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ELABORAÇÃO DE MATERIAL DIDÁTICO PARA AS

1. 110 Figura 3 42 Tela de calibra o do TT301 erre 111 Figura 3 43 Calibra o de zero TT301 e eerererareerenana 113 Figura 3 44 Liga es entre TC 502 e TT302 oannnennnsnnnoennnsnrnsernrsrrrsrrrrerrrerrrnn 114 Sel SAS Teld Inicial do TT302 raias ii da dd E 115 Figura 3 46 Telas de calibra o do TT302 120 Figura A Tte CelulalcapaCIivVA ssa aaa A A dades 123 Figura 4 2 Transmissor de press o Rosemount 3051 126 Figura 4 3 Alimenta o fornecida pelo PC 5O7 erre 127 Figura 4 4 Liga o do 3051 FOUNDATION Fieldbus sss sese sees eee ee 127 Figura 4 5 Montagem do transmissor para medi o de press o em um vaso DRESS Le e E 128 Figura 4 6 Tela inicial do 3051 FOUNDATION Fieldbus e sse eee eee 130 Figura 4 7 Tela de calibra o do 3051 FOUNDATION Fieldbus 131 Figura 4 8 Ajuste de zero 3051 FOUNDATION Fieldbus e ses see eee eee 133 Figura 4 9 Detalhamento da montagem para calibra o do 3051 134 Figura 4 10 Calibra o do 3051 FOUNDATION Fieldbus 135 FIQUEA Ab Liga o J0 305 TAHAR ga Ra 136 Figura 4 12 Alimenta o e medi o mA pelo PC 5O7 137 Figura 4 13 Tela inicial do 3051 HART eee rrena 138 Figura 4 14 Configura o de press o 3051 HART e 139 Figura 4 15 Tela de configura o do visor
2. Figura 3 35 Liga es entre TC 502 e TT301 Fontes Presys 2008 p 26 Smar 1012a p 1 5 Adaptado por Eduardo Quinalha 103 Durante o procedimento de calibra o o TT301 apresenta os valores lidos pelo sensor em unidades el tricas Ohms para sensores de resist ncia ou mV para sensores do tipo termopares Desta forma necess rio configurar o calibrador Presys TC 502 para que este forne a a leitura de forma compat vel A configura o do calibrador feita da seguinte forma Ligar o padr o Tecla ON OFF e selecionar na tela a op o ON No menu inicial selecionar a op o IN Selecionar a op o mA Aperte a tecla C CE Selecione a op o OUT A id s 6 Selecione a op o OHM Na tela do calibrador ser o apresentadas a leitura da corrente fornecida pelo transmissor na primeira linha e a sa da em ohms na segunda linha A conex o do configurador HART para acesso s configura es do TT301 a mesma exibida na Figura 3 10 Uma vez carregada a aplica o HART deve se selecionar a op o e ONLINE SINGLE UNIT Feito isto a tela inicial ilustrada na Figura 3 36 ser exibida uw DB x rO 2 SINGLE UNIT 1 INFO 2 CONF 3 MONIT 4 CNTRL 5 TRIM 6 MAINT 7 ALARM SAVE HOME Figura 3 36 Tela inicial do TT301 Fonte Autoria pr pria Para este exemplo ser o utilizados como exemplo os seguintes dados de processo 104 e Medi o de temperatura utilizando Pt 100 ligado a 2 fios
3. 4 Seguran a intr nseca uma t cnica de prote o de equipamentos eletr nicos para opera o em reas classificadas que apresentam risco potencial de explos o Este n vel de seguran a obtido pela limita o da corrente e tens o em circuitos el tricos a n veis normatizados e conhecidos de forma que n o ofere am um n vel suficiente de energia capaz de ignitar uma mistura de gases potencialmente explosiva BEGA 2011 44 Servidor de dados Esta es de opera o Planta industrial Figura 2 11 N veis H1 e HSE Fonte Fieldbus FOUNDATION 2006 Adaptado por Eduardo Quinalha O modelo OSI abordado anteriormente neste trabalho um modelo de refer ncia composto por sete camadas No entanto a tecnologia FOUNDATION Fieldbus necessita de um n vel adicional muitas vezes tamb m conhecido por camada de usu rio aqui definido como Aplica o de Blocos de Fun o Function Block Application e tem por objetivo suportar as funcionalidades de controle de processo dos dispositivos de campo Fieldbus Inc 2001 2 4 1 A Camada F sica O barramento principal faz a interliga o entre a sala de controle e os dispositivos de campo Estes podem ser conectados ao barramento por deriva es que saem de acopladores normalmente situados em caixas de jun o espalhadas no campo necess rio conectar terminadores em ambas as pontas do barramento principal a fim de evitar distor es no sinal Relcom I
4. b A calibra o de press o realizada com o aux lio do calibrador de press o PC 507 e da bomba de calibra o MVP 600 O PC 507 fornece a alimenta o 24Vcc ao transmissor pelos terminais IN e OUT quando se deseja realizar a medi o simult nea de corrente em ma c Antes de conectar o configurador 4 5 ao transmissor deve se selecionar os terminais adequados na parte superior deste equipamento deslizando a tampa para o lado da indica o HART Configura o do Calibrador de Press o Presys PC 507 A configura o do calibrador de press o para uso durante este experimento deve ser realizada para exibir os valores de press o na mesma unidade em que o transmissor est trabalhando Os seguintes passos devem ser seguidos Ligar o calibrador Tecla ON OFF selecionar na tela a op o ON e pressionar ENTER No menu inicial selecionar a op o CONF e pressionar ENTER Em seguida selecionar a op o Pe pressionar ENTER Selecionar a op o UNITOUT e pressionar ENTER e e IR Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 6 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE PRESS O 5 Com o aux lio das teclas direcionais selecionar a unidade de engenharia MMW mmkH 0 e pressionar ENTER Pressionar a tecla C CE duas vezes para retornar ao primeiro menu Selecionar a op
5. como detalha a Figura 4 3 Uma associa o s rie de capacitor e resistor deve ser ligada ao circuito para simular as condi es espec ficas de imped ncia necess rias para a comunica o em FOUNDATION Fieldbus A Figura 4 4 detalha o esquema de liga o 23 V regulado Figura 4 3 Alimenta o fornecida pelo PC 507 Fonte PRESYS 2006 P 24 Presys PC 507 mm Figura 4 4 Liga o do 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Onde C 1uF e R 100 O 128 Antes de iniciar a atividade pr tica de calibra o e configura o do transmissor necess rio analisar os limites de press o impostos pelos instrumentos e equipamentos do laborat rio O transmissor 3051 FOUNDATION Fieldbus que est dispon vel no laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR tem sua press o limitada de O a 250 bar ao passo que a c mara do calibrador PC b507 tem sua press o limitada a 30 PSI aproximadamente 2 bar Neste caso o limite de seguran a para que n o ocorram danos aos equipamentos foi limitado a 1 5 kgf cm equivalente a aproximadamente 1 5 bar e 21 PSI Para este roteiro de configura o ser o ent o utilizados como exemplo os seguintes dados de processo e Medi o de press o manom trica em um recipiente fechado vaso pressurizado contendo g s e Press o m nima de processo O kgf cm balan o atmosf rico e Press o m xima de processo 1 5 kgf cm e E
6. e Temperatura m nima de processo 20 C e Temperatura m xima de processo 200 C e Exibir a temperatura atual do processo e a porcentagem da faixa no visor local A configura o b sica do dispositivo compreende as seguintes etapas 1 Configura o do tipo e conex o dos sensores 2 Configura o da faixa de medi o e unidade de engenharia 3 Configura o do visor local 4 Calibra o e ajuste de temperatura A calibra o e ajuste de corrente foi omitida deste roteiro de configura o devido a um erro no DD do transmissor TT301 Este erro impossibilita o ajuste de corrente do instrumento At o momento da elabora o deste trabalho n o existe uma atualiza o de software que resolva tal defeito Para maiores detalhes sobre o problema consultar o Cap tulo 7 RESULTADOS OBTIDOS 3 4 2 1 1 Tipos e conex es dos sensores A partir da tela inicial do dispositivo detalhada na Figura 3 36 executar a seguinte sequ ncia chegando tela de escolha do sensor ilustrada pela Figura 3 37 2 CONF gt 8 Sensor Type gt 3 Change Sensor Type Esta tela possibilita a escolha do sensor utilizado As op es est o divididas por categorias s o elas e Rid Termorresistores e Ohm outros sensores baseados em resist ncia e Tc Termopares 105 mV Outros sensores baseados em mV HW TT301 Change Sensor Type 1 Rtd 2 Ohm a Te 4 mV SEND HOME Figura 3 37 Tela de configura
7. o Pe pressionar ENTER Selecionar a op o UNITOUT e pressionar ENTER Com aux lio das teclas direcionais selecionar a unidade de engenharia MMW mmH20 e pressionar ENTER Pressionar a tecla C CE duas vezes para retornar ao primeiro menu Selecionar a op o IN e pressionar ENTER Escolher a fun o de entrada mA e pressionar ENTER Selecionar a op o OUT e pressionar ENTER 10 Escolher a fun o de sa da Pressure pressionar ENTER 11 Selecionar a op o P1 e pressionar ENTER 12 Zerar a refer ncia de press o da sa da Pressione a tecla e em seguida pressione ENTER Uma vez inicializada a aplica o HART do configurador a tela inicial do transmissor ser exibida A Figura 4 13 ilustra a apar ncia desta tela A configura o b sica do dispositivo deve seguir as seguintes etapas I 2 3 4 Configura es b sicas Configura o do visor local Calibra o e ajuste de press o Calibra o e ajuste de corrente A calibra o e ajuste de corrente j foi abordada para este transmissor no cap tulo 4 5 1 2 4 portanto ser omitida deste procedimento 160 5 2 2 1 1 Configura es b sicas A partir da tela inicial do transmissor 3051 exibida pela Figura 4 13 executar a seguinte sequ ncia chegando tela de configura o do sensor de press o representada pela Figura 4 14 2 Configure gt 2 Manual Setup gt 1 Process Variables O Quadro 5 3 detalha os
8. que o instrumento assuma os novos valores 4 5 1 2 3 Calibra o e Ajuste de press o O ltimo passo da configura o do 3051 para a medi o de press o a calibra o do sensor ajustando o quando necess rio Para ter acesso a tela de calibra o do 3051 exibida pela Figura 4 16 executar a seguinte sequ ncia a partir da tela inicial 3 Service Tools 4 Maintenance 1 Pressure Calibration Nesta tela representada pela Figura 4 16 as op es Upper e Lower possibilitam a calibra o e ajuste da press o pelas c maras de alta press o e baixa press o respectivamente A op o Zero permitir a compara o e ajuste da press o com ambas as c maras abertas para a atmosfera ou seja diferencial de press o igual a zero Para a calibra o do instrumento s o necess rio pelo menos dois pontos da faixa de medi o Para esta aplica o necess rio calibrar o zero e o limite superior da faixa 142 E 3051 Pressure Calibration 1 Upper 2 Lower 3 Zero 4 Upper Cal Pt 5 LowerCal Pt 6 Upper Sensor Limits 7 Lower Sensor Limits HELP SAVE HOME Figura 4 16 Calibra o de press o do 3051 HART Fonte Autoria pr pria O procedimento deve ser iniciado pela calibra o de zero Para isto acessar a op o Zero Em seguida os seguintes passos dever o ser realizados 1 Abrir as duas c maras de press o do 3051 e clicar em OK na tela do configurador 475 2 Aguardar a indica o do vi
9. 8 Sub ndice relacionado ao par metro a SUB INDEX 1 ser exibido N o existe documenta o 1 E sobre este par metro disponibilizado pela SMAR at o momento Texto que ser exibido abaixo do valor num rico S o aceitos caracteres TEMP1 alfanum ricos ponto ou apenas monitor vel Define o que ser exibido no espa o l ALPHA NUM 1 alfanum rico do visor As op es s o MNEMONIC mnemonic value Quadro 3 13 Configura es do bloco DISPLAY TT302 Fonte SMAR 2012b Adaptado por Eduardo Quinalha Ao final das configura es descritas pelo Quadro 3 13 clicar em SEND para enviar os novos par metros ao transmissor Para que o bloco DISPLAY assuma as novas configura es necess rio executar os seguintes passos 1 Acessar o par metro DISPLAY REFRESH 2 3 4 119 Selecionar a op o Update Display Clicar em OK Clicar no bot o SEND e aguardar a atualiza o do valor no visor local do transmissor 3 4 2 2 4 Calibra o e ajuste de temperatura A calibra o do TT302 feita atrav s do bloco TRANSDUCER Nesta etapa o calibrador Presys TC 502 ser utilizado como refer ncia para a calibra o de temperatura do transmissor Para iniciar a calibra o n o necess rio alterar o modo de opera o do bloco Por m necess rio habilitar a compensa o de temperatura ambiente junta fria do instrumento Para isso deve se realizar a seguinte configura o 1
10. HART Fieldbus ValveLink Mobile RESOURCE RES BLOC TRANSDUCER Custom m E Custom l th Custom T Al Configura es Aguardando PC Bloco de Notas Figura 7 rea de trabalho do 475 dada N Tela Inicial do 3051 FONDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Gita Drop Considera es iniciais para configura o dos blocos foundation fieldbus a Clicando sobre um bloco o usu rio ter acesso aos par metros de configura o deste Devido quantidade de par metros eles s o organizados por categorias cujos nomes variam de acordo com tipo de bloco selecionado Para facilitar o acesso a todos os par metros necess rios em uma s lista necess rio clicar sobre a categoria All todos D O MD b Para alterar o valor de um par metro basta clicar duas vezes sobre ele com o aux lio da caneta ou pelo teclado do configurador posicionando o cursor sobre o par metro e pressionando a tecla ENTER c Antes de configurar um bloco FOUNDATION Fieldbus este deve ser tirado do modo autom tico AUTO e colocado no modo fora de servi o OOS somente assim permitir altera es em seus par metros Ao concluir as altera es o modo do bloco deve ser retornado para AUTO permitindo que este retome a opera o normal Enquanto o bloco permanecer no modo OOS o sinal de sa da n o responder a altera es medidas no sensor prejudicando a indica o e o controle do processo O modo de opera o de um bloco pode ser alterado
11. Malha de controle Fonte Fieldbus Foundation 1996 Adaptado por Eduardo Quinalha Os blocos de fun o podem definir caracter sticas exclusivas de cada instrumento A quantidade e tipo de blocos dispon veis bem como as caracter sticas de cada dispositivo s o especificados em arquivos de 26 capacidade capability files e descritores de dispositivos DD disponibilizados pelo fabricante do equipamento ou pela Fieldbus Foundation Estes arquivos devem ser integrados ao sistema de controle e configura o e tamb m em dispositivos port teis a fim de possibilitar o acesso completo s fun es e configura es de cada instrumento Sem os arquivos corretos n o poss vel configurar ou at mesmo visualizar informa es de dispositivos conectados ao barramento FOUNDATION Fieldbus Fieldbus Foundation 2003 De forma similar controladores e programadores port teis necessitam da instala o pr via de arquivos DD de dispositivos HART a fim de possibilitar a configura o espec fica de cada instrumento de campo Para obter tais arquivos o usu rio deve contatar o fabricante do dispositivo de campo ou a Fieldbus Foundation no caso de instrumentos FOUNDATION Fieldbus ou a HART Comm em caso de dispositivos HART ambos pela internet Para a instala o dos arquivos deve se consultar o manual do programador ou do sistema de controle em quest o A seguir ser o detalhados os passos para instala o dos arquivos DD e arquivos d
12. Upper Range Value Limite superior da vaz o medida Qv Calculado Lower Range Value Limite inferior da vaz o medida Transfer Function Tipo de fun o de transfer ncia entre a press o medida e a vaz o a ser exibida Square Root Unidade de engenharia que ser exibida no visor m3 h Quadro 3 Configura o do visor local do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Depois de configurados os par metros desta tela clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor Com o aux lio do calibrador Presys PC 507 e a bomba manual de press o simular os valores de press o referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida Preencher a Tabela 1 com os valores obtidos Tabela 1 Valores de vaz o obtidos com o 3051 HART Fonte Autoria pr pria Valor Yo Vaz o Equivalente Vaz o medida antes da Corrente medida antes da simulado Press o m h calibra o m h calibra o mA Press o O mmH20 0 125 mmH gt 0 25 250 mmH20 50 375 mmH20 15 500 mmH20 100 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 10 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O 3 CALIBRA O E AJUSTE DE PRESS O O ltimo passo da configura o do 3051 para a medi o de vaz o a calibra o do sensor Nesta etapa o Calibrador de Press o Presys PC 507 ser utilizado como refer ncia padr o
13. considerado nos c lculos para a calibra o do instrumento BEGA 2011 H duas situa es de medi o de press o diferencial A medi o de n vel em tanques abertos para a atmosfera e medi o de n vel de interface em 148 vasos pressurizados Na primeira situa o o instrumento deve ser montado com uma das tomadas de press o ligada ao fundo do tanque e a outra aberta para a atmosfera Se o instrumento estiver no mesmo n vel do fundo do tanque ou do n vel m nimo de opera o a configura o da indica o de n vel do instrumento ir desde zero at a altura m xima de l quido multiplicado pela densidade relativa do produto BEGA 2011 No caso do instrumento ser instalado abaixo do n vel m nimo ou fundo do tanque o ajuste de faixa de medi o deve levar em considera o que o zero do instrumento ser a press o resultante da diferen a de cota da tomada de press o do instrumento multiplicado pela densidade relativa do produto ou l quido de selagem supress o de zero O alcance ou n vel m ximo ser a soma deste valor m nimo com a altura m xima do tanque multiplicado pela densidade relativa BEGA 2011 Para vasos pressurizados a tomada de baixa press o do instrumento deve ser conectada ao topo do vaso Isto por que os gases ou vapores presentes dentro do compartimento ficam comprimidos e sua press o somada aquela exercida pelo n vel de l quido Ao aplicar esta press o na c mara de baixa press
14. o Par metro Descri o Valor Escolhe qual vari vel ser exibida no visor Display Options Quando selecionado Range o valor percentual Range do n vel ser exibido Quadro 5 5 Configura es do visor local do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Ap s configurados os par metros do visor clicar no bot o SEND para que o instrumento assuma os novos valores 9 2 2 1 3 Calibra o e Ajuste de press o Para ter acesso a tela de calibra o do 3051 exibida pela Figura 4 16 executar a seguinte sequ ncia a partir da tela inicial 3 Service Tools 4 Maintenance 1 Pressure Calibration O procedimento deve ser iniciado pela calibra o de zero Para isto acessar a op o Zero Os seguintes passos dever o ser realizados 102 Abrir as duas c maras de press o do 3051 e clicar em OK na tela do configurador 475 Aguardar a indica o do visor do 3051 estabilizar em seguida clicar em OK A Figura 4 17 ilustra as telas apresentadas durante este procedimento A seguir ser necess rio a calibra o do limite superior da faixa de medi o Conectar a c mara de alta press o H do instrumento bomba de press o e ao padr o Presys como mostra a Figura 4 9 No configurador 4 5 acessar a op o Upper Seguir os seguintes passos 1 Selecione a unidade de engenharia para medi o da press o diferencial mmH20 Em seguida clicar em ENTER Aplicar press o com aux lio da
15. 2008 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 7 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL 100 Ohm Em Figura 5 Filtro RC 1000 1 F Fonte Autoria pr pria Terminais de conex o do Calibrador de Press o Presys PC 507 Transmissor de Press o Diferencial E os c psula FOUNDATION Fieldbus 3051 Rosemount Terminais de alimenta o e comunica o Comunicador de Campo 475 Rosemount E calibra o de press o C maras de Presys BY 100 8111 500 alta press o H e baixa press o L Figura 6 Montagem da pr tica de calibra o do transmissor de press o 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Observa es a A montagem conex o dos equipamentos para realiza o da pr tica representada na Figura 6 segue rigorosamente as recomenda es dos fabricantes para que n o ocorram danos aos instrumentos b A calibra o de press o realizada com o aux lio do calibrador de press o PC 507 e da bomba de calibra o MVP 600 O calibrador de press o PC 507 da Presys utilizado para gerar o sinal de press o e a alimenta o 23Vcc do transmissor fornecida pelos terminais IN e OUT c Antes de conectar o configurador 4 5 ao transmissor deve se selecionar os terminais adequados na parte superior deste equipamento deslizando
16. 230 07 233 56 237 05 240 52 243 99 247 44 250 88 254 30 297 72 261 12 264 52 267 90 A 2174 63 211 98 281 31 284 63 287 95 291 25 294 54 297 81 301 08 304 34 307 58 310 81 314 03 317 24 320 43 323 62 326 79 194 82 198 43 202 03 205 62 209 20 212 76 216 32 219 86 223 39 226 91 230 42 233 91 237 40 240 87 244 33 247 176 251 22 254 65 258 06 261 46 264 86 268 24 2 161 274 00 218 31 281 64 284 97 288 28 291 58 294 86 298 14 301 41 304 66 307 90 311 13 314 35 317 56 320 75 323 94 327 11 3 4 5 6 RESIST NCIA EM OHMS 195 18 19879 202 39 205 98 209 56 213 12 216 67 220 21 223 14 221 26 230 77 234 26 237 14 241 22 244 68 248 13 251 56 254 99 258 40 261 80 265 20 268 57 211 94 219 30 2 8 64 281 98 285 30 288 61 291 91 295 19 298 47 301 73 304 98 308 23 311 45 314 67 317 88 321 07 324 26 327 43 193 59 199 15 202 75 206 34 209 91 213 48 217 03 220 57 224 09 221 61 231 12 234 61 238 09 241 06 245 02 248 47 291 91 299 39 258 74 262 14 265 53 268 91 272 20 2 5 63 2 8 98 282 31 285 63 288 94 292 24 295 52 298 80 302 06 305 31 308 55 311 78 314 99 318 20 321 39 324 57 327 14 195 91 199 51 203 11 206 70 210 27 213 83 217 38 220 92 224 45 22 96 231 47 234 96 238 44 241 91 245 37 248 81 252 25 255 67 259 08 262 48 265 87 269 25 2 2 61 219 97
17. 4 ed Rio de Janeiro Campus 2008 AP NDICE A Roteiros de Atividades Pr ticas 191 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 1 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE TEMPERATURA CO Raa Configurar o transmissor de temperatura Rosemount 3144 HART para atender aos seguintes dados de processo e Medi o de temperatura utilizando um termopar tipo K e Temperatura m nima de processo 20 C e Temperatura m xima de processo 200 C e Exibir a temperatura atual do processo e a porcentagem da faixa no visor local Lista de materiais a 1 um Transmissor de temperatura 3144 HART da Rosemount Figura 1 b 1 um Comunicador de campo 475 da Rosemount Figura 2 c 1 um Calibrador de temperatura com fonte 23 Vcc incorporada TC 502 da Presys Figura 3 d 1 e j 4 quatro Cabos de comunica o e alimenta o para interliga o dos equipamentos um Resistor 270 Q vermelho violeta marrom Figura 4 SA SA aae Figura 1 Transmissor 3144 HART Figura 2 Configurador 475 Fonte Rosemount 2012a Fonte Emerson 2013 270 Ohm Figura 3 Calibrador Presys TC 502 Figura 4 Resistor 2700 Fonte Presys 2008 Fonte Autoria pr pria Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot c
18. C e pressione a tecla ENTER As etapas necess rias para a configura o do transmissor s o e Configura o do bloco transdutor e Configura o do bloco Al e Configura o do bloco DISPLAY e Calibra o e ajuste de temperatura 3 4 2 2 1 Bloco transdutor Com o instrumento energizado e o configurador conectado a ele inicializar a aplica o FOUNDATION Fieldbus tocando sobre o respectivo icone na rea de trabalho do configurador representada pela Figura 3 13 A tela inicial do TT302 est representada pela Figura 3 45 SMAR Device Revision 4 Block Tag Block Type Actual Mode RESOURCE RES BLOC TRANSDUCER Custom TRANSDUCER Custom DISPLAY Custom AM Al Figura 3 45 Tela inicial do TT302 Fonte Autoria pr rpia 116 O transmissor TT302 disponibiliza dois blocos transdutores possibilitando a utiliza o independente de cada sensor conectado a ele como se fossem duas vari veis distintas Esta condi o ocorre desde que os sensores em ambos estejam configurados para dois fios SMAR 2012b Na aplica o demonstrada neste trabalho apenas um bloco transdutor ser utilizado Para acessar os par metros do bloco transdutor deve se executar a seguinte sequ ncia TRANSDUCER gt All O bloco deve ter seu modo alterado de AUTO para OOS permitindo que sejam alteradas suas configura es Os par metros descritos pelo Quadro 3 11 devem ser configurados Par metro Descri o Valor Tipo da medida
19. Controlador mem jun o L Figura 2 14 M ltiplos segmentos Fieldbus Fonte Relcom Inc 2011 Adaptado por Eduardo Quinalha Os cabos usados em redes FOUNDATION Fieldbus s o do tipo par tran ado blindados especialmente certificados para a tecnologia em acordo com o padr o FF 884 da Fieldbus Foundation Este padr o especifica dentre outros itens a conformidade do cabo com os padr es industriais existentes a circularidade do cabo a fim de se obter boa veda o com dispositivos prensa cabos e a bitola m nima para o barramento principal e as deriva es Cabos FOUNDATION Fieldbus tamb m s o adequados para uso em outros protocolos como o Profibus PA O uso de par tran ado reduz a interfer ncia m tua causada por um fio ao outro e a blindagem sobre o par reduz o ru do causado por fontes externas Relcom Inc 2011 Existem v rias topologias de rede poss veis para o FOUNDATION Fieldbus As mais usuais s o ponto a ponto barramento com deriva es multi ponto Daisy Chain rvore e mista Fieldbus Foundation 2002 2 4 2 Ponto a ponto Nesta topologia ilustrada pela Figura 2 15 o segmento possui apenas dois dispositivos que podem estar ambos no campo ou um dispositivo de campo ligado a um dispositivo na sala de controle Esta topologia assemelha se ao sinal de 4 a 20 m e n o tira proveito das vantagens oferecidas pelo protocolo Fieldbus Foundation 2002 48 Multi cabos ou par singelo Figur
20. Figura 4 18 Telas de calibra o de press o alta do 3051 HART Fonte Autoria pr pria 144 4 5 1 2 4 Calibra o e Ajuste de Corrente A calibra o de corrente deve ser feita sem nenhuma press o aplicada c lula do instrumento Para inicializar a calibra o de corrente a partir da tela inicial do 3051 executar a seguinte sequ ncia 3 Service Tools 4 Maintenance 2 Analog Calibration gt 1 D A Trim Os seguintes passos devem ser realizados 1 2 Uma tela de alerta ser exibida clicar em OK Uma segunda tela solicita que um calibrador de corrente seja conectado ao circuito Clicar em OK 3 O transmissor ser ajustado para enviar 4mA clicar em OK 4 Verificar no calibrador PC 507 o valor atual da corrente em seguida digitar o valor medido pelo padr o na tela do 4 5 e clicar em ENTER Verificar no PC 507 o novo valor de corrente caso seja igual a 4 mA clicar em Yes caso contr rio clicar em No e retornar ao passo 3 Em seguida a calibra o de 20mA ser inicializada automaticamente Os seguintes passos devem ser realizados 1 2 Uma tela de alerta ser exibida clicar em OK Uma segunda tela solicita que um padr o de corrente seja conectado ao circuito Clicar em OK 3 O transmissor ser ajustado para enviar 20mA clicar em OK 4 Verificar no calibrador PC 507 o valor atual da corrente em seguida digitar o valor medido pelo padr o na tela do 4 5 e cli
21. O bar balan o atmosf rico e Press o m xima de processo 0 05 bar e Exibir a press o e a porcentagem atual da faixa no visor local O calibrador PC 507 deve ser configurado para exibir os valores de press o na mesma unidade em que o transmissor est trabalhando al m de efetuar a medi o da corrente Para isso o seguinte procedimento deve ser realizado no PC 507 mm S SO 10 h 8 9 138 Ligar o calibrador Tecla ON OFF e selecionar na tela a op o ON em seguida pressionar ENTER No menu inicial selecionar a op o CONF e pressionar ENTER Em seguida selecionar a op o Pe pressionar ENTER Selecionar a op o UNITOUT e pressionar ENTER Com aux lio das teclas direcionais selecionar a unidade de engenharia BAR e pressionar ENTER Pressionar a tecla C CE duas vezes para retornar ao primeiro menu Selecionar a op o IN e pressionar ENTER Escolher a fun o de entrada mA e pressionar ENTER Selecionar a op o OUT e pressionar ENTER 10 Escolher a fun o de sa da Pressure pressionar ENTER 11 Selecionar a op o P1 e pressionar ENTER 12 Zerar a refer ncia de press o da sa da Pressione a tecla e em seguida pressione ENTER Uma vez inicializada a aplica o HART do configurador a tela inicial do transmissor ser exibida A Figura 4 13 ilustra a apar ncia desta tela HW 3051 Device setup 1 Overview 2 Configure 3 Service Tools Figura 4 13 Tela
22. alta press o H e baixa press o L Figura 6 Montagem da pr tica de calibra o do transmissor de press o 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria OBSERVA ES a A montagem conex o dos equipamentos para realiza o da pr tica representada na Figura 6 segue rigorosamente as recomenda es dos fabricantes para que n o ocorram danos aos instrumentos b calibra o de press o realizada com o aux lio do calibrador de press o PC 507 e da bomba de calibra o MVP 600 O PC 507 fornece a alimenta o 24Vcc ao transmissor pelos terminais IN e OUT quando se deseja realizar a medi o simult nea de corrente em ma c Antes de conectar o configurador 4 5 ao transmissor deve se selecionar os terminais adequados na parte superior deste equipamento deslizando a tampa para o lado da indica o HART Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 10 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O Configura o do Calibrador de Press o Presys PC 507 A configura o do calibrador de press o para uso durante este experimento deve ser realizada para exibir os valores de press o na mesma unidade em que o transmissor est trabalhando Os seguintes passos devem ser seguidos Ligar o calibrador Tecla ON OFF selecionar na tela a op o ON e pressionar
23. conex o no sentido de verificar se houve sucesso na transmiss o de dados feito pela camada de transporte HART COMMUNICATION FOUNDATION 2013 Na camada de aplica o s o definidos os comandos e sintaxes suportados pelo protocolo Existem quatro grupos principais de comandos HART COMMUNICATION FOUNDATION 2013 e Comandos universais Fun es comuns a todos os dispositivos S o exemplos destes comandos Leitura do identificador do dispositivo leitura da vari vel prim ria do instrumento leitura da 39 corrente de sa da e percentual da faixa medida leitura de tag descri o e data do dispositivo e Comandos pr ticos mais comuns Fun es comuns a um grande n mero de dispositivos e Comandos espec ficos Fun es exclusivas de cada dispositivo e que s o especificadas pelo pr prio fabricante e Comandos de dispositivos familiares Conjunto de fun es padronizadas para instrumentos de um mesmo tipo No modo mestre escravo cada caractere do comando convertido em um quadro de 11 bits no qual existe um bit de in cio start bit um byte de dados contendo o caractere propriamente dito um bit de paridade parity bit respons vel pela verifica o de erro da transmiss o e um bit de parada stop bit Cada quadro transmitido de forma serial pelo canal de comunica o e normalmente n o h intervalo entre duas transmiss es seguidas A Figura 2 9 mostra um exemplo de como formado um qua
