7 : H A R T I N G Te c h n o l o g y G r o u p
Ingo Siebering & Kristian Brdar
Padrão global no fornecimento
de energia
O IEC 61850 garante um sistema consistente e solução de comunicações para
dispositivos de chaveamento.
Até agora, não havia nenhum padrão uniforme para tecnologias de proteção e controle. Em resposta, a International
Electrotechnical Commission (IEC) e o Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) desenvolveram o padrão
IEC 61850.
A padronização de sistemas, componentes de sistemas, e tecnologias de conexão e comunicações formam a base para o
efetivo uso industrial das tecnologias. Embora soluções individuais possam ser apropriadas e úteis para a respectiva
aplicação, o principal requisito para se alcançar integração
ou cooperação de sistemas é a compatibilidade.
No passado, apenas sistemas e soluções de comunicação proprietárias para dispositivos de chaveamento estavam disponíveis para empresas de fornecimento de energia e operadores
de rede. Até agora, não havia nenhum padrão uniforme para
tecnologias de proteção e controle.
Para corrigir isto, há alguns anos a IEC e o IEEE juntos formaram um grupo de trabalho, com o objetivo de desenvolver
um novo padrão e estabelecê-lo no mercado. Isto resultou no
padrão IEC 61850, que é suportado pelos fabricantes de dispositivos de chaveamento e fornecedores de energia.
não permitia a compatibilidade de diferentes sistemas proprietários, teve que ser substituída. Também era importante
considerar o fato de que muitos fornecedores de energia já
trabalham em nível internacional, ou irão fazê-lo no futuro, e
portanto, poderão recorrer a um padrão global. Este é o único
modo de minimizar custos e assegurar a rentabilidade dos
projetos.
O principal objetivo técnico é alcançar a interoperabilidade
por meio da comunicação padronizada entre dispositivos de
diferentes fabricantes. Porém, também é possível obter economia em termos de projeto de sistemas e segurança de investimentos ao expandir e modificar os requisitos da planta.
O objetivo
O objetivo era criar um padrão de comunicação uniforme e
global para o controle de subestações, que permitisse a rápida
transmissão e controle de dados. A infra-estrutura autônoma de dispositivos que dominou o mercado até então, e que
Fig. 2: Switch Ethernet mCon 1083-ASFP
A solução HARTING
Com os switches Ethernet da série mCon 1000, o HARTING
Technology Group oferece uma solução de comunicação baseada no IEC 61850. Os switches são particularmente bem
equipados para redes de comunicação em estações de distribuição de energia, instalações de turbinas eólicas ou aplicações semelhantes. A série mCon 1000 da HARTING atende os
requisitos do IEC 61850-3.
Fig. 1: Transmissor-receptor SFP
35
t e c . N e w s 1 7 : H A R T I N G Te c h n o l o g y G r o u p
Os switches Ethernet mCon 1000 foram especificamente projetados para alto desempenho no uso industrial. Eles suportam
até quatro métodos de acesso para o gerenciamento: SNMP,
V.24, Telnet e o conveniente acesso Web, cada um com privilégios de acesso. Além disso, o software de gerenciamento
de rede mCon-Manager V3 está disponível para configuração
do switch.
A classe de proteção, faixa de temperatura e estabilidade mecânica garantem um alto nível de segurança operacional e
adequado para atender os requisitos industriais mais exigentes. Até oito estações Ethernet e vários módulos conectáveis
(SFPs) podem ser conectados ao switches por meio de pares
de cabos trançados e blindados, para personalizar individualmente a interface com as aplicações. O conceito de gerenciamento permite a simples e centralizada configuração e
administração. Para mencionar apenas algumas das características implementadas estão: Rapid Spanning Tree (RSTP),
Gerenciamento de Segurança com controle de acesso, Autenticação abrangente com Radius e IEEE802.1X, IGMP Snooping,
VLAN, Qualidade de Serviço (QoS), Priorização e SNMP traps.
As configurações podem ser copiadas ou trocadas utilizando
o cartão de memória opcional (incluindo opcionalmente o endereço MAC).
Comunicação inteligente e tecnologia de
controle
Ao fazer a transição de uma rede passiva para uma ativa, é
essencial ter uma tecnologia de comunicação e controle inteligente com componentes de sistema confiáveis. A série mCon
1000 atende estes requisitos conforme o IEC 61850. Recursos
como o uso de módulos SFP, ativação via Ethernet (PoE) e
administração de segurança oferecem aos usuários funções
adicionais que permitem manter um sistema de última geração no futuro também.
Ingo Siebering
Market Manager Power Generation,
Control and Distribution, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
Kristian Brdar
Sales Engineer, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
36
harting tec.News 17 (2009)
tec.News 17: Energia eólica
Holger R. Doerre & Heinrich Schmettkamp
Novas fontes de energia para uma nação
altamente energética
Transformação do fornecimento de energia na Coréia do Sul
A Coréia do Sul, que já ocupa a 13º posição na economia global, está fazendo um grande esforço para adotar fontes de energia
renováveis. A meta é empregar uma combinação inteligente de fontes de energia para assegurar o crescimento econômico
futuro do país. A ­HARTING Coréia estabeleceu uma excelente reputação como uma competente parceira de desenvolvimento
de sistemas e fornecedora da indústria da Coréia do Sul.
A “Energia Verde” não é uma opção, é essencial! A opinião,
expressa pelo Presidente da Coréia do Sul Lee Meong-Bak no
“Fórum de Energias Renováveis” em 11 de setembro de 2008
em Seul é clara e inequívoca. A Coréia do Sul está buscando
políticas de energia que vão mapear um caminho a ser seguido
– em uma rota de independência das importações de petróleo
e energia. Como o Presidente Lee reivindicou em um discurso
em outubro de 2008: “A época dos baixos preços da gasolina
terminou. O futuro pertence a formas de energia novas e renováveis. Agora, nosso trabalho é desenvolver estas energias.
No futuro, a Coréia deve ser mais independente possível dos
crescentes preços do petróleo.”
Para atingir as ambiciosas metas traçadas pelo governo coreano, programas de patrocínio bem financiados foram projetados
e criados para integrar empresas sul-coreanas e internacionais
às políticas governamentais de “Baixo Nível de Carbono, Crescimento Verde”.
Estas políticas já começaram a dar seus primeiros frutos: várias empresas internacionais do setor de energias renováveis
abriram escritórios na Coréia do Sul nos últimos dois anos,
para se envolver desde o início. Aqui, empresas alemãs estão
desempenhando um papel importante, incluindo a H
­ ARTING
Technology Group.
O Presidente Lee Meong-Bak enfatizou a seriedade de seu
anúncio com a promessa de que, nos próximos cinco anos, o
governo vai investir cerca de US$ 3 bilhões em energia solar,
energia eólica e tecnologias de economia de energia para transformar fundamentalmente a infra-estrutura de abastecimento
energético do país. De acordo com os planos do governo, a
contribuição das energias renováveis deve subir para 13% até
2030, e a proporção de energia nuclear deve cair para 41%,
apesar do crescimento econômico contínuo. A parcela restante
de 46 % será coberta por combustíveis fósseis.
Novos projetos de energias renováveis
Projetos novos estão se multiplicando: após criar planos para
construir a maior central elétrica movida pela força das marés
do mundo, agora a Coréia do Sul está voltando sua atenção
também para a energia solar e as fazendas eólicas. No começo
de setembro, a empresa sul-coreana LG Solar Energy concluiu
uma central elétrica solar de 300.000 m2 com uma produção
nominal de 14 megawatts. Outros parques solares de grande
porte já estão em fase de planejamento.
3
37
tec.News 17: Energia eólica
a ­HARTING, particularmente com as novas atividades e estratégias de abastecimento energético (vide Fig. 1).
Soluções da HARTING
Os projetos realizados até agora destacaram o foco do envolvimento da ­HARTING. Em um projeto conjunto realizado
pela UNISON, STEMMANN TECHNIK, ­HARTING Alemanha e
­HARTING Coréia, foi desenvolvida uma solução de sistema para
o anel coletor de uma usina de energia eólica de 750 kW.
Fig. 1: A equipe de desenvolvimento da UNISON e da HARTING (da esquerda
para a direita): Bong-Hyun SUNG (Engenheiro de Pesquisa Junior), Ji-Yune
RYU (Diretor gerente – Centro de P&D de Energia Eólica), Holger R. Doerre
(MD HARTING Coréia), Dae-Hyun KIM (Engenheiro de Pesquisa Sênior)
Isto está sendo complementado com 14 novas fazendas eólicas
que devem gerar um total de dois gigawatts à rede até 2012. Fazendas eólicas ao largo da costa de Jeju, uma pequena ilha no
sul da Coréia, e ao longo da costa ocidental devem ser concluidas até 2015, com uma produção global de 300 megawatts.
Fazendo sua parte: indústria na Coréia do Sul
Grande parte destes planos ambiciosos está sendo transformada em realidade pela própria indústria sul-coreana. A Coréia já
estava ativamente envolvida em pesquisa fundamental desde
os anos 1990. Mais recentemente, isto foi complementado pelo
desenvolvimento das respectivas tecnologias. As empresas
coreanas desenvolveram e acrescentaram às suas linhas de
produtos usinas eólicas capazes de gerar até 2 megawatts. Para
identificar os locais mais satisfatórios no país, também foram
feitos esforços de pesquisa e documentação da qualidade e
disponibilidade de vento na península coreana.
Até agora, cinco empresas sul-coreanas tornaram-se ativas no
campo da energia eólica. Ao lado dos principais fabricantes de
usinas de energia eólica HYOSUNG e UNISON, que atualmente
oferecem sistemas de energia eólica de 750 kW e 2 MW, a Doosan Heavy, a Samsung Heavy e a Hyundai Heavy Industries
estão envolvidas.
A ofensiva de energias renováveis na Coréia do Sul também
abriu novos mercados e oportunidades para a ­HARTING. A Coréia do Sul é um importante fator nos mercados asiáticos para
38
Durante este desenvolvimento, grande importância foi dada à
capacidade de proporcionar ao cliente conjuntos de componentes pré-configurados, fáceis de manusear, robustos e prontos
que permitem a montagem e instalação com facilidade no local. Estes também são atributos importantes para o trabalho
de manutenção que precisa ser realizado, e que é vital para
controlar custos e minimizar o tempo de paralisação durante
o trabalho de manutenção e reparos.
Parte A
Parte B
Fig. 2: Adaptador HARTING do anel coletor
A parte lateral do anel coletor do adaptador ­HARTING (parte B)
é fornecida diretamente ao fabricante do anel de chaveamento,
onde ele é instalado. Uma vez que este conjunto é fabricado,
ele é fornecido ao cliente final. A parte lateral do eixo principal
do adaptador ­HARTING do anel coletor (parte A) é finalizada
localmente pela ­HARTING Coréia, e subseqüentemente conferida, embalada e entregue ao cliente final.
Consequentemente, os clientes só precisam montar a parte A
com a barreira térmica no eixo principal e conectar os cabos
que são passados através do eixo principal. Com a ajuda da
parte B pronta e pré-montada, o corpo do anel coletor é empurrado sobre a parte A e apertado. A montagem do anel coletor
harting tec.News 17 (2009)
Estruturas de ancoragem Han®
(rolamentos flutuantes com elementos de guia)
Estrutura articulada Han-Modular®
com guias
Módulo Han DD® com
24 sinais de controle
Embuchamento de
guias MS
Barramento de fio
2x 4 Han®-Quintax
Módulo de energia Han® (100 A)
com terminais de parafusos axiais
Plugue de alinhamento V2A
Fig. 3: Estrutura articulada Han-Modular® com guias. Visão do conector.
é então acabada, e tudo o que precisa ser feito é conectar os
dois cabos no lado das escovas ao anel coletor. A montagem
da unidade completa do anel coletor é então completada (vide
Fig. 2).
Em expansão: HARTING Coréia do Sul
Graças à cooperação tecnológica e comercial entre a ­HARTING
Coréia, a divisão de Negócios de Valor Agregado da ­HARTING
Alemanha e o fabricante do anel coletor, a subsidiária regional
conseguiu aumentar seus conhecimentos especializados neste
campo. De igual importância é o fato de que as relações com os
clientes também foram significativamente ampliadas e intensificadas com base nesta cooperação. A qualidade da cooperação
e a competência da ­HARTING Coréia estão sendo vistas com
grande interesse nos mercados-alvo. O essencial aqui não é
somente a competência tecnológica, que é combinada com a
qualidade e confiabilidade do produto para entregar resultados
que ajudarão a solidificar a reputação da empresa para projetos
futuros. A cooperação internacional entre os diferentes parceiros, a impressionante coordenação dos processos de produção e
suprimento, tudo isso realça as capacidades da ­HARTING e são
fatores essenciais. Assim, a ofensiva sul-coreana de energias
renováveis está emergindo como um dos mais significativos
abridores de novas portas para as competências da ­HARTING
em soluções específicas no mercado-alvo de energia.
Holger R. Doerre
Managing Director, Korea
HARTING Technology Group
[email protected]
Heinrich Schmettkamp
Project Manager VAB, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
39
t e c . N e w s 1 7 : H A R T I N G Te c h n o l o g y G r o u p
Anne Bentfeld
Soluções sempre concretas
O portfólio de produtos do Grupo Tecnológico ­HARTING é baseado em soluções de transmissão de sinal, energia e dados com
funcionalidades poderosas. Uma eficiente estrutura organizacional corporativa e exploração inflexível das mais avançadas
tecnologias asseguram que a ­HARTING continue desenvolvendo soluções que atendem as necessidades do cliente.
Mas para onde o cliente quer ir? No desenvolvimento de aplicações industriais estas demandas são rotineiras. Criar soluções centradas no cliente significa trabalhar com os clientes
desde o início e dar uma contribuição ativa no processo de
definição do perfil de requisitos. Hoje, as empresas orientadas a soluções como a ­HARTING estão desempenhando um
papel de liderança. As soluções industriais para fabricantes de
maquinas, tecnlogia de comunicação, automação de fábrica e
aplicações de transporte, somente para nomear apenas alguns
setores onde a ­HARTING está envolvida atualmente, são baseadas em colaboração intensiva entre as empresas envolvidas.
Elas também são baseadas em uma combinação diferente de
horizontes de conhecimento e solução que as partes trazem
para a mesa.
Visão geral do Grupo Tecnológico
A ­HARTING oferece um amplo espectro de soluções e produtos sob medida para aplicações industriais. A ­HARTING Connectivity & Networks fornece conectores, conjuntos de cabos,
montagem, sistemas de embalagem & interconexão, e equipamento de rede para aplicações industriais muito exigentes.
A ­HARTING Integrated Solutions se concentra no projeto e
fabricação de painéis traseiros.
A ­HARTING Mitronics se especializa em pacotes MEMS multifuncionais usando a tecnologia 3D MID, e também entrega
soluções de sensores e RFID que são projetadas e produzidas
internamente. A ­HARTING Systems é uma das principais desenvolvedoras e fabricantes de tecnologias de recipientes, sistemas de vendas e máquinas automáticas de venda, e também
oferece serviços de montagem e fabricação sob contrato. A
­HARTING Applied Technologies é especializada na tecnologia
de fabricação de moldes, ferramentaria, estampagem e dobra.
A empresa também desenvolve e fabrica máquinas especiais.
A ­HARTING Automotive Solutions desenvolve sistemas eletro-
40
magnéticos, tecnologia de interconexão e soluções de sistemas
mecatrônicos.
Hoje o ­HARTING Technology Group atua no mercado global
com uma infra-estrutura de operações e comunicações altamente integrada. O grupo tem subsidiárias em 27 países, e
sua base de conhecimentos e abrangência corporativa continuam se expandindo. A história de sucesso é construída
ao redor de tecnologias de alto desempenho, e conectividade
versátil e adaptável.
Boas relações com clientes da ­HARTING no mundo inteiro é
a outra metade da equação conceitual. Na medida em que a
sociedade de conhecimento e informações evolui rapidamente,
o processo de desenvolvimento fica mais complexo. Os clientes querem produtos que oferecem mais funcionalidades com
menos peças, e que ocupam menos espaço. Menos recursos
devem ser necessários para fabricar produtos que economizam energia, e que tenham menores custos globais de ciclo
de vida.
Em parceria com nossos clientes
Apenas as empresas que trabalham juntas desde a fase conceitual até a implementação do projeto são capazes de alcançar metas altamente complexas como estas. E como produtos
convencionais não são a resposta, a ­HARTING coopera com
seus clientes desde o início. Os funcionários da ­HARTING e
nossas subsidiárias internacionais fazem parceria com nossos
clientes, e são envolvidos desde o início no desenvolvimento
de novas aplicações e técnicas. Eles atuam como a interface
das divisões de desenvolvimento e produção administradas
centralmente pelo ­HARTING Technology Group. Este processo
resulta em um foco altamente efetivo da ­HARTING na qualidade, para atender os requisitos do cliente.
harting tec.News 17 (2009)
Nós vamos onde nossos clientes estão e onde eles vão. Com
esta máxima, a ­HARTING construiu uma reputação de parceiro
de desenvolvimento confiável, inovador e de alta capacidade.
Além de dar contribuições ativas para projetos de desenvolvimento de clientes, a ­HARTING também inicia seus próprios
projetos, e formula e defende a adoção de soluções e padrões
para aplicações industriais no mundo inteiro. A meta é equilibrar a equação de benefício. Ferramentas avançadas de simulação e desenvolvimento combinadas com um processo de
qualificação e testes efetivo e confiável asseguram que os novos produtos atendam padrões de qualidade muito exigentes.
O laboratório central de testes da ­HARTING tem certificação
EN 45001.
A tecnologia precisa ser inovadora
Uma ampla carteira de produtos e profundos conhecimentos
são a base das soluções de rede, sinal, dados e
energia da empresa. A pesquisa e desenvolvimento orientados para
o futuro ampliam esta base,
e são a coluna vertebral
do ­HARTING Technology
Group. A cooperação total com as comunidades
científica e de pesquisas
de campo, e com empresas
do mundo todo que fazem
pesquisas e contribuem para o
real desenvolvimento de padrões industriais e soluções individuais, mantém a
­HARTING na vanguarda da tecnologia de conectividade.
Há mais coisas envonvidas na história de sucesso da ­HARTING
do que componentes e soluções que trabalham em conjunto.
Isto pode ser esperado de uma empresa de tecnologia global altamente bem-sucedida. É o espectro de aplicações da
­HARTING que demonstra o verdadeiro potencial e pontos fortes
da empresa: produtos e aplicações em tecnologia de microestrutura, design 3D, produtos de conectividade e soluções de
altas temperaturas e altas freqüências. Estes produtos e aplicações são usados em redes de comunicação e automação, na
indústria automotiva e em sistemas de sensores e atuadores
industriais. A ­HARTING também tem conhecimentos em tecnologia de RFID e sem fios, e em embalagens e recipientes de
plástico, alumínio e aço. A ­HARTING utiliza este conjunto de
tecnologias para desenvolver soluções específicas para seus
clientes.
Qualidade é o fator chave
Há um conjunto de indicadores que falam muito sobre qualidade e confiabilidade. O registro altamente bem-sucedido da
­HARTING ao longo de décadas e suas relações de colaboração
(freqüentemente de longa data) com os principais clientes reflete apenas indiretamente o que a empresa realizou. Uma
carteira de produtos de vanguarda e o papel da empresa como
pioneira no desenvolvimento de tecnologias e estabelecimento
de novos padrões e aplicações no mercado certamente são
indicadores muito claros. Alguns dos principais elementos
da visão do ­HARTING Technology Group incluem simplificação
de processos, design amigável ao usuário, facilidade de manutenção, excelente confiabilidade e desempenho, e exploração dos mais recentes
materiais e conhecimentos de
processos industriais – com
redução de custos de material e energia sempre
em mente.
Uma indicação dos inflexíveis sistemas de administração de qualidade
da ­HARTING e sua conformidade com padrões de qualidade muito
exigentes também é dada pelas certificações. O ­HARTING Technology Group tem certificação EN ISO
9001 e ISO 14001:2004, e participa do programa EU EMAS.
A empresa responde proativamente na medida em que novos
requisitos são identificados. O fato da ­HARTING ser a primeira
empresa do mundo a receber a nova certificação de qualidade
IRIS para tecnologia de ferrovias não é um acaso. É a recompensa dos esforços sistemáticos da empresa, e serve de base
para a evolução futura.
Anne Bentfeld
General Manager
Communication and Public Relations, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
41
t e c . N e w s 1 7 : Tr a n s m i s s ã o p r o f i s s i o n a l
Alex Najafi & Rhonda Stratton
Refletores nas
Estrelas
Novas Soluções para Fornecimento de
Energia e Reostatos em Sistemas de
Iluminação de Palco
Sistemas de iluminação de palco devem chamar a atenção
para os astros – enquanto permanecem imperceptíveis e
funcionando economicamente. A HARTING implementou um
sistema de fornecimento de energia e um controlador de
reostato eficiente, flexível e de baixo custo para a empresa
americana especializada em iluminação de eventos especiais Strand Lighting.
Um controle de iluminação de palco preciso é um dos fatores
cruciais para o sucesso de eventos profissionais e de entretenimento. É por isso que sistemas de iluminação profissionais
de alto desempenho são implementados. Mas os custos de
aquisição, armazenagem e manutenção destes equipamentos
estão aumentando rapidamente. Na realidade, a tecnologia e
os equipamentos de iluminação de palco podem rapidamente
se tornar os componentes mais intensos em termos de dinheiro e trabalho para um evento ou local de evento.
Porém, os investimentos em equipamentos também podem se
pagar, porque somente os investimentos certos garantem que
os sistemas de iluminação funcionem com perfeição. Ao mesmo tempo, estes sistemas devem ser fáceis de operar, evitando
custos excessivos. Consequentemente, a empresa fabricante é
submetida a altas pressões por inovação.
Sediada em Los Angeles, Califórnia, a Strand Lighting atende
clientes no mundo inteiro com uma das mais abrangentes linhas de luminárias, reostatos e equipamentos e sistemas de
controle para iluminadores que trabalham em teatro, televisão, cinema, eventos e aplicações arquitetônicas complexas.
Um dos edifícios mais conhecidos do mundo, a Torre Eiffel
42
harting tec.News 17 (2009)
t e c . N e w s 1 7 : H A Te c h n o l o g i e
de Paris, é equipada com tecnologia de iluminação da Strand
Lighting.
As demandas: Redução de Espaço e Custos
A Strand Lighting estava procurando uma solução eficiente
e de baixo custo para o sistema de fornecimento de energia
e para o controlador de reostato. O sistema que a Strand Lighting vinha utilizando até agora exigia barramentos para
conectar os reostatos aos controladores de energia, o que
requeria bastante espaço e peso adicional. Era preciso uma
solução que reduzisse os requisitos de espaço e manutenção,
e que assegurasse o funcionamento correto do sistema sem
interrupções. Reduzir o número de componentes era uma opção óbvia.
A solução que a HARTING implementou para a Strand Lighting
é baseada na tecnologia de conexão modular da série Han®,
junto com seus cabos associados. E os próprios números refletem o impressionante sucesso do conceito: O módulo compacto
Han® C gerencia a corrente necessária de 40 ampéres, reduzindo o peso do sistema de aproximadamente 67,5 kg para
meros 18 kg. A altura total da unidade foi reduzida de aproximadamente 2,45 m para apenas 1,22 m. Consequentemente,
o equipamento é muito mais fácil de transportar – e pode até
ser usado como uma unidade de mesa. Outras vantagens da
solução incluem a configuração e desmontagem mais rápidas, custos de mão-de-obra reduzidos e maior confiabilidade
do sistema. A solução também reduziu significativamente os
custos de manutenção e o tempo de parada e as dimensões
mais compactas significam maior economia nos custos de
transporte e armazenamento.
Solução da HARTING para a Strand Lighting
A HARTING reuniu vários produtos para este projeto: Armação
modular Han® 16 B (4 módulos), Módulo Han® C 40 A/1000 V,
10 mm2, conexão axial, 3 contatos, insertos macho e fêmea,
Módulo Han® DD 10 A/250 V, conexão de grimpagem, 12 contatos, insertos macho e fêmea.
Os módulos de reostato são conectados ao sistema de controle
de energia através da tecnologia de encaixe rápido. Resultando em maior flexibilidade, particularmente nas substituições
Fig. 1: Módulo da Strand Lighting para Fornecimento de Energia e
Reostato
simples dos módulos de reostato para futuros equipamentos,
ou no trabalho de manutenção ou reparos. A engenharia na
economia de espaço exerce um impacto direto sobre a sala de
controle: um sistema menor e mais leve contribui na redução
dos custos operacionais totais. O peso menor não apenas permite uma crucial economia de material, mas também no corte
de custos de transporte e permite instalar duas vezes mais
reostatos em apenas metade do espaço.
Alex Najafi
Area Sales Manager, USA
HARTING Technology Group
[email protected]
Rhonda Stratton
Marketing Communication Manager, USA
HARTING Technology Group
[email protected]
43
tec.News 17: Caleidoscópio
Sven Erdmann & Dr. Jens Krause
Saudações da fada
do dente
A HARTING fornece tecnologia MID
para equipamentos de diagnóstico
odontológico
O uso de sistemas de detecção precoce também está se tornando cada vez mais importante no diagnóstico de cáries.
Dispositivos de diagnóstico como a caneta DIAGNOdent®
devem ser usados em espaços ínfimos e causar o mínimo de
tensão no paciente. A ­HARTING ajudou a desenvolver uma
solução baseada em MID para a troca do elemento operacional da caneta DIAGNOdent® 2190.
A caneta DIAGNOdent® 2190 desenvolvida pela empresa KaVo pode ser usada para detectar cáries em fase
inicial em áreas que não são acessíveis para os métodos de diagnóstico normais. A intensificação
dos diagnósticos dentais e da limpeza dentária profissional resultou em grandes
mudanças no espectro de diagnósticos
da prática odontológica. Há uma ênfase cada vez maior nos diagnósticos
precoces para a detecção de lesões ocultas
e ainda não visíveis. As lesões muito pequenas e cáries em
fase preliminar ainda fora da cavidade são detectadas para
permitir o tratamento precoce e a introdução de contramedidas satisfatórias.
A caneta DIAGNOdent® 2190 usa a fluorescência da substância dental afetada para realizar o diagnóstico. A medição por
fluorescência a laser é empregada como método de detecção.
Um diodo de laser com um comprimento de onda de 655 nm é
usado como luz de excitação; esta é transportada até o dente
por um cabo de fibra óptica. Um feixe de fibras ópticas detecta a luz fluorescente do dente. A eletrônica de avaliação
converte o sinal fluorescente em um valor numérico entre 0
e 99. Quatro fases na faixa entre 0 e > 30 são relevantes para
diagnóstico precoce; o dentista que faz o diagnóstico pode
usá-las para determinar o tratamento necessário ou desenvolver outras sugestões de diagnóstico.
44
O procedimento destina-se a obter um diagnóstico seguro e
confiável sem danificar os dentes do paciente. Os métodos convencionais de diagnóstico invasivos, visuais ou táteis podem
ser reduzidos consideravelmente. A confiabilidade do diagnóstico é aumentada em aprox. 80%, excedendo com folga a taxa
de detecção das técnicas convencionais.
Diagnóstico sem dor
O diagnóstico não causa dor no paciente. O dentista que faz
o diagnóstico utiliza um pequeno instrumento manual, livre
de mangueira e cabos, com uma tela integrada. Além disso,
a tela acústica também alerta o paciente quando cáries são
detectadas.