24. corrente e fornecer a alimenta o de 24 V simultaneamente Antes de iniciar a atividade pr tica de calibra o e configura o do transmissor necess rio analisar os limites de press o impostos pelos instrumentos e equipamentos do laborat rio O transmissor 3051 HART dispon vel no laborat rio da UTFPR tem sua faixa de press o limitada de 0 05 a 0 05 bar 509 a 509 mmH gt 0 A inser o de uma press o acima do limite imposto pelo instrumento pode vir a danificar de forma irrevers vel a c lula capacitiva Tendo em vista as limita es mencionadas os seguintes dados de processo ser o tomados para esta atividade e Medi o de n vel em um tanque fechado contendo gua cuja densidade relativa p 1 e Altura do tanque 1m e O instrumento est instalado 1m abaixo do fundo do tanque e Densidade relativa do l quido de selagem das tubula es do instrumento ps 0 5 e O visor local do transmissor dever indicar a porcentagem do n vel m ximo do tanque De acordo com as equa es 10 e 11 alcance 1000 1 1000 0 5 500 mm H 0 supress o de zero 1000 0 5 500 mm H 0 Para configurar o calibrador PC 507 o seguinte procedimento deve ser realizado mm Sk T O T 8 9 159 Ligar o calibrador Tecla ON OFF e selecionar na tela a op o ON em seguida pressionar ENTER No menu inicial selecionar a op o CONF e pressionar ENTER Em seguida selecionar a op
25. elemento depreciador de press o elemento prim rio a um termo EB que poder ser tratado em conjunto e que diz respeito caracter stica da tubula o a raiz quadrada do diferencial de press o e inversamente proporcional massa espec fica do fluido BEGA 2011 Agrupando se os termos tem se o 1 1107 CE D 21 G 19 P P2 Considerando 1 1107 CE D 22 7 K p P P2 Ap 23 Ao substituir 23 e 24 em 22 tem se Qy K JAp m h 24 Onde K representa a constante da placa de orif cio que envolve a rela o entre o orif cio e a tubula o e as caracter sticas do fluido 108 6 3 CONFIGURA O DO TRANSMISSOR 3051 FOUNDATION FIELDBUS PARA MEDI O DE VAZ O A alimenta o do transmissor 3051 ser fornecida pelo calibrador de press o Presys PC 507 utilizando se dos terminais IN e OUT como detalha a Figura 4 3 Uma associa o s rie de capacitor e resistor deve ser ligada ao circuito para simular as condi es espec ficas de imped ncia necess rias para a comunica o em FOUNDATION Fieldbus A Figura 4 4 detalha o esquema de liga o Neste exemplo os seguintes dados de processo ser o considerados Medi o de vaz o por press o diferencial com o uso de placa de orif cio em um trecho de tubula o reta Caracter stica da placa de orif cio K 2 236 m h mmH gt 0 M ximo diferencial de press o 500 mmH gt 0 Exibir o valo
26. instrumenta o industrial agrega seguran a e qualidade no controle de processos No entanto esta r pida transforma o ocorrida no ch o de f brica n o p de ser acompanhada pelas institui es de ensino na forma o da m o de obra t cnica para a atua o nestes processos O elevado custo de equipamentos e sistemas um impeditivo para a Universidade e para que se desenvolva uma forma o mais completa dos alunos e profissionais atuantes em manuten o e controle de processos A escassez de profissionais qualificados nestas novas tecnologias faz com que as ind strias ofere am certa resist ncia no sentido de absorver novas tecnologias de automa o e controle O que se justifica pela complexidade tecnol gica naturalmente inserida na utiliza o das ferramentas de softwares Tais ferramentas n o s o facilmente assimiladas por profissionais de n vel m dio uma vez que envolvem a utiliza o de recursos e conceitos de engenharia A UTFPR disp e hoje de equipamentos mais especificamente instrumentos de medi o com capacidade de comunica o em redes industriais equipamentos de configura o calibra o softwares de gerenciamento e monitora o No entanto tais equipamentos s o muitas vezes compostos de partes fr geis sensores de precis o que podem ser facilmente 23 danificados Desenvolver atividades pr ticas sem o devido suporte e orienta o pode representar um risco ao laborat rio Dispor de um rot
27. mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 7 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL Conclu do o ajuste acima clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor e em seguida retornar o modo do bloco para AUTO Com o aux lio do calibrador Presys PC 507 e a bomba manual de press o simular os valores de press o referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida em n vel Preencher a Tabela 1 com os valores obtidos Tabela 1 Valores de n vel obtidos com o 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Valor simulado N vel N vel medido antes da Press o equivalente calibra o 8 000 mmH 0 0 5 500 mmH 0 25 3 000 mmH gt 0 50 500 mmH20 75 2 000 mmH20 100 3 CALIBRA O E AJUSTE DE PRESS O A calibra o dos transmissores FONDATION Fieldbus feita atrav s do bloco TRANSDUCER Nesta etapa o Calibrador de Press o Presys PC 507 ser utilizado como refer ncia padr o para a calibra o de press o do transmissor Para inicializar a calibra o de press o do 3051 a partir da tela inicial da Figura 8 executar a seguinte sequ ncia TRANSDUCER Methods Nesta pr tica a faixa de medi o do transmissor compreende valores negativos e positivos onde a indica o 0 na verdade uma press o negativa igual a 8000 mmH20 Para calibrar o ponto inicial da faixa ser necess rio aplicar uma press o
28. ncia LCD 5 All Os par metros a serem configurados est o detalhados no Quadro 6 4 l Tipo de unidade de engenharia Poder ser Auto Units Type 1 Mesma do bloco Custom Personalizada Quadro 6 2 Configura es do bloco LCD Fonte Autoria pr pria 171 6 3 3 Calibra o e Ajuste de Press o Nesta etapa ser necess rio utilizar o calibrador PC 507 e a bomba manual O arranjo da montagem aquele exibido pela Figura 4 9 O procedimento de calibra o feito a partir do bloco transdutor A partir da tela inicial do 3051 executar a seguinte sequ ncia TRANSDUCER Methods No configurador 475 acessar a op o Zero trim Ao clicar sobre esta op o os seguintes passos dever o ser executados 1 o oND Deixar ambas as c maras de press o do 3051 abertas para a atmosfera Clicar em NEXT na tela que pede que o controle seja transferido para o modo manual Clicar em NEXT na tela que avisa que a calibra o do sensor ser afetada O bloco transdutor ser transferido automaticamente para o modo OOS Clicar em NEXT Selecionar a aplica o Press o diferencial em seguida clicar em NEXT Clicar em NEXT na tela que pede que se aplique O ao sensor Aguardar que o valor estabilize em seguida clicar em NEXT Digite a data em que a calibra o foi realizada e clique em NEXT Digite o nome da pessoa respons vel por esta calibra o e clique em NEXT 10 Digite o local onde a cali
29. sticos Fieldbus d O configurador ser apresentado na lista com o nome Field Comunicator Ap s a varredura o dispositivo encontrado ser exibido na tela com sua ltima identifica o tag configurada Para iniciar o processo de configura o deve se clicar sobre o tag do instrumento exibido e Acessando a fun o Online a tela inicial do instrumento representada pela Figura 7 ser exibida f Para o acesso lista de blocos a partir da tela inicial da Figura 7 acessamos o par metro Advanced e em seguida o par metro Block List para chegar at a lista de blocos FOUNDATION dispon veis no 3144 exibidos na Figura 8 Ejs F 8 x E is ET TSTS Rosemount Inc Device Revision 2 Rosemount Inc Device Revision 2 HART Fieldbus ValveLink Mobile RESOURCE RES BLOC TRANSDUCER Custom Custom Custom Configura es Aguardando PC Bloco de Notas Figura 6 rea de trabalho do 475 Figura 7 Tela inicial do 3144 Figura 8 Lista de blocos do 3144 Fonte Autoria pr pria Fonte Autoria pr pria Fonte Autoria pr pria Considera es iniciais para configura o dos blocos FOUNDATION Fieldbus a Clicando sobre um bloco o usu rio ter acesso aos par metros de configura o deste Devido quantidade de par metros eles s o organizados por categorias cujos nomes variam de acordo com tipo de bloco selecionado Para facilitar o acesso a todos os par metros necess rios em uma s lista necess rio clica
30. 0 e A inser o de uma press o acima do limite no transmissor pode vir a danificar de forma irrevers vel a c lula capacitiva Determinar os valores de alcance e supress o de zero alcance h p h ps mmH 30 supress o de zero h ps mmH 0 Onde e h altura do tanque e p densidade do l quido e ps densidade do l quido de selagem Alcance Supress o de zero 1 CONFIGURA ES B SICAS A partir da tela ilustrada na Figura 8 executar a seguinte sequ ncia chegando at a tela de configura es do sensor de press o 2 Configure 2 Manual Setup gt 1 Process Variables Os par metros necess rios para esta etapa s o apresentados no Quadro 1 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 8 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL Unidade de engenharia para medi o da press o Fun o de transfer ncia do sinal de entrada pra o sinal de sa da Pode se escolher Transfer Function l linear Linear ou Ra z quadrada Quadro 1 Configura es b sicas do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Depois de configurados os par metros desta tela clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor Em seguida deve se configurar os limites da faixa de medi o Para isto a partir da tela inicial da Figura 8 executar a seguinte
31. 175 12 178 79 182 46 186 11 189 75 193 37 9 18 95 23 25 2 92 31 76 35 96 40 14 44 29 48 42 52 52 56 60 60 66 64 70 68 73 PENS 16 73 80 70 84 67 88 62 92 55 96 48 103 51 107 40 T29 119 15 119 01 122 86 126 69 130 52 134 33 138 13 141 91 145 69 149 46 153 21 156 95 160 68 164 40 168 11 171 80 175 49 179 16 182 82 186 47 190 11 193 74 18 52 22 83 2 10 31 34 35 54 39 72 43 88 48 00 52 11 56 19 60 26 64 30 68 33 12 33 76 33 80 31 84 27 88 22 92 16 96 09 103 90 107 79 111 67 115 54 119 40 123 24 127 08 130 90 134 71 138 51 142 29 146 07 149 83 153 58 197 33 161 05 164 77 168 48 172 17 175 86 179 53 183 19 186 84 190 47 194 10 267 7 R 100 00 Q 0 C 10 Resist ncia em ohms ITS 90 C 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 290 600 610 620 630 640 650 U 194 10 197 71 201 31 204 90 208 48 212 05 215 61 219 15 222 68 226 21 229 2 233 21 236 70 240 18 243 64 247 09 250 53 253 96 201 38 260 78 264 18 267 56 2 0 93 214 29 2 1 64 280 98 284 30 287 62 290 92 294 21 297 49 300 75 304 01 307 25 310 49 313 71 316 92 320 12 323 30 326 48 329 64 194 46 198 07 201 67 205 26 208 84 212 41 215 96 219 51 223 04 226 56
32. 2 9 3 282 64 285 96 289 27 292 56 295 85 299 12 302 38 305 63 308 87 312 10 315 31 318 52 321 71 324 89 328 06 196 27 199 87 203 47 207 05 210 63 214 19 217 74 221 27 224 80 228 31 231 82 239 31 238 79 242 26 245 71 249 16 252 59 256 01 259 42 262 82 266 21 269 59 272 95 276 30 219 64 282 97 286 29 289 60 292 89 296 18 299 45 302 71 305 96 309 20 312 42 315 64 318 84 322 03 325 21 328 38 196 63 200 23 203 83 207 41 210 98 214 54 218 09 221 63 2299 19 228 66 232 17 235 66 239 13 242 60 246 06 249 50 252 93 256 35 259 76 263 16 266 55 209 92 2 3 29 216 64 219 98 283 31 286 62 289 93 293 22 296 50 299 78 303 03 306 28 309 52 312 74 315 96 319 16 322 35 325 53 328 69 268 R 100 00 Q 0 C 196 99 200 59 204 19 20 17 211 34 214 90 218 44 221 98 225 50 229 02 232 92 236 00 239 48 242 95 246 40 249 85 253 28 256 70 260 10 263 50 266 89 2 0 26 2 3 62 216 97 280 31 283 64 286 95 290 26 293 99 296 83 300 10 303 36 306 61 309 84 313 06 316 28 319 48 322 67 325 84 329 01 9 10 197 35 200 95 204 55 208 13 211 70 219 29 218 80 222 33 225 85 229 37 Ee E 236 39 239 83 243 29 246 75 250 19 253 62 257 04 260 44 263 84 26 22 270 60 2 3 96 Pa TRE 280 64 283 97 287 29 290 59 293 88 297 16 300 43 303 69 306 93 310 16 313 39 316 60 319 80 322
33. 25 50 15 100 Valor Temperatura equivalente em medida antes da ohms 92 16 113 01 134 71 155 46 175 86 calibra o C 19 8 35 2 90 3 145 3 200 3 Tabela 7 5 Valores de corrente obtidos com o TT301 Fonte Autoria pr pria Valor simulado 20 C 35 C 90 C 145 C 200 C Corrente ideal mA 4 0000 8 0000 12 0000 16 0000 20 0000 Corrente medida antes da calibra o mA 4 005 8 021 12 021 16 019 20 02 179 Temperatura medida ap s a calibra o C 20 0 35 0 90 0 145 0 200 1 Corrente medida ap s a calibra o mA A calibra o de corrente do TT301 foi omitida deste roteiro por motivo de um erro de software apresentado no configurador Emerson 475 O procedimento foi inicializado ao executar a seguinte sequ ncia a partir da tela inicial do instrumento representada na Figura 3 36 5 TRIM 5 1 CURRENT Neste ponto apresenta se a tela de calibra o de corrente com as op es de pontos de calibra o 1 4mA e 2 20mA Os passos executados foram 1 corrente configura o sobre o processo Clicar em 4mA para efetuar a calibra o do ponto inicial de Clicar em OK na mensagem que alerta sobre a interfer ncia desta 180 3 Clicar em OK na mensagem que pede que um mult metro seja conectado ao circuito de corrente 4 Verificar no visor do calibrador TC 502 a corrente atual do circuito 5 No 475 informar se a corrente medi
34. 270 Q vermelho violeta marrom Figura 4 4 e 4 quatro Cabos de comunica o e alimenta o para interliga o dos equipamentos x oq x 0 eg b Figura 1 TT301 Figura 2 Comunicador de campo 475 Fonte Smar 2012a Fonte Emerson 2013 270 Ohm RTDITC mV Ka myr RTDZ RTD3 J Figura 3 Calibrador de Temperatura TC 502 Figura 4 Resistor 2700 Fonte Presys 2008 Autoria pr pria Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 3 CALIBRA O DO TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Terminais de conex o do Calibrador de Temperatura Precys TC 502 Terminais de conex o A Pt 100 a 2 fios Terminais de alimenta o Comunicador de Campo 475 Transmissor de Rosemount Temperatura HART TT301 Smar Figura 5 Montagem da pr tica de calibra o do transmissor de temperatura TT301 Fonte Autoria pr pria OBSERVA ES a A montagem conex o dos equipamentos para realiza o da pr tica representada na Figura 5 segue rigorosamente as recomenda es dos fabricantes para que n o ocorram danos aos instrumentos b A gera o de RTD Ohm TC ou mV com a medi o simult nea de mA do TC 502 da Presys utilizada quando se deseja fazer a calibra o de transmissores de temperatura Para esta pr tica ser utiliz
35. 40 Configura o da faixa de medi o TT301 HART Fonte Autoria pr pria 109 Para configurar o ponto final da faixa de medi o clicar na op o Upper e seguir os mesmos passos da configura o do ponto inicial Para este exemplo utilizar o valor 200 para o ponto final da faixa de medi o 3 4 2 1 3 Visor Local O visor local do TT301 permite a exibi o de at dois par metros de forma alternada Para configurar o visor a partir da tela inicial do transmissor executar a seguinte sequ ncia 2 CONF gt 7 Display Para a configura o do visor local seguir os seguintes passos 1 Selecionar a op o First var 2 Na tela seguinte clicar em Change First Var 3 Ser exibida uma tela com quatro op es selecionar a op o PV e clicar em ENTER 4 Retornar para a tela anterior clicando sobre a seta no canto superior esquerdo 5 Selecionar a op o Second var 6 Na tela seguinte clicar em Change Second Var 7 Selecionar a op o Out e clicar em ENTER A Figura 3 41 detalha a sequ ncia de telas exibidas por este procedimento 110 E Hw TT301 TT301 Display First var 1 First var 1 First Var 2 Second var 2 Change First Var HAM HAM TT301 TT301 Select from list Display 1 First var 2 Second var ABORT ENTER HA HA TT301 TT301 First var Select from list 1 Second Var 2 Change Second Var ABORT ENTER Figura 3 41 Configura o do visor loca
36. 47 ANEXO A TERMORRESIST NCIAS Pt 100 Temperatura em Graus Celsius ITS 90 Resist ncia em ohms 1 22 40 26 67 30 91 35 12 39 31 43 46 47 59 51 70 595 79 59 85 63 90 67 92 71 93 15 93 19 91 83 87 87 83 91 77 95 69 99 61 100 39 104 29 108 18 112 06 115 93 119 78 123 63 127 46 131 28 135 09 138 88 142 67 146 44 150 21 153 96 157 70 161 43 165 14 168 85 172 54 176 22 179 89 183 55 187 20 190 84 2 21 97 26 24 30 49 34 70 38 89 43 05 47 18 51 29 55 38 59 44 63 49 67 52 11 53 79 93 79 91 83 48 87 43 91 37 95 30 99 22 100 78 104 68 108 57 112 45 116 31 120 17 124 01 127 84 131 66 135 47 139 26 143 05 146 82 150 58 154 33 158 07 161 80 165 51 169 22 172 91 176 59 180 26 183 92 187 56 191 20 3 4 RZ 6 RESIST NCIA EM OHMS 21 54 25 82 30 07 34 28 38 47 42 63 46 77 50 88 54 97 59 04 63 09 67 12 AIS 75 13 9 1 83 08 87 04 90 98 94 91 98 83 3 10117 105 07 108 96 112 83 116 70 120 55 124 39 128 22 132 04 135 85 139 64 143 43 147 20 150 96 154 71 158 45 162 17 165 89 169 59 173 28 176 96 180 63 184 28 187 93 191 56 21 11 29 39 29 64 33 86 38 05 42 22 46 36 50 47 54 56 58 63 62 68 66 72 70 73 14 13 78 72 82 69 86 64 90 59 94 52 98 44 4 101 56 105 46 109 35 113 22 117 08 120 94 124 78 128 61 132 42 136 23 140 02 143 80 14
37. 500 mmH20 100 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 9 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O 3 CALIBRA O E AJUSTE DE PRESS O A calibra o dos transmissores FONDATION Fieldbus feita atrav s do bloco TRANSDUCER Nesta etapa o Calibrador de Press o Presys PC 507 ser utilizado como refer ncia padr o para a calibra o de press o do transmissor Para inicializar a calibra o de press o do 3051 a partir da tela inicial da Figura 8 executar a seguinte sequ ncia TRANSDUCER Methods Nesta pr tica a faixa de medi o do transmissor compreende valores de O a 500 mmH20 Para efetuar e ajustar o transmissor ser suficiente efetuar os ajustes de zero e de um ponto superior da escala No configurador 475 acessar a op o Zero trim Ao clicar sobre esta op o os seguintes passos dever o ser executados O O o o e a a 9 Deixar ambas as c maras de press o do 3051 abertas para a atmosfera Clicar em NEXT na tela que pede que o controle seja transferido para o modo manual Clicar em NEXT na tela que avisa que a calibra o do sensor ser afetada O bloco transdutor ser transferido automaticamente para o modo OOS Clicar em NEXT Selecionar a aplica o Press o diferencial em seguida clicar em NEXT Clicar em NEXT na tela que pede que se aplique O
38. 98 326 16 329 32 197 1 201 31 204 90 208 48 212 09 215 61 219 15 222 68 226 21 229 72 233 21 236 70 240 18 243 64 247 09 250 53 253 96 291 38 260 78 264 18 267 56 210 93 2174 29 2 1 64 280 98 284 30 287 62 290 92 294 21 297 49 300 75 304 01 307 25 310 49 313 71 316 92 320 12 323 30 326 48 329 64
39. Ajuste de Press o Nesta etapa ser necess rio utilizar o calibrador PC 507 e a bomba manual O arranjo da montagem aquele exibido pela Figura 4 9 O procedimento de calibra o feito no bloco transdutor A partir da tela inicial do 3051 executar a seguinte sequ ncia TRANSDUCER gt Methods A tela de calibra o est representada pela Figura 4 7 Neste exemplo a faixa de medi o do transmissor compreende valores negativos e positivos onde a indica o 0 na verdade uma press o negativa igual a 8000 mmH20 Para calibrar o ponto inicial da faixa ser necess rio aplicar uma press o equivalente a 8000 mmH gt 0O na c mara de baixa L do instrumento O m todo adequado o Lower sensor trim No configurador 475 acessar a op o Lower sensor trim Ao clicar sobre esta op o os seguintes passos dever o ser executados 156 Selecionar a aplica o Press o diferencial em seguida clicar em NEXT Escolher a unidade de engenharia utilizada pelo padr o mmH20 NEXT Aplicar press o com o uso da bomba manual acompanhando o valor pelo visor do calibrador Quando atingir 8000 mmH20 clicar em NEXT 4 Aguardar que o valor estabilize em seguida clicar em NEXT 5 Digitar o valor lido pelo padr o e clicar em FINISH Em seguida deve se calibrar o ponto final da faixa Para isto deve se conectar a bomba manual e o calibrador na c mara de alta H do instrumento e selecionar o m todo Uppe
40. Autoria pr pria Ap s configurados os par metros de faixa de medi o clicar no bot o SEND para que o instrumento assuma os novos valores 2 CONFIGURA O DO VISOR LOCAL O visor local do transmissor 3051 HART pode exibir at quatro vari veis alternadamente Para ter acesso a estas configura es a partir da tela inicial da Figura 8 executar a seguinte sequ ncia 2 Configure 2 Manual Setup gt 3 Display Os par metros necess rios para a configura o do visor local s o apresentados no Quadro 3 Par metro Descri o Valor Escolhe qual vari vel ser exibida no visor Quando selecionado Eng l Display Options DO Eng Units Units o valor da press o exibido Quadro 3 Configura o do visor local do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 6 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE PRESS O Depois de configurados os par metros desta tela clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor Com o aux lio do calibrador Presys PC 507 e a bomba manual de press o simular os valores de press o referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida Preencher a Tabela 1 com os valores obtidos Tabela 1 Valores de press o obtidos com o 3051 HART Fonte Autoria pr pria Valor simulado Percentual da Press
41. Configura o do visor local 3 4 Calibra o e ajuste de corrente Calibra o e ajuste de press o A calibra o e ajuste de corrente j foi abordada para este transmissor no cap tulo 4 5 1 2 4 portanto ser omitida deste procedimento 1 4 6 4 1 1 Configura es b sicas A partir da tela inicial do transmissor 3051 exibida pela Figura 4 13 executar a seguinte sequ ncia chegando tela de configura o do sensor de press o representada pela Figura 4 14 2 Configure gt 2 Manual Setup gt 1 Process Variables O Quadro 6 3 detalha os par metros desta tela que devem ser configurados nesta tela Par metro Descri o Valor Unidade de engenharia para medi o da press o Transfer Function Fun o de transfer ncia do sinal de entrada pra o sinal Sq Root de sa da Pode se escolher Linear ou Ra z quadrada Quadro 6 3 Configura es b sicas do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Ap s configurados os par metros da tela de configura es b sicas clicar no bot o SEND para que o instrumento assuma os novos valores Em seguida deve se configurar os limites da faixa de medi o Para isto a partir da tela inicial do 3051 executar a seguinte sequ ncia 2 Configure 2 Manual Setup gt 2 Analog Output gt 1 Upper Range Value O Quadro 6 4 indica os par metros desta tela que ser o utilizados para esta configura o Par metro Descri o Valor URV Valor m ximo da fai
42. E Application Help Field Communicator Easy Upgrade Utility C Readme All p b rograms ES Fc Upgrade web Figura 2 24 Iniciando o Easy Upgrade Utility Fonte EMERSON Process Management 2013 e Clique em Update PC e Aguardar at que o software se atualize atrav s da Internet como demonstrado pela Figura 2 25 FD SAP PTE HM Corenpcthor Ipe 2 Upgrade System Cord Beni Dim p 3 pch L J PC m aedy up to date al Plante paleci jhe court M ec pou we cre lee e ebed OK wn Figura 2 25 Atualizando o computador Fonte EMERSON Process Management 2013 58 e Selecionar a op o Card Reader na tela ilustrada pela Figura 2 20 LE a TED E 8 a PM Darra Th pE 3 Upgrade Hatem Cani Perteeh Boi pmnta 2 A dival uodate n Pecestary DO YOU mant ia proceed m Figura 2 26 Selecionado o leitor de cart es Fonte EMERSON Process Management 2013 e Aguardar at que o software identifique o cart o e a vers o do sistema instalado nele e Finalmente clicar em Yes e aguardar a atualiza o do cart o e Ap s a finaliza o inserir o cart o novamente no comunicador e seguir as instru es na tela como mostra a Figura 2 27 A software update is required This process requires a significant amount of power Please plug the AU adapter into Lhe 475 and press OK Figura 2 27 Instru es na tela do comunicador Fonte EMERSON Process Management 2013 59 3
43. ENTER No menu inicial selecionar a op o CONF e pressionar ENTER Em seguida selecionar a op o Pe pressionar ENTER Selecionar a op o UNITOUT e pressionar ENTER Com o aux lio das teclas direcionais selecionar a unidade de engenharia MMW mmhH gt 0 e pressionar ENTER Pressionar a tecla C CE duas vezes para retornar ao primeiro menu a e O UM Selecionar a op o IN e pressionar ENTER Escolher a fun o de entrada mA e pressionar ENTER Selecionar a op o OUT e pressionar ENTER Te o O Escolher a fun o de sa da Pressure e pressionar ENTER 1 Selecionar a op o P1 e pressionar ENTER 12 Zerar a refer ncia de press o de sa da Pressione a tecla gt e em seguida pressionar ENTER Iniciar a comunica o HART com o comunicador de campo 475 a Conecte o comunicador de campo 475 ao circuito do experimento conforme a Figura 6 b No comunicador de campo 475 pressione e segure a tecla Liga Desliga at que a luz verde nesta tecla pisque e a tela do menu principal seja exibida conforme a Figura 7 c Toque no cone do aplicativo HART no menu principal do comunicador de campo Se um dispositivo HART alimentado estiver conectado ao comunicador de campo 475 o menu online do aplicativo HART aparece automaticamente d Acessando a fun o Online tela inicial do transmissor de press o diferencial 3051 HART exibida na tela do configurador 475 conforme a Figura 8 Universidade Tecnol gica Feder
44. Figura 3 1 1 um d 1 uma Bomba para calibra o de press o com mangueiras MVP 600 Figura 4 e 1 um Resistor 270 O vermelho violeta marrom Figura 5 f 2 dois Cabos de alimenta o para interliga o dos equipamentos Figura 1 Transmissor 3051 HART Figura 2 Configurador 475 Fonte Rosemount 2012c Fonte Emerson 2013 Figura 3 Calibrador Presys PC 507 Fonte Presys 2008 Figura 4 Bomba de calibra o Fonte SALCAS 2013 270 Ohm Figura 5 Resistor de 2700 Fonte Autoria pr pria Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 6 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE PRESS O Terminais de conex o do Calibrador de Press o Presys PC 507 Transmissor de Press o c psula Diferencial HART a 3051 Rosemount alimenta o e comunica o j H b 3 L Comunicador de TL as DELANO Campo 475 sm calibra o de press o Presys BY 100 8111 500 alta press o H e baixa press o L Figura 6 Montagem da pr tica de calibra o do transmissor de press o 3051 HART Fonte Autoria pr pria OBSERVA ES a A montagem conex o dos equipamentos para realiza o da pr tica representada na Figura 6 segue rigorosamente as recomenda es dos fabricantes para que n o ocorram danos aos instrumentos
45. Um exemplo de barramento FOUNDATION Fieldbus mostrado na Figura 2 12 O in cio e final do barramento s o delimitados por terminadores representados pela letra T As deriva es s o iniciadas a partir de acopladores Terminador Valvula Figura 2 12 Barramento FOUNDATION Fieldbus t pico Fonte Relcom Inc 2011 Adaptado por Eduardo Quinalha 46 Para cobrir extens es maiores que 1900 m necess rio o uso de repetidores Cada repetidor toma o lugar de um dispositivo na rede mas possibilita a adi o de mais um trecho de 1900 m Fieldbus Foundation 2002 como mostra a Figura 2 13 Podem ser adicionados at quatro repetidores em s rie para se obter uma dist ncia total de at 9500 m Cada repetidor possibilita a adi o de mais 32 dispositivos em seu segmento aumentando a capacidade total para 240 instrumentos Fieldbus Foundation 2002 1 Barramento Interface FOUNDATION Fieldbus FD Dispositivo de campo Figura 2 13 Rede com repetidores Fonte Fieldbus Foundation 1996 Adaptado por Eduardo Quinalha Para plantas industriais com um maior n mero de instrumentos pode se utilizar cabos com m ltiplos pares interligando a sala de controle s caixas de jun o no campo A partir desta caixa barramentos partem para regi es diversas da planta at novas caixas de jun o das quais saem deriva es que levam aos instrumentos Relcom Inc 2011 Um exemplo mostrado na Figura 2 14 47
46. Universidade Tecnol gica Federal do Paran UTFPR Curitiba 11 de setembro de 2013 Prof Emerson Rigoni Dr Coordenador de Curso Engenharia El trica Profa Annemarlen Gehrke Castagna Mestre Coordenadora dos Trabalhos de Conclus o de Curso de Engenharia El trica do DAELT ORIENTA O BANCA EXAMINADORA Prof Daniel Balieiro Silva Me Prof Roberto Cesar Betini Dr Universidade Tecnol gica Federal do Paran Universidade Tecnol gica Federal do Paran Orientador Profa Rosalba da Costa M Sc Universidade Tecnol gica Federal do Paran Prof Vilmair Ermenio Wirmond Me Universidade Tecnol gica Federal do Paran A folha de aprova o assinada encontra se na Coordena o do Curso de Engenharia El trica AGRADECIMENTOS Agradecemos ao Professor Daniel Balieiro Silva pela oportunidade que nos foi dada em realizar este trabalho e pelo seu suporte e orienta o durante a elabora o do mesmo Agradecemos tamb m pelo acesso ao laborat rio e equipamentos que foram utilizados para os experimentos realizados durante nossa pesquisa Agradecemos Professora Rosalba da Costa que t o prontamente nos atendeu esclarecendo nos todas as d vidas relacionadas elabora o do texto e as metodologias utilizadas Agradecemos ao Professor Roberto Cesar Betini pelas corre es sugeridas na defesa parcial deste trabalho e que foram de grande valia para chegar ao formato que aqui est apresentado Gostar amos tamb m d
47. a 4 mA clicar em Yes caso contr rio clicar em No e retornar ao passo 3 Em seguida a calibra o de 20 mA ser inicializada automaticamente Os seguintes passos devem ser realizados a n 11 Uma tela de alerta ser exibida clicar em OK Uma segunda tela solicita que um padr o de corrente seja conectado ao circuito Clicar em OK O transmissor ser ajustado para enviar 20 mA clicar em OK Verificar no calibrador PC 507 o valor atual da corrente em seguida digitar o valor medido pelo padr o na tela do 475 e clicar em ENTER Verificar no PC 507 o novo valor de corrente caso seja igual a 20 mA clicar em Yes caso contr rio clicar em No e retornar ao passo 3 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 6 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE PRESS O Com o aux lio do calibrador Presys PC 507 e a bomba manual de press o simular os valores de press o referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida ap s as calibra es Preencher a Tabela 2 com os valores obtidos Tabela 2 Valores de press o obtidos com o 3051 HART ap s a calibra o Fonte Autoria pr pria Valor simulado Percentual da Press o medida ap s a Corrente medida Ap s a bar faixa calibra o bar calibra o mA 0 0 0 0125 25 0 0250 50 0 0375 75 0 05 100 Universidade Tecnol gic