A KaVo vem comercializando uma versão anterior do DIAGNOdent® desde 1997. A segunda geração, com designação de tipo
2190 está disponível no mercado desde 2005. Em um desenvolvimento adicional da aplicação de troca projetada na primeira
fase de desenvolvimento do DIAGNOdent®, uma solução MID
foi desenvolvida agora com a ajuda da ­HARTING.
Em princípio, para a primeira variante comercializável da caneta DIAGNOdent® 2190, a KaVo já tinha decidido por um instrumento de silicone com seis discos de carbono vulcanizados
como elemento de contato em duas áreas de contato.
A solução anterior para o instrumento do anel era baseada em
um anel PEEK de transporte com dois anéis de contato banhados a ouro. Cada um dos anéis era fixado com um rebite oco
que também servia de contato. O anel PEEK de transporte era
fixado com um pino de plástico. Os fios foram soldados usando
o método do rebite oco. Para o desenvolvedor, esta solução
apresentava o menor risco de desenvolvimento para lançar a
caneta DIAGNOdent® 2190 no mercado conforme planejado.
Porém, em uma fase preliminar, a KaVo começou a desenvolver uma outra variante na qual um componente MID como
anel transportador com caminhos de contato integrados subs-
harting tec.News 17 (2009)
tituía a solução do conjunto de peças do componente. Nesta
variante, os fios de contato também seriam soldados a contatos
banhados com orifícios vazados.
Esta implementação conceitual foi desenvolvida devido a uma
série de desvantagens associadas à solução de peças do componente, o que acabou afetando a rentabilidade do produto.
Só o número de etapas do processo já significava que a situação de custo resultante era insatisfatória. Além disso,
a 20%, a taxa de falhas e rejeições durante a produção do
instrumento do anel era alta demais. O design era tal
que as etapas individuais tinham que ser executadas
com grande precisão e zero erros; isto não podia ser
garantido em condições econômicas.
Miniaturização
Os problemas foram resolvidos optando-se por uma
solução MID: MIDs (dispositivos moldados interconectados) estão sendo cada vez mais usados em
aplicações industriais. O aspecto essencial não é o
desenvolvimento de novas aplicações mas a implementação industrial da tecnologia, o que significa
que o processo de produção pode ser estabilizado
e pode ser feito de forma econômica. Em outras
palavras: o desempenho das novas tecnologias é
revelado não no laboratório ou no ambiente de desenvolvimento, mas na transição para a aplicação e produção
industriais. A ­HARTING se tornou líder de mercado e estimuladora do mercado neste aspecto crucial da tecnologia MID.
As vantagens da tecnologia MID já são aparentes: usando a
tecnologia de moldagem por injeção, a altura de instalação e o
tamanho dos componentes e aplicações podem ser reduzidos
consideravelmente. O número de componentes também pode
ser reduzido, assim como as etapas do processo e o tempo de
montagem. Além disso, a tecnologia MID permite a combinação de funções mecânicas e elétricas em um único componente.
O anel de contato foi projetado em colaboração entre a KaVo e
a filial suíça da ­HARTING em Biel. A ­HARTING é proficiente na
cadeia inteira do processo da tecnologia MID. A ­HARTING desenhou a especificação do molde. A manufatura da ferramenta
foi submetida a rígidos controles. A estruturação do laser e da
galvanoplastia foi feita pela ­HARTING (Biel).
A ­HARTING também desenvolveu o processo de solda para os
dois fios. Considerando ascondições dadas, esta foi uma etapa
de produção difícil. A KaVo foi responsável pela qualificação
do anel de contato e da conexão soldada com respeito à condições especiais da aplicação em uma
prática dental.
Eficiência econômica e qualidade
O resultado da implementação conceitual atende
as expectativas dos processos de inovação tecnológica: uma simplificação clara dos processos de
produção, uma melhoria da qualidade da produção
e um aumento da rentabilidade. Como resultado da
implementação conceitual, a qualidade das otimizações foi muito melhor que a esperada: nos testes
de carga e de longo prazo feitos pela KaVo Dental,
a solução foi testada e sua resistência a desgaste e
a desinfetantes foi aprovada com sucesso. O tempo
de montagem do anel de contato MID foi significativamente reduzido de 5.30 minutos para 20 segundos, devido especialmente à redução do número de
componentes de oito para três. A taxa de rejeição foi
reduzida para 0 %.
O sucesso deste projeto de referência é resultado da
cooperação bem-sucedida dos dois parceiros, cujos respectivos conhecimentos criaram sinergias significativas.
O cliente tinha o conhecimento da aplicação, enquanto o
­HARTING Group tinha conhecimento da implementação específica MID e competência de projeto. Este foi o único modo de
harmonizar o requisito e os processos de produção industrial,
produzindo resultados de qualidade inesperadamente alta.
No final das contas, isto não apenas vai levar a outros projetos de cooperação entre a KaVo e a ­HARTING, mas também
deve enviar sinais para o mercado como um todo: sinais que
demonstram os conhecimentos de processos específicos do
­HARTING Technology Group.
sven erdmann
Design Engineer R & D
KaVo Dental GmbH
[email protected]
Dr.-Ing. Jens Krause
Key Account Manager Transportation, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
45
te c . N e w s 17 : Au to m at i o n I T
Server room
Production level I
Production level II
Production control level
sCon 3100-A
Production level n
sCon 3100-A
sCon 3100-A
Carsten Wendt
sCon 3100-A
O Senhor dos Anéis
A redundância em anel em switches não gerenciados garante uma disponibilidade
de quase 100% em redes de automação industrial
A TI de Automação é uma plataforma padrão de comunicações baseada em Ethernet que aumenta a efetividade dos fluxos
de trabalho da empresa. O conjunto total de aplicações, desde o escritório até o chão de fábrica, roda em uma plataforma
comum. As soluções de redundância em anel e os switches não gerenciados da série sCon da HARTING foram projetados
para lidar com este complexo ambiente de controle.
A TI de Automação baseada em Ethernet é mais complexa que
as arquiteturas discretas de barramento de campo. A seleção e
configuração de dispositivos de rede ativos requer mais sofisticação, e a segmentação da rede lógica e física é um problema
ainda maior. Pela primeira vez, a conexão em anel de switches
Ethernet não gerenciados da série sCon da HARTING oferece
um modo de aumentar a disponibilidade da TI de Automação
e otimizar a configuração da rede. Tempos de recuperação
padrão da indústria podem ser alcançados sem a necessidade
de um processador adicional, o que economiza tempo durante
a instalação e reduz os custos de materiais.
46
Sem custos administrativos
As topologias em anel originaram-se do mundo do barramento
de campo, e elas são exatamente o que é preciso em muitas
aplicações onde no passado foram implementadas nas soluções de barramento de campo para controle do sistema. As
topologias em estrela geralmente utilizadas em ambientes de
escritório não são satisfatórias, porque os requisitos de cabeamento são excessivos. Um mínimo de cabeamento adicional
é necessário para fechar uma topologia em linha e formar um
anel, o que aumenta significativamente a disponibilidade do
sistema. Na topologia em linha padrão, a comunicação de da-
harting tec.News 17 (2009)
dos é completamente interrompida se um dispositivo falhar ou
se houver um defeito no cabeamento. Topologias em anel e soluções de backup foram desenvolvidas para resolver este problema. Embora as vantagens sejam conhecidas há muito tempo, até agora não havia nenhuma uma solução de redundância
em anel simples e econômica para switches não gerenciados.
Soluções proprietárias ou baseadas no IEEE 802.3 utilizando o
protocolo Rapid Spanning Tree (RSTP) estão disponíveis para
switches gerenciados. Failover e tempos de recuperação foram
reduzidos ainda mais nos últimos anos.
Esta solução é muito cara e muito trabalhoso na instalação
para aplicações à nível de campo. A simples redundância
em anel se adapta melhor às necessidades do usuário. O que
distingue o sistema da HARTING das soluções anteriores, ge-
Fig. 1: Switch Ethernet
sCon 3100-A
Fig. 2: Switches Ethernet
sCon 3063-AD
renciadas e não gerenciadas, é a capacidade de configurar
o sistema através de uma porta USB. As configurações do
switch podem ser modificadas através de uma porta USB
padrão utilizando uma simples interface de usuário. Nas soluções anteriores, somente switches gerenciados ofereciam
funções como espelhamento de porta, redundância de porta,
priorização de porta e redundância em anel. A família sCon
da HARTING tem a vantagem de ser adaptada aos requisitos
específicos da aplicação individual. Se as condições locais mudarem, o switch pode ser reconfigurado com rapidez e facilidade para refletir as mudanças. A configuração é transferida
para o switch em poucos segundos, e o switch reconfigurado
é recolocado em operação.
Caso o switch sCon da HARTING não for configurado, ele
opera como um switch plug-and-play utilizando parâmetros
padrão.
Além de suportar redundância em anel, o switch sCon também oferece a função de redundância paralela. Comparado
com outros switches não gerenciados, estas duas funções
oferecem vantagens significativas que dão aos usuários o
que eles realmente precisam. Agora, a disponibilidade do
sistema de quase 100% tornando um padrão de desempenho
esperado pela indústria. O tempo de parada é apenas tolerado
a níveis abaixo de 1%, ou no máximo na faixa de 1-2%. Nestas
condições, perder um link ativo durante vários segundos é
inaceitável. O switch sCon elimina este risco porque oferece
redundância em anel e paralela.
A dupla redundância garante máxima proteção
contra falhas
Uma vez que o switch é configurado, ele detecta automaticamente as duas portas que estão conectadas, desativando um
dos links. Em intervalos regulares de apenas alguns milissegundos, o switch verifica se o link ativo ainda está funcionando. Se o link ativo foi perdido devido a uma falha no cabo
ou problema na conexão, a falha é imediatamente detectada e
a porta passiva é ativada em alguns milissegundos. Normalmente não mais de 40ms transcorrem entre a interrupção e a
ativação do link de backup. Leva menos tempo para ativar o
segundo link do que para reconfigurar a rede com um switch
gerenciado e a função Rapid Spanning Tree (RSTP).
A redundância paralela não é limitada à duas portas ou a
uma conexão de switch-switch. Até quatro portas podem ser
configuradas em dois switches com esta função. Utilizando
este recurso, topologias em linha redundantes podem ser
implementadas com switches sCon para garantir a máxima
confiabilidade.
Possibilidades ilimitadas com o anel sCon
A redundância paralela não é o único recurso que amplia o
horizonte da solução. A redundância em anel sCon também
amplia a gama de aplicações. Com a redundância em anel,
qualquer quantidade de switches não gerenciados pode ser
conectada a um anel de cobre ou fibra óptica. Não há necessidade de limitar o número de nós em um anel sCon, porque
a solução é baseada na tecnologia de switch para switch. O
tempo de recuperação em uma instalação em anel com dez
nós é de 40ms por switch. Devido ao projeto e ao modo de
operação do anel sCon, o número de switches Ethernet exerce
3
47
te c . N e w s 17 : Au to m at i o n I T
T$PO"%
As novas soluções evitam as fraquezas dos switches gerenciados, que
normalmente só eram instalados
para aumentar a disponibilidade. A
redundância na realidade é apenas
T$PO"%
um pequeno passo adiante, mas
o usuário é confrontado com uma
quantidade significativa de esforço
extra. Além dos custos substancialmente mais altos de hardware de
rede, os usuários precisam de coT$PO"%
nhecimentos adicionais para utilizar as ferramentas de gerenciamenFig. 3: Anel sCon combinado com redundância paralela
to de rede. Com os switches sCon da
HARTING, não há nenhuma necessium impacto mínimo sobre este número. Um switch Ethernet dade deste nível de conhecimentos.
adicional só aumenta o tempo de recuperação em 40ms. O
tempo de failover de um anel sCon é comparável ao das solu- Mapeando novos territórios
ções existentes. O desempenho da rede não é degradado por A HARTING está introduzindo a redundância em aplicações
frames ou watchdogs adicionais no anel sCon.
de rede onde switches Plug&Play não gerenciados oferecem
A configuração do anel sCon é bastante simplificada. O usuá- o melhor desempenho do ponto de vista operacional e de plario somente precisa configurar um switch do anel como mes- nejamento. As soluções fornecem funcionalidade garantida, e
tre, e declarar os demais switches como escravos. Nenhum na medida em que as redes ficam cada vez mais complexas,
a tecnologia é otimizada especificamente para aplicações em
automação. A meta é disponibilizar desempenho e funciona%"5"3"5&*/
lidade totais a um custo razoável em um formato amigável ao
-JOLEPXO
usuário. A família sCon da HARTING oferece total suporte as
-JOLVQ
topologias que costumavam ser domínio exclusivo dos swi
tches gerenciados, reduzindo a lacuna entre a TI de escritório
e a Automação Industrial. A TI de automação é a plataforma
de comunicações que aproxima ainda mais a convergência
NT
entre estes dois mundos.
Com o switch sCon, atualizações não são problemas se houver
a necessidade de complementar a redundância em específicas
Fig. 4: Tempo de Recuperação do sCon
aplicações com recursos de gerenciamento, para alcançar integração total em uma plataforma que abrange a empresa como
conhecimento especializado de redes é necessário para a con- um todo. E isto é apenas um pequeno passo até os switches da
figuração. O alto custo de treinamento é desnecessário. Com série mCon da HARTING. Os usuários ainda serão capazes de
a nova solução sCon, os usuários que operam pequenas redes aplicar o conhecimento obtido com switches não gerenciados,
podem criar topologias em anel de baixo custo. Um anel sCon onde as dimensões físicas e método de instalação permaneoferece acesso de rede para ilhas de produção com múltiplas cem inalterados.
células de produção. Agora os usuários de switches não gerenciado podem se beneficiar de níveis de desempenho que antiCarsten Wendt
Product Manager ICPN, Germany
gamente eram domínio exclusivo dos switches gerenciados.
HARTING Technology Group
[email protected]
48
harting tec.News 17 (2009)
t e c . N e w s 1 7 : Tr a n s m i s s ã o p r o f i s s i o n a l
Alex Najafi
Aplicações Nuas
Switches Ethernet Industriais - Sistemas Modulares armazenados em Racks
Para atender as demandas de setores altamente competitivos e em rápido crescimento no mundo todo, as centrais de computadores estão maximizando continuamente suas capacidades, e também reforçando sua proteção. Sistemas modulares sem
o invólucro de metal estão abrindo novas opções de otimização em centrais de computadores. A HARTING fornece switches
Ethernet que garantem acessibilidade, mobilidade e excelente confiabilidade operacional para este tipo de aplicação.
Sistemas modulares armazenados em racks permitem a rápida
expansão e capacidades da TI. Estas capacidades são especialmente cruciais em setores que exigem enormes capacidades
de memória com acessibilidade rápida, como na indústria de
cinema e entretenimento.
Sem o invólucro de metal, estes sistemas trazem mobilidade
e flexibilidade adicionais para as centrais de dados. Porém,
os sistemas abertos correm o risco de sofrer perdas de dados
devido ao superaquecimento ou sobrecarga. Assim, estes sistemas modulares precisam de sistemas de resfriamento a ar. O
superaquecimento causado pela alta velocidade e a utilização
de altas cargas pode sobrecarregar estes sistemas, expondo
assim, as centrais de computadores de alto desempenho à
graves riscos.
Neste contexto, um grande fabricante de sistemas de armazenamento em racks e plataformas de economia de energia
na Costa Oeste dos EUA necessitava de um switch Ethernet
industrial tolerante a altas temperaturas para seus sistemas
refrigerados a ar. E que também coubesse em racks padrão
de 19", onde apenas a placa Ethernet era necessária, sem o
invólucro de metal. Naturalmente, a transmissão de dados
confiável também era um fator decisivo.
A HARTING desenvolveu uma solução que maximiza o desempenho de centrais de computadores, melhorando a mobilidade
dos módulos, e ao mesmo tempo oferecendo proteção contra
superaquecimento. Sem o invólucro de metal, o switch Ethernet de 8 portas da HARTING se integra facilmente ao sistema
de racks existente nas centrais de computadores, enquanto
um sistema de energia totalmente redundante mantém as
centrais. Outras vantagens da solução incluem menor tempo
de conexão, custos padrão graças ao uso de um produto existente e confiabilidade operacional – inclusive a temperaturas
extremamente altas. Dois switches Ethernet são necessários
para cada sistema.
O leve e compacto switch Ethernet de 8 portas cabe com facilidade em um rack de 19 polegadas, impressionando por
suas dimensões altamente compactas. O switch Ethernet é
integrado à armação do rack e é facilmente acessível para
fins de manutenção.
O switch Ethernet industrial de 8 portas reduz o tempo de conexão, oferecendo assim, uma adicional capacidade de dados.
Porém, a maior vantagem do switch Ethernet da HARTING é
sua faixa de temperatura. A tecnologia de resfriamento vertical opera em qualquer sistema de centrais de computadores
refrigeradas à ar.
Custos reduzidos, ganhos de eficiência e melhor proteção
da informação são considerações importantes para todas as
empresas com armazenamento em racks, especialmente se
estiverem interessadas em alcançar uma ótima eficiência do
sistema. Os switches Ethernet da HARTING dão uma contribuição decisiva, também sem o invólucro.
Alex Najafi
Area Sales Manager, USA
HARTING Technology Group
[email protected]
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harting tec.News 17 (2009)
Thomas Heimann & Matthias Keil
Sem bola de cristal
Utilizando a simulação baseada em
computador para otimizar o design de
peças de plástico
O tempo de lançamento no mercado e o compromisso
com a qualidade são fatores essenciais no processo de
desenvolvimento de novos produtos. A simulação em
computador acelera a engenharia do desenvolvimento de
peças feitas em termoplásticos. Com base nos excelentes
resultados obtidos até agora, a ­HARTING está ampliando
o uso de ferramentas de simulação durante o desenvolvimento de partes moldadas por injeção.
Os plásticos desempenham um papel vital no setor de eletroeletrônicos. A funcionalidade destes materiais freqüentemente vai bem além de fornecer um bom isolamento. Os
plásticos oferecem variedade e desempenho virtualmente
ilimitados, e sem eles várias aplicações de alta tecnologia
nunca teriam sido possíveis. O rápido desenvolvimento de
novos plásticos está sendo uma grande contribuição para
o setor.
Os conversores de plásticos se concentram principalmente nos termoplásticos usados para fazer peças moldadas
por injeção. Cada tipo de termoplástico tem um perfil de
processo específico e complexo que deve fazer parte da
equação durante o ciclo de desenvolvimento do produto. A
variedade de plásticos disponíveis atualmente e o grande
número de parâmetros de processamento cria um conjunto
inteiramente novo de oportunidades de processamento e
aplicação. Porém, há tantas possibilidades e parâmetros e
os inter-relacionamentos são tão complexos, que a simulação em computador é o único modo de tirar o máximo
proveito destas oportunidades.
3
51
t e c . N e w s 1 7 : H A R T I N G Te c h n o l o g y G r o u p
Informações obtidas com a simulação de moldagem por injeção
Relacionadas ao processo
Relacionadas ao produto
Fatores de custo
Capacidade de preenchimento
Porosidade
Tamanho de máquina
Efeitos da pressão
Encolhimento e empenamento
Tempo de ciclo
Distribuição de temperatura
Localização das costuras de solda
Redução do retrabalho
Eficiência do resfriamento
Qualidade das costuras de solda
Menor consumo de material
Balanceamento do controle de fluxo
Orientação da fibra
Força de fechamento
Marcas de afundamento
Os objetivos e capacidades de simulação
O objetivo da simulação é produzir uma análise significativa e de alta qualidade das peças moldadas por injeção o
mais cedo possível no ciclo de projeto. As capacidades vão
da análise simples do processo de preenchimento à simulação de todo o processo de moldagem por injeção, incluindo
o sistema de controle de fluxo e o molde que serão usados
mais tarde. Os principais parâmetros, como fluxo equilibrado de fusão, distribuição homogênea de temperatura
e pressão, e a posição das costuras de solda críticas são
analisados e otimizados desde o início no produto virtual.
Além de aperfeiçoar a geometria da peça, os engenheiros
podem simular o processo de moldagem por injeção. Eles
podem variar e analisar parâmetros de processo característicos como a temperatura da ferramenta e da fusão, a
velocidade e pressão da injeção, o perfil de pressão contínua e o tempo de resfriamento. Menores ciclos de correção
e tempos de ciclo reduzidos economizam tempo e dinheiro
mais adiante.
molde por injeção fornece informações sobre a distribuição
local da fibra de vidro, que podem então ser usadas como
uma variável para a análise estrutural subseqüente.
A união da simulação do molde por injeção com a análise
estrutural de elementos finitos para termoplásticos é outra
principal área de aplicação. A fibra de vidro é acrescentada
aos termoplásticos para melhorar suas propriedades mecânicas. Quando o plástico é derretido e injetado na ferramenta, as complexas características de fluxo criam variações
locais no sentido da fibra. Quando as peças esfriam, suas
propriedades mecânicas geralmente tendem a ser bem
mais anisotrópicas, em vez de isotrópicas. A simulação do
Fig.1: Alimentador T com juntas de encaixe rápido
52
Estudo de caso
Freqüentemente, juntas de encaixe rápido são usadas na
montagem de peças de plástico. A aplicação discutida aqui
(vide Fig. 1) é uma junta de encaixe rápido destacável em
um alimentador T. A Fig. 2 mostra um corte transversal do
braço. Os resultados da simulação da distribuição de fibra
são visíveis na ilustração. As fibras nas zonas vermelhas
exibem uma forte orientação. A distribuição das fibras é
aleatória nas zonas azuis.
harting tec.News 17 (2009)
Fig. 2: Orientação da fibra no braço (visão em corte transversal)
A análise estrutural de elementos elásticos finitos usando um modelo de material isotrópico e 35% de conteúdo
de fibra produz a curva do curso de força mostrada em
vermelho na Fig. 3. A curva em preto mostra o resultado
quando o alinhamento local da fibra na simulação de molde por injeção é considerado. O braço tem que ser movido
aproximadamente 1.5 mm para separar a junta. A força de
ativação prevista pelo cálculo isotrópico é 1,5 vezes maior
que a do cálculo anisotrópico, e isto mostra claramente
como é importante levar em conta a orientação da fibra.
ACTIVATION FORCE [N]
Possíveis aplicações
Este estudo de caso demonstra o enorme potencial de
combinar a simulação de moldagem por injeção com a
análise estrutural de elementos finitos. Os engenheiros
anisotropic
isotropic
ACTIVATION way [mm]
Fig. 3: Comparação da análise estrutural FE isotrópica e
anisotrópica
de computação podem explorar amplamente as vantagens
dos plásticos reforçados com fibra, e projetar peças que
sejam compatíveis com o plástico que está sendo usado. O
trabalho nas tecnologias e modelos de material está em andamento. A meta é modelar o comportamento do material
com a maior precisão possível, reduzir o tempo de lançamento no mercado, tornar os resultados mais confiáveis,
e projetar produtos que sejam adequados para o processo
de produção e para a aplicação.
Thomas Heimann
Project Engineer, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
Matthias Keil
Computational Engineer, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
53
tec.News 17: Energia eólica
Ralf Hagedorn & Carsten Edler
Conectores de segurança
Particularmente em plantas e sistemas elétricos, o hardware de conexão segura
desempenha um papel primordial.
As modernas plantas de energia eólica operam com sistemas de segurança redundantes. O hardware de conexão usado
nesta área também deve garantir segurança e confiabilidade operacional em uma emergência. O sistema Han-Modular®
­HARTING garante uma operação segura, inclusive durante uma parada de emergência.
A engenharia de economia de espaço exerce um impacto direto sobre a sala de controle: um sistema menor e mais leve
contribui na redução dos custos operacionais totais. O peso
menor não apenas permite uma crucial economia de material,
mas também no corte de custos de transporte e permite instalar duas vezes mais reostatos em apenas metade do espaço.
Confiabilidade e segurança são primordiais
Por conseguinte, atenção especial é dada à confiabilidade e
segurança ao projetar e construir sistemas de controle de
passo. Para evitar o risco de que uma única falha resulte em
falha simultânea de todos os três mecanismos ajuste das pás
do rotor, os controles dos acionadores individuais das pás do
rotor são implementados da forma mais auto-suficiente e independente possível uns dos outros.
Mesmo se a conexão elétrica entre os acionadores das pás
do rotor e o controle da planta for interrompida, ainda será
possível passar cada pá individualmente para a posição em
bandeira.
Como o excesso de giro do rotor pode ser evitado ajustando
apenas uma das pás do rotor, cada pá individual pode ser vista
então como um sistema de frenagem independente.
No caso de falha no fornecimento de energia, esta função de
ajuste das pás – e, portanto, também da função de frenagem
principal – é protegida por meio de dispositivos de armazenamento de energia elétrica nos acionadores das pás do rotor.
54
harting tec.News 17 (2009)
Normalmente, baterias ou condensadores são usados nesse
caso. Em plantas de energia eólica de grande porte, voltagens
de até 420V CC são atingidas nestes dispositivos de armazenamento de energia. Para assegurar a alta disponibilidade
destes dispositivos de armazenamento de energia, eles são
operados em modo de espera. O hardware de carga é usado
para assegurar que eles estejam sempre prontos para operação quando necessário.
Os conectores HARTING atendem a todos os
requisitos
Por razões de segurança, os dispositivos de armazenamento
de energia normalmente são posicionados em um local diferente do equipamento elétrico. Isto pode ser feito, por exemplo,
instalando-os em uma parte separada do gabinete de controle,
ou até mesmo em um gabinete de controle totalmente separado. Porém, isto significa que cabos de conexão são necessários entre os gabinetes de controle, e os requisitos técnicos
para estes cabos não são menos exigentes que os dos demais
componentes do sistema de controle de passo e de frenagem
de emergência.
Os conectores ­HARTING atendem a todos os requisitos em
termos de interconexão confiável dos gabinetes de controle,
e facilidade de montagem e instalação dos sistemas. É por
isso que eles estão sendo cada vez mais utilizados no setor
de energia eólica.
Além da confiabilidade, aqui o foco principal está na segurança operacional. Por exemplo, mesmo quando os conectores
estão desconectados, ainda é necessária uma proteção para
evitar o contato acidental. Isto é particularmente necessário
em circuitos que são alimentados por diversas fontes de energia. Por exemplo, no caso de um conector desconectado no
qual a voltagem de saída do dispositivo que carrega a bateria
estiver presente nos contatos no lado do conector, e a voltagem da bateria estiver presente no lado do receptáculo, um
dispositivo de conexão convencional não ofereceria proteção
contra contato acidental.
A solução: o Módulo Han® E Protected
Este problema particular pode ser resolvido com a ajuda do
Módulo Han® E Protected. Ele garante que a proteção contra
contatos acidentais seja mantida – inclusive quando o conector estiver desconectado.
Com suas raízes em tecnologia de acionadores, seu
status de pioneiro no campo de energia eólica, e uma
posição invejável como líder no fornecimento de serviços completos para energia eólica, a SSB emprega
mais de 500 pessoas no mundo inteiro e opera em três
áreas de negócio potentes e inovadoras. A sede do SSB
Group fica em Salzbergen, na região sul de Emsland/
Alemanha. Além da Alemanha, a empresa também
possui site e escritórios adicionais nos Países Baixos,
Espanha e China.
A série modular Han® é um sistema aberto que oferece alto
grau de flexibilidade. Ele permite aos usuários optar pelo conector preferido de acordo com a configuração necessária.