48. a Equa o 3 C ke F 3 Onde k representa a permissividade relativa do meio HALLIDAY RESNICK WALKER 1984 Tendo se fixas a constante do meio e a rea das placas do capacitor a capacit ncia resultante uma fun o inversamente proporcional da dist ncia que as separam Sendo assim pequenas varia es nesta vari vel podem ser detectadas eletronicamente no valor final da capacit ncia BEGA 2011 Sensores capacitivos possuem exatid o da ordem de 0 1 da faixa medida e podem medir faixas desde 0 08 kPa at 35 MPa LIPT K 2003 A possibilidade de medir press es diferenciais expande sua aplica o em outras reas da instrumenta o como medi o vaz o e n vel Isto faz dos sensores baseados em c lulas capacitivas o tipo mais utilizado no ramo industrial BEGA 2011 Os equipamentos destinados medi o de press o dispon veis no laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR s o constitu dos por c psulas capacitivas diferenciais o que possibilita seu uso para outras aplica es al m da medi o direta de press o Estas aplica es ser o abordadas nos cap tulos seguintes 4 5 TRANSMISSORES DE PRESS O DIFERENCIAL De forma similar ao transmissor de temperaturas um transmissor de press o diferencial um equipamento respons vel por converter a diferen a 125 entre duas press es em um sinal padronizado normalmente um sinal el trico de corrente entre 4 e 20 mA ou um sinal de comunic
49. a a 5 Figura 2 26 Selecionado o leitor de cart es era 58 Figura 2 27 Instru es na tela do comunicador eee eee 58 Selle 3 1 SLT eee ee depssssasanitasaussatabeseniiosasapidabegoradabasenddstason dates palato canada sudandas 61 Foura S 2 ECO BETO sai a aA 62 Figura 3 3 Resistividade do cobre e eeeeeeeeeee errar reeenrrenereeenenennoo 65 Figura 3 4 Conex o de um Pt 100 a dois fios enne 66 Ss e CONEX O a TES TOS pianista ia seis gd saias ade 67 Figura 3 6 Conex o a quatro HOS sse eee 68 FIQUIa S 7 Frans misso SA ren a a 69 Figura 3 8 Terminais de liga o do transmissor Rosemount 3144 70 Figura 3 9 Alimenta o e medi o de mA simult nea sese eee eee 72 Figura 3 10 Conex o do 475 HART 72 Figuras Ti POA deslizante sa Kee KeNaN KERKEE KEKE KEKEN KE EKOE EKETE KNEKKE KEEA 73 Figura 3 12 Conex es entre TC D02 e 3144 erre 73 Figura 3 13 rea de trabalho do Emerson 475 74 Figura 3 14 Tela inicial do S E erre eee era eeree cera eneanos 75 Figura 3 15 Configura es do sensor eres ererer renan reeanaos 76 Foura sto Salda analogica assess quai ue a uau Da qa 77 Figura 3 17 Configura o da faixa medida sees 78 Figura 3 18 Configura o do visor local do 3144 HART 79 Figura 3 19 Ajustes da curva do Sensor sese eee 82 Figura 3 20 Tela de calibra o
50. a tampa para o lado da indica o FF Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 7 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL Configura o do Calibrador de Press o Presys PC 507 A configura o do calibrador de press o para uso durante este experimento deve ser realizada para exibir os valores de press o na mesma unidade em que o transmissor est trabalhando Os seguintes passos devem ser seguidos Ligar o calibrador Tecla ON OFF selecionar na tela a op o ON e pressionar ENTER No menu inicial selecionar a op o CONF e pressionar ENTER Em seguida selecionar a op o Pe pressionar ENTER Selecionar a op o UNITOUT e pressionar ENTER Com o aux lio das teclas direcionais selecionar a unidade de engenharia MMW mmH gt 0 e pressionar ENTER Pressionar a tecla C CE duas vezes para retornar ao primeiro menu a ss w Ta Selecionar a op o OUT e pressionar ENTER Escolher a fun o de sa da Pressure e pressionar ENTER o o No Selecionar a op o P1 e pressionar ENTER 10 Zerar a refer ncia de press o de sa da Pressione a tecla e em seguida pressionar ENTER Iniciar a comunica o foundation fieldbus atrav s do comunicador de campo 475 a Conecte o comunicador de campo 475 ao circuito do experimento conforme a Figura 5 b No comunicador d
51. ao sensor Aguardar que o valor estabilize em seguida clicar em NEXT Digite a data em que a calibra o foi realizada e clique em NEXT Digite o nome da pessoa respons vel por esta calibra o e clique em NEXT 10 Digite o local onde a calibra o foi executada e clique em NEXT 11 Clicar em FINISH na tela que pede que o controle seja transferido para o modo autom tico Em seguida deve se calibrar um ponto superior da faixa Nesta etapa ser necess rio utilizar o calibrador PC 507 e a bomba manual Para isto deve se conectar a bomba manual e o calibrador na c mara de alta H do instrumento e selecionar o m todo Upper sensor trim Os passos para a calibra o ser o e Ol do de do N Clicar em NEXT na tela que pede que o controle seja transferido para o modo manual Clicar em NEXT na tela que avisa que a calibra o do sensor ser afetada O bloco transdutor ser transferido automaticamente para o modo OOS Clicar em NEXT Selecionar a aplica o Press o diferencial em seguida clicar em NEXT Escolher a unidade de engenharia utilizada pelo padr o mmH20 em seguida clicar em NEXT Aplicar press o com o uso da bomba manual acompanhando o valor pelo visor do padr o Quando atingir um valor pr ximo de 500 mmH20 clicar em NEXT Aguardar que o valor estabilize em seguida clicar em NEXT Digitar o valor lido pelo calibrador PC 507 e clicar em NEXT Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad
52. arquitetura de rede FOUNDATION Fieldbus chamada Data Link Layer DLL Ela respons vel por controlar o fluxo de mensagens no barramento e define dois tipos de dispositivos Dispositivo b sico e Link Master 5 O c digo Manchester transmite cada bit como uma transi o entre dois n veis de tens o pr estabelecidos Normalmente uma transi o do n vel mais baixo para o mais alto rampa de subida representa o bit 1 enquanto que uma transi o do n vel alto para o baixo rampa de descida representa o bit O TANENBAUM 2003 52 O Link Master tem a capacidade de exercer uma fun o chamada Link Active Scheduler LAS na qual o dispositivo cria uma lista de tempos de transmiss o para todos os dispositivos ligados ao barramento Sua fun o definir quando hora de um determinado dispositivo publicar informa es na rede Fieldbus Foundation 2003 Este per odo repete se continuamente ao longo do tempo e chamado de macrociclo Fieldbus Inc 2001 Quando chega a vez de um instrumento comunicar se com o barramento o LAS disponibiliza um intervalo de tempo para que ele possa publicar a mensagem na rede Neste momento todos os dispositivos do barramento podem ouvir a mensagem no entanto somente aqueles previamente configurados receber o a informa o Fieldbus Foundation 2003 Este modelo chamado de produtor e consumidor A cada transmiss o o LAS oferece ao barramento a oportunidade para que os dispositi
53. automa o industrial Processo similar ocorreu com as redes de comunica o Ap s a expans o e populariza o da internet surgiram v rios aparelhos com capacidade de transfer ncia de dados e informa es em rede tais como televis es impressoras telefones celulares e outros ALBUQUERQUE ALEXANDRIA 2009 Na ind stria as redes industriais j s o largamente utilizadas Controladores L gicos Program veis CLPs Interfaces Homem M quina IHMs inversores de frequ ncia e mais recentemente instrumentos de campo formam redes complexas expandindo as possibilidades de controle autom tico e supervis o de processos ALBUQUERQUE ALEXANDRIA 2009 Os sistemas chamados ponto a ponto constitu dos por um CLP centralizado ligado diretamente aos dispositivos de campo est o sendo substitu dos por redes de ch o de f brica onde os instrumentos s o ligados diretamente a um canal comum de comunica o Sistemas ponto a ponto possuem um alto custo de implanta o devido a grande quantidade de cabos e complexidade de montagem LUGLI SANTOS 2010 Atualmente padr es abertos de desenvolvimento de redes de campo tais como Profibus FOUNDATION Fieldbus Actuator Sensor Interface AS i e Highway Addressable Remote Transducer HART est o dispon veis para quaisquer fabricantes e tem a vantagem de possibilitar uma interoperabilidade entre diversos equipamentos sem que o usu rio fique dependente de um padr o propriet rio LU
54. bomba manual usando apenas o ajuste fino acompanhando o valor pelo calibrador PC 507 Quando chegar pr ximo a 500 mmH20 clicar em OK 3 Aguardar que a indica o estabilize e clicar em OK 4 Digitar o valor de press o lido pelo padr o e clicar em ENTER 5 Retirar a press o aplicada e clicar em OK As telas apresentadas durante este procedimento s o as mesmas j ilustradas pela Figura 4 18 163 6 MEDI O DE VAZ O 6 1 INTRODU O Medi o de vaz o de fluidos requer uma diversidade de recursos tecnol gicos maior do que qualquer outra vari vel Sua exatid o pode ser de grande import ncia como por exemplo em medi es de finalidades fiscais e suas aplica es s o muito amplas desde transporte de fluidos em oleodutos gasodutos abastecimento e saneamento at mesmo controle de processos BEGA 2011 Eg dio Alberto Bega 2011 define vaz o como quantidade de fluido que passa pela se o reta de um duto por unidade de tempo O fluido pode ser l quido g s ou vapor BEGA 2011 p 49 Esta quantidade pode ser medida em fun o apenas do volume do fluido circulante vaz o volum trica ou em fun o da massa total que passa pelo ponto de refer ncia vaz o m ssica BEGA 2011 Medir vaz o pode ter um grau de dificuldade adicional Em muitos casos necess ria a medi o da press o ou press o diferencial do fluido e da temperatura para uma correta indica o al m de conh
55. da tomada de baixa press o e ps densidade relativa do l quido de selagem Na situa o C da Figura 5 2 deseja se medir a press o de um recipiente aberto e o instrumento encontra se abaixo do n vel de fundo Da mesma maneira que na situa o anterior comum o uso de l quido de selagem para a tomada de alta press o neste tipo de arranjo A tomada de baixa press o deve ficar 191 aberta para a atmosfera Os c lculos devem ser feitos de acordo com as Equa es 8 e 9 alcance y ps h p mmH 0 8 supress o de zero y ps mmhH 0 9 Onde e h altura do tanque e p densidade do l quido e diferen a de quota entre o instrumento e o fundo do tanque e ps densidade do l quido de selagem Finalmente na situa o D da Figura 5 2 o instrumento encontra se abaixo do n vel de fundo do recipiente que tem o topo fechado Para este arranjo as duas tomadas de press o devem ser preenchidas por l quido de selagem Os c lculos s o determinados pelas equa es 10 e 11 alcance h p h ps mmH 0 10 supress o de zero h ps mmH 0 11 Onde e h altura do tanque e p densidade do l quido e ps densidade do l quido de selagem 5 2 1 Configura o do Transmissor 3051 FOUNDATION Fieldbus para Medi o de N vel A alimenta o do transmissor 3051 ser fornecida pelo calibrador de press o Presys PC 507 utilizando se dos terminais IN e OUT como 152 detalha a Figur
56. de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 6 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE PRESS O Configura o do 3051 HART para medi o de press o A configura o do transmissor de press o diferencial HART para medir press o deve seguir as seguintes etapas Etapa 1 Configura es b sicas Etapa 2 Configura o do visor local Etapa 3 Calibra o e ajuste de press o Etapa 4 Calibra o e ajuste de corrente Considera es relativas ao processo de calibra o de press o a Antes de iniciar a atividade pr tica de calibra o e configura o do transmissor necess rio analisar os limites de press o impostos pelos instrumentos e equipamentos do laborat rio b Os transmissores 3051 HART que est o dispon veis no laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR t m sua press o limitada de 0 05 a 0 05 bar 509 a 509 mmH 0 Esta uma faixa muito pequena e que torna muito dif cil a tarefa de efetuar uma calibra o com o aux lio da bomba manual de press o Apenas o ajuste fino da bomba manual dever ser utilizado c c mara do calibrador PC 507 tem sua press o limitada a 30 PSI aproximadamente 2 bar d A inser o de uma press o acima do limite no transmissor pode vir a danificar de forma irrevers vel a c lula capacitiva e Tendo em vista as limita es mencionadas mas tamb m para que seja poss vel realiza
57. de campo e sistema digital de controle distribu do SDCD MOREAES 2007 O SDCD ao contr rio dos controladores antigos distribui o processamento de dados vindos do campo em diversas unidades de controle distribu das geograficamente e mais pr ximas das plantas industriais A integra o do sistema se d por meio de redes de controle normalmente propriet rias ou seja desenvolvidas pelo pr prio fabricante do SDCD Esta 28 mesma rede al m da comunica o entre as diversas CPU do sistema serve tamb m para transmiss o de dados entre a rede de controle e a esta o de opera o na sala de controle Assim um mesmo sistema faz o controle propriamente dito aquisi o de dados para gr ficos de tend ncia hist rico de eventos e supervis o da planta BEGA 2011 O sistema de controle distribu do traz vantagens no que diz respeito flexibilidade configura o e manuten o no entanto os protocolos de comunica o s o propriedade intelectual de cada fabricante impossibilitando a integra o de outros BEGA 2011 A insatisfa o com sistemas propriet rios levou ao desenvolvimento de protocolos abertos de comunica o Padr es de trocas de dados que foram ao longo dos tempos incorporados pelos principais fabricantes de equipamentos de automa o industrial Gra as a esta nova filosofia hoje poss vel a utiliza o de m ltiplos controladores de fabricantes diferentes meios variados de comunica o diferen
58. decimais Possibilita habilitar ON ou desabilitar OFF a exibi o dC de uma barra gr fica no visor local do dispositivo Quadro 4 Configura o do visor local 3144 HART Fonte Autoria pr pria Depois de configurados os par metros desta tela clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor Com o aux lio do calibrador Presys TC 502 simular os valores de temperaturas referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida Preencher a Tabela 1 com os valores obtidos Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 1 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Tabela 1 Valores de temperatura obtidos com 3144 HART Fonte Autoria pr pria Valor Percentual da Temperatura indicada pelo Corrente indicada pelo simulado faixa transmissor C calibrador TC 502 mA 20 C 0 35 C 25 90 C 50 145 C 19 200 C 100 4 CALIBRA O E AJUSTE DE TEMPERATURA Nesta etapa o Calibrador de Temperatura Presys TC 502 ser utilizado como refer ncia padr o para a calibra o de temperatura do transmissor Para inicializar a calibra o de temperatura do 3144 a partir da tela inicial da Figura 7 executar a seguinte sequ ncia 3 Service Tools 4 Maintenance 1 Sensor Calibration 1 Calibrate Sensors 1 Sensor 1 s 1 Active Calibrator On gt
59. do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 6 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE PRESS O 1 Selecionar a unidade de engenharia para medi o da press o diferencial bar Em seguida clicar em ENTER Aplicar press o com aux lio da bomba manual usando apenas o ajuste fino acompanhando o valor pelo calibrador PC 507 Quando chegar pr ximo a 0 05 bar clicar em OK Aguardar que a indica o estabilize e clicar em OK Digitar o valor de press o lido pelo padr o e clicar em ENTER Retirar a press o aplicada e clicar em OK 4 CALIBRA O E AJUSTE DE CORRENTE A calibra o de corrente deve ser feita sem nenhuma press o aplicada c lula do instrumento Para inicializar a calibra o de corrente do 3051 a partir da tela inicial da Figura 8 executar a seguinte sequ ncia 3 Service Tools gt 4 Maintenance gt 2 Analog Calibration gt 1 D A Trim Os seguintes passos dever o ser executados RR IN Uma tela de alerta ser exibida clicar em OK Uma segunda tela solicita que um calibrador de corrente seja conectado ao circuito Clicar em OK O transmissor ser ajustado para enviar 4 mA clicar em OK Verificar no calibrador PC 507 o valor atual da corrente em seguida digitar o valor medido pelo padr o na tela do 475 e clicar em ENTER Verificar no PC 507 o novo valor de corrente caso seja igual
60. e um gas BEGA 2011 Os m todos de medi o de n vel dividem se entre m todos de medi o direta e m todos de medi o inferencial BEGA 2011 A medi o direta normalmente baseia se na medida da dist ncia da superf cie do l quido em rela o ao fundo ou topo do tanque ou recipiente As formas cl ssicas de medi o direta s o a utiliza o de visores de n vel conhecidos como LG s e por compara o com uso de trenas graduadas M todos contempor neos envolvem a utiliza o de medidores eletr nicos de ondas ultrass nicas radar BEGA 2011 A medi o inferencial pode determinar a posi o da interface do l quido atrav s de outras grandezas f sicas relacionadas como press o peso ou vaz o BEGA 2011 Existem ainda outros tipos de medi o que n o se encaixam nas classifica es acima tais como as chaves de n vel Estes dispositivos atuam apenas em determinados pontos fixos resultando em um sinal de sa da discreto Por este motivo s o mais utilizadas como dispositivos acionadores ou alarmes podendo ligar ou desligar bombas abrir v lvulas autom ticas ou soar um alarme sonoro indicando que um n vel cr tico foi atingido e alguma a o deve ser tomada Tamb m comum a utiliza o de chaves de n vel como parte de um intertravamento de seguran a da planta industrial BEGA 2011 147 Dentre os tipos de medidores de n veis citados abordaremos neste trabalho especificamente os medidores inf
61. eee eee 171 6 4 CONFIGURA O DO TRANSMISSOR 3051 HART PARA MEDI O DE VAZAO e 172 BA Configura es DASICAS acena A o DR dec 174 0AT VISORLOCAS a qria ti ini E a 175 6 4 1 3 Calibra o e Ajuste de Press o erre 175 7 CONSIDERA ES FINAIS iara 177 7 1 RESULTADOS OBTIDOS cu asinssansaisas dna nanda ia Eai EAN 177 7 2 SUGEST ES DE TRABALHOS FUTUROS 182 8 CONCEUS O pr OO 184 HEEEHENCIAS niscrtrerernteserrtestearnreserenesesertesesarenese rentes 187 AP NDICE A Roteiros de Atividades Pr ticas s snsieieisisiesiennisiererrersren 191 ANEXO A TERMORRESIST NCIAS PL 100 211 1 INTRODU O 1 1 TEMA A opera o de plantas de processo industrial era feita de forma essencialmente manual antes de 1940 ALVES 2005 necessitando de um n mero elevado de operadores e equipamentos de custo elevado para amenizar perturba es entre as diversas etapas de produ o Com o aumento da complexidade das plantas ap s os anos 40 e 50 ALVES 2005 se evidenciou a necessidade do controle autom tico que passou a ser feito atrav s de realimenta o negativa da vari vel a ser controlada Entende se por realimenta o negativa a diferen a entre o valor medido por um instrumento inserido no processo e o valor que se deseja para esta vari vel No entanto por falta de estudos aprofundados nesta rea isto era feito de forma emp rica e baseado na experi ncia adquirida previame
62. em OK O procedimento de ajuste e calibra o de press o estar conclu do e a tela inicial da Figura 8 ser exibida 4 CALIBRA O E AJUSTE DE CORRENTE A calibra o de corrente deve ser feita sem nenhuma press o aplicada c lula do instrumento Para inicializar a calibra o de corrente do 3051 a partir da tela inicial da Figura 8 executar a seguinte sequ ncia 3 Service Tools 4 Maintenance gt 2 Analog Calibration gt 1 D A Trim Os seguintes passos dever o ser executados Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 10 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O Uma tela de alerta ser exibida clicar em OK Uma segunda tela solicita que um calibrador de corrente seja conectado ao circuito Clicar em OK O transmissor ser ajustado para enviar 4 mA clicar em OK no o E Verificar no calibrador PC 507 o valor atual da corrente em seguida digitar o valor medido pelo padr o na tela do 475 e clicar em ENTER 5 Verificar no PC 507 o novo valor de corrente caso seja igual a 4 mA clicar em Yes caso contr rio clicar em No e retornar ao passo 3 Em seguida a calibra o de 20 mA ser inicializada automaticamente Os seguintes passos devem ser realizados Uma tela de alerta ser exibida clicar em OK Uma segunda tela solicita que um padr o de corren
63. es TAGs de cada um N o h necessidade de alterar o modo de opera o do bloco DISPLAY para realizar as configura es Para chegar aos par metros deste bloco a partir da tela ilustrada na Figura 7 executar a seguinte sequ ncia DISPLAY 5 All Os par metros b sicos para a configura o deste bloco s o apresentados no Quadro 3 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO BLOCK TAG PARA o l ne Identifica o TAG do bloco que ser exibido no display Al1 RELATIVE_INDEX_ Par metro do bloco referenciado que ser exibido Este n mero varia conforme o 1 bloco O ndice referente ao valor de sa da de bloco Al 8 TE Sub ndice relacionado ao par metro a ser exibido N o existe documenta o E sobre este par metro disponibilizado pela SMAR at o momento Texto que ser exibido abaixo do valor num rico S o aceitos caracteres MNEMO NIC 1 alfanum ricos DECIMAL POINT N no N mero de casas decimais ap s o ponto 2 UMBER 1 ACCESS 1 Define se este par metro configur vel ou apenas monitor vel Define o que ser exibido no espa o alfanum rico do visor As op es s o ALPHA NUM 1 l mnemonic value Quadro 3 Configura es do bloco DISPLAY do TT302 Fonte Autoria pr pria Conclu do o ajuste acima clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor
64. estabilizar em seguida clicar em OK Em seguida deve se calibrar um ponto superior da faixa Nesta etapa ser necess rio utilizar o calibrador PC 507 e a bomba manual Para isto deve se conectar a bomba manual na c mara de alta press o H do instrumento e ao calibrador e selecionar o m todo 7 Upper Seguir os seguintes passos Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 8 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL 1 Selecionar a unidade de engenharia para medi o da press o diferencial mmH20 Em seguida clicar em ENTER Aplicar press o com aux lio da bomba manual usando apenas o ajuste fino acompanhando o valor pelo calibrador PC 507 Quando chegar pr ximo a 500 mmH20 clicar em OK Aguardar que a indica o estabilize e clicar em OK Digitar o valor de press o lido pelo padr o e clicar em ENTER Retirar a press o aplicada e clicar em OK 4 CALIBRA O E AJUSTE DE CORRENTE A calibra o de corrente deve ser feita sem nenhuma press o aplicada c lula do instrumento Para inicializar a calibra o de corrente do 3051 a partir da tela inicial da Figura 8 executar a seguinte sequ ncia 3 Service Tools 4 Maintenance gt 2 Analog Calibration gt 1 D A Trim Os seguintes passos dever o ser executados P a Uma tela de alerta ser exibida
65. forma similar ao 3144 da Rosemount abordado no t pico anterior Possibilitam a leitura de valores de temperatura no campo atrav s de um visor LCD e remotamente via sinal anal gico de 4 a 20 mA e comunica o digital HART no caso do TT301 ou FOUNDATION Fieldbus para o TT302 Possibilitam a conex o com termorresistores e termopares e o uso de dois sensores simult neos As conex es el tricas de alimenta o e com os sensores de temperatura s o feitas por uma s rie de terminais na parte traseira do transmissor como mostra a Figura 3 34 Figura 3 33 Transmissor TT302 Fonte SMAR 2013 TERMINAL TERRA TERRA TERMINAIS DE ga TERMINAIS COMUNICA O DE TESTE Figura 3 34 Terminais de liga o Fonte SMAR 2012a A liga o do sensor deve ser feita de acordo com o Quadro 3 9 102 Termorresist ncia a Termorresist ncia a Termorresist ncia a 2 fios 3 fios 4 fios Termopar Quadro 3 9 Diagrama de liga es TT301 Fonte SMAR 2012a Adaptado por Eduardo Quinalha 3 4 2 1 Configura o do TT301 com Pt 100 usando HART A alimenta o do TT301 e ser fornecida pelo calibrador TC 502 simultaneamente com a leitura de corrente Para isto as conex es devem ser feitas de acordo com a Figura 3 9 A simula o do Pt 100 tamb m ser fornecida pelo TC 502 sendo que para isto as conex es ilustradas pela Figura 3 35 devem ser realizadas mV RTD Q mv Q RTD2 Presys TC 502 smar 11301
66. fornecida pela vari vel Process PRIMARY VAL TYPE prim ria As op es s o Temperatura de R G E processo Temperatura diferencial Backup p SENSOR TYPE Tipo de sensor utilizado T C typ J SENSOR_CONNEC TION Tipo de liga o do sensor 2 3 ou 4 fios SENSOR _ TRANSDUCER tio Seleciona o sensor que ser utilizado para 4 _ NUMBER este bloco 1 Sensor 1 2 Sensor 2 SECONDARY VALUE _ Enable Habilita a compensa o da junta fria ACTION temperatura ambiente Disable Disable Desabilita a compensa o Quadro 3 11 Configura es do bloco transdutor TT302 Fonte SMAR 2012b Adaptado por Eduardo Quinalha As configura es relacionadas a unidade de engenharia e faixa de medi o s o realizadas via bloco Al Ap s realizadas as configura es necess rias para o bloco clicar em SEND e retornar o bloco para o modo AUTO 117 3 4 2 2 2 Bloco Al O bloco de entrada anal gica Al do TT302 coleta dados de entrada do bloco transdutor disponibilizando os para outros blocos de fun o ou para um sistema supervis rio atrav s de sua sa da SMAR 2012b Os dados podem passar por procedimentos de lineariza o ou simplesmente repassar diretamente sem nenhuma manipula o nos dados Para acessar os par meiros do bloco Al a partir da tela inicial representada pela Figura 3 45 executar a seguinte sequ ncia Al gt All O bloco deve ter seu modo alterado de AUTO para OOS permitindo que sejam alteradas
67. interfer ncia desta configura o sobre o processo Verificar na tabela de valores de resist ncia do Pt 100 Anexo A o valor referente temperatura do valor final da faixa 200 C 175 86 ohms Com aux lio do teclado do calibrador Presys 502 digitar 175 86 e pressionar ENTER 4 Verificar no 475 o valor informado em Ohms e clicar em OK 5 A pr xima tela pergunta se a leitura est correta Caso o valor informado no passo 4 seja diferente do valor digitado no Presys selecione a op o Yes Caso seja igual selecione No e siga para o passo 8 Digite no 475 o mesmo valor que foi inserido no Presys e clique ENTER Retorne ao passo 4 Clicar em OK na mensagem de alerta e o procedimento ter encerrado Com o aux lio do calibrador Presys TC 502 simular os valores de temperaturas referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida Preencher a Tabela 2 com os valores obtidos ap s a calibra o Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 3 CALIBRA O DO TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Tabela 2 Valores de corrente obtidos com o TT301 ap s a calibra o Fonte Autoria pr pria Valor simulado Percentual da Temperatura Corrente indicada pelo faixa indicada pelo calibrador TC 502 mA transmissor C 20 C 0 35 C 25 90 C 50 145 C 75 200 C 100 Universidade Tecno
68. menu inicial selecionar a op o IN e pressionar ENTER Selecione a op o mA e pressionar ENTER Pressione a tecla C CE Selecione a op o OUT e pressionar ENTER Selecione a op o TC e pressionar ENTER Selecione a op o K referente ao tipo de termopar e pressionar ENTER Selecione INTERNAL compensa o de junta de termopar e pressionar ENTER pe Da OR O Do Ro Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 1 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Iniciar a comunica o FOUNDATION Fieldbus atrav s do comunicador de campo 475 a Conecte o comunicador de campo 475 ao circuito do experimento conforme a Figura 5 b No comunicador de campo 475 pressione e segure a tecla Liga Desliga at que a luz verde nesta tecla pisque e a tela do menu principal seja exibida conforme a Figura 6 c Toque no cone do aplicativo HART no menu principal do comunicador de campo Se um dispositivo HART alimentado estiver conectado ao comunicador de campo 475 o menu online do aplicativo HART aparece automaticamente d Acessando a fun o Online tela inicial do transmissor de press o diferencial 3051 HART exibida na tela do configurador 475 conforme a Figura 7 Menu Comumecador de Campo Ver 3 7 HAM HART 3144 Dre E VL Device setup HART Fieldbus ValveLink Mobile 1 Overv
69. mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 9 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O 9 Digite a data em que a calibra o foi realizada e clique em NEXT 10 Digite o nome da pessoa respons vel por esta calibra o e clique em NEXT 11 Digite o local onde a calibra o foi executada e clique em NEXT 12 Remover a press o e clicar em FINISH Com o aux lio do calibrador Presys PC 507 e a bomba manual de press o simular os valores de press o referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida de vaz o ap s o processo de calibra o Preencher a Tabela 2 com os valores obtidos Tabela 2 Valores de vaz o obtidos com o 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Percentual da Vaz o Equivalente m h Vaz o medida ap s a Valor simulado faixa calibra o mah 0 mmH20 0 125 mmH 0 25 250 mmH20 50 375 mmH 0 75 500 mmH20 100 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 10 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O ans To ig oa Configurar o transmissor de press o Rosemount 3051 HART para atender aos seguintes dados de processo e Medi o de vaz o por press o diferencial com o uso de placa de orif cio em um trecho de tubula o reta e Caracter stica da placa de or
70. novos valores ao transmissor Em seguida deve se configurar os limites da faixa de medi o Para isto a partir da tela inicial da Figura 8 executar a seguinte sequ ncia 2 Configure 2 Manual Setup 2 Analog Output 1 Upper Range Value Os par metros necess rios para esta configura o s o apresentados no Quadro 2 Valor m nimo da faixa de medi o 0 Quadro 2 Configura es de faixa do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Ap s configurados os par metros de faixa de medi o clicar no bot o SEND para que o instrumento assuma os novos valores Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 10 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O 2 CONFIGURA O DO VISOR LOCAL O visor local do transmissor 3051 HART pode exibir at quatro vari veis alternadamente Para ter acesso a estas configura es a partir da tela inicial da Figura 8 executar a seguinte sequ ncia 2 Configure 2 Manual Setup gt 3 Display Os par metros necess rios para a configura o do visor local s o apresentados no Quadro 3 Par metro Descri o o Naor l l Escolhe qual vari vel ser exibida no visor Quando selecionado Custom Meter Custom Meter Display Options l l l l l l Display permite ao usu rio personalizar a unidade de medida Display Inserir o Valor de