A série está sendo constantemente atualizada e ampliada –
incluindo a recente adição do Módulo Han® E Protected, que
é protegido contra contato acidental e usado com os módulos
existentes para sinais elétricos, ópticos e gasosos.
O principal recurso deste novo módulo são os novos pinos
de contato e módulos com proteção contra contato acidental,
permitindo layouts de conexão segura também nos campos
de aplicação onde altas voltagens estão presentes nos contatos e módulos (por exemplo, em conversores de freqüência).
Outros recursos incluem: seis contatos Han® E Crimp para 16
A, terminais em corte transversal que variam de 0,5 a 4 mm2,
e alta voltagem operacional de 830 V nos pinos de contato e,
soquete com proteção contra contato acidental.
Ralf Hagedorn
Project Engineer
SSB Service
[email protected]
Carsten Edler
Market and Application Manager
Wind Energy, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
55
t e c . N e w s 1 7 : H A R T I N G Te c h n o l o g y G r o u p
Gert Havermann
Operações em rede (networking) – A PICMG
desenvolve padrões de interface abertos
Definir padrões de interface abertos é uma das tarefas mais importantes em um setor em rápido desenvolvimento.
A ­HARTING é um dos contribuintes mais ativos do PICMG (PCI Industrial Computer Manufacturers Group) e busca
assegurar os futuros clientes em potencial da empresa, e ajudar a definir novos desenvolvimentos.
Para a ­HARTING, a participação ativa nos grupos de trabalho do PICMG envolve principalmente o aconselhamento e
apoio profissional em questões relacionadas a conectores.
Isto inclui soluções de conectores mecânicos e elétricos.
Porém, a integridade do sinal também é examinada a fundo. O trabalho requer muita contribuição. Teleconferências
semanais e reuniões regulares dos grupos de trabalho mostram a importância que a ­HARTING e os outros membros
dão ao consórcio e ao seu trabalho. Porém, as atividades do
56
PICMG não se limitam a discussões e consultas. Participação ativa também significa verificar novas especificações
que ainda estão na fase inicial de projeto por meio de simulações (HF, FEM) e testes significativos. O laboratório
central certificado da ­HARTING está bastante envolvido
neste trabalho. Além disso, o Centro de Competência em
SI e o laboratório de desenvolvimento próprio da ­HARTING
também dão extenso apoio às atividades dos grupos de
trabalho do PICMG.
harting tec.News 17 (2009)
Os grupos de trabalho
do PICMG abordam
diferentes áreas. Os
dois grupos Rugged
MicroTCA estão envolvidos na expansão
amplamente mecânica do padrão MicroTCA com o objetivo
de usar a arquitetura
de sistema projetada
Fig. 1: Sub-rack compacto p/ PC
para aplicações de
telecom em condições
mais severas, como na indústria, aviação ou transporte
(vide o artigo “Resistente a Choque”, pág. 30).
CompactPCI Plus é uma modernização predominantemente elétrica do padrão CompactPCI, destinada a evitar modificações mecânicas drásticas. No caso do CompactPCI
Plus, a estrutura do barramento paralelo PCI existente é
ampliada para incluir a transmissão serial de dados ponto
a ponto. Isto aumenta a taxa de dados e também melhora a
funcionalidade, porque os novos protocolos de transmissão
serial permitem uma arquitetura simples em estrela. A
compatibilidade retroativa é 100% mantida. Em outras palavras, os atuais módulos CompactPCI também são completamente funcionais nos novos sistemas CompactPCI Plus.
O PICMG3.1 também enfoca a expansão elétrica. O padrão
O PICMG (PCI Industrial Computer
Manufacturers Group) é um consórcio de mais de 450 empresas que
trabalham em conjunto para desenvolver padrões abertos para telecomunicação de
alto desempenho e aplicações de computação industriais. As especificações PICMG incluem: Compact
PCI®, AdvancedTCA®, AdvancedMC™, MicroTCA™,
CompactPCI Express, COM Express™ e SHB Express™. Atualmente a ­HARTING está ativa em cinco grupos de trabalho PICMG: Rugged Microtca.1,
Rugged Microtca.2, Compact Pci Plus, Picmg3.1 e
Piccc (Www.Picmg.Org).
Fig. 2: Sub-rack ATCA
PICGM3.1 descreve o uso de protocolos Ethernet na arquitetura PICMG3.0 (também conhecida como AdvancedTCA
ou ATCA). Atualmente a especificação PICMG3.1 existente
está sendo estendida para suportar o novo protocolo serial
10GBps conforme o IEEE 802.3ap_KR.
O PICCC (PCI Industrial Computers Channel Characterization) busca atingir um objetivo mais abrangente: a definição de canais de transmissão para altas taxas de dados.
No futuro todas as especificações PICMG, e de preferência
também as arquiteturas proprietárias, estarão em conformidade com esta definição. Esta especificação tem muitas vantagens. A nomenclatura uniforme das interfaces
no canal de transmissão ajuda a evitar mal-entendidos
caros entre fabricantes de componentes e projetistas ao
nível de placa/sistema. Melhores definições dos modelos
de simulação e dados de medição melhoram o intercâmbio e a comparação dos dados de medição e dos modelos
de simulação. Isto também economiza tempo em projetos
de novas aplicações. Para os fabricantes de componentes,
isso significa que o conhecimento para criar estes dados
deve estar disponível, e que devido à melhor comparação,
o foco tem que estar na qualidade dos componentes. Por
conseguinte, isto dá à ­HARTING uma vantagem competitiva
porque ela já tem o conhecimento necessário, e a qualidade
sempre teve um papel predominante na empresa.
Gert Havermann
Signal Integrity Engineer, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
57
te c . N e w s 17 : Au to m at i o n I T
Prof. Dr. Michael Beitelschmidt & Britta Rohlfing
www.messstrassenbahn.de
Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Dresden e parceiros do setor
estão operando um veículo leve sobre trilhos para conduzir pesquisa de campo.
As medições em campo são uma base excelente para o desenvolvimento de novas tecnologias de transporte metropolitano
e sistemas ferroviários de grande porte. Os pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Dresden, sob a liderança do
Prof. Michael Beitelschmidt, estão conduzindo pesquisa de longo prazo no sistema da Autoridade de Transporte de Dresden,
em colaboração com parceiros do setor privado incluindo o ­HARTING Technology Group.
Atualmente, novos bondes estão sendo entregues à Autoridade
de Transporte de Dresden para ampliar e modernizar o serviço na área ao redor da Ópera Semper. A Bombardier Transportation GmbH está fornecendo os veículos, fabricados em suas
instalações de produção em Bautzen, próximo de Dresden. A
entrega deste veículo abriu as portas para uma colaboração
sem precedentes entre a Autoridade de Transporte de Dresden, a comunidade de pesquisas e a indústria. Durante um
período de pelo menos cinco anos, um grupo de pesquisadores
da TU Dresden sob a direção do Prof. Dr. Michael Beitelschmidt (Rail Vehicle and Rail Technology Institute) irá consuzir medições de alta resolução a curto prazo e observação
de tensão contínua em bondes durante sua operação normal.
Onze parceiros do setor privado concordaram em participar
do projeto. O ­HARTING Technology Group forneceu uma parcela significativa de conectores, cabos e tecnologia de rede
para o projeto. Os resultados da pesquisa vão resultar em
conhecimentos úteis que ajudarão os engenheiros a desenvolver futuros veículos sobre trilhos. O objetivo do exercício é
reduzir os custos de desenvolvimento e produção, e o tempo
de lançamento no mercado.
Dados de campo serão alimentados em
programas de simulação, que são uma
ferramenta essencial do projeto.
58
Foi possível iniciar o projeto rapidamente. A instrumentação
de alto nível foi instalada enquanto o veículo estava sendo fabricado. O laboratório móvel é usado durante o serviço normal
de passageiros no sistema do metrô de Dresden, sem prejudicar o projeto de pesquisa de forma alguma. Do ponto de vista
da universidade, a pesquisa pode ser feita no laboratório móvel com um nível de qualidade completamente diferente. Em
primeiro lugar, o bonde de teste é um objeto de demonstração
ideal, que pode ser usado para melhorar os programas de treinamento de futuros especialistas em veículos sobre trilhos.
Os parâmetros do veículo, incluindo todas as idiossincrasias
da operação cotidiana, podem ser simulados no laboratório
móvel, fornecendo um ambiente realista da operação em tempo real.
O bonde de teste serve como instrumento de validação para as
pesquisas de modelagem e simulação de veículos. Cada simulação tem que ser subsidiada (validada) por dados de medições
reais, pelo menos em bases de amostragem. Ter informações
precisas sobre a plataforma de medição e poder relacionar os dados a situações específicas de condução coloca
os pesquisadores em uma posição ideal. A simulação
do projeto do veículo pode ser comparada com dados
reais, para refinar os programas de simulação. Isto
aumenta a confiabilidade das previsões feitas
harting tec.News 17 (2009)
bar
wire rope
NI cRIO 9104
3x cap. acc.
NI cRIO 9104
3x cap.
acc.
microphone
2 DMS
2 DMS
3x cap.
acc.
4 DMS
Switch
HARTING
Ext HD
Industrial-PC
vehicle bus
Laptop
2 DMS
undercarriage box
NI cRIO 9104
Etc
GPS
1x cap.
acc.
2 DMS 2 DMS
Temperature
GPRS
1x cap.
acc.
2 DMS
connector Han® HPR
metal box
instrumented bogie
3x
1x ultrasound
Os pesquisadores universitários não são
os únicos beneficiários. O projeto também
traz benefícios diretos para os parceiros
do setor privado. Pela primeira vez, resultados baseados em dados que foram coletados durante um longo período de tempo
na operação em campo fornecem conhecimentos sobre a tensão exercida no veículo,
nos trilhos e na instrumentação que foi
usada no projeto.
6x
4x ultrasound
2x inductive
3x inductive
fluxograma de informações
por simulações realizadas durante a fase de desenvolvimento
de novos veículos sobre trilhos. A natureza de longo prazo das
medições também oferece a oportunidade de detectar mudanças a longo e médio prazo no veículo e nos trilhos, e derivar
novas técnicas preditivas.
O projeto de pesquisa é o resultado de intensa e construtiva
colaboração entre parceiros do setor privado, a Autoridade de
Transporte de Dresden e a TU Dresden. Ao todo 50 pontos de
medição, a maioria dos quais fornecidos pela Kistler Instruments AG (especializada em tecnologia de sensores), foram
instalados nos rolamentos de roda, no chassi, na carroceria
do carro e no compartimento de passageiros. Os sensores capturam continuamente os caminhos da vibração, aceleração,
expansão e outros dados físicos, e dados elétricos também
são registrados. Três transformadores de instrumentos da National Instruments Germany GmbH fornecem dados através
de um switch eCon 4080-B da ­HARTING para um PC industrial, que salva os dados em um disco rígido.
Um modem GPRS transmite as informações do
dia para o computador. A empresa IMA GmbH
Dresden foi responsável pelo
projeto de software.
A ­HARTING utiliza os resultados como uma
contribuição direta durante o desenvolvimento contínuo da série de conectores pesados Han® HPR. Isto permite à empresa
preparar futuras soluções de conector ainda mais próximas
dos requisitos operacionais reais.
Os parceiros do projeto também estão aproveitando a oportunidade para preparar intensivamente cientistas e engenheiros
em início de carreira para as tarefas que terão pela frente. Isto
inclui a experiência que eles ganham trabalhando junto com
os outros parceiros do projeto.
A TU Dresden montou um novo site da Web. Visite www.
messstrassenbahn.de para obter as mais recentes notícias
sobre este projeto.
Prof. Dr. Michael Beitelschmidt
Rail Vehicle and Rail Technology Institute, Dresden
University of Technology
[email protected]
Britta Rohlfing
Market Manager Transportation, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
59
t e c . N e w s 1 7 : H A R T I N G Te c h n o l o g y G r o u p
Nouhad Bachnak
O melhor desempenho
Os dispositivos moldados interconectados (MIDs) estão ficando cada vez
mais populares nas indústrias de equipamentos automotivos, médicos e de
segurança.
O desenvolvimento de componentes MID ocorre através da miniaturização e redução do número de componentes, bem como aumento da funcionalidade. A HARTING concentra-se no injeção de molde em dois disparos e na
estruturação direta por laser.
E não é apenas conversa entre especialistas. Componentes MID (dispositivos moldados interconectados) estão
sendo cada vez mais utilizados em aplicações práticas.
Esta tecnologia relativamente recente oferece aos fabri-
60
cantes e usuários uma ampla gama de benefícios. Vários
fatores estão estimulando o desenvolvimento da tecnologia MID. Uma das principais considerações é a miniaturização de componentes, na medida em que os projetistas
harting tec.News 17 (2009)
tentam agregar mais funcionalidades em tamanhos menores e tornar seus produtos mais amigáveis ao usuário.
A racionalização é outra questão. Os objetivos do projeto
podem incluir a redução da quantidade de componentes,
do número de etapas do processo de produção ou do tempo
de montagem. A tecnologia MID 3D oferece um alto nível
de integração, liberdade e precisão de projeto, permitindo
agregar mais funcionalidades e combinar funções mecânicas e elétricas em um único dispositivo.
componentes robustos e de alta qualidade. Porém, cada
um tem vantagens e desvantagens que complementam o
outro. Decidir qual é a melhor escolha depende da aplicação específica.
3
O processo de produção MID na HARTING AG
A ­HARTING adotou rapidamente a nova tecnologia e enfrentou os desafios. Após uma avaliação das várias técnicas
MID, a empresa decidiu se concentrar em duas técnicas de
produção: moldagem por injeção em 2 etapas (2K) e estruturação direta a laser (LDS). Ambos os processos produzem
Fig. 1: Alto nível de automação da produção: célula
robótica para o processo a laser
61
t e c . N e w s 1 7 : H A R T I N G Te c h n o l o g y G r o u p
A moldagem por injeção em 2 etapas (2K) é ideal para produção de componentes 3D MID complexos com layout de
pistas 3D genuínas (pistas em pelo menos três planos e
furos cilíndricos no substrato). A tecnologia 2K tem a desvantagem de que qualquer mudança no layout requer uma
modificação no molde. Moldes 2K são caros e só são viáveis
para altos volumes de produção (normalmente > 500.000
unidades/ano). A largura mínima da pista também é significativamente maior se comparada com a tecnologia LDS.
A estruturação direta a laser (LDS) é a melhor solução para
aplicações nas quais a tecnologia 2K apresenta grandes
desvantagens. Os custos do molde são comparáveis ao
custo de um molde de plástico padrão. Apenas algumas
modificações no software são necessárias para mudar o
layout, facilitando a produção de várias versões diferentes
com o mesmo substrato básico. As larguras mínimas de
pista obtidas são menores se comparadas com a tecnologia
2K. A principal desvantagem do LDS é a incapacidade de
metalizar áreas que são impossíveis ou difíceis de acessar
com o feixe de laser. Os substratos de plástico nestas áreas
não podem ser estruturados antes da metalização. A única
Fig. 2: Fluxo de processo MID usando o processo LPKF LDS (moldagem,
marcação a laser, revestimento de chapa e montagem SMD)
alternativa é o incômodo reposicionamento para criar as
estruturas.
Gama de aplicações
Os principais produtos MID atualmente em produção seriada na ­HARTING são fabricados principalmente para os
mercados de equipamentos automotivos, médicos e de segurança. Sensores solares são usados em aplicações climáticas e automotivas. Componentes MID 2K são projetados
como portadores de chips conectados por fiação fina. Para
Controle Adaptável de Cruzeiro e aplicações automotivas,
a ­HARTING oferece um módulo LDS mecatrônico com componentes SMD, contatos para conectores plug-in e conexões
de soldagem. A linha da ­HARTING inclui uma ferramenta
para equipamento dental, um portador de microfone para
aparelhos auditivos e um sensor de luz para cortinas de
luz, equipamentos de automação e monitoração de processos. A ­HARTING também produz um módulo mecatrônico
de câmeras com layout 3D SMD genuíno para aplicações
de câmeras e automação industrial.
Estado da tecnologia MID na Harting
Os seguintes materiais estão sendo usados atualmente
como substratos na produção em série: Vectra E820i LDS,
E840i LDS, Pocan DP 7102, DP-T7140 (para LDS), Vectra
E130/E820i Pd (para 2K). Os componentes precisam ser
aprovados em testes elétricos, mecânicos e ambientais extremamente severos baseados em padrões IEC antes da
liberação para a produção em série. As condições padrão
de teste na ­HARTING são armazenamento a 125°C durante
1.000 horas, ciclos alternados de temperatura entre -40
°C e +125 °C (1.000 ciclos, para LCP a 150 °C), calor e
umidade (85 °C / 85% UR; para DP-T7140 40 °C / 93% UR),
ar industrial multicomponente (21 dias), e vários testes de
vibração incluindo um teste de vibração em banda larga.
Os parâmetros elétricos realizáveis (mesmo após o teste de
stress) são os seguintes:
- Resistência do isolamento: > 10 MOhm
-Densidade atual: 250 mA a uma largura de pista de 200
µm (500 mA a uma largura de 500 µm)
-Tensão elétrica: 200 V a um espaçamento de pista de 200
µm
No setor de montagem e conexão, a ­HARTING usa tecnologias como SMD em MID (com soldagem livre de chumbo ou
62
harting tec.News 17 (2009)
adesivos eletricamente condutores), fixação por wirebond
e FlipChip.
A produção de componentes MID 3D é desafiadora do ponto
de vista da engenharia. A implementação bem-sucedida
da tecnologia é totalmente dependente da compreensão
das relações e do domínio do processo de produção. Como
resultado, a ­HARTING AG Mitronics consolidou a cadeia
de valor agregado inteira, desde o molde por injeção até a
montagem, conexão e embalagem de chip no local.
Para estimular os negócios com MID, atualmente os esforços estão concentrados na automação, na estabilização dos
vários processos e na concatenação das etapas de processo
individuais.
Nouhad Bachnak
Head of Research & Development, Switzerland
HARTING Technology Group
[email protected]
FTS 3100
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www.HARTING.com
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response and real time performance automation requires at field level.
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63
t e c . N e w s 1 7 : H A R T I N G Te c h n o l o g y G r o u p
Gert Havermann
Teste prático
A HARTING otimiza a caracterização de componentes de alta freqüência
Na medida em que as taxas de dados continuam aumentando, os equipamentos de teste precisam se manter atualizados
com os avanços da tecnologia. Nós acabamos de instalar uma nova estação de sondagem no Laboratório de Integridade
de Sinais da ­HARTING Technology Group. As estações de sondagem foram originalmente desenvolvidas para testar semicondutores, mas elas também podem ser usadas para caracterização de alta freqüência de componentes passivos, como
conectores e PCBs.
O problema da caracterização de componentes é encontrar um
modo de conectar o DUT ao dispositivo de medição. Na maioria
dos trabalhos de caracterização, conectores eletrônicos devem ser montados em um PCB satisfatório. Porém, a interface
com o dispositivo de medição não é a única consideração. O
layout do PCB também deve ser escolhido cuidadosamente,
para assegurar que as características do PCB não estejam
mascarando as características do conector. Diferentes PCBs
são necessários para medições diferentes. Os PCBs usados
para caracterização de alta freqüência devem ter baixa perda,
64
baixa reflexão e diafonia mínima, para assegurar que parâmetros inalterados de conector possam ser extraídos. Conectores
coaxiais de alta gradação, que cobrem a faixa de freqüência de
teste inteira, são necessários para a conexão do equipamento
de medição.
É necessário um grande esforço para simular e otimizar a
transição entre o conector coaxial e o PCB, para assegurar que
os resultados da medição sejam precisos. Conectores coaxiais
tomam muito espaço, as pistas do PCB têm que ser relativamente longas e as perdas tendem a aumentar (vide a Fig. 1:
harting tec.News 17 (2009)
tec.News 17: Professional Broadcast
Fig 1: PCB de teste com conectores coaxiais
PCB de teste). Uma estação de sondagem elimina conectores
coaxiais e reduz significativamente a complexidade dos PCBs
de teste. Ela também melhora a qualidade dos resultados da
medição.
Uma estação de sondagem é essencialmente um dispositivo
mecânico que posiciona um conjunto de sondas de alta precisão sobre os objetos de teste (vide a Fig. 2: estação de sondagem). Teoricamente, as sondas poderiam ser posicionadas à
mão. Porém, as características mecânicas das sondas de alta
freqüência deixam óbvio que uma estação de sondagem é a
única solução possível:
- espaçamento de contato mínimo < 0,1mm
- contato simultâneo a 8-12 pontos por linha de dado (dependendo da sonda)
- pressão de contato uniforme, reprodutível, normalmente
dentro de tolerâncias mínimas (freqüentemente menores
que ±0,1N)
Como as sondas contatam diretamente o PCB ou o objeto de
teste, não há nenhuma necessidade de conectores coaxiais,
que precisam de muito espaço (vide Fig. 3: PCB de sonda de
teste). O estreito espaço das pontas da sonda permite posicionar os coxins de contato do PCB muito perto do objeto a ser
medido, e as pistas podem ser mantidas extremamente curtas.
O ideal é que as pistas sejam tão curtas que sua influência
sobre os resultados seja desprezível.
Normalmente não é possível avaliar diretamente os parâmetros passivos de componentes individuais do sistema (por
exemplo, chassi) usando a estação de sondagem, devido às
restrições de posicionamento das sondas. Porém, os parâmetros da placa de teste podem ser determinados diretamente na
Fig. 2: Estação de sondagem
Fig 3: PCB de teste com coxins de contato para a estação de sondagem
estação de sondagem, e estes parâmetros podem então ser retirados dos resultados (deembedding). Em seguida, os parâmetros do componente que está sendo avaliado permanecem.
Gert Havermann
Signal Integrity Engineer, Germany
HARTING Technology Group
[email protected]
65
tec.News 17: Caleidoscópio
66
harting tec.News 17 (2009)
Tadeusz Wróbel, Maciej Blach & Hanna Patalas
Conhecimento é bom, mais
conhecimento é melhor ainda
As soluções de diagnóstico remoto de guindastes para poços da indústria de mineração
ajudam a manter as coisas em movimento – mesmo quando tudo fica difícil.
Os guindastes para poços na indústria de mineração operam em ambientes extremamente adversos. Os guindastes
são expostos a fluidos muito agressivos, e há risco considerável de pó e explosões de metano. Os guindastes devem
ser extremamente confiáveis e seguros, e os sistemas de diagnóstico remoto de alta precisão desempenham um
papel extremamente importante. A ­HARTING está fornecendo um sistema de alto desempenho, o Han-INOX®, para a
fabricante de instrumentação TEMIX.
Desde 1988, a TEMIX vem desenvolvendo sistemas que monitoram o estado doscabos de içamento dos guindastes de
mineração, e implementando mecanismos de compensação.
Os sistemas TEMIX medem diretamente a carga aplicada às
cordas de içamento em guindastes para poços com múltiplos
cabos. Os sistemas TEMIX também medem a carga em cordas
de içamento presas a plataformas de trabalho que operam
em poços subterrâneos. Muitos anos de experiência prática e
conhecimentos comprovados na aplicação de tecnologias e técnicas de medição no estado da arte fizeram da TEMIX um dos
principais fabricantes da Europa. Os sistemas TEMIX foram
instalados em minas de carvão e cobre na Polônia, República
Tcheca e Rússia.
Além das unidades de medição e compensação, o sistema TEMIX também inclui um software de análises gráficas usado
para avaliar as forças exercidas sobre o cabo. Os dados e informações sobre as condições do cabo são apresentados em um
formato amigável para o usuário, permitindo que as equipes
de manutenção dos cabos reajam mais rapidamente e com
maior precisão. Estas atividades aumentam significativamente a confiabilidade operacional dos guindastes para poços, e os
riscos associados às diferentes forças que atuam no cabo são
virtualmente eliminados. Também há outras vantagens:
- O sistema assegura que o desgaste do conjunto do guindaste
para poços seja uniforme, aumentando a vida útil dos cabos.
- O sistema melhora a qualidade do sistema de controle de
movimento no poço da mina
- O desgaste dos elementos do rolamento guia montados na
gaiola e nas guias do poço é reduzido, aumentando sua vida
útil
Aquisição e transmissão de dados
O sistema utiliza tecnologia de transmissão de dados sem fios.
Um fluxo contínuo de dados de medição é enviado do elevador
do poço da mina até o controlador. O conjunto de dados contém os principais parâmetros operacionais do guindaste, por
exemplo as forças exercidas sobre os cabos. Os dados também
indicam se a gaiola está funcionando suavemente. Para avaliar
as características de funcionamento, os fatores de aceleração
são medidos nos dois eixos de coordenadas que são orientados verticalmente com relação ao sentido de movimentação da
gaiola. Um computador industrial se comunica por um link
Fig. 1: Distribuidor à prova de faísca no microprocessador da
unidade de controle, que mede a carga nas cordas de içamento de
um elevador de poço de mina usando o conector Han® Q 5/0 Quick
Lock em uma base Han® 3 A INOX.
3
67
tec.News 17: Caleidoscópio
Compensação de carga para cordas de içamento em um elevador de poço de mina
sem fios com um microcomputador que fica situado na gaiola,
e que envia dados de medição junto com um fluxo contínuo
de dados de serviço, que contêm informações sobre o estado
operacional da gaiola. Múltiplos modems (aprox. 500 [mW]
operam por um link sem fios usando uma faixa de freqüência
acessível a todos (vide Fig. 6).
Uma solução moderna foi escolhida para fornecer energia à
unidade de controle montada no elevador do poço da mina. Um
controle remoto também foi desenvolvido para administrar
as funções de aquisição de dados na unidade de controle. As
funções de transferência de dados, fornecimento de energia
e controle são ativadas assim que a gaiola chega à estação de
carga superior. A energia é fornecida à unidade de aquisição
de dados e controle por um campo eletromagnético ao invés
de um contato. A distância máxima entre o transmissor e o
receptor de energia é de 50 mm na posição de carregamento.
O sistema pode ser controlado de um terminal de computador
instalado em qualquer ponto da rede da empresa.
A contribuição da HARTING
A TEMIX optou pela série Han-INOX® e um conector rápido
para fornecer energia ao sistema. A versão usada nesta aplicação é a Q 5/0 com tecnologia de terminais Quick Lock®. Esta
tecnologia de conectividade e o material usado no Han-INOX®
são uma boa opção para a indústria de mineração (Fig. 1). As
bases e carcaças são feitos em liga de alumínio ou zinco, mas
estes materiais não estão em conformidade com as exigências regulatórias e de processo, por exemplo a prevenção de
explosões de metano.
A Han-INOX® tem várias vantagens sobre os sistemas que
operam em condições ambientais adversas. Em primeiro lugar, a versão em aço inoxidável oferece uma estabilidade mecânica significativamente melhor em comparação com ligas,
alumínio ou outros materiais. O Han-Quick Lock® também
tem manipulação simples e rápida, que reduz o tempo de instalação e remoção.