71. o representando os valores 0 25 50 e 100 da vari vel medida antes e ap s s calibra es e os ajustes de temperatura press o e corrente Os dados obtidos est o apresentados nas Tabelas de 7 1 a 7 10 178 Tabela 7 1 Valores de temperatura obtidos com 3144 HART Fonte Autoria pr pria Valor Percentual da Temperatura medida antes Temperatura medida ap s simulado faixa da calibra o C a calibra o C 20 C 0 18 951 20 001 35 C 25 36 152 35 996 90 C 50 90 959 90 059 145 C 75 146 05 144 96 200 C 100 200 67 199 90 Tabela 7 2 Valores de corrente obtidos com 3144 HART Fonte Autoria pr pria Valor Corrente ideal Corrente medida antes da Corrente medida ap s a simulado mA calibra o mA calibra o mA 20 C 4 0000 4 1081 3 9748 35 C 8 0000 8 0952 7 9854 90 C 12 0000 12 0895 11 9850 145 C 16 0000 16 0801 15 9723 200 C 20 0000 20 0663 19 9798 Tabela 7 3 Valores de temperatura obtidos com 3144 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Valor Percentual da Temperatura medida antes Temperatura medida ap s simulado faixa da calibra o C a calibra o C 0 C 0 0 003 0 000 62 5 C 25 62 672 62 50 125 C 50 125 35 125 01 187 5 C 75 187 55 187 51 250 C 100 251 54 250 02 Tabela 7 4 Valores de temperatura obtidos com o TT301 Fonte Autoria pr pria Valor simulado 20 SC 35 C 90 C 145 C 200 C Percentual da faixa 0
72. o normalmente escolhe se o valor referente a 100 da escala Para isto na tela de calibra o do TT301 Figura 3 42 selecionar a op o GAIN e seguir os seguintes passos 1 Clicar em OK na mensagem que alerta sobre a interfer ncia desta configura o sobre o processo 2 Verificar na tabela de valores de resist ncia do Pt 100 do ANEXO A o valor referente temperatura do valor final da faixa 200 C 175 86 ohms 3 Com aux lio do teclado do calibrador Presys 502 digitar 175 86 e pressionar ENTER 4 Verificar no 475 o valor informado em Ohms e clicar em OK 5 pr xima tela pergunta se a leitura est correta Caso o valor informado no passo 4 seja diferente do valor digitado no Presys selecione a op o Yes Caso seja igual selecione No e siga para o passo 8 6 Digite no 4 5 o mesmo valor que foi inserido no Presys e clique ENTER 7 Retorne ao passo 4 8 Clicar em OK na mensagem de alerta e o procedimento ter encerrado A Figura 3 43 apresenta a sequ ncia de telas do 475 exibidas durante o procedimento de calibra o HW TT301 READING 1 ZERO 2 GAIN 4 FACTORY HELP SEND HOME HW Input Ohms is 91 30 ABORT OK EM TT301 Ohm 92 30 GOCOGDODOCOMRGAGODE d a DELETE ABORT ENTER Figura 3 43 Calibra o de zero TT301 Fonte Autoria pr pria e Hw TT301 113 Control Loop should be in manual e HW 301 ABORT OK TT Input Ohm is correct Y N 1 Y
73. o IN e pressionar ENTER O N o Escolher a fun o de entrada mA e pressionar ENTER 9 Selecionar a op o OUT e pressionar ENTER 10 Escolher a fun o de sa da Pressure e pressionar ENTER 11 Selecionar a op o P1 e pressionar ENTER 12 Zerar a refer ncia de press o de sa da Pressione a tecla gt e em seguida pressionar ENTER Iniciar a comunica o HART atrav s do comunicador de campo 475 a Conecte o comunicador de campo 475 ao circuito do experimento conforme a Figura 6 b No comunicador de campo 475 pressione e segure a tecla Liga Desliga at que a luz verde nesta tecla pisque e a tela do menu principal seja exibida conforme a Figura 7 c Toque no cone do aplicativo HART no menu principal do comunicador de campo Se um dispositivo HART alimentado estiver conectado ao comunicador de campo 475 o menu online do aplicativo HART aparece automaticamente d Acessando a fun o Online tela inicial do transmissor de press o diferencial 3051 HART exibida na tela do configurador 475 conforme a Figura 8 Menu Comunicador de Campo Ver 3 7 H MV TEAR 3051 a E NL Device setup HART Fieldbus ValveLink Mobile 1 Overview 2 Configure 3 Service Tools E n Configura es Aguardando PC Bloco de Notas Figura 7 rea de trabalho do 475 Figura 8 Tela Inicial do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Fonte Autoria pr pria Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico
74. o da sa da anal gica Configura o do visor local Calibra o e ajuste de temperatura o ie DO IM Calibra o e ajuste de corrente 3 4 1 1 1 Tipos e conex es dos sensores Ap s a inicializa o da aplica o HART a tela inicial do transmissor 3144 representada pela Figura 3 14 ser exibida A partir desta tela executar a seguinte sequ ncia chegando tela de configura es do sensor ilustrada pela Figura 3 15 2 Configure 2 Manual Setup gt 1 Sensor 1 Esta tela permite a sele o dos sensores utilizados pelo dispositivo o tipo de conex o utilizada com o instrumento e a unidade de engenharia utilizada para exibi o dos valores medidos Os par metros necess rios para a configura o do transmissor s o apresentados pelo Quadro 3 2 HW 3144 Device setup 1 Overview 2 Configure K Service Tools Figura 3 14 Tela inicial do 3144 Fonte Autoria pr pria 6 uw DB x ne setup Sensor 1 Temp Sensor 1 Type Sensor 1 Connection Engineering Units 2 Wire Offset Sensor 1 Damping Serial Number SAVE HOME Figura 3 15 Configura es do sensor Fonte Autoria pr pria Sensor 1 Type Permite selecionar o tipo de sensor utilizado dentre T C typ K uma lista de sensores suportados Sensor 1 Connection Tipo de liga o do sensor 2 3 ou 4 fios Engineering Units Permite selecionar a unidade de engenharia dentre uma lista de unidades suportadas Sensor 1 Damping Tempo de
75. o em dois pontos indicada nos casos em que a faixa de medi o seja maior ou a temperatura de processo varie entre uma gama maior de valores EMERSON ROSEMOUNT 2010 O efeito deste tipo de ajuste uma rota o somada a um deslocamento na curva de interpreta o do sensor como mostra a Figura 3 19 82 Ajuste em um ponto Ajuste em dois pontos C3 w E E E ali G s E EF LF E ED E Em LE K E Er DE Temperatura Curva Padr o do Transmissor Curva Padr o do Processo Figura 3 19 Ajustes da curva do sensor Fonte ROSEMOUNT 2012b Adaptador por Eduardo Quinalha Nesta etapa o calibrador Presys TC 502 ser utilizado como refer ncia para a calibra o de temperatura do transmissor Para inicializar a calibra o do 3144 a partir da tela inicial executar a seguinte sequ ncia 3 Service Tools 4 Maintenance 1 Sensor Calibration gt 1 Calibrate Sensors Neste ponto o configurador 475 exibir uma mensagem indicando que a malha de controle dever ser retirada de autom tico para prosseguir Este alerta pertinente a situa es em que a calibra o esteja sendo executada em campo e o instrumento fa a parte de uma malha de controle Nesta situa o as altera es de n vel de corrente promovidas pelo processo de calibra o poderiam afetar o comportamento da planta Para prosseguir clicar em OK e executar a seguinte sequ ncia 1 Sensor 1 gt 1 Active Calibrator On g
76. o medida antes da Corrente medida antes da bar faixa calibra o bar calibra o mA 0 0 0 0125 25 0 0250 50 0 0375 75 0 05 100 3 CALIBRA O E AJUSTE DE PRESS O O ltimo passo da configura o do 3051 para a medi o de press o a calibra o do sensor Nesta etapa o Calibrador de Press o Presys PC 507 ser utilizado como refer ncia padr o para a calibra o de press o do transmissor Para inicializar a calibra o de press o do 3051 a partir da tela inicial da Figura 8 executar a seguinte sequ ncia 3 Service Tools 4 Maintenance gt 1 Pressure Calibration Para a calibra o do transmissor s o necess rios pelo menos dois pontos da faixa de medi o Para esta aplica o necess rio calibrar o zero e o limite superior da faixa Na tela atual do configurador 475 acessar a op o 3 Zero Ao clicar sobre esta op o os seguintes passos dever o ser executados 1 Deixar ambas as c maras de press o do 3051 abertas para a atmosfera e clicar em OK na tela do configurador 2 Aguardar a indica o do visor do 3051 estabilizar em seguida clicar em OK Em seguida deve se calibrar um ponto superior da faixa Nesta etapa ser necess rio utilizar o calibrador PC 507 e a bomba manual Para isto deve se conectar a bomba manual na c mara de alta press o H do instrumento e ao calibrador e selecionar o m todo 7 Upper Seguir os seguintes passos Universidade Tecnol gica Federal
77. par metros desta tela que devem ser configurados nesta tela Unidade de engenharia para medi o da press o Transfer Function Fun o de transfer ncia do sinal de entrada pra o sinal inear de sa da Pode se escolher Linear ou Ra z quadrada Quadro 5 3 Configura es b sicas do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Ap s configurados os par metros da tela de configura es b sicas clicar no bot o SEND para que o instrumento assuma os novos valores Em seguida deve se configurar os limites da faixa de medi o Para isto a partir da tela inicial do 3051 executar a seguinte sequ ncia 2 Configure 2 Manual Setup gt 2 Analog Output gt 1 Upper Range Value O Quadro 5 4 indica os par metros desta tela que ser o utilizados para esta configura o Valor m ximo da faixa de medi o Valor m nimo da faixa de medi o Quadro 5 4 Configura es de faixa do 3051 HART Fonte Autoria pr pria 161 Ap s configurados os par metros de faixa de medi o clicar no bot o SEND para que o instrumento assuma os novos valores 5 2 2 1 2 Visor Local O visor local do transmissor Rosemount 3051 pode exibir at quatro vari veis alternadamente Para ter acesso a estas configura es a partir da tela inicial Figura 4 13 executar a seguinte sequ ncia 2 Configure gt 2 Manual Setup gt 3 Display O Quadro 5 5 indica os par metros desta tela que ser o utilizados para esta configura
78. para a calibra o de press o do transmissor Para inicializar a calibra o de press o do 3051 a partir da tela inicial da Figura 8 executar a seguinte sequ ncia 3 Service Tools 4 Maintenance gt 1 Pressure Calibration Para a calibra o do transmissor s o necess rios pelo menos dois pontos da faixa de medi o O procedimento deve ser iniciado pela calibra o de zero Na tela atual do configurador 475 acessar a op o 3 Zero Ao clicar sobre esta op o os seguintes passos dever o ser executados 1 Deixar ambas as c maras de press o do 3051 abertas para a atmosfera e clicar em OK na tela do configurador 2 Aguardar a indica o do visor do 3051 estabilizar em seguida clicar em OK Em seguida deve se calibrar um ponto superior da faixa Nesta etapa ser necess rio utilizar o calibrador PC 507 e a bomba manual Para isto deve se conectar a bomba manual na c mara de alta press o H do instrumento e ao calibrador e selecionar o m todo 7 Upper Seguir os seguintes passos 1 Selecionar a unidade de engenharia para medi o da press o diferencial mmH20 Em seguida clicar em ENTER 2 Aplicar press o com aux lio da bomba manual usando apenas o ajuste fino acompanhando o valor pelo calibrador PC 507 Quando chegar pr ximo a 500 mmH20 clicar em OK Aguardar que a indica o estabilize e clicar em OK Digitar o valor de press o lido pelo padr o e clicar em ENTER Retirar a press o aplicada e clicar
79. para medi o de n vel A configura o do transmissor de press o diferencial HART para medir n vel deve seguir as seguintes etapas Etapa 1 Configura es b sicas Etapa 2 Configura o do visor local Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 8 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL Etapa 3 Calibra o e ajuste de press o Etapa 4 Calibra o e ajuste de corrente Considera es relativas ao processo de calibra o de press o a Antes de iniciar a atividade pr tica de calibra o e configura o do transmissor necess rio analisar os limites de press o impostos pelos instrumentos e equipamentos do laborat rio b Os transmissores 3051 HART que est o dispon veis no laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR t m sua press o limitada de 0 05 a 0 05 bar 509 a 509 mmH 0 Esta uma faixa muito pequena e que torna muito dif cil a tarefa de efetuar uma calibra o com o aux lio da bomba manual de press o Apenas o ajuste fino da bomba manual dever ser utilizado c c mara do calibrador PC 507 tem sua press o limitada a 30 PSI aproximadamente 2 bar 21 106 4 mmH 20 d Tendo em vista as limita es mencionadas mas tamb m para que seja poss vel realizar a pr tica nos dados de processo teremos press o m xima de 500 mmH
80. partir da tela ilustrada na Figura 7 executar a seguinte sequ ncia chegando at a tela de configura es do sensor 2 CONF 5 8 Sensor Type gt 3 Change Sensor Type O procedimento de configura o deve seguir os seguintes passos 1 Clicar em Ritd Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 3 CALIBRA O DO TRANSMISSOR DE TEMPERATURA 2 Clicar em Yes na tela de confirma o e em seguida ENTER 3 Selecionar Pt100 IEC na lista e clicar em ENTER 4 Selecionar a op o 2 wires 2 fios e clicar ENTER 5 Clicar em HOME para retornar tela inicial 2 CONFIGURA O DA FAIXA DE MEDI O E UNIDADE DE ENGENHARIA A partir da tela ilustrada na Figura 7 acessar o par metro 2 CONF Os par metros necess rios para a configura o da faixa de medi o e unidade de engenharia s o apresentados no Quadro 1 Configura a unidade de engenharia dentre uma lista de unidades suportadas Tempo de amortecimento do sinal em segundos Linear A sa da ir variar de acordo com a leitura do sensor Const Fixar um valor l Output l Linear de sa da Quadro 1 Configura o do TT301 HART Fonte Autoria pr pria Ap s configurados os par metros desta etapa clicar em SEND para que o transmissor assuma as novas configura es Em seguida necess rio efetuar a configur
81. pr pria Considera es iniciais para configura o dos blocos foundation fieldbus a Clicando sobre um bloco o usu rio ter acesso aos par metros de configura o deste Devido quantidade de par metros eles s o organizados por categorias cujos nomes variam de acordo com tipo de bloco selecionado Para facilitar o acesso a todos os par metros necess rios em uma s lista necess rio clicar sobre a categoria All todos D O MD b Para alterar o valor de um par metro basta clicar duas vezes sobre ele com o aux lio da caneta ou pelo teclado do configurador posicionando o cursor sobre o par metro e pressionando a tecla ENTER c Antes de configurar um bloco FOUNDATION Fieldbus este deve ser tirado do modo autom tico AUTO e colocado no modo fora de servi o OOS somente assim permitir altera es em seus par metros Ao concluir as altera es o modo do bloco deve ser retornado para AUTO permitindo que este retome a opera o normal Enquanto o bloco permanecer no modo OOS o sinal de sa da n o responder a altera es medidas no sensor prejudicando a indica o e o controle do processo O modo de opera o de um bloco pode ser alterado da seguinte forma Clicando sobre o bloco desejado Clicando em All na lista de par metros Clicando no par metro Block Mode Target gt P P Desmarcando a op o Auto e marcando a op o OOS Configura o do 3051 foundation fieldbus para medi o de n vel
82. press o diferencial com o uso de placa de orif cio em um trecho de tubula o reta e Caracter stica da placa de orif cio K 2 236 m h mmH gt 0 e M ximo diferencial de press o 500 mmH gt 0 173 Exibir o valor da press o no display local Transmitir o valor da vaz o em m h via sinal anal gico O calibrador deve ser configurado para exibir os valores de press o na mesma unidade em que o transmissor est trabalhando Para isso o seguinte procedimento deve ser realizado no PC 507 a ne ger O TIM T 8 9 Ligar o calibrador Tecla ON OFF e selecionar na tela a op o ON em seguida pressionar ENTER No menu inicial selecionar a op o CONF e pressionar ENTER Em seguida selecionar a op o P e pressionar ENTER Selecionar a op o UNITOUT e pressionar ENTER Com aux lio das teclas direcionais selecionar a unidade de engenharia MMW mmH20 e pressionar ENTER Pressionar a tecla C CE duas vezes para retornar ao primeiro menu Selecionar a op o IN e pressionar ENTER Escolher a fun o de entrada mA e pressionar ENTER Selecionar a op o OUT e pressionar ENTER 10 Escolher a fun o de sa da Pressure pressionar ENTER 11 Selecionar a op o P1 e pressionar ENTER 12 Zerar a refer ncia de press o da sa da Pressione a tecla e em seguida pressione ENTER As seguintes etapas s o necess rias para a configura o do 3051 1 Configura es b sicas 2
83. processos 3 3 2 Term metros de resist ncia Muitas das propriedades f sicas dos materiais variam de acordo com a temperatura A resistividade para a maioria dos metais varia de forma linear conforme o aumento da temperatura A Figura 3 3 mostra a varia o da resistividade do cobre de acordo com a temperatura SIROHI RADHA KRISHNA 1991 65 C3 os Temperatura ambiente IN n J D L G a 400 DUO 800 1000 1200 Temperatura K Figura 3 3 Resistividade do cobre Fonte Halliday 1984 Adaptado por Eduardo Quinalha Na pr tica platina cobre e n quel s o os materiais mais utilizados na fabrica o de term metros de resist ncia devido suas caracter sticas de boa repetibilidade e faixa de temperaturas Algumas das faixas utilizadas est o detalhadas na Tabela 3 2 Tabela 3 2 Faixas de aplica o de term metros de resist ncia Fonte SIROHI RADHA KRISHNA 1991 Metal Faixa de aplica o Platina 190 C a 630 5 C Cobre 50 C a 250 C N quel 200 C a 350 C A platina um dos materiais utilizados pela comiss o internacional de 1948 que resultou na elabora o da Escala Internacional de Temperaturas International Temperature Scale ou ITS Este elemento possui algumas caracter sticas desej veis em aplica es t rmicas tais como estabilidade ductibilidade ou capacidade de se fazer fios pode ser obtida em um alto grau de pureza e alto ponto de fus o SIROHI RADHA
84. resist ncias dos cabos 67 Uma forma de compensa o autom tica obtida pela conex o a tr s fios conforme Figura 3 5 Neste modelo o sistema eletr nico mede a resist ncia total de um trecho de cabos e subtrai eletronicamente da resist ncia total do circuito Resist ncia dos Condutores KS Rs Pt 100 Figura 3 5 Conex o a tr s fios Fonte Adaptado de Fialho 2002 p 74 Nesta configura o a resist ncia vista pelo circuito R1 R2 O sistema eletr nico mede a resist ncia entre Rc2 e Rc1 com isso determina a resist ncia individual dos cabos subtraindo a de Rc3 No entanto podem ocorrer erros se os materiais dos tr s cabos forem diferentes entre si BEGA 2011 Em uma configura o a quatro fios exemplificada pela Figura 3 6 a medi o torna se independente dos materiais aplicados aos condutores e varia es de temperatura 68 Resist ncia do Condutores Pt 100 Figura 3 6 Conex o a quatro fios Fonte Bega 2011 P 219 Adaptado por Eduardo Quinalha O sensor alimentado por uma fonte de corrente nos terminais A e B A corrente ser a mesma independentemente das resist ncias dos cabos Rc3 e Rc2 A tens o desenvolvida no sensor medida entre os terminais C e D por um circuito de alta imped ncia fazendo com que qualquer queda hmica nos cabos seja desprez vel BEGA 2011 3 4 TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Transmissor um equipamento capaz de converter u
85. s medidas 0 e 100 configurados em Transducer Scale Eu at 0 e Transducer Scale Eu at 100 A unidade de engenharia da sa da pode ser diferente daquela relacionada ao sensor bastando para isso escolher outra unidade via o par metro Output Scale Eu Index Ap s configurar os par metros do bloco clicar no bot o SEND para que as novos valores sejam enviadas ao transmissor e em seguida retornar o modo do bloco para AUTO 3 4 1 2 4 Bloco LCD Assim como na vers o HART do transmissor 3144 o visor local do dispositivo pode ser personalizado At quatro par metros podem ser exibidos pelo visor alternadamente A configura o deve seguir os seguintes passos Advanced gt Block List gt LCD gt All 98 O bloco deve ter seu modo alterado de AUTO para OOS permitindo que sejam alteradas suas configura es Ap s configurar os par metros do bloco clicar no bot o SEND para que as novos valores sejam enviadas ao transmissor e em seguida retornar o modo do bloco para AUTO Block Type 1 Tipo do bloco que ser exibido Al Block Block lag 1 Nome do bloco que ser exibido Al 1400 Unidade de engenharia que aparecer Units Type 1 no visor Pode se utilizar a mesma do Auto bloco ou personalizar Quadro 3 8 Configura es do bloco LCD do 3144 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Com a configura o dos tr s blocos apresentados poss vel colocar o transmissor em opera o 3 4 1 2 5 Cal
86. sensor o modo de conex o deste modo de lineariza o do sinal faixa medida compensa o para sensores resistivos unidade de engenharia amortecimento do sinal e diagn sticos do sensor Para chegar aos par metros deste bloco a partir da tela inicial exibida na Figura 3 27 seguir a seguinte sequ ncia Advanced Block List gt TRANSDUCER 5 All O bloco deve ter seu modo alterado de AUTO para OOS permitindo que sejam alteradas suas configura es 95 Os par metros a serem configurados s o detalhados pelo Quadro 3 6 Configura a unidade de engenharia dentre uma lista de unidades suportadas PT100 A385 lista de sensores suportados IEC751 Sensor 1 Connection Tipo de liga o do sensor 2 3 ou 4 fios Sensor 1 Damping Tempo de amortecimento do sinal em segundos 0 Quadro 3 6 Configura es do bloco transdutor do 3144 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Sensor 1 Type Configura o tipo de sensor utilizado dentre uma As configura es de faixa de medi o e unidade de engenharia apesar de serem exibidas na lista de par metros deste bloco devem ser tratadas no bloco Al que ser explicado em seguida Ap s alterados os par metros descritos pelo Quadro 3 6 clicar no bot o SEND para que as novas configura es sejam enviadas ao transmissor e em seguida retornar o modo do bloco para AUTO 3 4 1 2 3 Bloco Al O bloco de entrada anal gica Al coleta dados de entrada do bloco transdutor di
87. ser exibido Al Block Block Tag amp 1 Define qual bloco ser exibido Al Param Index 1 Qual par metro do bloco selecionado ser exibido OUT l Tipo de unidade de engenharia Poder ser Auto ial A Mesma do bloco Custom Personalizada Quadro 4 2 Configura es do bloco LCD Fonte Autoria pr pria 4 5 1 1 3 Calibra o e Ajuste de Press o O procedimento de calibra o feito a partir do bloco transdutor A partir da tela inicial do 3051 executar a seguinte sequ ncia TRANSDUCER Methods A tela de calibra o est representada pela Figura 4 7 TRANSDUCER Methods Lower sensor trim Upper sensor trim Zero trim Factory Calibration HELP MODE Figura 4 7 Tela de calibra o do 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Neste exemplo a faixa de medi o do transmissor compreende valores de 0 a 1 5 kgf cm Para efetuar e ajustar o transmissor ser suficiente efetuar os ajustes de zero e de um ponto superior da escala No configurador 4 5 acessar a op o Zero trim Ao clicar sobre esta op o os seguintes passos dever o ser executados 132 1 Deixar ambas as c maras de press o do 3051 abertas para a atmosfera 2 Clicar em NEXT na tela que pede que o controle seja transferido para o modo manual 3 Clicar em NEXT na tela que avisa que a calibra o do sensor ser afetada 4 O bloco transdutor ser transferido automaticamente para o modo OOS Clicar em NEXT 5 Seleci
88. transmitida para sala de controle ou equipamentos de processo BEGA 2011 A disciplina de Instrumenta o Industrial da UTFPR hoje capaz de fornecer aos alunos um s lido conhecimento te rico sobre medi o e controle de processos industriais bem como uma vis o geral sobre as novas tecnologias presentes no mercado na rea de redes industriais S o abordados aspectos construtivos princ pios de funcionamento e caracter sticas particulares destas tecnologias No entanto n o s o desenvolvidas atividades pr ticas que est o presentes no dia a dia do profissional que atua nesta rea Calibra o de instrumentos projetos de plantas industriais montagem de sistemas de instrumenta o especifica o t cnica de controladores e sistemas de automa o requerem al m do conhecimento te rico o conhecimento pr tico do engenheiro e familiaridade com estas tecnologias Os instrumentos de medi o agregam hoje uma vasta gama de recursos e possibilidades de uso Um profissional ou aprendiz que n o esteja familiarizado com as novas tecnologias da rea certamente ter dificuldade em realizar procedimentos de configura o ou calibra o dos mesmos Para o caso particular da calibra o de instrumentos al m das dificuldades citadas acima soma se o risco de dano ao equipamento Neste tipo de procedimento faz se necess rio aplicar press es e temperaturas para simular o processo industrial A n o observa o das limita es do e
89. 013 x 10 N m ao n vel do mar e decresce com a altitude SIROHI RADHA KRISHNA 1991 Press o manom trica Diferen a entre a press o absoluta medida e a press o atmosf rica local SIROHI RADHA KRISHNA 1991 122 Press o diferencial Diferen a entre duas press es medidas tamb m conhecida por AP SIROHI RADHA KRISHNA 1991 Press o est tica a press o do fluido em repouso ou medida perpendicularmente ao movimento caso o fluido esteja em movimento Representa apenas a for a gerada pela agita o molecular BEGA 2011 Press o din mica Press o gerada pela velocidade de circula o do fluido Deve ser medida no sentido da corrente e tem seu valor proporcional ao quadrado da velocidade BEGA 2011 Press o total Soma das press es est tica e din mica BEGA 2011 4 3 UNIDADES DE MEDIDA DE PRESS O H basicamente duas formas de se medir press o for a aplicada por rea e altura de coluna l quida equivalente Sendo assim derivam se outras unidades de medidas SIROHI RADHA KRISHNA 1991 Algumas das mais conhecidas s o e N m2 ou Pa 1Pa 1N m2 e kgi cm2 e psi e mil metros de merc rio mmHg e mil metros de gua mmH20 4 4 METODOS DE MEDI O DE PRESS O Diferente da temperatura press o pode ser medida diretamente por compara es com colunas l quidas ou aplica o de for a em uma unidade de rea conhecida No entanto m todos indiretos de medi o s o largamente util
90. 3 Inicialmente a aplica o far uma varredura no barramento FOUNDATION Fieldbus localizando os instrumentos conectados a ele No caso dos testes de bancada comum ligar apenas um instrumento de cada vez sendo este o nico detectado pelo configurador al m dele mesmo O configurador ser apresentado na lista com o nome Field Comunicator Ap s a varredura o dispositivo encontrado ser exibido na tela com sua ltima 90 identifica o tag configurada conforme Figura 3 26 Para iniciar o processo de configura o deve se clicar sobre o tag do instrumento exibido Number of Devices found 1 JTC0699255 22 LAS gt Field Comunicator 252 Figura 3 26 Lista de instrumentos localizados Fonte Autoria pr pria No exemplo acima o instrumento foi localizado com o endere o 22 que o padr o de f brica Clicando sobre ele o usu rio ter acesso s configura es do dispositivo como exibe a Figura 3 27 Figura 3 27 Tela inicial Fonte Autoria pr pria Nas atualiza es mais recentes do Emerson 475 existem m todos de configura es simplificados que possibilitam ao usu rio configurar o transmissor exatamente da mesma forma como feito no protocolo HART No entanto o objetivo deste trabalho explicar e familiarizar o aluno com o conceito de blocos 91 FOUNDATION Fieldbus Tendo isto em vista as configura es para este equipamento ser o feitas sob este aspecto Para ter acesso a lista
91. 4 5 1 Tranc MISSOL SOS aiii id os da 125 4 5 1 1 Configura o do 3051 FOUNDATION Fieldbus para medi o de press o 126 4 5 1 1 1 BICO A e AS a 129 4 5 1 1 2 See ep A EE 130 4 5 1 1 3 Calibra o e Ajuste de Press o css eee eee 131 4 5 1 2 Configura o do 3051 HART para Medi o de Press o 136 ADAT CONQURA ES DASICAS nuas alisa s Atlas Ia IDE e Gps ia Sa id 139 Os diz VISOI LOCAIS sia a a nd 140 4 5 1 2 3 Calibra o e Ajuste de press o erre 141 4 5 1 2 4 Calibra o e Ajuste de Corrente erre 144 5 MEDI O DE N VEL eae 146 5 1 INTRODU O nea 146 5 2 MEDI O DE N VEL POR PRESS O DIFERENCIAL 147 5 2 1 Configura o do Transmissor 3051 FOUNDATION Fieldbus para Medi o ANO ia a A 151 dede DIOGO Iori ERA A E A A EE 154 Sede BOO LCD AD 154 5 2 1 3 Calibra o e Ajuste de Press o eee 155 5 2 2 Configura o do Transmissor 3051 HART para Medi o de N vel 158 Dae Conlquia es ee 160 R r VISOR ISO E os areas atas ee E E EEEE EE Ei 161 5 2 2 1 3 Calibra o e Ajuste de pressa see 161 6 MEDI O DE VAZ O aereas 163 6 1 INTRO DOCA O a a a a 163 6 2 MEDIDORES DEPRIMOG NIOS 164 6 3 CONFIGURA O DO TRANSMISSOR 3051 FOUNDATION FIELDBUS PARA MIE DIC BG DE VAZ O ii ERa Raaghav na 168 6 3 1 BIOCO T E SAD AS 169 6 3 2 BIOCO LOD a sia Sn 2 a a 170 6 3 3 Calibra o e Ajuste de Press o se
92. 7 57 151 33 155 08 158 82 162 54 166 26 169 96 173 65 177 33 180 99 184 65 188 29 19192 20 68 24 97 29 22 33 44 37 64 41 80 45 94 50 06 54 15 58 23 62 28 66 31 10 33 74 33 78 32 82 29 86 25 90 19 94 12 98 04 5 101 95 105 85 109 73 113 61 117 47 121 32 125 16 128 99 132 80 136 61 140 40 144 18 147 95 1517 155 46 159 19 162 91 166 63 170 33 174 02 177 69 181 36 185 01 188 66 192 29 20 25 24 54 28 80 33 02 37 22 41 39 45 53 49 65 53 75 57 82 61 88 69 91 69 93 13 93 71 92 81 89 85 85 89 80 93 73 97 65 6 102 34 106 24 110 12 114 00 117 86 121 71 125 54 129 37 133 18 136 99 140 78 144 56 148 33 152 08 155 83 159 56 163 29 167 00 170 70 174 38 178 06 181 72 185 38 189 02 192 65 19 82 24 11 28 37 32 60 36 80 40 97 45 12 49 24 53 34 57 41 61 47 65 51 69 53 13 93 1 92 81 50 85 46 89 40 93 34 97 26 102 73 106 63 110 51 114 38 118 24 122 09 125 93 129 79 133 57 137 37 141 16 144 94 148 70 152 46 156 20 159 94 163 66 167 37 171 07 174 75 178 43 182 09 185 74 189 38 193 01 8 19 38 23 68 2 95 32 18 36 38 40 56 44 70 48 83 52 93 57 01 61 07 65 11 69 13 13 183 12 81 10 85 06 89 01 92 95 96 87 103 12 107 02 110 90 114 77 118 63 122 47 126 31 130 13 133 95 Dodo 141 54 145 31 149 08 152 83 156 58 160 31 164 03 167 74 171 43