Processo
Após uma análise muito precisa dos fluxos de força e das
forças exercidas sobre o cabo ao longo de todo o caminho
percorrido pela gaiola, são feitas correções baseadas nas mudanças no diâmetro do enrolamento do cabo no rolo de tração
da máquina, e ajustes no comprimento. Em comparação com
os métodos usados no passado, o objetivo é equilibrar a dis-
68
Fig. 2: Diagrama que mostra as forças exercidas sobre a gaiola
antes da correção (imediatamente após a instalação dos cabos)
Fig. 3: Diagrama que mostra as forças exercidas sobre a gaiola
após a correção inicial
Fig. 4: Diagrama que mostra as forças exercidas sobre a gaiola
após a terceira correção
Fig. 5: Diagrama que mostra as forças exercidas sobre a gaiola
após a correção final (reconhecida pelo usuário como um
resultado satisfatório)
harting tec.News 17 (2009)
Estação de trabalho do maquinista
LAN da empresa
Ethernet
10/100MB/s
Dados de
sistema do
servidor
Transportador superior
Unidade de controle central
Escritório
do poço
RS 485
(2 pares)
Supervisor
dos sistemas
do poço
Maquinista
chefe do
poço
Visualização da aplicação: distribuição da
força nos cabos
Aplicação de serviço:
monitoração do estado
operacional do sistema
Aplicação: monitoração
do sistema de controle
remoto Estação de trabalho do maquinista
Unidade de controle
local
Distribuidor à prova de faísca no
microprocessador da unidade de
controle, que mede a carga nas cordas de içamento de um elevador de
poço de mina.
Fig. 6: Sistema para monitorar a qualidade do sistema de guia da gaiola para guindastes para poços com múltiplos cabos na indústria de mineração
tribuição de carga entre os cabos de gaiolas com múltiplos
cabos. Isto é feito usando uma alavanca de compensação, e
quando a manutenção correta é executada nos elementos de
suspensão, os diferenciais de força geralmente ficam na faixa
de 30-40%. Até agora, a experiência prática demonstrou que
as correções não ultrapassam diferenciais de ±2-3%. Isto significa que a tecnologia de medição e compensação da TEMIX
é significativamente mais eficiente que o previsto antes do
desenvolvimento inicial (vide Fig. 2-5).
Aplicação
As soluções padrão anteriores ficavam restritas a zonas não
explosivas. Os conectores industriais usados nesses sistemas
representavam um ponto fraco. Devido ao ambiente e condições de trabalho extraordinariamente severos que os clientes
haviam especificado para a TEMIX, os requisitos (força mecânica do gabinete e classe de proteção IP) são significativamente mais exigentes em comparação com ambientes padrão.
Nenhum dos conectores usados anteriormente pela TEMIX
era adequado. Porém, conectores satisfatórios eram uma das
principais exigências para o desenvolvimento do sistema na
bacia de mineração russa no sul da Sibéria.
A única família de conectores satisfatória para esta aplicação
era a Han-INOX® com o conector embutido Han® Q 5/0 Quick
Lock. Graças a este conector foi possível certificar os sistemas
para ambientes severos e implementar o sistema no local do
usuário final.
Ing. Tadeusz Wróbel
Managing Director
TEMIX Sp. z o.o
[email protected]
Maciej Blach
Market Manager Industry, Poland
HARTING Technology Group
[email protected]
Hanna Patalas
Market Development Manager, Poland
HARTING Technology Group
[email protected]
69
tec.News 17: Caleidoscópio
Hassan Ouraghi
Bom Apetite!
Conectores profissionais para gourmets franceses
Os franceses são particularmente apaixonados por waffles e crepes. Freqüentemente, vemos crepes nos cardápios
como uma especialidade local, particularmente na parte ocidental do país. A HARTING apóia a Krampouz, um fabricante localizado em Pluguffan na extremidade ocidental da Bretanha, produzindo produtos que dão às pessoas do
mundo inteiro a oportunidade de desfrutar dos lanches franceses favoritos onde quer que seja.
A Krampouz é um produtor especializado em chapas de
assar crepe e formas de waffles desde 1949. A carteira de
produtos da empresa inclui uma linha familiar e uma linha
profissional. No mercado profissional, os crepes e waffles
70
devem atender expectativas de qualidade mais exigentes
que no mercado familiar, onde as formas de waffles e as
chapas de assar crepe também devem ser muito mais confiáveis. Os profissionais que fazem crepes e waffles preci-
harting tec.News 17 (2009)
sam de equipamentos confiáveis e de alta disponibilidade
que permitem tirar o máximo de seus talentos culinários
em qualquer condição. Crepes e waffles podem ser “apenas” lanches, mas a qualidade da Krampouz é uma questão
de orgulho.
Múltiplos crepes
As máquinas estão disponíveis em diversos modelos, que
são projetados para diferentes situações e que oferecem
uma gama de recursos. Algumas chapas de crepe e formas
para waffles são instaladas permanentemente em restaurantes, enquanto outras são utilizadas temporariamente
em mercados e eventos ao ar livre. Estas máquinas devem
ser portáteis. Elas devem ser fáceis de montar e desmontar,
e precisam ser projetadas para continuar funcionando com
confiabilidade em condições de tempo inclementes.
Fig. 1: Forma Profissional para Waffles (protótipo)
Os conectores de energia da linha profissional devem ser
suficientemente robustos para estas aplicações. Há sempre
o risco de torção e desgaste do cabo de energia. Os conectores e os cabos que eram utilizados anteriormente nos
equipamentos da Krampouz tinham que ser substituídos
freqüentemente.
Aplicação: móvel e em todos os lugares
A Krampouz está tendo muito mais sucesso utilizando conectores Han® Q 5/0 com tecnologia de terminais Quick
Lock nos cabos de energia. A migração para conectores
industriais ajudou a Krampouz a cortar custos e tornar os
dispositivos mais convenientes para uso, o que aumenta
significativamente a satisfação do cliente. A solução da
HARTING deixa o produto mais amigável ao usuário e mais
fácil de instalar. Os conectores são mais robustos e duram
mais. Nenhuma ferramenta é necessária para encaixar e
remover conectores Han® Q 5/0 Quick Lock, e esta é uma
característica que corresponde ao perfil dos clientes da
Krampouz. Os conectores são projetados para alta correntes, que é outra vantagem desta solução.
A Krampouz projetou o Han® Q 5/0 Quick Lock em uma
nova máquina que tem características sob medida para
atender as necessidades de um cliente particular. Um dos
principais requisitos era uma solução de conexão/descone-
Fig. 2: Han® Q 5/0 Quick Lock com braçadeira metálica de cabo e
braçadeira de cabo com antepara
xão rápida dos cabos, de forma que as máquinas possam
ser movidas e limpas com facilidade sem os cabos.
Após o sucesso desta aplicação, a Krampouz fez uma análise de engenharia e de economia de custos. Finalmente,
a empresa decidiu incluir a nova solução no catálogo do 1º
trimestre de 2009.
Hassan Ouraghi
Industrial Product Manager, France
HARTING Technology Group
[email protected]
71
tec.News 17: Caleidoscópio
Tomas Ledvina & Jakub Vincalek
Aplicação
especial – construção
Controle automático de elevadores especiais em uma aplicação muito exigente
Os padrões de desempenho, confiabilidade e segurança de elevadores não são importantes apenas no mercado de
elevadores de passageiros. Plataformas de içamento especiais, incluindo elevadores de carga e construção, têm que
atender os mesmos requisitos exigentes apesar do fato de operarem sob condições mais difíceis. As soluções da
­HARTING fornecem apoio para pontos críticos dos sistemas de automação.
Os atuais sistemas de automação de elevadores enpregam uma
impressionante gama de funcionalidades, que estão sendo
cada vez mais exploradas em aplicações de elevadores especiais. Os elevadores de construção têm seus próprios perfis de
requisitos, que devem ser considerados quando o know-how
em sistemas de elevadores de passageiros é transferido para
o mercado industrial. Os projetos de construção ficaram tão
complexos que a abordagem convencional usada no passado
para elevadores de construção não é mais uma opção viável.
Antigamente o operador do elevador movia a plataforma até o
chão, onde o pedreiro indicava que precisava de massa amarrando um trapo à corda de içamento, e ali o operador precisava
parar a plataforma. Para manter o trabalho em andamento
sem interrupções, os elevadores de construção têm que atender os mesmos padrões que os elevadores de passageiros –
mas isso não é tudo. Eles também devem ser projetados para
o ambiente operacional específico do local.
Elevadores especiais precisam atender requisitos muito exigentes. A necessidade de sistemas móveis e flexíveis que são
instalados ao ar livre realça particularmente a magnitude da
tarefa. Elevadores especiais normalmente são instalados ao ar
livre, sem proteção contra os elementos. Condições de tempo
72
variáveis, variações de temperaturas , instalação e remoção
rápida e equipamentos de conectividade e controle construídos para suportar ambientes severos e permitir fácil acesso
durante visitas de manutenção, e com boas características de
manutenção, definem o perfil dos requisitos. Os elevadores de
construção são usados para transportar passageiros e materiais. As condições específicas do local e as especificações do
usuário também fazem parte da equação.
Elevadores especiais devem ser projetados para operar sob
estas condições, e oferecer recursos que vão além de soluções
padronizadas. Eles devem ser adaptáveis à altura dos edifícios
de hoje.
Mobilidade é imperativo
A mobilidade é imperativo, na medida em que os elevadores
são repetidamente montados e desmontados novamente, para
então serem removidos para outros locais. Eles ainda devem
ser seguros e confiáveis, e isto representa demandas significativas sobre o sistema de controle. Não faz muito tempo,
operadores humanos eram considerados como a melhor opção.
Só recentemente foram introduzidos sistemas de automação e
controle capazes de entregar o desempenho e as característi-
harting tec.News 17 (2009)
cas necessárias para as aplicações de elevadores especiais, e que podem ser implementados
sem comprometer a segurança, confiabilidade
e flexibilidade geral do sistema.
A empresa tcheca TENAX CZ s.r.o. trabalhou
em conjunto com a ­HARTING para desenvolver
um sistema de alto desempenho que oferece
uma linha completa de funções, e que pode
ser adaptado às necessidades das aplicações
particulares. Uma interface simples e segura
também era um objetivo principal do projeto.
Um design de bloco funcional que pode ser
adaptado às necessidades individuais do
Fig. 2: caixas de controle de andar preparadas para a
Fig. 1: caixa de controle no novo
cliente foi escolhido para atender estes reextensão de andar
andar superior
quisitos. A empresa pode fornecer sistemas
de controle automático, semi-automático, ou
controle totalmente manual. A modularidade também é uma destino pode ser selecionado no painel de teclas na cabine.
característica fundamental do projeto mecânico. Todas as pe- Luzes ou texto indicador no painel da tela mantêm o operador
ças mecânicas são pré-fabricadas, e podem ser montadas para informado sobre as atuais instruções e todas as principais
compor um kit de peças que é fácil de montar e desmontar condições de status do sistema.
novamente. Todos os elementos são projetados para resistir a Uma caixa de controle de andar (PO), que pode ser usada para
severas condições climáticas e a altas tensões mecânicas (IP chamar a cabine, fica situada em cada andar. As caixas de controle nos andares têm conectores onde cabos pré-fabricados
65, antivandalismo).
são fixados. Os cabos correm entre as caixas localizadas nos
Ao pressionar um botão
Os trabalhadores da construção podem operar o sistema TEtermination
NAX diretamente no modo automático. A cabine pode ser posicionada no andar desejado pressionando o botão nas caixas
nth floor control
box
de chamada que ficam situadas em cada andar. O andar de
panel
drives
PLC K
SPO
2nd floor control
box
exciter circuit
1st floor control
box
TNX
exciter circuit
PLC S
PLC S stable control unit
PLC K control unit mounted in the cabin
TNX TNX bus
SPO floor control bus
Fig. 3: Sistema de controle para elevadores especiais
3
73
tec.News 17: Caleidoscópio
diferentes andares. O cabeamento forma um barramento de
controle de andar (SPO) que é terminado na seção estável do
sistema de controle.
A seção estável do sistema de controle (PLC S) executa as
seguintes funções:
- Ela recebe e interpreta os comandos das caixas de chamada
nos andares, e envia informações de reconhecimento do comando aos usuários.
- O PLC S processa as informações de posicionamento que foram enviadas pelo subsistema de controle na cabine quando
um comando é acionado no painel de controle da cabine.
- O subsistema de controle também assegura que os comandos
de posicionamento das unidades de controle do andar e da
cabine sejam seqüenciados e executados da maneira mais
eficiente.
-E
le codifica as informações para o subsistema de controle a
bordo da cabine, para assegurar que a transmissão atenda
os requisitos de EMC.
O segundo subsistema de controle (PLC K) é uma unidade
móvel que é montada na cabine. Esta opção de design foi escolhida para:
- assegurar interação operacional segura com o usuário do
elevador que está acionando o painel de controle
- oferecer controle operacional seguro dos subsistemas de
acionamento.
Fonte de energia para as unidades de acionamento
Uma das características distintas dos elevadores especiais é
a colocação das unidades de acionamento. Normalmente estas
unidades contêm vários motores elétricos com potência de até
30 kW, que são montados diretamente na plataforma do elevador. Os subsistemas de controle centrais devem ser localizados
bem perto das unidades de acionamento para fornecer os necessários controles de movimentação e funções de retorno.
Outra característica distinta dos elevadores especiais resulta
do posicionamento das unidades de acionamento e dos cabos
de força. O cabo que alimenta os motores é roteado entre a
cabine e a estrutura de apoio. Para evitar o risco de enganchamento, que pode causar falhas se mais de um cabo for
instalado, apenas o cabo de força pode ser montado na cabine.
Como resultado, as linhas de dados são roteadas ao longo da
lateral dos condutores de energia em um único cabo. A solução
usada pelo sistema da TENAX é um barramento especial que
é semelhante ao barramento RS485, mas que é projetado para
resistir aos picos de voltagem induzidos na baixa voltagem
pelos condutores de alta voltagem, que transmitem energia às
unidades de acionamento. Uma codificação apropriada tam74
TENAX CZ s.r.o., based in Prague in the Czech Republic, is an authorized HARTING Group distributor. In addition TENAX also develops and produces
programmable control systems. TENAX construction site elevator systems are at work in many countries. The manual version is being used in Miami,
Florida, and the version with automatic control is
currently being deployed in the UK.
bém é usada para assegurar a integridade da transmissão
de dados.