93. 8 Tabela 7 3 Valores de temperatura obtidos com 3144 FOUNDATION Fieldbus 178 Tabela 7 4 Valores de temperatura obtidos com o TT301 179 Tabela 7 5 Valores de corrente obtidos com o TT301 179 Tabela 7 6 Valores de temperatura obtidos com o TT302 e 181 Tabela 7 7 Valores de press o obtidos com o 3051 HART esse 181 Tabela 7 8 Valores de corrente obtidos com o 3051 HART 181 Tabela 7 9 Valores de n vel obtidos com o 3051 FOUNDATION Fieldbus 182 Tabela 7 10 Valores de vaz o obtidos com o 3051 HART 182 Al AO CA CC CLP CPU DD DLL FSK Frequ ncia HART HSE IEC IHM INMETRO IrDA IS ISA ISO ITS LAN LAS LCD LD OOS OSI PID PV SD SDCD SIS LISTA DE SIGLAS Analog Input Entrada Anal gica Analog Output Sa da Anal gica Corrente Alternada Corrente Cont nua Controlador L gico Program vel Central Processing Unit Unidade de Processamento Central Device Descriptors Descritores de Dispositivos Data Link Layer Camada de Enlace de Dados Frequency Shift Keying Chaveamento por Deslocamento em Highway Addressable Remote Transducer High Speed Ethernet Ethernet de Alta Velocidade Eletrotechnical International Commission Interface Homem M quina Instituto Nacional de Metrologia Infrared Data Association Intrinsically Safe Intrinsicamente Seguro International Society of Automation International Standard
94. A configura o b sica do transmissor de press o diferencial deve seguir as seguintes etapas Etapa 1 Configura o do bloco Al Etapa 2 Configura o do bloco LCD Etapa 3 Calibra o e ajuste de press o Considera es relativas ao processo de calibra o de press o a Antes de iniciar a atividade pr tica de calibra o e configura o do transmissor necess rio analisar os limites de press o impostos pelos instrumentos e equipamentos do laborat rio Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 7 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL b Os transmissores 3051 FOUNDATION Fieldbus que est o dispon veis no laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR tem sua press o limitada de O a 250 bar 0 a 2 500 000 mmH gt 0 ao passo que a c mara do calibrador PC 507 tem sua press o limitada a 30 PSI aproximadamente 2 bar 20 000 mmhH gt 0 Nesta pr tica o limite de seguran a para que n o ocorram danos aos equipamentos foi limitado a 8 000 mmhH 0 equivalente a aproximadamente 0 8 bar e 11 3710 PSI A faixa de medi o de press o do instrumento deve ser determinada levando se em considera o a presen a de uma press o residual nas c maras de press o A determina o desta press o residual quando o tanque estiver vazio determinar a supress o de zer
95. A partir da tela inicial do instrumento acessar TRANSDUCER gt All 2 Alterar o modo do bloco para OOS 3 Acessar o par metro SECONDARY VALUE ACTION e selecionar a op o ENABLE 4 Clicar em SEND 5 Alterar o modo do bloco para AUTO Os seguintes passos s o necess rios para a calibra o 1 No configurador 475 acessar os par metros do bloco TRANSDUCER A partir da tela inicial executar TRANSDUCER gt All No calibrador TC 502 digitar a temperatura inicial da faixa de medi o 20 C e pressionar ENTER Verificar o valor exibido pelo visor do TT302 ou no 475 atrav s do par metro PRIMARY_VALUE Havendo discrep ncia entre estes valores uma calibra o necess ria Para isso acessar o 120 par metro CAL POINT LO e inserir o mesmo valor digitado no TC 502 20 e clicar no bot o SEND 4 Aguardar a indica o estabilizar 5 No calibrador TC 502 digitar a temperatura final da faixa de medi o 200 C e pressionar ENTER 6 Verificar o valor exibido pelo visor do TT302 ou no 475 atrav s do par metro PRIMARY VALUE Havendo discrep ncia entre estes valores uma calibra o necess ria Para isso acessar o par metro CAL POINT Hle inserir o mesmo valor digitado no TC 502 200 e clicar no bot o SEND 7 Aguardar a indica o estabilizar A Figura 3 46 exibe as telas relacionadas com este procedimento e as F e I as FI ST x TRANSDUCER AI TRANSDUCER AI label V
96. ANSDUCER 5 All Os par metros necess rios para a configura o deste bloco s o apresentados no Quadro 1 Tipo da medida fornecida pela vari vel prim ria As op es s o PRIMARY VAL TYPE l l Process Temperature Temperatura de processo Temperatura diferencial Backup SENSOR_TYPE Tipo de sensor utilizado T C typ J SENSOR_CONNECTION Tipo de liga o do sensor 2 3 ou 4 fios Seleciona o sensor que ser utilizado para este bloco 1 Sensor 1 2 _NUMBER Sensor 2 SECONDARY VALUE Enable Habilita a compensa o da junta fria temperatura ambiente ACTION Disable Desabilita a compensa o Quadro 1 Configura es do bloco transdutor do TT302 Fonte Autoria pr pria As configura es de faixa de medi o e unidade de engenharia apesar de serem exibidas na lista de par metros deste bloco devem ser tratadas no bloco Al que ser explicado em seguida Depois de configurados os par metros desta tela clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor e em seguida retornar o modo do bloco para AUTO Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 4 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE TEMPERATURA 2 CONFIGURA O DO BLOCO Al O bloco de entrada anal gica Al coleta dados de entrada do bloco transdutor disponibilizando os para outros blocos de fun o ou
97. CA 1 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Tabela 2 Valores de temperatura obtidos com 3144 HART ap s as calibra es Fonte Autoria pr pria Valor Percentual da Temperatura indicada pelo Corrente indicada pelo simulado faixa transmissor C calibrador TC 502 mA 20 C 0 35 C 25 90 C 50 145 C 19 200 SC 100 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 2 CALIBRA O DO TRANSMISSOR DE TEMPERATURA ans Te digor o Configurar o transmissor de temperatura Rosemount 3144 FOUNDATION Fieldbus para atender aos seguintes dados de processo e Medi o de temperatura utilizando uma termoresist ncia Pt 100 ligada a 2 fios e Temperatura m nima de processo 0 C e Temperatura m xima de processo 250 C e Exibir a temperatura atual do processo e a porcentagem da faixa no visor local Lista de materiais a 1 um Transmissor de temperatura 3144 FOUNDATION Fieldbus da Rosemount Figura 1 1 um Comunicador de campo 475 da Rosemount Figura 2 TL c 1 um Calibrador de temperatura com fonte 23 Vcc incorporada TC 502 da Presys Figura 3 d 1 um Filtro RC resistor 100 Q capacitor 1uF 50V Figura 4 e 4 quatro Cabos de comunica o e alimenta o para interliga o dos equipamentos Figura 1 Transmissor 3144 ROUNDATION Field
98. CD 3144 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Conclu do o ajuste acima clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor e em seguida retornar o modo do bloco para AUTO Com o aux lio do calibrador Presys TC 502 simular os valores de temperaturas referentes a 0 25 50 5 e 100 da faixa medida Preencher a Tabela 1 com os valores obtidos Tabela 1 Valores de temperatura obtidos com o 3144 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Valor Percentualda Temperatura indicada pelo simulado faixa transmissor C 0 C 0 62 5 C 25 125 C 50 187 5 C 75 250 C 100 4 CALIBRA O E AJUSTE DE TEMPERATURA A calibra o dos transmissores FONDATION Fieldbus feita atrav s do bloco TRANSDUCER Nesta etapa o Calibrador de Temperatura Presys TC 502 ser utilizado como refer ncia padr o para a calibra o de temperatura do transmissor Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 2 CALIBRA O DO TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Para inicializar a calibra o de temperatura do 3144 a partir da tela inicial da Figura 7 executar a seguinte sequ ncia Advanced gt Block List gt TRANSDUCER Methods Sensor Input Trim Pressionar a op o NEXT e executar a seguinte sequ ncia 1 a ooe o dO P Uma tela exibir uma advert n
99. D Calibra o e ajuste de press o 4 5 1 1 1 Bloco Al Com o instrumento energizado e o configurador conectado a ele inicializar a aplica o FOUNDATION Fieldbus tocando sobre o respectivo cone na rea de trabalho do configurador representada pela Figura 3 13 A tela inicial do 3051 est representada pela Figura 4 6 A partir da tela inicial do 3051 executar a seguinte sequ ncia Al gt All 130 Rosemount Inc Device Revision 7 Block Tag Block Type Actual Mode RESOURCE RES BLOC TRANSDUCER Custom LCD Custom ADVANCED Custom Figura 4 6 Tela inicial do 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Os par metros a serem ajustados est o detalhados no Quadro 4 1 Transducer Soale EU 10 Menor ponto da faixa medida pelo vansdutor 0 Mehana Permite a escolha do sensor Sensor de press o ou Sensor de temperatura do circuito Linearization Type Linearization Type Tipodelineariza o 0 de o Tipo de lineariza o ldiret Quadro 4 1 Configura es do bloco Al Fonte Autoria pr pria 4 5 1 1 2 Bloco LCD O bloco LCD permite a exibi o de at quatro vari veis de forma alternada no visor local do dispositivo Neste exemplo apenas a indica o da press o ser exibida Para isto a partir da tela inicial do 3051 executar a seguinte sequ ncia LCD 5 All Os par metros a serem configurados est o detalhados no Quadro 4 2 131 Block Type 1 Define qual o tipo de bloco a
100. Dispon vel em lt http www2 emersonprocess com siteadmincenter PM 20Rosemount 20D0 cuments 00809 0100 4021 pdf gt Acesso em 13 ago 2013 Rosemount 3051 Pressure Transmitter Reference Manual 2012c Dispon vel em lt http www2 emersonprocess com siteadmincenter PM 20Rosemount 20D0 cuments 00809 0100 4001 pdf gt Acesso em 30 jul 2013 SALCAS Bomba de Calibra o MVP 600 Dispon vel em lt http www salcas com br produtos ver asp lD PRODUTO 776 amp TIPO BOM BA 20DE 20CALIBRAG C7 C30 gt Acesso em 27 ago 2013 SILVA E L MENEZES E M Metodologia da Pesquisa e Elabora o de Disserta o 4 ed Florian polis UFSC 2005 138 p Dispon vel em lt http tccbiblio paginas ufsc br files 2010 09 024 Metodologia de pesquisa e elaboracao de teses e dissertacoes1 pdf gt SIROHI R S RADHA KRISHNA H C Mechanical Measurements 3 ed New Delhi India WILEY EASTERN 1991 SMAR Equipamentos Industriais TT301 Manual de Instru es Opera o e Manuten o 2012a Dispon vel em lt http www smar com PDFs Manuals T T301MP PDF gt Acesso em 13 ago 20183 TT302 Manual de Instru es Opera o e Manuten o 2012b Dispon vel em lt www smar com PDFs Manuals TT302MP pdf gt Acesso em 18 ago 2018 190 TT301 Transmissor Inteligente de Temperatura 4 a 20 mA HART Dispon vel em lt htip Avww smar com brasil produtos view asp id 8 gt Acesso em 11 jul 2013 TANENBAUM A S Redes de Computadores
101. GLI SANTOS 2010 importante que profissionais da rea de automa o industrial e controle de processos desenvolvam um s lido conhecimento em redes industriais e conhe am as tecnologias dispon veis no mercado atendendo assim aos anseios das ind strias que dependem disto para continuar absorvendo novas tecnologias 21 Este trabalho teve como proposta o desenvolvimento de um material did tico para o desenvolvimento de atividades pr ticas em laborat rio da disciplina de Instrumenta o Industrial dos cursos de engenharia el trica e engenharia de automa o e controle da Universidade Tecnol gica Federal do Paran UTFPR Dentre as atividades envolvidas neste processo est o a elabora o de procedimentos e fichas de experi ncias pr ticas de configura o e calibra o dos transmissores de press o diferencial e temperatura dispon veis no laborat rio de instrumenta o industrial da Universidade 1 1 1 Delimita o do Tema O presente trabalho teve por objetivo explorar as funcionalidades dos instrumentos dispon veis na institui o elaborando procedimentos de configura o calibra o e opera o zelando pela integridade dos equipamentos utilizados e as instala es dispon veis Atualmente o laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR disp e de equipamentos como v lvulas com posicionadores inteligentes transmissores de press o e de temperatura al m de configuradores port teis com a tecnol
102. IN menu 7 Selecionar a op o OUT e pressionar ENTER 8 Escolher a fun o de sa da Pressure pressionar ENTER 9 Selecionar a op o P1 e pressionar ENTER 10 Zerar a refer ncia de press o da sa da Pressione a tecla e em seguida pressione ENTER A faixa de medi o de press o do instrumento deve ser determinada levando se em considera o a presen a de uma press o residual nas c maras de press o A determina o desta press o residual quando o tanque estiver vazio determinar a supress o de zero Na situa o em que o tanque estiver completamente cheio a press o resultante ser aquela referente soma da press o exercida pelo l quido contido nele e a press o exercida pelo l quido de selagem De acordo com as equa es 10 e 11 alcance 10000 1 10000 0 8 2000 mm H 0 supress o de zero 10000 0 8 8000 mm H 0 Com os valores de supress o de zero e alcance determinados a configura o do transmissor deve seguir as seguintes etapas 1 Configura o do bloco Al 194 2 Configura o do visor local 3 Calibra o e ajuste de press o 5 2 1 1 Bloco Al Com o instrumento energizado e o configurador conectado a ele inicializar a aplica o FOUNDATION Fieldbus tocando sobre o respectivo cone na rea de trabalho do configurador representada pela Figura 3 13 A partir da tela inicial do 3051 executar a seguinte sequ ncia AM All Os par metros
103. KRISHNA 1991 Comercialmente termorresistores de platina s o chamados Pt 100 por apresentarem uma resist ncia padronizada de 1000 a uma temperatura de 0 C S o amplamente utilizados industrialmente devido s caracter sticas da platina 66 mencionadas anteriormente e tamb m pelo baixo custo Apresentam se na forma de um fio de platina disposto sobre um bulbo isolante de vidro ou cer mica BEGA 2011 Em termos de utiliza o o Pt 100 normalmente conectado a transmissores eletr nicos de sinal que far o a convers o da resist ncia para outra forma de sinal padronizado de corrente tens o ou comunica o digital Tais transmissores devem levar em considera o a resist ncia dos cabos de conex o deste sensor uma vez que h uma influ ncia destes na medi o da resist ncia total do circuito BEGA 2011 A conex o do elemento sensor o Pt 100 ao transmissor pode ser feita a dois tr s ou quatro fios Na conex o a dois fios demonstrada pela Figura 3 4 0 sistema deve conhecer e compensar as resist ncias dos cabos de conex o Rci e Rc2 que podem sofrer altera es devido a altera es no material do cabo ou varia o da temperatura ambiente Resist ncia dos Condutores x E Pt 100 Figura 3 4 Conex o de um Pt 100 a dois fios Fonte Adaptado de Fialho 2002 p 74 Nesta forma de conex o a resist ncia total Rt do circuito dada pela somat rio das resist ncias do sensor Rs e das
104. MEDI O DE TEMPERATURA 3 1 INTRODU O De acordo com a teoria cl ssica da f sica calor uma forma de energia associada ao grau de agita o das mol culas que comp em uma determinada subst ncia LIPT K 2003 Temperatura uma forma de medir esta quantidade de calor e depende de outros fatores como a massa e calor espec fico ou caracter stica da subst ncia LIPT K 2003 Como calor uma consequ ncia indireta de outro fen meno f sico n o h uma forma direta de medi lo Assim a temperatura tamb m n o pode ser medida diretamente SIROHI RADHA KRISHNA 1991 Entretanto algumas propriedades f sicas da mat ria s o influenciadas pela quantidade de calor Estas propriedades podem ser mais facilmente medidas por m todos tradicionais e por consequ ncia associados temperatura de um objeto ou subst ncia SIROHI RADHA KRISHNA 1991 As propriedades mais comumente usadas s o e Estado f sico e Estado qu mico e Dimens es e Propriedades el tricas e Propriedades qu micas 3 2 ESCALAS TERMOM TRICAS A temperatura pode ser expressa atrav s de escalas termom tricas padronizadas Algumas destas escalas foram constru das com base em propriedades f sicas de elementos ou subst ncias bem conhecidos como por 60 exemplo a gua Na escala Celsius a diferen a entre o ponto de ebuli o e o ponto de congelamento da gua foi dividida em 100 partes iguais A cada uma chamou se de 1 grau Celsiu
105. RERE 29 Figura 2 2 Modelo eR LT eT eeeerererere erre er rreaanos 31 Figura 2 3 Compara o entre modelo OSI e TCP P 32 Figura 2 4 ircu de CONTENTO suaiia anais aaa Dbi A sas L0 as aaG GAS dadas da dad Graal ES ui sas tidas 35 Figura 2 5 Malha de corrente com HART sees 35 Figura 2 6 Sinal de comunica o HART sese eee 37 Figura 2 7 Separa o dos sinais em frequ ncia eee eee 37 Figura 2 8 Configurador port til 4 5 da Emerson Process Management 38 Fiqura 2 9e Quad o MART saias ada adaga aa E gal 39 Figura 2 10 Troca de mensagens HART sese eee 40 Foura 2 NIVEIS O HS Eai ia a 44 Figura 2 12 Barramento FOUNDATION Fieldbus t pico iii 45 Figura 2 13 Rede com repetidores e eeeeereeeeeree cera erenereeanenennoo 46 Figura 2 14 M ltiplos segmentos Fieldbus errar 47 Figura 2 15 Topologia ponto a POR O sair sis a a ad 48 Figura 2 16 Barramento com deriva es eee eee 48 Figura 27 TOPO MUN FRON O kesksete nee a eE a E Eee aE akana 49 Figura 2 18 Topologia rvore 50 Sl R LS TOPOlOgla MIS Lala eia 50 Sel e 2 1 Sal Ee S ns isa a a a 51 Sis 22 ba G e Leela e e ts rat ri oi Sd a 52 FIQUIa 22 laea 54 Figura 2 23 Malha de controle errar eee reeereeanrnean o 55 Figura 2 24 Iniciando o Easy Upgrade Utility arena 57 Figura 2 25 Atualizando o computador eee
106. SSAS sguuiiaasaaraGano naao NESSAS a 22 COSEMS cu EE EE 23 SIT e Mera ai ra da sa Di sda Gis tas di 23 OBIELIVOS ESPEC ICOS sussa Cd 23 JUSTIFICATIVA maenna SS 24 PROCEDIMENTOS METODOLOGICOS eee 25 ESTRUTURA DO TRABALHO ara 26 REDES INDUSTRIAIS HART E FOUNDATION FIELDBUS 27 INTRODUCAO errei rara rara errar 27 REDES DE COMUNICA O eras 29 PROTOCOLO MAR Eat id Ui ia ei ie E 34 PROTOCOLO FOUNDATION FIELDBUS niee nine 41 A Camada PISCA ss G 44 PONTO A PONTO usas asma anda don anda Lana ads can a E 47 Barramento com deriva es eee 48 ST 18 sTe jto ern SERRO a E ENE SR DRENES SORR RREO RUER RREO RORRENDO ni ORDER 49 NO O Sara e e a A E E ERO 49 Topologia VIS O asesasza irao E tg 50 AFilha de ComuNiCa O isa did a 51 Camada de BET Te 53 CONFIGURADOR PORT TIL EMERSON 475 56 MEDI O DE TEMPERATURA 59 INTRODU O tertera e eat 59 ESCALAS TERMOMETRHICAS 59 SENSORES DE TEMPERA TUHA aguiar saias sido da pisa dnaio ensaiado ama dpi 60 TERMO DARES asso ps A a a E O E a a a 61 TIPOS OC ACIMODAIOS quais aen ia saio ta iosr dias cafe Raio E ias pista os iate 63 Term metros de resist ncia EE eE EEE REEERE AEE 64 TRANSMISSOR DE TEMPERATURA assina aaa a d 68 Transmissor o a nino io sebos bass b nus ba vob Bobs abro bebida Bd aa arainit 69 3 4 1 1 Configura o do 3144 com Termopar usando HART sss sees 71 3 4 1 1 1 Tipos e conex es dos
107. T COMMUNICATION FOUNDATION 2013 2 4 PROTOCOLO FOUNDATION FIELDBUS O termo fieldbus refere se a tecnologias de rede de campo ou barramentos de campo tal qual a tradu o literal da palavra Existem m ltiplas arquiteturas de rede que se encaixam nesta defini o Algumas das mais conhecidas s o Profibus PA AS I CAN DeviceNET entre outras O ponto em comum entre todas estas tecnologias est no fato de que surgiram com o prop sito de substituir os sinais de transmiss o anal gicos como o 4 a 20 mA e 01923 V por sistemas de comunica o digitais com um barramento central que fornece a alimenta o e transmiss o de sinal pelo mesmo par de fios otimizando custos com infraestrutura BEGA 2011 42 A Fieldbus Foundation uma organiza o sem fins lucrativos que surgiu a partir da proposta de distribuir as funcionalidades de controle de processo para o n vel de ch o de f brica utilizando se da intelig ncia eletr nica dos pr prios instrumentos e de um barramento de campo como canal de comunica o A Fiedbus Foundation um cons rcio internacional representado por grandes fabricantes mundiais de equipamentos da rea de automa o de processos industriais e seus usu rios finais Ela sustenta e desenvolve o protocolo FOUNDATION Fieldbus Fieldbus Foundation 2006 Para diferenciar as nomenclaturas convencionou se escrever FOUNDATION com letras mai sculas para referir se ao protocolo de rede que poderia tamb m ser
108. TICA 3 CALIBRA O DO TRANSMISSOR DE TEMPERATURA 4 CALIBRA O E AJUSTE DE TEMPERATURA Para iniciar o procedimento de calibra o de temperatura do TT301 a partir da tela inicial do transmissor executar a seguinte sequ ncia 5 TRIM 2 READING A calibra o deve ser inicializada pela leitura de zero Para isto clicar sobre a op o ZERO e seguir os seguintes passos 1 2 Clicar em OK na mensagem que alerta sobre a interfer ncia desta configura o sobre o processo Verificar na tabela de valores de resist ncia do Pt 100 Anexo A o valor referente temperatura do valor inicial da faixa 20 C 92 16 ohms Com aux lio do teclado do calibrador Presys TC 502 digitar 92 16 e pressionar ENTER 4 Verificar no 475 o valor informado em Ohms e clicar em OK 5 A pr xima tela pergunta se a leitura est correta Caso o valor informado no passo 4 seja diferente do valor digitado no Presys selecione a op o Yes Caso seja igual selecione No e siga para o passo 8 Digite no 475 o mesmo valor que foi inserido no Presys e clique ENTER Retorne ao passo 4 Clicar em OK na mensagem de alerta e o procedimento ser encerrado O pr ximo passo a calibra o de um segundo ponto da faixa de medi o normalmente escolhe se o valor referente a 100 da escala Para isto na tela de calibra o do TT301 selecionar a op o GAIN e seguir os seguintes passos 1 pA Clicar em OK na mensagem que alerta sobre a
109. TICA DE LABORAT RIO PR TICA 4 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Terminais de conex o do Calibrador de Temperatura Torii d 9 Precys TC 502 ermminais de conex o para termopar Terminais de 2 e 3 alimenta o Comunicador de Campo 475 Transmissor de Temperatura Rosemount FOUNDATION Fieldbus TT302 Smar Figura 5 Montagem da pr tica de calibra o do transmissor de temperatura TT302 FOUNDATION Fieldbus da Smar Fonte Autoria pr pria Observa es a A montagem conex o dos equipamentos para realiza o da pr tica representada na Figura 5 segue rigorosamente as recomenda es dos fabricantes para que n o ocorram danos aos instrumentos b O calibrador de temperatura TC 502 da Presys pode ser utilizado para gera o de RTD Ohm TC mV e alimenta o 23Vcc do transmissor fornecida pelos terminais mA e TPS Para esta pr tica ser utilizada a fun o TC de gera o de sinal de sa da em C termopar sem a medi o simult nea de ma c Antes de conectar o configurador 4 5 ao transmissor deve se selecionar os terminais adequados na parte superior deste equipamento deslizando a tampa para o lado da indica o FF Configura o do Calibrador de Temperatura Presys TC 502 A configura o do calibrador TC 502 para este procedimento feita da seguinte forma 1 Ligar o calibrador Tecla ON OFF selecionar na tela a op o ON e pressionar ENTER Selecione a op o OUT e pr
110. TRANSDUCER Al Outros Blocos de Fun o Figura 3 30 Hierarquia de blocos FOUNDATION Fieldbus Fonte Rosemount 2013 Adaptado por Eduardo Quinalha Block Mode Target C Auto OOS HELP CANCEL OK Figura 3 31 Alterando modo de opera o Fonte Autoria pr pria Ap s a configura o dos par metros necess rios para cada bloco o retorno do mesmo para o modo AUTO pode ser feito seguindo os seguintes passos e Clicando sobre o bloco e Clicando em All na lista de par metros e Clicando no par metro Block Mode Target e Desmarcando a op o OOS e marcando a op o AUTO 94 Esta a o retornar o bloco em quest o e seus subsequentes para a opera o normal Para este roteiro de configura o ser o utilizados como exemplo os seguintes dados de processo e Medi o de temperatura utilizando Pt 100 ligado a 2 fios e Temperatura m nima de processo 0 C e Temperatura m xima de processo 250 C e Exibir a temperatura atual do processo e a porcentagem da faixa no visor local As etapas necess rias para a configura o do transmissor s o e Configura o do bloco transdutor e Configura o do bloco Al e Configura o do bloco LCD e Calibra o e ajuste de temperatura 3 4 1 2 2 Bloco Transdutor O bloco transdutor re ne uma s rie de configura es relativas s caracter sticas f sicas dos sensores de temperatura utilizados Por meio deste bloco pode se selecionar o tipo de
111. UNIVERSIDADE TECNOL GICA FEDERAL DO PARAN UTFPR DEPARTAMENTO ACADEMICO DE ELETROTECNICA DAELT CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA ELETRICA ENFASE EM ELETROTECNICA EDUARDO QUINALHA RAFAEL LUIZ GRANDO ELABORA O DE MATERIAL DID TICO PARA AS ATIVIDADES DE LABORAT RIO DA DISCIPLINA DE INSTRUMENTA O INDUSTRIAL DA UNIVERSIDADE TECNOL GICA FEDERAL DO PARAN UTFPR TRABALHO DE CONCLUS O DE CURSO CURITIBA 2013 EDUARDO QUINALHA RAFAEL LUIZ GRANDO ELABORA O DE MATERIAL DID TICO PARA AS ATIVIDADES DE LABORAT RIO DA DISCIPLINA DE INSTRUMENTA O INDUSTRIAL DA UNIVERSIDADE TECNOL GICA FEDERAL DO PARAN UTFPR Trabalho de Conclus o de Curso de Gradua o apresentado disciplina de TCC2 do Curso Superior de Engenharia El trica do Departamento Acad mico de Eletrot cnica DAELT da Universidade Tecnol gica Federal do Paran UTFPR como requisito parcial para obten o do t tulo de Engenheiro Orientador Daniel Balieiro Silva Prof Me CURITIBA 2013 Eduardo Quinalha Rafael Luiz Grando Elabora o de material did tico para as atividades de laborat rio da disciplina de instrumenta o industrial da Universidade Tecnol gica Federal do Paran UTFPR Este Trabalho de Conclus o de Curso de Gradua o foi julgado e aprovado como requisito parcial para a obten o do T tulo de Engenheiro Eletricista do curso de Engenharia El trica do Departamento Acad mico de Eletrot cnica DAELT da
112. a es dos fabricantes para que n o ocorram danos aos instrumentos b calibra o de press o realizada com o aux lio do calibrador de press o PC 507 e da bomba de calibra o MVP 600 O calibrador de press o PC 507 da Presys utilizado para gerar o sinal de press o e a alimenta o 23Vcc do transmissor fornecida pelos terminais IN e OUT c Antes de conectar o configurador 4 5 ao transmissor deve se selecionar os terminais adequados na parte superior deste equipamento deslizando a tampa para o lado da indica o FF Configura o do Calibrador de Press o Presys PC 507 A configura o do calibrador de press o para uso durante este experimento deve ser realizada para exibir os valores de press o na mesma unidade em que o transmissor est trabalhando Os seguintes passos devem ser seguidos 1 Ligar o calibrador Tecla ON OFF selecionar na tela a op o ON e pressionar ENTER 2 No menu inicial selecionar a op o CONF e pressionar ENTER 3 Em seguida selecionar a op o Pe pressionar ENTER 4 Selecionar a op o UNITOUT e pressionar ENTER Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 5 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE PRESS O 5 Com o aux lio das teclas direcionais selecionar a unidade de engenharia KG kgf cm e pressionar ENTER 6 P
113. a o digital BEGA 2011 Estes instrumentos s o constitu dos de uma c lula capacitiva diferencial como a ilustrada na Figura 4 1 ligada a um circuito eletr nico respons vel por medir a capacit ncia resultante das press es aplicadas convertendo a em um sinal padronizado poss vel de ser transmitido at um controlador ou centro de controle LIPT K 2003 Um transmissor de press o diferencial possui duas c maras uma de refer ncia e a outra recebe a press o do processo como ilustra a Figura 4 1 Estas c maras s o chamadas c mara de alta press o e c mara de baixa press o BEGA 2011 As aplica es deste tipo de transmissor v o al m da medi o de press o Por meio da diferen a entre duas press es pode se medir n vel de colunas l quidas e vaz es de fluidos em tubula es o que faz com que este tipo de instrumento seja largamente utilizado em processos industriais LIPT K 20083 Nas experi ncias deste trabalho ser utilizado o transmissor 3051 do fabricante Rosemount Existem duas vers es deste instrumento sendo que uma revis o possibilita a comunica o digital por meio do protocolo HART e a outra pelo protocolo FOUNDATION Fieldbus Ambas ser o exploradas nos t picos que seguem 4 5 1 Transmissor 3051 Este transmissor Figura 4 2 possibilta a medi o de press o diferencial manom trica e absoluta no mesmo dispositivo podendo ser utilizado tamb m em aplica es de medi o de n vel e va
114. a o do ponto inicial da faixa de medi o Para isto deve se clicar na op o Lower e seguir os seguintes passos 1 Selecionar WITHOUT REFERENCE e clicar em ENTER Clicar em OK na mensagem que alerta sobre a interfer ncia desta configura o sobre o processo Ser exibida uma tela indicando os limites aplic veis para o sensor que est configurado Ap s alguns segundos ser poss vel digitar o valor inicial da escala para a aplica o desejada Para este exemplo digitar 20 Ap s a digita o clicar em ENTER Uma nova tela de alerta ser exibida clicar em OK Retornar para a tela de configura es clicando na seta no canto superior esquerdo Para configurar o ponto final da faixa de medi o clicar na op o Upper e seguir os seguintes passos 1 Selecionar WITHOUT REFERENCE e clicar em ENTER 2 Clicar em OK na mensagem que alerta sobre a interfer ncia desta configura o sobre o processo Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 3 CALIBRA O DO TRANSMISSOR DE TEMPERATURA 3 Ser exibida uma tela indicando os limites aplic veis para o sensor que est configurado Ap s alguns segundos ser poss vel digitar o valor inicial da escala para a aplica o desejada Para este exemplo digitar 200 Ap s a digita o clicar em ENTER Uma nova tela de alerta
115. a 2 15 Topologia ponto a ponto Fonte Fieldbus Foundation 1996 Adaptado por Eduardo Quinalha 2 4 3 Barramento com deriva es Nesta op o os instrumentos s o conectados ao barramento principal por cabos de deriva o que podem variar desde 1m at 120m Fieldbus Foundation 2002 Esta topologia ilustrada pela Figura 2 16 Figura 2 16 Barramento com deriva es Fonte Fieldbus Foundation 1996 Adaptado por Eduardo Quinalha 49 2 4 4 Multi ponto Na topologia multi ponto ilustrada na Figura 2 17 o cabo conectado de instrumento em instrumento pelos pr prios terminais Os conectores devem ser espec ficos para esta finalidade de forma que ao retirar um dispositivo da rede os demais n o sejam desconectados tamb m Fieldbus Foundation 2002 Interface Fieldbus Figura 2 17 Topologia Multi Ponto Fonte Fieldbus Foundation 1996 Adaptado por Eduardo Quinalha 24 5 rvore Nesta topologia tamb m conhecida por estrela as deriva es que ligam diversos instrumentos partem de uma caixa de jun o comum Esta t cnica til quando os instrumentos est o igualmente separados de um ponto central Deve se levar em considera o o tamanho m ximo permitido para o cabeamento A soma do barramento principal com as deriva es n o deve extrapolar a especifica o Fieldbus Foundation 2002 A topologia rvore est ilustrada na Figura 2 18 50 4 E nnm N Terminadores f Contro
116. a 4 3 Uma associa o s rie de capacitor e resistor deve ser ligada ao circuito para simular as condi es espec ficas de imped ncia necess rias para a comunica o em FOUNDATION Fieldbus A Figura 4 4 detalha o esquema de liga o Para o exemplo a seguir os seguintes dados de processo ser o considerados e Medi o de n vel em um tanque fechado contendo gua cuja densidade relativa p 1 e Altura do tanque 10m e O instrumento est instalado 1m abaixo do fundo do tanque e Densidade relativa do l quido de selagem das tubula es do instrumento ps 0 8 e O visor local do transmissor dever indicar a porcentagem do n vel m ximo do tanque A Figura 5 3 ilustra este exemplo Figura 5 3 Montagem do transmissor para medi o de n vel em tanque fechado Fonte Autoria pr pria 153 O calibrador deve ser configurado para exibir os valores de press o na mesma unidade em que o transmissor est trabalhando Para isso o seguinte procedimento deve ser realizado no PC 507 1 Ligar o calibrador Tecla ON OFF e selecionar na tela a op o ON em seguida pressionar ENTER No menu inicial selecionar a op o CONF e pressionar ENTER Em seguida selecionar a op o P e pressionar ENTER Selecionar a op o UNITOUT e pressionar ENTER Com aux lio das teclas direcionais selecionar a unidade de engenharia MMW mmH20 e pressionar ENTER 6 Pressionar a tecla C CE duas vezes para retornar ao primeiro S es E
117. a Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 7 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL CO Taa Configurar o transmissor de press o Rosemount 3051 FOUNDATION Fieldbus para atender aos seguintes dados de processo e Medi o de n vel em um tanque fechado contendo gua cuja densidade relativa p 1 e Altura do tanque 10m e O instrumento est instalado 1m abaixo do fundo do tanque e Densidade relativa do l quido de selagem das tubula es do instrumento ps 0 8 e O visor local do transmissor dever indicar a porcentagem do n vel m ximo do tanque Lista de materiais a 1 um Transmissor de press o diferencial 3051 FOUNDATION Fieldbus da Rosemount Figura 1 C 1 um Comunicador de campo 475 da Rosemount Figura 2 1 um Calibrador de press o com fonte 23 Vcc incorporada PC 507 da Presys Figura 3 O e 1 um Filtro RC resistor 100 O capacitor 1uF 50V Figura 5 1 111 d 1 uma Bomba para calibra o de press o com mangueiras MVP 600 Figura 4 1 f 2 dois Cabos de alimenta o para interliga o dos equipamentos Figura 1 Transmissor 3051 FOUNDATION Fieldbus Figura 2 Configurador 475 Fonte Rosemount 2012c Fonte Emerson 2013 Figura 4 Bomba de calibra o Fonte SALCAS 2013 Figura 3 Calibrador Presys PC 507 Fonte Presys
118. a diferen a de potencial como ilustra a Figura 3 2 cria se uma diferen a de temperatura entre estas uni es Uma aquece e a 62 outra se resfria Este fen meno conhecido por efeito Peltier em homenagem a Jean Charles Athanase Peltier que o observou 13 anos ap s a descoberia de Seebeck BEGA 2011 Fonte de Tens o 0 ON T At Figura 3 2 Efeito Peltier Fonte Adaptado de Bega 2011 P 223 Willian Thomson em 1854 SIROHI RADHA KRISHNA 1991 verificou que os efeitos Peltier e Seebeck s o na pr tica o mesmo fen meno um causado pela interfer ncia externa de um gradiente de temperatura e outro causado pela aplica o de uma diferen a de potencial Visto que pelo efeito Seebeck uma diferen a de potencial surge proporcionalmente a uma temperatura e segundo o efeito Peltier uma diferen a de potencial implica em um gradiente de temperatura ambos se anulam Sendo assim Thomson concluiu que um nico condutor exposto a um gradiente longitudinal de temperatura tamb m desenvolve uma diferen a de potencial entre suas extremidades SIROHI RADHA KRISHNA 1991 Um termopar constitu do pela jun o mec nica de dois filamentos de metais ou ligas met licas de naturezas diferentes Por esta jun o s o observados os efeitos Peltier e Seebeck gerando por resultado uma tens o da ordem de mili Volts entre suas pontas livres Estes instrumentos s o atualmente muito difundidos em aplica es industriais devid
119. a do bloco transdutor disponibilizando os para outros blocos de fun o ou para um sistema supervis rio atrav s de sua sa da Atrav s dos par metros contidos neste bloco pode se definir a escala de medi o unidades de engenharia e curva de resposta do sinal de sa da Para chegar aos par metros deste bloco a partir da tela ilustrada na Figura 8 executar a seguinte sequ ncia AM 5 All Os par metros b sicos para a configura o deste bloco s o apresentados no Quadro 1 Par metro Descri o Valor Transducer Scale EU at 100 Valor m ximo da faixa medida pelo transdutor Transducer Scale EU at 0 Menor ponto da faixa medida pelo transdutor Transducer Scale Units Index Unidade de engenharia do transdutor E E c Inserir o Valor de Output Scale EU at 100 Valor m ximo da faixa de sa da Qv Calculado Output Scale EU at 0 Valor m nimo da faixa de sa da o Output Scale EU Index Unidade de engenharia da faixa de sa da Permite a escolha do sensor Sensor de Al Channel press o ou Sensor de temperatura do circuito Linearization Type Tipo de lineariza o asd Te PR Quadro 1 Configura es do bloco Al 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 9 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O Conclu do o aj
120. a medida Preencher a Tabela 2 com os valores obtidos Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 2 CALIBRA O DO TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Tabela 2 Valores de temperatura obtidos com o 3144 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Valor Percentual da Temperatura indicada pelo simulado faixa transmissor ap s a calibra o C 0 C 0 62 5 C 25 125 C 50 187 5 C 75 250 C 100 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 3 CALIBRA O DO TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Ano O e Configurar o transmissor Smar TT301 HART para atender aos seguintes dados de processo e Medi o de temperatura utilizando Pt 100 ligado a 2 fios e Temperatura m nima de processo 20 C e Temperatura m xima de processo 200 C Exibir a temperatura atual do processo e a porcentagem da faixa no visor local EQUIPAMENTOS A SEREM UTILIZADOS NA PR TICA Lista de materiais a 1 um Transmissor de temperatura TT301 HART da Smar Figura 1 b 1 um Comunicador de campo 475 da Rosemount Figura 2 O d 1 1 1 um Calibrador de temperatura com fonte 23 Vcc incorporada TC 502 da Presys Figura 3 1 um Resistor
121. a serem ajustados est o detalhados no Quadro 5 1 Transducer Scale EU at 100 a da faixa medida pelo transdutor 2000 Transducer Scale EU at 0 Menor ponto da faixa medida pelo transdutor 8000 supress o de zero Transducer Scale Units Index Unidade de engenharia do transdutor Output Scale EU at 100 Valor m ximo da faixa de sa da Output Scale EU Index Unidade de engenharia da faixa de sa da Yo ATR Rad Permite a escolha do sensor Sensor de press o ou Sensor de temperatura do circuito Linearization Type Tipo de lineariza o Quadro 5 1 Configura es do bloco Al Fonte Autoria pr pria Output Scale EU at 0 Valor m nimo da faixa de sa da 5 2 1 2 Bloco LCD O bloco LCD permite a exibi o de at quatro vari veis de forma alternada no visor local do dispositivo Neste exemplo apenas a indica o do 155 n vel em porcentagem da altura m xima do tanque ser exibida Para isto a partir da tela inicial do 3051 executar a seguinte sequ ncia LCD 5 All Os par metros a serem configurados est o detalhados no Quadro 5 2 Block Type 1 Define qual o tipo de bloco a ser exibido Al Block Block Tag 1 Define qual bloco ser exibido All Param Index amp 1 Qual par metro do bloco selecionado ser exibido OUT l Tipo de unidade de engenharia Poder ser Auto gua a Mesma do bloco Custom Personalizada Quadro 5 2 Configura es do bloco LCD Fonte Autoria pr pria 5 2 1 3 Calibra o e
122. ada a fun o OHM de gera o de sinal de sa da em ohms com medi o simult nea de ma c Antes de conectar o configurador 475 ao transmissor deve se selecionar os terminais adequados na parte superior deste equipamento deslizando a tampa para o lado da indica o HART Configura o do Calibrador de Temperatura Presys TC 502 A configura o do calibrador de temperatura para uso durante este experimento feita da seguinte forma Ligar o calibrador Tecla ON OFF selecionar na tela a op o ON e pressionar ENTER No menu inicial selecionar a op o IN e pressionar ENTER Selecione a op o mA e pressionar ENTER Pressione a tecla C CE Selecione a op o OUT e pressionar ENTER Re ol Ro O I Selecione a op o OHM e pressionar ENTER Na tela do calibrador ser o apresentadas a leitura da corrente fornecida pelo transmissor na primeira linha e a sa da em ohms na segunda linha Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 3 CALIBRA O DO TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Iniciar a comunica o HART atrav s do comunicador de campo 475 a Conecte o comunicador de campo 475 ao circuito do experimento conforme a Figura 5 b No comunicador de campo 475 pressione e segure a tecla Liga Desliga at que a luz verde nesta tecla pisque e a tela do menu principal seja e
123. ador na c mara de alta H do instrumento como mostra a Figura 4 9 e selecionar o m todo Upper sensor trim As conex es de press o entre o calibrador bomba manual e o transmissor devem estar bem 134 vedadas Caso existam vazamentos n o ser poss vel efetuar uma calibra o precisa TRANSMISSOR DE PRESS O DNS FIOS senat ne AN Figura 4 9 Detalhamento da montagem para calibra o do 3051 Fonte PRESYS 2006 p 33 Os passos para a calibra o ser o 1 8 9 Clicar em NEXT na tela que pede que o controle seja transferido para o modo manual Clicar em NEXT na tela que avisa que a calibra o do sensor ser afetada O bloco transdutor ser transferido automaticamente para o modo OOS Clicar em NEXT Selecionar a aplica o Press o diferencial em seguida clicar em NEXT Escolher a unidade de engenharia utilizada pelo padr o kgf cm2 em seguida clicar em NEXT Aplicar press o com o uso da bomba manual acompanhando o valor pelo visor do padr o Quando atingir um valor pr ximo de 1 5 kgf em clicar em NEXT Aguardar que o valor estabilize em seguida clicar em NEXT Digitar o valor lido pelo calibrador PC 507 e clicar em NEXT Digite a data em que a calibra o foi realizada e clique em NEXT 10 Digite o nome da pessoa respons vel por esta calibra o e clique em NEXT 135 11 Digite o local onde a calibra o foi executada e clique em NEXT 12 Remover a press o
124. ador port til compat vel com a tecnologia HART COMMUNICATION FOUNDATION 2013 Atualmente o protocolo HART um padr o aberto e organizado e promovido pela HART Communication Foundation que conta com o apoio de v rios fabricantes e membros da funda o pesquisadores e engenheiros de aplica o ANALOG SERVICES INC 2001 Na tecnologia HART transmissores anal gicos de processo utilizam se de sinais de corrente que variam de 4 a 20 mA O controlador central percebe a varia o deste sinal pela medi o de tens o em um resistor na entrada do dispositivo Por tratar se de uma vari vel de processo normalmente a frequ ncia de varia o deste sinal fica abaixo de 10 Hz A Figura 2 4 mostra um circuito t pico de corrente anal gico de transmissores de processo tamb m conhecido por malha anal gica ANALOG SERVICES INC 2001 Nos dispositivos com a tecnologia HART ambos os lados controlador e transmissor possuem um modem e um amplificador cada um como mostra a Figura 2 5 O amplificador possui uma alta imped ncia de entrada de forma a n o alterar a carga da malha de corrente O lado do controlador pode ser conectado diretamente no circuito de corrente ou atrav s de um resistor o efeito ser o mesmo visto que a imped ncia da fonte de tens o baixa O capacitor 35 tem a fun o de prover um acoplamento em corrente alternada CA de forma que n o ocorra uma divis o da corrente com o circuito original o que far
125. al do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 10 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O Menu Comumcador de Campo o E p HART Fieldbus ValveLink Mobile HA 3051 Device setup 1 Overview 2 Configure 3 Service Tools g F 3 Configura es Aguardando PC Bloco de Notas Figura 6 rea de trabalho do 475 dio As Tela Inicial do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Guarani ar da Configura o do 3051 HART para medi o de vaz o A configura o do transmissor de press o diferencial HART para medir vaz o deve seguir as seguintes etapas Etapa 1 Configura es b sicas Etapa 2 Configura o do visor local Etapa 3 Calibra o e ajuste de press o Etapa 4 Calibra o e ajuste de corrente Considera es fundamentais relativas ao processo de calibra o de press o a Antes de iniciar a atividade pr tica de calibra o e configura o do transmissor necess rio analisar os limites de press o impostos pelos instrumentos e equipamentos do laborat rio b Os transmissores 3051 HART que est o dispon veis no laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR t m sua press o limitada de 0 05 a 0 05 bar 509 a 509 mmH 0 Esta uma faixa muito pequena e que torna muito dif cil a tarefa de efetuar uma calibra o com o aux lio da bomba manual de press o Apenas o aj
126. amortecimento do sinal em segundos H Quadro 3 2 Configura es do sensor para o 3144 HART Fonte Autoria pr pria O amortecimento damping altera o tempo de resposta do transmissor com rela o a uma mudan a na vari vel medida Isto possibilita eliminar transientes indesej veis causados por interfer ncias externas ou uma mudan a muito r pida na vari vel de processo O par metro ajustado por um tempo que pode ser configurado de 0 a 32 segundos ROSEMOUNT 2012b Quando acessada esta op o abrir um campo onde o usu rio deve digitar um valor num rico correspondente ao tempo de amortecimento em segundos Ap s configurados os par metros desta tela clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor 71 3 4 1 1 2 Sa da Anal gica A faixa de medi o do transmissor pode ser configurada na sa da anal gica do dispositivo Para isso a partir da tela inicial Figura 3 14 navegar entre as seguintes op es chegando tela referente sa da anal gica exibida na Figura 3 16 2 Configure 2 Manual Setup 5 Analog Output Esta tela disponibiliza as configura es relativas ao comportamento do sinal anal gico bem como monitorar valores em tempo real Os par metros ser o discutidos no Quadro 3 3 uw DB x is Output 1 Primary Variable is 2 Sensor 1 Temp 3 Analog Output Value 4 Percentof Range 5 PV Configuration 6 Alarm Sat Levels SAVE HOME Figura 3 16 Sa da anal gica Font
127. ar 0 0 0125 0 0250 0 0375 0 05 Corrente 4 0000 8 0000 12 0000 16 0000 20 0000 181 Temperatura medida ap s a calibra o C 20 0 35 0 90 0 145 0 200 0 Press o medida ap s a calibra o bar Corrente medida antes da Corrente medida ap s a ideal mA calibra o mA 4 0015 8 0352 11 9567 15 9873 19 9670 calibra o mA 4 003 8 005 12 005 16 006 20 008 182 Tabela 7 9 Valores de n vel obtidos com o 3051 HART Fonte Autoria pr pria Valor simulado N vel N vel medido antes da N vel medida ap s a Press o equivalente calibra o calibra o 500 mmH2 0 0 0 032 0 00 250 mmH2 0 25 25 00 25 00 0 mmH20 50 50 01 50 01 250 mmH gt O0 19 75 03 75 02 500 mmH20 100 100 0 100 0 Tabela 7 10 Valores de vaz o obtidos com o 3051 HART Fonte Autoria pr pria Valor Vaz o Vaz o medida antes Vaz o medida ap s simulado Press o Equivalente da calibra o m h a calibra o m h Press o m h 0 0 U 0 017 U 125 25 25 25 12 25 01 250 50 35 35 35 57 39 9 375 75 43 29 43 32 43 31 500 100 50 51 31 90 17 7 2 SUGEST ES DE TRABALHOS FUTUROS Existem no laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR outros instrumentos al m dos citados aqui Muitos materiais did ticos com forma de abordagem semelhante podem ser desenvolvidos para explora o das funcionalidades destes equipamentos Dentre estes equipamentos podemos citar v lvulas de c
128. ar metro CAL POINT HI e inserir o mesmo valor digitado no TC 502 200 e clicar no bot o SEND 7 Aguardar a indica o estabilizar Com o aux lio do calibrador Presys TC 502 simular os valores de temperaturas referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida ap s a calibra o Preencher a Tabela 2 com os valores obtidos Tabela 2 Valores de temperatura obtidos com o TT302 Ap s a calibra o Fonte Autoria pr pria Valor Percentualda Temperatura indicada pelo simulado faixa transmissor C 20 C 0 35 C 25 90 C 50 145 C 19 200 C 100 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 5 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE PRESS O Aluno O T Toa Configurar o transmissor de press o Rosemount 3051 FOUNDATION Fieldbus para atender aos seguintes dados de processo e Medi o de press o manom trica em um recipiente fechado vaso pressurizado contendo g s e Press o m nima de processo O kgf em balan o atmosf rico e Press o m xima de processo 1 5 kgf em e Exibir a press o atual no visor local Lista de materiais a 1 um Transmissor de press o diferencial 3051 FOUNDATION Fieldbus da Rosemount Figura 1 b 1 um Comunicador de campo 475 da Rosemount Figura 2 O 1 um Calibrador de press o com fonte 23 Vcc incorporada PC 507
129. ar em NEXT Digitar o valor lido pelo padr o e clicar em FINISH Com o aux lio do calibrador Presys PC 507 e a bomba manual de press o simular os valores de press o referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida em n vel ap s a calibra o Preencher a Tabela 2 com os valores obtidos Tabela 2 Valores de n vel obtidos com o 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Valor simulado N vel N vel medido ap s a Press o equivalente calibra o 8 000 mmH 0 0 5 500 mmH 0 25 3 000 mmH gt 0 50 500 mmH20 75 2 000 mmH20 100 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 8 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL Ano O Te dgo Toa Configurar o transmissor de press o Rosemount 3051 HART para atender aos seguintes dados de processo e Medi o de n vel em um tanque fechado contendo gua cuja densidade relativa p 1 e Altura do tanque im e O instrumento est instalado 1m abaixo do fundo do tanque e Densidade relativa do l quido de selagem das tubula es do instrumento ps 0 5 e O visor local do transmissor dever indicar a porcentagem do n vel m ximo do tanque Lista de materiais a 1 um Transmissor de press o diferencial 3051 HART da Rosemount Figura 1 b 1 um Comunicador de campo 475 da Rosemount Figura 2 1 u
130. artamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 1 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE TEMPERATURA 2 Uma segunda tela alertar sobre os limites do sensor No padr o TC 502 pressionar o bot o O para deixar o valor com sinal positivo e digitar o valor final da faixa medida 200 C e pressionar ENTER No 475 clicar em OK 3 Verificar a indica o fornecida no 475 quando estiver estabilizada clicar em OK 4 Digitar no 475 o valor de temperatura que foi fornecido no TC 502 e pressionar ENTER 5 Aguardar que o ajuste seja executado pelo transmissor 5 CALIBRA O E AJUSTE DE CORRENTE Nesta etapa o Calibrador de Temperatura Presys TC 502 ser utilizado como refer ncia padr o para medi o de corrente O arranjo de conex o do TC 502 ao circuito da Figura 5 prev a gera o do sinal de temperatura mas tamb m a medi o simult nea do valor da corrente mA Desta forma n o necess rio alterar a programa o do TC 502 utilizada na etapa anterior Para inicializar a calibra o de corrente do 3144 a partir da tela inicial da Figura 7 executar a seguinte sequ ncia 3 Service Tools gt 4 Maintenance gt 2 Perform Analog Trim Executar os seguintes passos 1 Uma mensagem solicita que um padr o de corrente seja conectado ao circuito Como o TC 502 j est medindo a corrente pressionar OK Uma mensagem avisa que
131. awe PRIMARY_VAL_TYPE Process temper CAL_POINT_HI 200 PRIMARY VALUE Status Good_NonCasc CAL POINT LO 20 PRIMARY VALUE 19 73 CAL MIN SPAN 60 PRIMARY_VAL_RANGE 1350 CAL_UNIT oc PRIMARY_VAL_RANGE 200 SENSOR_TYPE T C Type K NB HELP MODE HELP MODE Figura 3 46 Telas de calibra o do TT302 Fonte Autoria pr pria 121 4 MEDI O DE PRESS O 4 1 INTRODU O Press o pode ser entendida como uma consequ ncia direta da terceira lei de Newton onde uma for a se op e a outra de sentido contr rio No caso de fluidos a for a exercida pela agita o molecular aplicada contra as paredes de um recipiente fechado e pode ser expressa em for a aplicada por unidade de rea BEGA 2011 Esta defini o est demonstrada pela equa o 1 Press o P Tl Em No caso dos l quidos este conceito um pouco mais complexo Deve se levar em conta al m da intera o molecular outros fatores como altura da coluna l quida e press o exercida pelo g s na superf cie aberta do compartimento Entretanto na pr tica os m todos de medi o de press o l quida avaliam a for a exercida e a press o calculada a partir desta informa o SIROHI RADHA KRISHNA 1991 4 2 DEFINI ES DE PRESS O Press o absoluta a press o medida a partir do v cuo perfeito SIROHI RADHA KRISHNA 1991 Press o atmosf rica Press o exercida pela atmosfera terrestre medida por um bar metro Seu valor aproximadamente 1
132. bloco LCD Etapa 4 Calibra o e ajuste de temperatura 1 CONFIGURA O DO BLOCO TRANSDUTOR O bloco transdutor re ne uma s rie de configura es relativas s caracter sticas f sicas dos sensores de temperatura utilizados Para chegar aos par metros deste bloco a partir da tela ilustrada na Figura 7 executar a seguinte sequ ncia Advanced Block List TRANSDUCER All Os par metros necess rios para a configura o deste bloco s o apresentados no Quadro 1 Par metro Descri o Valor Units 1 Configura a unidade de engenharia dentre uma lista de degC unidades suportadas Configura o tipo de sensor utilizado dentre uma lista de PT100 A385 Sensor 1 Connection Tipo de liga o do sensor 2 3 ou 4 fios Sensor 1 Damping Tempo de amortecimento do sinal em segundos 0 Quadro 1 Configura es do bloco transdutor 3144 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria As configura es de faixa de medi o e unidade de engenharia apesar de serem exibidas na lista de par metros deste bloco devem ser tratadas no bloco Al que ser explicado em seguida Depois de configurados os par metros desta tela clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor e em seguida retornar o modo do bloco para AUTO 2 CONFIGURA O DO BLOCO Al O bloco de entrada anal gica Al coleta dados de entrada do bloco transdutor disponibilizando os para outros blocos de fun o ou para um sistema supervis rio atrav s de
133. bra o Preencher a Tabela 2 com os valores obtidos Tabela 2 Valores de n vel obtidos ap s a calibra o com o 3051 HART Fonte Autoria pr pria Valor simulado Percentual da N vel medido ap s a Corrente medida ap s a mmH gt 0 faixa calibra o calibra o mA 500 0 250 25 0 50 250 75 500 100 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 9 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O ana Teas Taa Configurar o transmissor de press o Rosemount 3051 FOUNDATION Fieldbus para atender aos seguintes dados de processo e Medi o de vaz o por press o diferencial com o uso de placa de orif cio em um trecho de tubula o reta e Caracter stica da placa de orif cio K 2 236 mn mmH 0 e M ximo diferencial de press o 500 mmH20 e Exibir o valor da vaz o atual em m h no visor local Lista de materiais a 1 um Transmissor de press o diferencial 3051 FOUNDATION Fieldbus da Rosemount Figura 1 b 1 um Comunicador de campo 475 da Rosemount Figura 2 O 1 um Calibrador de press o com fonte 23 Vcc incorporada PC 507 da Presys Figura 3 d e 1 um Filtro RC resistor 100 O capacitor 1uF 50V Figura 5 f 2 dois Cabos de alimenta o para interliga o dos equipamentos 1 uma Bomba para calibra o de press o co
134. bra o foi executada e clique em NEXT 11 Clicar em FINISH na tela que pede que o controle seja transferido para o modo autom tico A Figura 4 8 ilustra as principais telas apresentadas nesta etapa 1 2 Em seguida deve se calibrar o ponto final da faixa Para isto deve se conectar a bomba manual e o calibrador na c mara de alta H do instrumento e selecionar o m todo Upper sensor trim Os passos para a calibra o ser o 1 Selecionar a aplica o Press o diferencial em seguida clicar em next 2 Escolher a unidade de engenharia utilizada pelo padr o mmH gt 0 next 3 Aplicar press o com o uso da bomba manual acompanhando o valor pelo visor do padr o Quando atingir 500 mmlH gt 0 clicar em next 4 Aguardar que o valor estabilize em seguida clicar em next 5 Digitar o valor lido pelo padr o e clicar em finish As telas destes procedimentos est o representadas pela Figura 4 10 Conclu do estes passos 0 instrumento estar pronto para a indica o de vaz o solicitada 6 4 CONFIGURA O DO TRANSMISSOR 3051 HART PARA MEDI O DE VAZ O As conex es el tricas para comunica o do transmissor 3051 com o configurador 4 5 s o demonstradas pela Figura 4 11 A alimenta o do transmissor ser feita com o aux lio do calibrador PC 507 utilizando se dos terminais IN e OUT como mostra a Figura 4 12 Neste exemplo os seguintes dados de processo ser o considerados e Medi o de vaz o por
135. bus Fonte Rosemount 2012a Figura 2 Configurador 475 Fonte Emerson 2013 100 Ohm PRESYS Temperature Calibrator TC 502 mA RTDITC UR Em Figura 4 Filtro RC Figura 3 Calibrador Presys TC 502 Fonte Autoria pr pria Fonte Presys 2008 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 2 CALIBRA O DO TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Terminais de conex o do Calibrador de Temperatura Precys TC 502 RTD TC Transmissor de Temperatura FOUNDATION Fieldbus 3144 Rosemount Comunicador de Campo 475 Rosemount Figura 5 Montagem da pr tica de calibra o Fonte Autoria pr pria Observa es a A montagem conex o dos equipamentos para realiza o da pr tica representada na Figura 5 segue rigorosamente as recomenda es dos fabricantes para que n o ocorram danos aos instrumentos b O calibrador de temperatura TC 502 da Presys pode ser utilizado para gera o de RTD Ohm TC mV e alimenta o 23Vcc do transmissor fornecida pelos terminais mA e TPS Para esta pr tica ser utilizada a fun o RTD de gera o de sinal de sa da Pt 100 a dois fios c Antes de conectar o configurador 475 ao transmissor deve se selecionar os terminais adequados na parte superior deste equipamento deslizando a tampa para o lado da indica
136. ca Figura 2 3 Compara o entre modelo OSI e TCP IP Fonte Tanenbaum 2008 P 46 A camada f sica respons vel pela transmiss o digital propriamente dita Ela aborda quest es como n veis de tens o dura o dos pulsos frequ ncias de transmiss o se ela ocorrer nos dois sentidos simultaneamente Full Duplex ou apenas um sentido de cada vez Half Duplex como se iniciar e finalizar uma transmiss o de dados e todas as demais vari veis f sicas necess rias para se estabelecer uma conex o de dados TANENBAUM 2003 A camada de enlace de dados tem a tarefa de garantir um canal de comunica o livre de erros Normalmente isto feito dividindo se a informa o em quadros de dados frames e transmitindo os um de cada vez Sempre que um quadro recebido com sucesso um quadro de confirma o enviado do receptor ao transmissor Tamb m responsabilidade desta camada estabelecer uma velocidade padr o de transmiss o garantindo que transmissores mais r pidos possam se comunicar normalmente com os mais lentos sem perda de informa o TANENBAUM 2003 O roteamento dos pacotes de dados desde sua origem at o destino tarefa da camada de rede Este trabalho normalmente feito por equipamentos chamados roteadores que podem trabalhar de forma est tica onde as rotas j s o pr definidas ou de forma din mica quando o equipamento determina qual a rota mais eficiente para entrega dos pacotes Outra tar
137. car em ENTER Verificar no PC 507 o novo valor de corrente caso seja igual a 20mA clicar em Yes caso contr rio clicar em No e retornar ao passo 3 145 A Figura 4 19 ilustra as principais telas exibidas neste procedimento HAM 3051 Connect reference meter ABORT OK e o HW 3051 Enter Meter Value 0 00 mA 3 998 EsJafefe r t v uliTofo ee Jels lais SINIT RT RS PESOS hmzixicivibinim HA 3051 Setting field device output to 20 000 mA ABORT OK Figura 4 19 Calibra o de corrente 3051 HART Fonte Autoria pr pria e Hw HELP ABORT DEL ENTER HA 3081 Enter Meter Value 0 00 mA 3051 Setting field device output to 4 0000 mA ABORT OK H 3051 Field device output 4 0000 mA equals to reference meter 1 Yes 2 No Slafwle rft frui e eelo calafs Jal rlon ki esd a 5 6 en hemzixicivibinim HELP ABORT DEL ENTER Com estes procedimentos o transmissor estar pronto para a indica o de n vel solicitada 146 5 MEDI O DE N VEL 5 1 INTRODU O Trata se de uma vari vel de grande import ncia em aplica es industriais Bega 2011 define n vel como a determina o da posi o de uma interface entre dois meios Usualmente um destes meios liquido mas eles podem ser s lidos ou a combina o de um s lido e um l quido A interface pode ser entre um l quido e um g s ou vapor dois l quidos ou entre um s lido
138. chamado de barramento de campo FOUNDATION por m mesmo no Brasil usual cham lo apenas de FOUNDATION Fieldbus A escrita Foundation com a primeira letra mai scula e as demais min sculas ou foundation com todas as letras min sculas refer ncia organiza o que representa o protocolo A especifica o do protocolo FOUNDATION Fieldbus surgiu em agosto de 1984 Fieldbus Inc 2001 a partir de um encontro entre a Comiss o Internacional de Eletrot cnica IEC e a Sociedade Internacional de Medi o e Controle ISA com o objetivo de trabalhar em um novo padr o internacional Como resultado um relat rio foi apresentado em setembro de 1987 Fieldbus Inc 2001 com instru es funcionais ainda a serem aperfei oadas testadas e comissionadas mas que continham as bases para uma arquitetura de rede digital que poderia substituir as tecnologias anal gicas de transmiss o utilizadas at ent o O FOUNDATION Fieldbus uma rede local LAN de campo destinada a controle de processos e interliga o de sensores atuadores e dispositivos de controle Esta rede capaz de fornecer alimenta o e transmiss o de dados pelo mesmo cabo utilizando se de um barramento principal trunk e deriva es spurs Este modelo permite a constru o de diversas topologias de rede como estrela ou rvore ponto a ponto e mista A camada f sica definida pelo padr o IEC 61158 2 Fieldbus Inc 2001 3 Sociedade de Ins