Conectores industriais da série Han® desempenham um papel vital neste contexto. Encaixes robustos são necessários
para assegurar conexões seguras no barramento RS485, e
os engenheiros escolheram os encaixes híbridos Han® Q 7/0
e Han-Com® K 4/8, que transmite energia aos acionadores.
A unidade de controle de última geração será baseada em
Ethernet, usando switches da série mCon 7000 para a gaiola
do elevador, e switches da série sCon 3000 para a unidade de
controle no andar térreo.
O design modular suporta controle totalmente automático,
semi-automático e manual, e o perfil funcional de cada sistema pode ser personalizado para atender necessidades específicas do usuário e condições específicas do local. Como as
peças são pré-fabricadas, os elevadores podem ser montados
e desmontados novamente com rapidez.
Este sistema não é limitado a aplicações de elevadores de
construção. Ele também é indicado para outras aplicações
exigentes nas quais a confiabilidade operacional é um requisito importante.
Jakub Vincalek
President
TENAX CZ s.r.o., Czech Republic
[email protected]
Tomas Ledvina
Product Manager Network & Connectivity,
Czech Republic
HARTING Technology Group
[email protected]
harting tec.News 17 (2009)
tec.News 17: Caleidoscópio
Hemendra Dixit & Ashwani Kumar Sharma
Energia indiana
A HARTING salvaguarda transmissões de dados de alta velocidade na plataforma
VME para empresa indiana de fornecimento de energia
Em sistemas de fornecimento de energia desregulados, o controle de centrais elétricas é uma tarefa desafiadora. A
­HARTING Índia desempenha um papel central no planejamento e desenvolvimento de um sistema de controle baseado
em VMEbus para transmissões de dados de alta velocidade em aplicações de centrais elétricas de última geração.
O ­HARTING Technology Group foi incluído como fornecedor de
sistema e módulo de um projeto encomendado pela prestadora
de serviços de TI indiana Omnie Solutions (I) Pvt Ltd. para
desenvolver um sistema complexo de processamento de alta
velocidade de sinais de E/S com a ajuda de um chassi VME-64
em um ambiente de central elétrica altamente sofisticado.
O VMEbus (Versa Modular Eurocard Bus) foi desenvolvido
pela Motorola, Signetics, Mostek e Thompson CSF para uso
global em aplicações industriais e empresariais. Os sistemas
VMEbus são usados em controle de tráfego, sistemas de chaveamento de telecomunicações, aquisição de dados, sistemas
de vídeo e sistemas de controle de robôs. Em comparação com
os sistemas de barramento de computadores de mesa, eles são
menos suscetíveis a choques, vibrações e temperaturas extremas, e portanto ideais para o serviço em ambientes severos.
O sistema VMEbus é baseado no padrão VME, no qual dados
mecânicos como dimensões, conectores , e também os requisitos eletrônicos das estruturas de sub-barramento, funções
de sinais, dispositivos de cronometragem, voltagens de sinal e
configurações de mestre/escravo são predeterminados. Os requisitos padrão da norma VME VME64 incluem um caminho
3
75
tec.News 17: Caleidoscópio
de dados de 64 bits para placas com 6 unidades de bancada
(RU), um caminho de dados de 32 bits para placas com 3 RUs,
duas vezes essa largura da banda para transmissão de dados,
baixos níveis de ruído e funções plug-and-play. Uma versão
atualizada deste padrão, chamada VME64x, também suporta
hot-swapping. As placas VME64 são compatíveis com sistemas de barramento mais antigos, de modo que elas também
possam ser usadas em sistemas de barramento VME mais
antigos e vice-versa. O VME64 é uma versão ampliada para a
transmissão de dados e endereçamento de 64 bits.
Uma transmissão típica consiste em um ciclo de arbitragem
(para preservação do controle de barramento), um ciclo de
endereçamento (para seleção do registro), e o ciclo de dados
real. O processo suporta leitura, gravação, modificação e
transmissões em bloco.
O sistema de barramento VME é composto de 4 sub-barramentos: o Barramento de Transmissão de dados, o Barramento de
Arbitragem, o Barramento de Interrupção de Prioridade e o
Barramento de Utilitários. A transmissão de dados assíncrona
suporta módulos com diversos tempos de resposta diferentes.
Desenvolvido como um ambiente flexível para um grande número de tarefas que demandam muito do processador, o barramento VME evoluiu para um protocolo amplamente usado
no setor de computação. Seu desenvolvimento é baseado no
padrão IEEE 1014-1987.
HARTING – fornecedora de conectores e chassis
A ­HARTING Índia foi envolvida no projeto pela Omnie desde
o começo, e foi selecionada como a empresa fornecedora de
conectores DIN 41612, conectores métricos CPCI, conectores
IDC e conectores D-Sub para placas de E/S de alta velocidade.
Posteriormente, durante o projeto, a Omnie também tomou a
decisão de adquirir os chassis da ­HARTING, depois de consultas feitas com o cliente final. O Chassi ­HARTING VME64x sem
conector P0 é um módulo COTS no formato 6HE com Cadeia
Automática de Margarida, 12 slots, conexões parafusadas para
entrada de energia, e conectores IP1, IP2, 2P2 na parte traseira com travas para conexões seguras.
Os módulos seguintes de E/S são usados: VMEI2-1, VMEIO20,
VMEIO25 e VMEIO27. Os módulos de E/S têm uma interface
VME 64 (ANSI/VITA 1-1994). Estes módulos são conecta-
76
dos em paralelo por um conector ao módulo transportador
(módulos de mezanino). Todos estes módulos de E/S têm um
transportador compartilhado ao qual vários módulos são conectados em paralelo.
A especificação mecânica do módulo transportador é baseada
em um módulo VMEbus com 6 unidades de bancada conforme
a especificação ANSI/VITA 1-1994. Ele também é equipado
com dois conectores P3 e P4 padrão DIN 41612 em conformidade com o VME64 na frente para a interface de E/S de
campo. De acordo com as especificações elétricas do VME64, o
módulo representa um subsistema (o assim chamado escravo)
Fig. 1: Chassi padrão VME64x
com uma interface A16/D16/D08 (EO) no VMEbus. Ele recebe
e controla todos os sinais do barramento VME para o P1. Os
seguintes parâmetros podem ser ajustados com jumpers:
1. ID do módulo (8 bits)
2. Endereço do módulo (8 bits)
3. Interruptor (1 de 4).
Em comparação, as especificações mecânicas do módulo de
mezanino são diferentes. O módulo de mezanino está disponível em dois tamanhos:
a) Largura única: 110 mm x 24,8 mm, dois conectores de 16
polos (em duas filas) uma das quais é a fila de contatos
macho e a outra é a fila de contatos fêmea.
b) Largura dupla: 110 mm x 49 mm, quatro conectores de
16 polos, dois dos quais são filas de contatos macho, e os
outros dois são as filas de contatos fêmea.
harting tec.News 17 (2009)
A empresa indiana Omnie Solutions (I) Pvt Ltd. fornece soluções de tecnologia, planejamento estratégico,
implementação de projetos e transferência de knowhow. A integração otimizada e uma abordagem estruturada são a chave dos produtos e serviços da Omnie
Solutions. A empresa trabalha com tecnologia de TI no
estado da arte para aperfeiçoar e salvaguardar procedimentos operacionais. Uma nova inclusão à carteira
da empresa é o envolvimento da Omnie em tecnologias
avançadas de Telecomunicação e Incorporação no crescente mercado de serviços orientados a produtos.
Os módulos de mezanino recebem e geram sinais de campo
via conectores J2 (e J4), e são ligados por conectores J1 (e J3)
à interface de barramento do módulo transportador. Eles estão disponíveis em sete versões (MMDI8, MMTO8, MMTO8D,
MMR08, MMR04, MMAI16 e MMAO4).
Além disso, o módulo TMA09 também é usado. Este módulo
é usado para a transmissão de sinais elétricos do barramento
IDE, VGA, mouse, teclado, Ethernet, RS232, USB e MIL-STD1553B do painel traseiro para o frontal. Os conectores destes
dos circuitos de energia está ou não dentro da faixa permitida.
O comando de teste é emitido pela abertura e fechamento de
um contato. Um circuito de interconexão é usado para verificar as pré-condições antes da operação. O resultado do teste
é transmitido por um relé de contato. O módulo tem dez circuitos independentes de teste e interconexão, e portanto pode
testar independentemente a resistência de isolamento de dez
circuitos de energia.
O módulo SCRTD é usado para converter sinais RTD (Detectores de Temperatura da Resistência) em voltagem. O módulo
SCRTD tem oito canais idênticos. O módulo SCRTD tem oito
canais idênticos. Cada canal do módulo tem uma conexão RTD
(Pt-100, 3 fios RTD), com temperaturas de entrada de 0-110
°C.
Em resumo, o módulo precisa ter as seguintes funcionalidades:
- interface para RTD
- 8 canais
- linearização dos sinais de RTD
- sinais de saída de 0-10 V
- faixa de saída linear para 0-110 °C e 1-5 V
- zero vivo
- detecção de erros.
O SCRTD-1 é disposto de forma semelhante ao SCRTD, embora
com temperaturas de entrada de 0-80 °C. Todas as outras funções são iguais às do módulo SCRTD, com a exceção da faixa
de saída linear de 1-5 V para temperaturas de 0-80 °C.
Fig. 2: conector fêmea har-bus 64 em tecnologia de estampagem sem solda
sinais ficam situados na moldura dianteira. O módulo também
é equipado com uma placa PCI Mezanino. O módulo IRCM2 é
usado para testar o isolamento das fontes de energia de 24V e
27V CC. Quando um comando correspondente é emitido, ele
usa seus circuitos para detectar se a resistência de isolamento
Hemendra Dixit
Project Head
Omnie Embedded, India
[email protected]
Ashwani Kumar Sharma
Regional Sales Manager North, India
HARTING Technology Group
[email protected]
77
Sorteio de Prêmios
Caros leitores,
Nós queremos conhecer você melhor. Porque se soubermos quem
você é, poderemos fazer nosso tecNews ainda mais atraente – a seus
olhos.
Pedimos apenas três minutos de seu tempo para participar de nossa
pesquisa on-line sobre a tec.News.
Participe e ganhe!
Você pode participar até 30 de junho de 2009.
Como um pequeno símbolo de nosso agradecimento, vamos sortear um prêmio entre todos os participantes. Participe e com
um pouco de sorte você pode ganhar um Apple iPod.
Obrigado por seus esforços.
www.­HARTING.com/tecNews-survey
(Questionário disponível em alemão e inglês)
78
harting tec.News 17 (2009)
Calendário de feiras
HARTING 2009
Abril 20 – 24
Alemanha, Hanover, Hannover Messe 2009
Maio 11 – 14
Reino Unido, Birmingham, IFSEC 2009
Maio 12 – 14
Bélgica, Bruxelas, Technologie dagen
Maio 12 – 15
Austrália, Melbourne, National Manufacturing Week 2009
Maio 13 – 17
Tailândia, Bangkok, INTERMACH 10
Maio 18 – 21
China, Guangzhou, Chinaplas 2009
Maio 19 – 22
Rússia, São Petersburg, Energetika & Electrotechnika
Maio 19 – 22 Eslováqui, Nitra, MSV Nitra
Maio 26 – 28 França, Lille, SIFER
Junho 07 – 10
EUA, Minneapolis, MN, WINDPOWER
Junho 16 – 19 Cingapura, Communic Asia
Junho 16 – 19 EUA, Las Vegas, NV, NXTcomm
Junho 24 – 26
China, Shenzhen, AUTOMATION’ 2009
Julho 02 – 04 Japão, Tóquio, Interphex
Julho 15 – 18 Malásia, Kuala Lumpur, Industrial Automation 2009
Set 01 – 04
Suíça, Basiléia, GO-(INELTEC)
Set 06 – 09 Reino Unido, Londres, PLASA Sound & Light show
Set 11 – 13 Rússia, Nizhny Tagil, Magistral
Set 14 – 18
República Checa, Brno, MSV Brno
Set 21 – 24
Alemanha, Stuttgart, Motek 2009
Set 28 – Out 02 Holanda, Utrecht, Elektrotechniek 2009
Out 07 – 10
Áustria, Linz, Smat Automation
Out 13 – 16
Suécia, Estocolmo, Tekniska mässan
Out 13 – 16 Eslováquia,Trenčín, ELOSYS
Out 21 – 23
China, Beijing, Global Wind Power
Out 21 – 23 EUA, Santa Clara, CA, AdvancedTCA 2009
Out 27 – 29
Noruega, Lillestrøm, PEA Messen
Nov 10 – 12 Brasil, São Paulo, Negócios nos Trilhos
Nov 24 – 26
Alemanha, Nuremberg, SPS/IPC/Drives
Nov 30 – Dez 03 Espanha, Barcelona, BcnRail
79
Alemanha
Finlândia
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
Postfach 2451 · D-32381 Minden
Simeonscarré 1 · D-32427 Minden
Telefone +49 571 8896-0, Fax +49 571 8896-282
E-Mail: [email protected]
Internet: www.HARTING.com
HARTING Oy
Teknobulevardi 3-5, PL 35, FI-01530 Vantaa
Telefone +358 9 350 873 00, Fax +358 9 350 873 20
E-Mail: [email protected]
Escritório Alemanha
HARTING France
181 avenue des Nations, Paris Nord 2
BP 66058 Tremblay en France
F-95972 Roissy Charles de Gaulle Cédex
Telefone +33149383400, Fax +33148632306
E-Mail: [email protected]
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
Blankenauer Straße 99, D-09113 Chemnitz
Telefone +49 0371 429211, Fax +49 0371 429222
E-Mail: [email protected]
Áustria
HARTING Ges. m. b. H.
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