139. cia de que este procedimento vai afetar a calibra o do sensor Pressionar NEXT Digitar 1 referente ao sensor 1 e pressionar NEXT Digitar O pressionar NEXT Digitar 2 para executar a calibra o de dois pontos pressionar NEXT No calibrador TC 502 digitar a temperatura inicial da faixa de medi o O C e pressionar ENTER Aguardar at que a indica o de temperatura no 475 estabilize e pressionar NEXT Digitar no 475 a temperatura que est sendo gerada pelo calibrador O C e clicar em NEXT Aguardar a finaliza o do procedimento e pressionar a op o NEXT Em seguida o procedimento de calibra o do segundo ponto ser inicializado automaticamente Os seguintes passos dever o ser executados Uma tela exibir uma advert ncia solicitando que o controle seja retirado de autom tico Pressionar NEXT Uma segunta tela exibir uma advert ncia de que este procedimento vai afetar a calibra o do sensor Pressionar NEXT No calibrador TC 502 digitar a temperatura final da faixa de medi o 250 C e pressionar ENTER 4 Aguardar at que a indica o de temperatura no 475 estabilize e clicar em NEXT Digitar no 475 a temperatura que est sendo gerada pelo calibrador 250 C e clicar em NEXT 6 Aguardar a finaliza o do procedimento e clicar em NEXT Pressionar a op o FINISH Com o aux lio do calibrador Presys TC 502 simular os valores de temperaturas referentes a 0 25 50 75 e 100 da faix
140. clicar em OK Uma segunda tela solicita que um calibrador de corrente seja conectado ao circuito Clicar em OK O transmissor ser ajustado para enviar 4 mA clicar em OK Verificar no calibrador PC 507 o valor atual da corrente em seguida digitar o valor medido pelo padr o na tela do 475 e clicar em ENTER Verificar no PC 507 o novo valor de corrente caso seja igual a 4 mA clicar em Yes caso contr rio clicar em No e retornar ao passo 3 Em seguida a calibra o de 20 mA ser inicializada automaticamente Os seguintes passos devem ser realizados E a en Uma tela de alerta ser exibida clicar em OK Uma segunda tela solicita que um padr o de corrente seja conectado ao circuito Clicar em OK O transmissor ser ajustado para enviar 20 mA clicar em OK Verificar no calibrador PC 507 o valor atual da corrente em seguida digitar o valor medido pelo padr o na tela do 475 e clicar em ENTER Verificar no PC 507 o novo valor de corrente caso seja igual a 20 mA clicar em Yes caso contr rio clicar em No e retornar ao passo 3 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 8 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL Com o aux lio do calibrador Presys PC 507 e a bomba manual de press o simular os valores de press o referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida ap s a cali
141. da 4 mA Nesta estapa o 4 5 deveria apresentar duas op es Uma para aceitar a corrente atual no caso desta estar dentro de um valor adequado e outra para n o aceitar a corrente atual e permitir o ajuste No entanto a tela apresentada tem um erro que n o permite prosseguir com o ajuste As duas op es aparecem juntas na mesma linha e ao clicar sobre elas n o h nenhum efeito Uma representa o das telas envolvidas neste procedimento est o detalhadas pela Figura 7 1 TT301 HA TT301 CURRENT Hw 1 4mA Control Loop should be in manual 2 20mA HELP SEND HOME ABORT OK Ev EZ L current 4 00 mA Insert multimeter on line test point 1 Sim N o ABORT OK ABORT ENTER Figura 7 1 Calibra o e ajuste de corrente do TT301 Fonte Autoria pr pria Tabela 7 6 Valores de temperatura obtidos com o TT302 Fonte Autoria pr pria Valor Percentual da simulado faixa 20 C 0 35 C 25 90 C 50 145 C 75 200 C 100 Temperatura medida antes da calibra o C 20 1 35 1 90 1 145 2 200 1 Tabela 7 7 Valores de press o obtidos com o 3051 HART Fonte Autoria pr pria Valor simulado bar 0 0 0125 0 0250 0 0375 0 05 Press o medida antes da calibra o bar 0 000 0 0126 0 0250 0 0375 0 051 0 000 0 0126 0 0250 0 0375 0 051 Tabela 7 8 Valores de corrente obtidos com o 3051 HART Fonte Autoria pr pria Valor simulado b
142. da Presys Figura 3 d e 1 um Filtro RC resistor 100 O capacitor 1uF 50V Figura 5 f 2 dois Cabos de alimenta o para interliga o dos equipamentos 1 uma Bomba para calibra o de press o com mangueiras MVP 600 Figura 4 Figura 1 Transmissor 3051 FOUNDATION Fieldbus Figura 2 Configurador 475 Fonte Rosemount 2012c Fonte Emerson 2013 Figura 3 Calibrador Presys PC 507 Fonte Presys 2008 Figura 4 Bomba de calibra o Fonte SALCAS 2013 Em Figura 5 Filtro RC 1000 1 F Fonte Autoria pr pria 100 Ohm Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 5 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE PRESS O Terminais de conex o do Calibrador de Press o Presys PC 507 Transmissor de Press o Diferencial VA c psula FOUNDATION Fieldbus 3051 Rosemount Terminais de alimenta o e comunica o Comunicador de Campo 475 Rosemount calibra o de press o C maras de Presys BY 100 8111 500 alta press o H e baixa press o L Figura 6 Montagem da pr tica de calibra o do transmissor de press o 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Observa es a A montagem conex o dos equipamentos para realiza o da pr tica representada na Figura 6 segue rigorosamente as recomend
143. da seguinte forma Clicando sobre o bloco desejado Clicando em All na lista de par metros Clicando no par metro Block Mode Target re Io a Desmarcando a op o Auto e marcando a op o OOS Configura o do 3051 FOUNDATION Fieldbus para medi o de vaz o A configura o b sica do transmissor de press o diferencial deve seguir as seguintes etapas Etapa 1 Configura o do bloco Al Etapa 2 Configura o do bloco LCD Etapa 3 Calibra o e ajuste de press o Considera es relativas ao processo de calibra o de press o a Antes de iniciar a atividade pr tica de calibra o e configura o do transmissor necess rio analisar os limites de press o impostos pelos instrumentos e equipamentos do laborat rio Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 9 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O b Os transmissores 3051 FOUNDATION Fieldbus que est o dispon veis no laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR tem sua press o limitada de O a 250 bar ao passo que a c mara do calibrador PC 507 tem sua press o limitada a 30 PSI aproximadamente 2 bar Inicialmente precisa se determinar a vaz o m xima permitida pelo trecho de tubula o Qy K JA p 1 CONFIGURA O DO BLOCO Al O bloco de entrada anal gica Al coleta dados de entrad
144. de blocos a partir da tela inicial Figura 3 27 execute a seguinte sequ ncia para chegar at a lista de blocos dispon veis no 3144P exibida pela Figura 3 28 Advanced Block List Rosemount Inc Device Revision 2 Block Tag Block Type Actual Mode RESOURCE RES BLOC TRANSDUCER Custom LCD Custom ADVANCED Custom Al 1400 Al Figura 3 28 Lista de blocos Fonte Autoria pr pria Clicando sobre um bloco o usu rio ter acesso aos par metros de configura o deste Devido quantidade de par metros eles s o organizados por categorias cujos nomes variam de acordo com o tipo de bloco selecionado Para facilitar o acesso a todos os par metros necess rios em uma s lista necess rio clicar sobre a categoria All todos Um exemplo de lista de par metros exibido na Figura 3 29 TRANSDUCER All Primary Value Range Eu 1000inH20 Primary Value Range Eu 1000inH20 Primary Value Range Uni inH20 Primary Value Range Dec 2 Cal pt Hi 1000 00 inH20 HELP MODE Figura 3 29 Exemplo de lista de par metros de um bloco FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria 92 Para alterar o valor de um par metro basta clicar duas vezes sobre ele com o aux lio da caneta ou pelo teclado do configurador posicionando o cursor sobre o par metro e pressionando a tecla ENTER 3 4 1 2 1 Considera es iniciais Os blocos FOUNDATION Fieldbus dentro de um dispositivo apresentam modos de opera o que defi
145. de ser estimado mas n o determinado MOREAES 2007 Isso um problema para uma rede onde o tempo de resposta importante e um atraso pode gerar consequ ncias desastrosas Neste ponto as redes industriais se diferem das redes de computadores Em redes industriais o tamanho total de pacotes de dados menor mas em compensa o o tempo de entrega determinado evitando problemas de inicializa o e atrasos Estas redes s o chamadas determin sticas MOREAES 2007 Dois exemplos de redes industriais determin sticas s o HART e FOUNDATION Fieldbus que ser o abordados a seguir 34 2 3 PROTOCOLO HART O protocolo HART Highway Addressable Remote Transducer foi desenvolvido pela Rosemount Inc no in cio dos anos 80 com o objetivo de facilitar ajustes de alcance calibra o e outras configura es de transmissores anal gicos sem interferir no sinal do instrumento Desta forma mesmo durante o processo de configura o o instrumento permanece ligado e transmitindo o sinal anal gico ao controlador central ANALOG SERVICES INC 2001 A tecnologia HART surgiu baseada na mesma tecnologia que possibilitou o uso da identifica o digital de chamadas Caller ID nos sistemas de telefonia anal gicos Trata se de um protocolo bi direcional de comunica o do tipo mestre escravo half duplex que possibilita acesso a dados digitais entre instrumentos de campo e um sistema central Este sistema pode ser um controlador ou um configur
146. degC A tela seguinte exibe tr s op es de calibra o Trim Recomenda se que o Trim seja realizado sempre com dois pontos de refer ncia As op es Lower Trim e Upper Trim correspondem as calibra es feitas no ponto inicial e final da faixa medida respectivamente Como o transmissor j est configurado para medir uma faixa desde 20 C at 200 C o m todo ideal a calibra o em dois pontos Lower and Upper Trim Os seguintes passos para o primeiro ponto devem ser seguidos 1 Escolher a op o 3 Lower and Upper Trim 2 Uma mensagem ser exibida alertando sobre a interfer ncia nos pontos da curva de calibra o Pressionar o bot o OK 3 Uma segunda tela alertar sobre os limites do sensor No padr o TC 502 pressionar o bot o O para deixar o valor com sinal negativo e digitar o valor inicial da faixa medida 20 C e pressionar ENTER No 475 pressionar OK 4 Verificar a indica o fornecida no 475 e quando estiver estabilizada pressionar OK 5 Digitar no 475 o valor de temperatura que foi fornecido no TC 502 e pressionar ENTER 6 Aguardar que o ajuste seja executado pelo transmissor Em seguida o procedimento de calibra o do segundo ponto ser inicializado automaticamente Os seguintes passos dever o ser executados 1 Uma mensagem ser exibida alertando sobre a interfer ncia nos pontos da curva de calibra o Pressionar o bot o OK Universidade Tecnol gica Federal do Paran Dep
147. do do bloco deve ser retornado para AUTO permitindo que este retome a opera o normal Enquanto o bloco permanecer no modo OOS o sinal de sa da n o responder a altera es medidas no sensor prejudicando a indica o e o controle do processo O modo de opera o de um bloco pode ser alterado da seguinte forma 1 Clicando sobre o bloco desejado 2 Clicando em All na lista de par metros 3 Clicando no par metro Block Mode Target 4 Desmarcando a op o Auto e marcando a op o OOS Configura o do 3051 foundation fieldbus para medi o de press o A configura o b sica do transmissor de press o diferencial deve seguir as seguintes etapas Etapa 1 Configura o do bloco Al Etapa 2 Configura o do bloco LCD Etapa 3 Calibra o e ajuste de press o Considera es relativas ao processo de calibra o de press o a Antes de iniciar a atividade pr tica de calibra o e configura o do transmissor necess rio analisar os limites de press o impostos pelos instrumentos e equipamentos do laborat rio b Os transmissores 3051 FOUNDATION Fieldbus que est o dispon veis no laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR tem sua press o limitada de 0 a 250 bar ao passo que a c mara do calibrador PC 507 tem sua press o limitada a 30 PSI aproximadamente 2 bar 1 CONFIGURA O DO BLOCO Al O bloco de entrada anal gica Al coleta dados de entrada do bloco transdutor disponibilizando os pa
148. do sensor Const Fixar um valor de sa da Quadro 3 10 Configura es do TT301 HART Fonte Autoria pr pria Ap s configurados os par meiros clicar em SEND para que o transmissor assuma as novas configura es Em seguida necess rio efetuar a configura o do ponto inicial da faixa de medi o Para isto deve se clicar na op o Lower e seguir os seguintes passos 1 Selecionar WITHOUT REFERENCE e clicar em ENTER 2 Clicar em OK na mensagem que alerta sobre a interfer ncia desta configura o sobre o processo 3 Ser exibida uma tela indicando os limites aplic veis para o sensor que est configurado Ap s alguns segundos ser poss vel digitar o valor inicial da escala para a aplica o desejada Para este exemplo digitar 20 Ap s a digita o clicar em ENTER Uma nova tela de alerta ser exibida clicar em OK Retornar para a tela de configura es clicando na seta no canto superior esquerdo 108 A Figura 3 40 detalha a sequ ncia de telas exibidas por este procedimento H T1301 E TOT Lower 1 Lower 2 WITHOUT REFERENCE 3 WITH REFERENCE Control Loop should be in manual ABORT OK Em HAM TT301 T301 Enter Lower Range Limits 20 Lo 200 C a 6 GBARA l POE pn Ea TFT HES aa T Up 850 C SOCOBDOD0COCHDA SOBOGADOCOER PER gu 0 hmzixicivibinim DELETE ABORT ENTER E TT301 Loop may be returned to Auto ABORT OK Figura 3
149. do sensor 3144 HART 83 Figura 3 21 Calibra o do sensor 3144 HART eee 84 Figura 3 22 Calibra o de corrente 3144 HART eee 87 Figura 3 23 Conex o do 475 com FOUNDATION Fieldbus 88 Figura 3 24 Alimenta o fornecida pelo TC 502 e eeereeea 88 Figura 3 25 Liga es entre TC 502 e 3144 eee eereren arena 89 Figura 3 26 Lista de instrumentos localizados Fonte Autoria pr pria 90 FOUS 27A FOIQ INICIAL sacarose 90 FIQUIra 326 LISTA de DIOCOS ssa A AAA UA GA A GAi 91 Figura 3 29 Exemplo de lista de par metros de um bloco FOUNDATION Fieldbus EE E ET E EAA EA T E E E A AAEE AEE A E AEE EET 91 Figura 3 30 Hierarquia de blocos FOUNDATION FieldbuS e sees eee 93 Figura 3 31 Alterando modo de opera o sss 93 Figura 3 32 Calibra o de temperatura do 3144 FOUNDATION Fieldbus 100 FOUTS 29 rans misso TISO aaa elo A AA AAR 101 Figura 3 34 Terminais de liga o eee 101 Figura 3 35 Liga es entre TC 502 e TT301 e renan 102 Figura 3 36 Tela inicial do TT301 see 103 Figura 3 37 Tela de configura es do transmissor sese eee eee eee ee 105 Figura 3 38 Sele o do sensor TT301 HART eee 106 Figura 3 39 Configura es do TT301 HART 107 Figura 3 40 Configura o da faixa de medi o TT301 HART sss 108 Figura 3 41 Configura o do visor local do TT301
150. dor de press o PC 507 da Presys utilizado para gerar o sinal de press o e a alimenta o 23Vcc do transmissor fornecida pelos terminais IN e OUT c Antes de conectar o configurador 4 5 ao transmissor deve se selecionar os terminais adequados na parte superior deste equipamento deslizando a tampa para o lado da indica o FF Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 9 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O Configura o do Calibrador de Press o Presys PC 507 A configura o do calibrador de press o para uso durante este experimento deve ser realizada para exibir os valores de press o na mesma unidade em que o transmissor est trabalhando Os seguintes passos devem ser seguidos Ligar o calibrador Tecla ON OFF selecionar na tela a op o ON e pressionar ENTER No menu inicial selecionar a op o CONF e pressionar ENTER Em seguida selecionar a op o Pe pressionar ENTER Selecionar a op o UNITOUT e pressionar ENTER Com o aux lio das teclas direcionais selecionar a unidade de engenharia MMW mmH gt 0 e pressionar ENTER Pressionar a tecla C CE duas vezes para retornar ao primeiro menu el e Ge dd E Selecionar a op o OUT e pressionar ENTER Escolher a fun o de sa da Pressure e pressionar ENTER ee CM A Selecionar a op o P1 e pr
151. dos se manipulados da forma incorreta Palavras chave Instrumenta o industrial Calibra o Comunicador de campo 475 Hart Foundation Fieldbus ABSTRACT QUINALHA Eduardo GRANDO Rafael Luiz Preparing didatic materials for laboratory activities of industrial instrumentation of Technological Federal University of Paran UTFPR 2013 Trabalho de Conclus o de Curso Engenharia El trica Departamento Acad mico de Eletrot cnica Universidade Tecnol gica Federal do Paran Curitiba 2013 This work was intended to prepare a didatic book that show the major topics of the industrial instrumentation course of Federal Technological University of Paran UTFPR and guide how to use the instruments available in the laboratory to apply the knowledge The material is organized in such way that the theory is available at the beggining of each chapter followed by the presentation of the devices that will be used in the activity finalizing with pratical configurations instructions and experimental mounts The first motivation for this work was the arrival of new instruments for the laboratory that haven t been studied yet The second motivation was the care with the integrity of these equipaments once they may be damaged if not handled appropriately Keywords Industrial instrumentation Calibration 475 Field Communicator Hart Foundation Fieldbus LISTA DE FIGURAS Figura 2 1 Camadas de Tede cars assada Ends a ada no REE EEEE
152. dro ANALOG SERVICES INC 2001 Bit Inicial Figura 2 9 Quadro HART Fonte Analog Services 2013 Adaptado por Eduardo Quinalha A comunica o somente ocorrer quando uma mensagem de um mestre de rede for emitida para um dispositivo espec fico Por consequ ncia o dispositivo escravo enviar uma resposta de volta ao mestre num menor tempo poss vel Enquanto n o houver outra mensagem do mestre ou controlador direcionado ao dispositivo de campo a rede permanecer em um estado de sil ncio como ilustrado na Figura 2 10 ANALOG SERVICES INC 2001 40 Em uma rede multiponto cada mensagem HART pode ter seu tamanho variando de 10 at 30 bytes dependendo do contexto Cada mensagem composta de determinados campos com prop sitos espec ficos mostrados pela Tabela 2 1 ANALOG SERVICES INC 2001 Mensagem de Resposta do comando do Mestre escravo 0 O 2 s Sil ncio Transmiss o Figura 2 10 Troca de mensagens HART Fonte Analog Services 2013 Adaptado por Eduardo Quinalha Tabela 2 1 Partes de uma mensagem HART Fonte ANALOG SERVICES INC 2001 Parte da Mensagem Tamanho em Bytes Prop sito Pre mbulo 5a20 Sincroniza o e detec o de portadora Delimitador inicial 1 Sincroniza o e indica o Mestre Endere o tous Escolha do escravo indica qual o mestre e indica o modo de transfer ncia Comando 1 Instru o para 0 escravo N mero de bytes 1 Indica o n mero de by
153. e Autoria pr pria Par metro Descri o Valor Define qual ser a vari vel prim ria PV do transmissor Temperatura do sensor 1 Primary Variable is temperatura do sensor 2 m dia dos dois Sensor 1 Temp sensores ou primeiro bom Esta ltima op o utilizada em redund ncia de sensores Quadro 3 3 Configura o da vari vel prim ria do 3144 HART Fonte Autoria pr pria Tendo configurados os par metros desta tela clicar em Send para enviar os novos valores ao transmissor 8 Em seguida clicar sobre a op o PV Configuration Este comando necess rio para adequar os par metros do sinal de sa da 4 a 20 mA relacionados vari vel prim ria PV Ao acessar a op o 5 o usu rio ter acesso tela exibida na Figura 3 17 Deve se configurar o valor m nimo e o valor m ximo da faixa a ser medida pelo instrumento que corresponda ao 0 e 100 da escala Os par metros s o detalhados pelo Quadro 3 4 HW B 1 Primary Variable is 2 Upper Range Value 3 Lower Range Value 4 Minimum Span SAVE HOME Figura 3 17 Configura o da faixa medida Fonte Autoria pr pria Upper Range Value Valor m ximo medido pela aplica o desejada que corresponde a 100 da faixa de medi o 00 Lower Range Value Valor m nimo medido pela aplica o desejada que corresponde a 0 da faixa de medi o Par metro meramente informativo Indica a Minimum Span menor diferen a entre o valor m ximo e m n
154. e Eu at 0 desejada que corresponde a 0 da faixa de medi o Unidade de engenharia associada ao valor Output Scale Eu Index EOR AT Sensor 1 Connection Tipo de liga o do sensor 2 3 ou 4 fios Sensor 1 Damping Co amortecimento do sinal em DEN Linearization Type id do sinal de entrada A Channel Origem do sinal a ser tratado por este bloco Quadro 2 Configura es do bloco Al 3144 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Conclu do o ajuste acima clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor e em seguida retornar o modo do bloco para AUTO Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 2 CALIBRA O DO TRANSMISSOR DE TEMPERATURA 3 CONFIGURA O DO BLOCO LCD O visor do transmissor pode ser configurado para exibir at quatro par metros alternadamente Para chegar aos par metros deste bloco a partir da tela ilustrada na Figura 7 executar a seguinte sequ ncia Advanced Block List gt LCD 5 All Os par metros b sicos para a configura o deste bloco s o apresentados no Quadro 3 Block Type 1 Tipo do bloco que ser exibido Al Block Block Tag 1 Nome do bloco que ser exibido Al 1400 Unidade de engenharia que aparecer no Units Type 1 visor Pode se utilizar a mesma do bloco ou personalizar Quadro 3 Configura es do bloco L
155. e M todos el tricos de medi o de temperatura e Radia o e pirometria tica 61 No laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR est o dispon veis apenas dois tipos de sensores de temperaturas Termopares e term metros de resist ncia Estes ser o os t picos abordados a seguir 3 3 1 Termopares O efeito termoel trico tamb m conhecido como efeito Seebeck em homenagem a Thomas Johan Seebeck que o descobriu em 1821 LIPT K 20083 ocorre quando um circuito formado por dois fios met licos de naturezas diferentes unidos pelas pontas formando jun es ou juntas permanece exposto a um gradiente de temperaturas A Figura 3 1 ilustra uma montagem de um circuito composto por dois filamentos de naturezas diferentes expostos a um gradiente de temperaturas Proporcionalmente diferen a entre as temperaturas das jun es J1 e J2 surge uma corrente el trica circulando pelo circuito BEGA 2011 Corrente el trica T1 Ji TZ N 2 Figura 3 1 Efeito Seebeck Fonte Adaptado de Bega 2011 P 222 Se uma das jun es chamada de junta de refer ncia for mantida a uma temperatura constante e conhecida pode se conhecer a temperatura da outra jun o junta quente apenas pela medi o da diferen a de potencial gerada BEGA 2011 Adicionalmente ao efeito Seebeck quando um circuito composto por dois metais diferentes unidos por duas jun es estando a uma mesma temperatura inicial exposto a um
156. e campo 475 pressione e segure a tecla Liga Desliga at que a luz verde nesta tecla pisque e a tela do menu principal seja exibida conforme a Figura 6 c Toque no cone do aplicativo Fieldbus no menu principal do comunicador de campo Se um dispositivo de fieldbus online for conectado ao comunicador de campo 475 o menu principal do aplicativo Fieldbus aparece brevemente seguido pela lista de dispositivos online onde poss vel escolher as fun es Online Utilidades e Diagn sticos Fieldbus d O configurador ser apresentado na lista com o nome Field Comunicator Ap s a varredura o dispositivo encontrado ser exibido na tela com sua ltima identifica o tag configurada Para iniciar o processo de configura o deve se clicar sobre o tag do instrumento exibido e Acessando a fun o Online a tela inicial do instrumento representada pela Figura 7 ser exibida Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 7 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL Menu Comunicador de Campo e U HART Fieldbus ValveLink Mobile RESOURCE RES BLOC TRANSDUCER Custom S el pa Custom 4 e th Custom T A Configura es Aguardando PC Bloco de Notas Figura 7 rea de trabalho do 475 dado A Res Inicial do 3051 FONDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria onte Autoria
157. e capacidade no programador Emerson 475 2 5 CONFIGURADOR PORT TIL EMERSON 475 O comunicador port til Emerson 475 possibilita a programa o e configura o de dispositivos de campo compat veis com os protocolos HART ou FOUNDATION Fieldbus sem a necessidade de desconect los do sistema de controle mesmo em locais com atmosferas potencialmente explosivas reas classificadas O 475 possui uma tela de cristal l quido LCD colorida sens vel ao toque e um teclado multifuncional que possibilita a navega o entre as op es exibidas na tela e a entrada de par metros de configura o A comunica o com o computador pode ser feita por tr s interfaces Bluetooth comunica o serial infravermelho IrDa e cart o Secure Digital SD que tamb m serve para armazenamento de softwares de sistema aplica es HART e FOUNDATION Fieldbus por exemplo e os arquivos DD dos 57 instrumentos de campo para o qual est configurado EMERSON Process Management 2012 Para transferir novos arquivos descritores de dispositivos DD s para o Emerson 475 necess rio utilizar o software Easy Upgrade Utility que fornecido junto com o configurador ou pode ser obtido atrav s da internet na p gina do fabricante Com o software instalado a atualiza o do comunicador pode ser feita da seguinte maneira Iniciar o Easy Upgrade Utility como demonstra a Figura 2 24 fa Field Communicator Easy Upgrade Utility B 375 upgrade meb
158. e clicar em FINISH As telas principais telas deste procedimento est o representadas pela Figura 4 10 Upper sensor trim Upper sensor trim Enter type of sensor calibration Differential Pressure v NEXT CANCEL HELP Upper sensor trim Apply high pressure NEXT CANCEL HELP Upper sensor trim Enter applied pressure value Enter Trim Units baten NEXT CANCEL HELP Upper sensor trim Pressure 1 4587 kgf cm2 Press NEXT when pressure is stable NEXT CANCEL HELP Upper sensor trim Enter date of this calibration 08 22 2013 7 Ls Kgf cm2 POCO nn 718 9 SBD 20290 HE 2 C BBD FN FINISH CANCEL HELP ad ado q gogog efelsJa tlo hid eaid afsf6 en NEXT CANCEL HELP Figura 4 10 Calibra o do 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria 136 4 5 1 2 Configura o do 3051 HART para Medi o de Press o O transmissor 3051 HART possui tr s terminais de conex o na parte traseira sendo que os dois primeiros s o utilizados para a alimenta o do instrumento e o terceiro utilizado para medi o da corrente que circula pelo circuito sem a necessidade de desligar o equipamento A alimenta o fornecida pelos mesmos dois fios por onde ocorre a transmiss o da vari vel anal gica Para os ensaios em bancada deve se aliment lo em 24 V e para isso ser utilizado o calibrador de press o modelo PC 507 do fabricante Presys Um resistor de 250 ohms dever ser ligado em s rie com o circuit
159. e em seguida retornar o modo do bloco para AUTO Para que o bloco DISPLAY assuma as novas configura es necess rio executar os seguintes passos Acessar o par metro DISPLAY_REFRESH Selecionar a op o Update Display Clicar em OK Clicar no bot o SEND e aguardar a atualiza o do valor no visor local do transmissor SR O Com o aux lio do calibrador Presys TC 502 simular os valores de temperaturas referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida Preencher a Tabela 1 com os valores obtidos Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 4 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Tabela 1 Valores de temperatura obtidos com o TT302 Fonte Autoria pr pria Valor Percentualda Temperatura indicada pelo simulado faixa transmissor C 20 C 0 35 C 25 90 C 50 145 C 19 200 C 100 4 CALIBRA O E AJUSTE DE TEMPERATURA A calibra o dos transmissores FONDATION Fieldbus feita atrav s do bloco TRANSDUCER Nesta etapa o Calibrador de Temperatura Presys TC 502 ser utilizado como refer ncia padr o para a calibra o de temperatura do transmissor Para iniciar a calibra o n o necess rio alterar o modo de opera o do bloco Por m necess rio habilitar a compensa o de temperatura ambiente junta fria do instrumento Para is
160. e expressar nosso agradecimento aos amigos e familiares que estiveram ao nosso lado durante este per odo e que com certeza foram de suma import ncia para que este trabalho se concretizasse RESUMO QUINALHA Eduardo GRANDO Rafael Luiz Elabora o de material did tico para as atividades de laborat rio disciplina de instrumenta o industrial da Universidade Tecnol gica Federal do Paran UTFPR 2013 Trabalho de Conclus o de Curso Engenharia El trica Departamento Acad mico de Eletrot cnica Universidade Tecnol gica Federal do Paran Curitiba 2013 Este trabalho destinou se a elabora o de uma apostila did tica que apresenta os principais t picos da disciplina de instrumenta o industrial da Universidade Tecnol gica Federal do Paran UTFPR e orienta como utilizar os instrumentos dispon veis no laborat rio para aplicar o conte do abordado O material est organizado de uma forma em que a teoria apresentada no in cio de cada cap tulo em seguida feita a apresenta o dos materiais do laborat rio que ser o utilizados para a atividade que se segue finalizando com roteiros pr ticos de configura o e montagem da experi ncia O primeiro dos fatores motivadores para a elabora o deste trabalho foi a chegada de novos instrumentos para o laborat rio que ainda n o haviam sido estudados O segundo fator foi a preocupa o com a integridade f sica destes equipamentos uma vez que podem vir a ser danifica
161. ecer as caracter sticas do produto em quest o tais como viscosidade e outras propriedades f sico qu micas SIROHI RADHA KRISHNA 1991 A medi o correta de vaz o depende muito das caracter sticas do fluido em quest o As chamadas vari veis de influ ncia como temperatura e press o podem provocar erros de leitura desviando o valor medido do valor real Em geral l quidos s o pouco compress veis mas em se tratando de fluidos gasosos um incremento de press o pode significar que para um mesmo volume existe uma quantidade maior de produto BEGA 2011 104 No caso de l quidos densidade e viscosidade s o propriedades importantes para uma correta medi o de vaz o At mesmo a quantidade de impurezas deve ser conhecida BEGA 2011 Os m todos de medi o de vaz o s o divididos em BEGA 2011 e Deprimog nios e Medidores lineares e NVolum tricos e Em canais aberios e Especiais Cada um destes m todos se adequa a um tipo ou gama de tipo de fluidos e aplica o Os m todos geradores de Ap diferencial de press o tamb m conhecidos como deprimog nios s o os mais difundidos industrialmente BEGA 2011 O laborat rio de instrumenta o da UTFPR disp e apenas de sensores de press o do tipo c lula capacitiva que costumam ser empregados neste tipo de medi o de vaz o Por este motivo este foi o foco deste trabalho 6 2 MEDIDORES DEPRIMOG NIOS A medi o da vaz o indiretamente p
162. ede que o controle seja transferido para o modo autom tico Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 5 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE PRESS O Em seguida deve se calibrar um ponto superior da faixa Nesta etapa ser necess rio utilizar o calibrador PC 507 e a bomba manual Para isto deve se conectar a bomba manual e o calibrador na c mara de alta H do instrumento e selecionar o m todo Upper sensor trim Os passos para a calibra o ser o Clicar em NEXT na tela que pede que o controle seja transferido para o modo manual Clicar em NEXT na tela que avisa que a calibra o do sensor ser afetada O bloco transdutor ser transferido automaticamente para o modo OOS Clicar em NEXT Selecionar a aplica o Press o diferencial em seguida clicar em NEXT Escolher a unidade de engenharia utilizada pelo padr o kgf cm2 em seguida clicar em NEXT e O e Do dd n Aplicar press o com o uso da bomba manual acompanhando o valor pelo visor do padr o Quando atingir um valor pr ximo de 1 5 kgf cm clicar em NEXT 7 Aguardar que o valor estabilize em seguida clicar em NEXT 8 Digitar o valor lido pelo calibrador PC 507 e clicar em NEXT 9 Digite a data em que a calibra o foi realizada e clique em NEXT 10 Digite o nome da pessoa respons vel por esta calibra o e clique
163. efa da camada de rede o controle do congestionamento de dados na qual prioridade de tr fego tempo 33 em tr nsito e instabilidade dos canais levada em considera o TANENBAUM 2003 A fun o da camada de transporte obter um canal de comunica o direto com a camada de transporte em outro computador sem se preocupar com fragmenta o dos dados ou controle de erros estas tarefas s o executadas pelas camadas que est o abaixo Desta forma softwares que atuam nesta camada n o precisam se preocupar com uma mudan a de tecnologia no hardware da rede por exemplo TANENBAUM 2003 Na camada de sess o ocorre o controle do di logo entre dois usu rios em m quinas diferentes Nesta camada estabelecido quem pode transmitir a cada intervalo de tempo evitando que a transmiss o ocorra simultaneamente nas duas partes Logo acima dela a camada de apresenta o tem a fun o de traduzir os dados trocados pelas camadas abaixo dela preparando a para o usu rio final TANENBAUM 2003 Finalmente a camada de aplica o se traduz no que o usu rio realmente v ou seja os dados em sua forma final TANENBAUM 2003 O conceito de arquitetura de rede baseado em modelos de camadas valido tamb m para redes industriais No entanto tanto no modelo de refer ncia OSI quanto no TCP IP a transfer ncia de dados se d de forma probabil stica ou seja o tempo de transfer ncia de um pacote desde sua origem at seu destino po
164. eiro estruturado guiando a experi ncia a ser desenvolvida al m de prevenir danos ao instrumento facilita o entendimento do que est sendo feito Tal documento dever tamb m explanar as fun es dispon veis em cada equipamento com exemplos de uso Os procedimentos de calibra o e configura o dever o ter como base os conceitos atuais sobre metrologia que s o adotados em ind strias e empresas especializadas no ramo por consequ ncia sendo familiar ao futuro profissional quando este estiver atuando no mercado 1 3 OBJETIVOS 1 3 1 Objetivo Geral Desenvolver material did tico de acordo com os equipamentos dispon veis no laborat rio da Universidade que possibilite o desenvolvimento de atividades de laborat rio da disciplina de Instrumenta o Industrial 1 3 2 Objetivos Espec ficos e Elaborar um guia de atividades que podem ser desenvolvidas com os equipamentos e softwares dispon veis na UTFPR como calibra o de instrumentos diagn sticos e configura es e Elaborar um guia passo a passo de como desenvolver cada uma das atividades com instru es de uso do configurador port til 4 5 da Emerson 24 e Simular as experi ncias de acordo com os dispositivos existentes 1 4 JUSTIFICATIVA A teoria b sica de medi o e controle de vari veis de processos industriais permanece a mesma at os dias de hoje BEGA 2011 O que evoluiu foram as ferramentas e a forma como uma vari vel tratada e
165. ela Figura 3 23 O uso de uma fonte comum sem o arranjo citado far com que o configurador n o consiga comunicar com o instrumento Emerson 475 Presys TC 502 Figura 3 23 Conex o do 475 com FOUNDATION Fieldbus Fonte ROSEMOUNT 2012b Adaptado por Eduardo Quinalha Onde R 100 Ohms e C 1 uF A alimenta o do transmissor por meio do calibrador TC 502 fornecida pelos terminais mA e TPS como demonstra a Figura 3 24 23V regulado sia Figura 3 24 Alimenta o fornecida pelo TC 502 Fonte PRESYS 2008 p 28 89 Para que o TC 502 possa simular o comportamento de um sensor do tipo Pt 100 a dois fios as conex es devem ser feitas como detalha a Figura 3 25 oo Presys TC 502 Rosemount 3144 Figura 3 25 Liga es entre TC 502 e 3144 Fontes ROSEMOUNT 2012b PRESYS 2008 Adaptado por Eduardo Quinalha A configura o do calibrador TC 502 para este experimento feita da seguinte forma 1 Ligar o calibrador Tecla ON OFF selecionar na tela a op o ON e pressionar ENTER Selecione a op o OUT e pressionar ENTER Selecione a op o RTD e pressionar ENTER Selecione a op o PT100 e pressionar ENTER e DO IM Selecione a op o 2 dois fios e pressionar ENTER Com o instrumento energizado e o configurador conectado a ele inicializar a aplica o FOUNDATION Fieldbus tocando sobre o respectivo icone na rea de trabalho do configurador representada pela Figura 3 1
166. elo diferencial de press o baseia se em alguns princ pios importantes da mec nica dos fluidos que podem ser verificados por meio da equa o da continuidade e a equa o de Bernoulli BEGA 2011 A Equa o 12 chamada equa o da continuidade aplica se a fluidos incompress veis que se deslocam por uma tubula o preenchendo a completamente passando de um trecho de rea S1 para outro de rea S2 A vaz o volum trica Qv ser proporcional s velocidades V1 e V2 antes e depois da varia o da rea BEGA 2011 SW S V gt Qy 12 165 A equa o de Bernoulli descrita em 13 estabelece uma rela o entre velocidade e press o de fluidos l quidos ao passar por uma restri o BEGA 2011 V P V P2 13 2 p 2 p Onde e Vie V2 velocidade do fluido em m s e pre p2 press o em Pa e p massa espec fica do fluido em Karma Com os ndices 1 e 2 referidos aos trechos 1 e 2 respectivamente Ao considerar a velocidade como fun o da rea de escoamento do fluido a Equa o 13 pode ser representada pela express o 14 2 14 W Ef 5 P P2 Onde B d D 15 p 1 16 va 6 E e d di metro correspondente se o 1 e D di metro correspondente se o 2 Como resultado da equa o de Bernoulli tem se a partir da press o diferencial medida e a velocidade de escoamento de acordo com as propriedades do fluido massa espec fica e da tubula o di metros das
167. em NEXT 11 Digite o local onde a calibra o foi executada e clique em NEXT 12 Remover a press o e clicar em FINISH Com o aux lio do calibrador Presys PC 507 e a bomba manual de press o simular os valores de press o referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida ap s a calibra o Preencher a Tabela 2 com os valores obtidos Tabela 2 Valores de press o obtidos com o 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Percentual da Press o medida ap s a faixa calibra o kgf cm Valor simulado O kgf cm 0 0 375 kgf cm 25 0 75 kgf cm 50 1 125 kgf cm 75 1 5 kgf cm 100 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 6 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE PRESS O Aluno O Te dgo Toa Configurar o transmissor de press o Rosemount 3051 HART para atender aos seguintes dados de processo e Medi o de press o manom irica em um recipiente fechado e Press o m nima de processo O bar balan o atmosf rico e Press o m xima de processo 0 05 bar e Exibir a press o e a porcentagem atual da faixa no visor local Lista de materiais a 1 um Transmissor de press o diferencial 3051 HART da Rosemount Figura 1 b 1 um Comunicador de campo 475 da Rosemount Figura 2 c 1 um Calibrador de press o com fonte 24 Vcc incorporada PC 507 da Presys
168. em fun o de um sinal modulante deslocando esta frequ ncia apenas entre dois pontos fixos LEGG 2012 300 500 m L UMA D O eL Figura 2 6 Sinal de comunica o HART Fonte Analog Services 2013 Adaptador por Eduardo Quinalha Filtro passa Filtro passa baixa alta Pot ncia do sinal Sinal anal gico i Frequ ncia Figura 2 7 Separa o dos sinais em frequ ncia Fonte Analog Services 2013 Adaptador por Eduardo Quinalha 38 Em sua vers o atual 7 3 o protocolo HART implementa as camadas 1 2 e 7 do modelo de refer ncia OSI HART COMMUNICATION FOUNDATION 2013 Sua camada f sica baseada na modula o FSK e sua taxa de transmiss o de 1200 bps Usualmente a camada de enlace funciona no modelo mestre escravo ou seja um dispositivo de campo somente far uma transmiss o quando for solicitado pelo mestre da rede normalmente o controlador de processo ou CLP H tamb m a possibilidade de conex o de um segundo mestre na rede o que normalmente acontece quando um configurador port til Figura 2 8 utilizado HART COMMUNICATION FOUNDATION 2013 Figura 2 8 Configurador port til 475 da Emerson Process Management Fonte EMERSON 2013 Quanto utilizado em rede multiponto a camada de rede respons vel pelo roteamento das informa es e o servi o de transporte al m de gerenciar as sess es de comunica o com os dispositivos de campo O tratamento da
169. equivalente a 8000 mmH gt 0 na c mara de baixa L do instrumento O m todo adequado o Lower sensor trim No configurador 4 5 acessar a op o Lower sensor trim Ao clicar sobre esta op o os seguintes passos dever o ser executados 1 Selecionar a aplica o Press o diferencial em seguida clicar em NEXT Escolher a unidade de engenharia utilizada pelo padr o mmH gt 0 NEXT Aplicar press o com o uso da bomba manual acompanhando o valor pelo visor do calibrador Quando atingir 8 000 mmH20 clicar em NEXT Aguardar que o valor estabilize em seguida clicar em NEXT Digitar o valor lido pelo padr o e clicar em FINISH Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 7 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL Em seguida deve se calibrar o ponto final da faixa Para isto deve se conectar a bomba manual e o calibrador na c mara de alta H do instrumento e selecionar o m todo Upper sensor trim Ao clicar sobre esta op o os seguintes passos dever o ser executados Selecionar a aplica o Press o diferencial em seguida clicar em NEXT Escolher a unidade de engenharia utilizada pelo padr o mmH gt 0 NEXT Aplicar press o com o uso da bomba manual acompanhando o valor pelo visor do padr o Quando atingir 2 000 mmH 0 clicar em NEXT Aguardar que o valor estabilize em seguida clic
170. erenciais do tipo press o diferencial pela disponibilidade destes dispositivos no laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR 5 2 MEDI O DE N VEL POR PRESS O DIFERENCIAL Neste m todo de medi o por infer ncia a press o exercida pela coluna l quida presente no tanque ou vaso medida por uma das tomadas da c lula capacitiva do instrumento medidor de press o e a outra tomada pode ser aberia a press o atmosf rica ou conectada ao topo do tanque ou vaso dependendo da configura o do mesmo fechado ou aberto BEGA 2011 A press o da coluna l quida pode ser calculada de acordo com a Equa o 4 Press o Densidade relativa do l quido Altura da coluna liquida 4 No entanto para este m todo de medi o a densidade relativa do l quido n o pode sofrer altera es ou em outras palavras este arranjo serve para medir um recipiente que armazena somente um tipo de produto BEGA 2011 Alguns cuidados devem ser tomados com rela o forma de instala o deste m todo de medi o A posi o do instrumento em rela o ao equipamento tanque ou vaso deve ser levada em considera o durante sua calibra o Bem como o tipo de produto que ser medido Para medi o de produtos corrosivos ou abrasivos as tomadas de press o do instrumento devem ser seladas com gua ou outro l quido que seja incompress vel normalmente glicerina O peso da coluna l quida formada pelo produto de selagem tamb m
171. es 2 No ABORT ENTER e HM TT301 Input Ohms is 92 16 ABORT OK 114 3 4 2 2 Configura o do TT302 com Termopar usando FOUNDATION Fieldbus A alimenta o do transmissor TT302 ser fornecida pelo calibrador TC 502 utilizando se os pinos mA e TPS como demonstra a Figura 3 24 A conex o com o configurador 475 demonstrada pela Figura 3 23 A simula o do termopar ser feita pelo calibrador TC 502 Para isto as conex es demonstradas pela Figura 3 44 devem ser realizadas Presys TC 502 Smar 1502 Figura 3 44 Liga es entre TC 502 e TT302 Fontes Fontes Presys 2008 p 27 Smar 1012a p 1 5 Adaptado por Eduardo Quinalha Para detalhar as configura es foram usados como exemplo os seguintes dados de processo e Medi o de temperatura utilizando um termopar tipo J e Temperatura m nima de processo 20 C e Temperatura m xima de processo 200 C e Exibir a temperatura atual do processo e a porcentagem da faixa no visor local A configura o do calibrador TC 502 para este experimento feita da seguinte forma 115 1 Ligar o calibrador Tecla ON OFF selecionar na tela a op o ON e pressionar ENTER 2 Selecione a op o OUT e pressionar ENTER 3 Selecione a op o TC e pressionar ENTER 4 Selecione a op o J referente ao tipo de termopar e pressionar ENTER 5 Selecione manual compensa o de junta de termopar e pressionar ENTER 6 Insira o valor O
172. es do transmissor Fonte Autoria pr pria O procedimento de configura o deve seguir os seguintes passos 1 e om MD Iv Clicar em Ria Clicar em Yes na tela de confirma o e em seguida ENTER Selecionar PtIOO IEC na lista e clicar em ENTER Selecionar a op o 2 wires 2 fios e clicar ENTER Clicar em HOME para retornar tela inicial A Figura 3 38 ilustra a sequ ncia de telas apresentadas durante estes passos HAN TT301 Change it 1 Yes 2 No e HW 106 Dt from list 1 Cu10 GE 2 PtSO IEC 3 Nif120 DIN 4 PHOO IEC 5 Pt500 6 Pt5O JIS 7 PHOO JIS ABORT ENTER ABORT ENTER HMM TT301 Number of wires 1 2 wires 2 3 wires 3 4 wires 4 diff ABORT ENTER Figura 3 38 Sele o do sensor TT301 HART Fonte Autoria pr pria 3 4 2 1 2 Configura o da faixa de medi o e unidade de engenharia A partir da tela inicial clicar na op o CONF A tela de configura es que ser exibida est representada pela Figura 3 39 Nesta tela os par metros dever o ser configurados de acordo com o Quadro 3 10 107 Em gt Le 1 Units 2 Lower 3 Upper 4 Damp 5 Burnout 6 Output 7 Display ABORT ENTER Figura 3 39 Configura es do TT301 HART Fonte Autoria pr pria Units Configura a unidade de engenharia dentre uma lista de unidades suportadas Damp Tempo de amortecimento do sinal em segundos Output Linear A sa da ir variar de acordo com a leitura Linear
173. esejada que corresponde a 100 da faixa de medi o g Valor m nimo medido pela aplica o Output Scale Eu at 0 desejada que corresponde a 0 da faixa de medi o Output Scale Eu Index Unidade de engenharia associada ao valor de sa da do bloco Al Sensor 1 Connection Tipo de liga o do sensor 2 3 ou 4 fios Sensor 1 Damping Tempo de amortecimento do sinal em P segundos Linearization Type Fun o de transfer ncia do sinal de entrada pra o sinal de sa da Al Channel G do sinal a ser tratado por este OCO Quadro 3 7 Configura es do bloco Al do 3144 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria 97 Existem duas formas de relacionar as escalas do transdutor e do bloco Al Quando for desej vel que os valores medidos pelo sensor sejam repassados diretamente para a sa da utilizar o tipo de lineariza o direta Linearization Type Direct Neste caso os par metros que iniciam com o nome Transducer Scale e os que iniciam com o nome Output Scale n o ter o nenhuma influ ncia sobre a faixa medida nem unidade de engenharia Quando deseja se que a sa da seja uma infer ncia ou interpola o baseada nos valores medidos pelo sensor ou ainda quando deseja se limitar a faixa de medi o gerando um alarme quando esta for extrapolada deve se configurar o tipo de lineariza o indireta Linearization Type Indirect e configurar nos par metros Output Scale Eu at 0 e Output Scale Eu at 100 os valores referentes
174. esentes no Quadro 3 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 1 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Par metro Descri o Valor Valor m ximo medido pela aplica o desejada que SPper Hange Vaite corresponde a 100 da faixa de medi o Lower Range Value Valor m nimo Re pela aplica o desejada que 20 corresponde a 0 da faixa de medi o Par metro meramente informativo Indica a menor Minimum Span diferen a entre o valor m ximo e m nimo da faixa permitido Quadro 3 Configura o da faixa medida 3144 HART Fonte Autoria pr pria Finalizada a parametriza o desta tela clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor 3 CONFIGURA O DO VISOR LOCAL O visor do transmissor pode ser configurado para exibir diversas informa es dispon veis Para isso a partir da tela inicial da Figura 7 navegar entre as seguintes op es chegando at a tela referente aos ajustes do visor local 2 Configure gt 2 Manual Setup 6 Display Os par metros necess rios para a configura o do visor local s o apresentados no Quadro 4 Par metro Descri o Valor Displayed Variables rd qual vari vel do transmissor ser exibida no Primary Variable T T Precis o do valor exibido no display Pode se 2 selecionar desde nenhuma at quatro casas
175. essionar ENTER 10 Zerar a refer ncia de press o de sa da Pressione a tecla gt e em seguida pressionar ENTER Iniciar a comunica o foundation fieldbus atrav s do comunicador de campo 475 a Conecte o comunicador de campo 475 ao circuito do experimento conforme a Figura 5 b No comunicador de campo 475 pressione e segure a tecla Liga Desliga at que a luz verde nesta tecla pisque e a tela do menu principal seja exibida conforme a Figura 6 c Toque no cone do aplicativo Fieldbus no menu principal do comunicador de campo Se um dispositivo de fieldbus online for conectado ao comunicador de campo 475 o menu principal do aplicativo Fieldbus aparece brevemente seguido pela lista de dispositivos online onde poss vel escolher as fun es Online Utilidades e Diagn sticos Fieldbus d O configurador ser apresentado na lista com o nome Field Comunicator Ap s a varredura o dispositivo encontrado ser exibido na tela com sua ltima identifica o tag configurada Para iniciar o processo de configura o deve se clicar sobre o tag do instrumento exibido e Acessando a fun o Online a tela inicial do instrumento representada pela Figura 8 ser exibida Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 9 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O Menu Comunicador de Campo
176. essionar ENTER Selecione a op o TC e pressionar ENTER Selecione a op o J referente ao tipo de termopar e pressionar ENTER Selecione manual compensa o de junta de termopar e pressionar ENTER o or da 6 9 Insira o valor O C e pressione a tecla ENTER Iniciar a comunica o FOUNDATION Fieldbus atrav s do comunicador de campo 475 a Conecte o comunicador de campo 475 ao circuito do experimento conforme a Figura 5 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 4 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE TEMPERATURA b No comunicador de campo 475 pressione e segure a tecla Liga Desliga at que a luz verde nesta tecla pisque e a tela do menu principal seja exibida conforme a Figura 6 c Toque no cone do aplicativo Fieldbus no menu principal do comunicador de campo Se um dispositivo de fieldbus online for conectado ao comunicador de campo 475 o menu principal do aplicativo Fieldbus aparece brevemente seguido pela lista de dispositivos online onde poss vel escolher as fun es Online Utilidades e Diagn sticos Fieldbus d O configurador ser apresentado na lista com o nome Field Comunicator Ap s a varredura o dispositivo encontrado ser exibido na tela com sua ltima identifica o tag configurada Para iniciar o processo de configura o deve se clicar sobre
177. ha Para detalhar as configura es foram usados como exemplo os seguintes dados de processo 14 Medi o de temperatura utilizando um termopar tipo K Temperatura m nima de processo 20 C Temperatura m xima de processo 200 C Exibir a temperatura atual do processo e a porcentagem da faixa no visor local A configura o do calibrador TC 502 para este experimento feita da seguinte forma 1 So ds o Ligar o calibrador Tecla ON OFF selecionar na tela a op o ON e pressionar ENTER No menu inicial selecionar a op o IN e pressionar ENTER Selecione a op o mA e pressionar ENTER Pressione a tecla C CE Selecione a op o OUT e pressionar ENTER Selecione a op o TC e pressionar ENTER Selecione a op o K referente ao tipo de termopar e pressionar ENTER Selecione INTERNAL compensa o de junta de termopar e pressionar ENTER Com o configurador conectado ao instrumento acessar o aplicativo HART tocando a tela com a caneta sobre o respectivo cone A Figura 3 13 exibe a apar ncia da rea de trabalho do configurador Field Comunicator Main Menu Ver 3 5 HART ficldBus Valvelink Mobile y P 9 Settings Listen for PC ScratchPad Figura 3 13 rea de trabalho do Emerson 475 Fonte EMERSON 2013 Adaptado por Eduardo Quinalha 9 A configura o b sica do dispositivo deve seguir as seguintes etapas Configura o do tipo e conex o dos sensores Configura
178. ia com que a indica o anal gica fosse alterada ANALOG SERVICES INC 2001 Vari vel de processo Malha de Resistor corrente Sensor de Conversor He r A D aaa bOmtrolador es Transmissor Figura 2 4 Circuito de corrente Fonte Analog Services 2013 Adaptado por Eduardo Quinalha Vari vel de aaee Fonte 24 W Resistor Malha de Fonte ato na Sensor de R E corrente Sets Conversor 4 i i A D corrente i Ampl icad ES a R AmpiTRiCcador recept r H De RC E death S CS Dl 2 Modem onada HART A Transmissor Figura 2 5 Malha de corrente com HART Fonte Analog Services 2013 Adaptado por Eduardo Quinalha Durante a comunica o HART o transmissor ativa a fonte de corrente CA modulando um sinal de corrente de alta frequ ncia com uma amplitude aproximada de 1 Volt pico a pico sobre a corrente atual da malha O sinal recebido pelo resistor no lado do controlador e desta forma resultando em um sinal equivalente de tens o que percebido pelo amplificador receptor e enviado 36 para o Modem que ir transform lo em informa o digital ANALOG SERVICES INC 2001 Para a comunica o no sentido contr rio o controlador fecha a chave que est em s rie com sua fonte de tens o CA fornecendo uma tens o da ordem de 500 mV pico a pico ao resistor modulando um sinal de corrente de alta frequ ncia na malha Esta c
179. ibra o e ajuste de temperatura A calibra o do 3144 feita atrav s do bloco TRANSDUCER Nesta etapa o calibrador Presys TC 502 ser utilizado como refer ncia para a calibra o de temperatura do transmissor Os seguintes passos s o necess rios para a calibra o 1 No configurador 475 acessar os par metros do bloco TRANSDUCER A partir da tela inicial executar Advanced gt Block List gt TRANSDUCER Methods gt Sensor Input Trim 2 Uma tela exibir uma advert ncia solicitando que o controle seja retirado de autom tico Clicar em NEXT 3 Uma segunda tela exibir uma adveri ncia de que este procedimento vai afetar a calibra o do sensor Clicar em NEXT 99 4 Digitar 1 referente ao sensor 1 e clicar em NEXT 5 Digitar O clicar em NEXT 6 Digitar 2 para executar a calibra o de dois pontos clicar em NEXT 7 No calibrador TC 502 digitar a temperatura inicial da faixa de medi o O C e pressionar ENTER 8 Aguardar at que a indica o de temperatura no 475 estabilize e clicar em NEXT 9 Digitar no 475 a temperatura que est sendo gerada pelo calibrador O C e clicar em NEXT 10 Aguardar a finaliza o do procedimento e clicar em NEXT A calibra o do segundo ponto da faixa ser inicializada em seguida Executar os seguintes passos 1 Uma tela exibir uma advert ncia solicitando que o controle seja retirado de autom tico Clicar em NEXT 2 Uma segunta tela e
180. ibrador TC 502 as conex es dever ser executadas de acordo com a Figura 3 9 2 TRANSMISSOR Figura 3 9 Alimenta o e medi o de mA simult nea Fonte PRESYS 2008 P 30 Adaptado por Eduardo Quinalha A conex o do configurador Emerson 475 com o transmissor 3144 atrav s do protocolo HART deve ser feita de acordo com o diagrama ilustrado pela Figura 3 10 2900 Z K gt 711008 Emerson 475 Presys TC 502 Figura 3 10 Conex o do 475 HART Fonte ROSEMOUNT 2012a Adaptado por Eduardo Quinalha 8 O resistor em s rie com o circuito tem a fun o de converter o sinal HART modulado sobre a corrente em um sinal de tens o que pode ser lido pelo configurador Na parte frontal do configurador existe uma porta deslizante cujo objetivo selecionar entre dois terminais dispon veis Um para HART e outro para FOUNDATION Fieldbus como mostra a Figura 3 11 Antes de conect lo ao instrumento o usu rio deve selecionar o terminal adequado e conectar a ponta de prova ao configurador A simula o do termopar ser feita pelo Presys TC 502 As conex es entre este instrumento e o transmissor 3144 devem ser feitas de acordo com a Figura 3 12 Porta Deslizanta Figura 3 11 Porta deslizante Fonte EMERSON 2013 Adaptado por Eduardo Quinalha mA IRTD TC Presys 1C 502 Rosemount 3144 Figura 3 12 Conex es entre TC 502 e 3144 Fontes ROSEMOUNT 2012b PRESYS 2008 Adaptado por Eduardo Quinal
181. idades Pr ticas de Laborat rio 2 2 REDES INDUSTRIAIS HART E FOUNDATION FIELDBUS 2 1 INTRODU O O advento do microprocessador possibilitou ind stria a cria o do controle digital centralizado Este evento retirou o controle que antes se dava em n vel de campo individualizado e o trouxe para a sala de controle centralizando fun es facilitando a opera o a configura o e possibilitando uma maior intelig ncia Neste modelo a transmiss o dos sinais entre dispositivos de campo e a unidade de controle central se d por sinais anal gicos e digitais discretos Apesar das vantagens desta nova filosofia a grande quantidade de dispositivos sensores e atuadores associados s dist ncias percorridas na planta industrial acarreta altos custos em cabeamentos pouca flexibilidade do sistema e problemas de manuten o MOREAES 2007 O controle centralizado amplamente utilizado e por ser um sistema consolidado ao longo dos anos mostra se muito confi vel No caso de sistemas de intertravamento de seguran a SIS detec o de inc ndio e gases existem normas internacionais como a IEC 61508 e a IEC 61511 que determinam o uso destes sistemas centralizados com cabeamentos individuais para cada sensor e elemento final de controle BEGA 2011 No entanto para aplica es menos cr ticas uma solu o para o excesso de cabos e falta de flexibilidade dos sistemas era desej vel Esta solu o surgiu na forma das redes
182. iew 2 Configure ER 3 Service Tools A 9 Configura es Aguardando PC Bloco de Notas Figura 6 rea de trabalho do 475 Figura 7 Tela inicial do 3144 Fonte Autoria pr pria Fonte Autoria pr pria Configura o do 3144 HART A configura o b sica do transmissor de temperatura deve seguir as seguintes etapas Etapa 1 Configura o do tipo e conex o do sensor Etapa 2 Configura o da sa da anal gica Etapa 3 Configura o do visor local Etapa 4 Calibra o e ajuste de temperatura Etapa 5 Calibra o e ajuste de corrente 1 CONFIGURA O DO TIPO E CONEX O DO SENSOR A partir da tela ilustrada na Figura 7 executar a seguinte sequ ncia chegando at a tela de configura es do sensor 2 Configure 2 Manual Setup 1 Sensor 1 Os par metros necess rios para a configura o do tipo e conex o do sensor s o apresentados no Quadro 1 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 1 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Par metro Descri o Permite selecionar o tipo de sensor utilizado dentre uma lista de sensores suportados Sensor 1 Type Sensor Connection Tipo de liga o do sensor 2 3 ou 4 fios Permite selecionar a unidade de engenharia dentre uma lista de unidades suportadas Sensor 1 Damping Tempo de amor
183. if cio K 2 236 m h mmH20 e M ximo diferencial de press o 500 mmH20 e Exibir o valor da press o no display local e Transmitir o valor da vaz o em m h via sinal anal gico Lista de materiais a 1 um Transmissor de press o diferencial 3051 HART da Rosemount Figura 1 1 um Comunicador de campo 475 da Rosemount Figura 2 c 1 um Calibrador de press o com fonte 24 Vcc incorporada PC 507 da Presys Figura 3 d 1 uma Bomba para calibra o de press o operada manualmente MVP 600 Figura 4 e 1 um Resistor 270 Q vermelho violeta marrom Figura 5 pa q Pt A A A dois Cabos de alimenta o comunica o para interliga o dos equipamentos Figura 1 Transmissor 3051 HART Figura 2 Configurador 475 Fonte Rosemount 2012c Fonte Emerson 2013 Figura 3 Calibrador Presys PC 507 Figura 4 Bomba de calibra o Fonte Presys 2006 Fonte SALCAS 2013 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 10 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O 270 Ohm Figura 5 Resistor de 2700 Fonte Autoria pr pria Terminais de conex o do Calibrador de Press o Presys PC 507 Transmissor de Press o Diferencial HART 3051 Rosemount Comunicador de Campo 475 Rosemount calibra o de press o Presys BY 100 8111 500
184. imo da faixa permitido Quadro 3 4 Configura o de faixa de medi o do 3144 HART Fonte Autoria pr pria Ap s configurados os par metros desta tela clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor 79 3 4 1 1 3 Configura o do Visor Local Nesta se o configura se como o visor local do transmissor se comportar Pode se selecionar o sensor a ser exibido localmente e o comportamento do gr fico de barras Para configurar o visor do instrumento a partir da tela inicial siga a seguinte sequ ncia 2 Configure 2 Manual Setup gt 6 Display A tela de configura o est representada pela Figura 3 18 uw gt 3144 Display 1 Displayed Variables 2 Decimal Places 3 Bar Graph HOME Figura 3 18 Configura o do visor local do 3144 HART Fonte Autoria pr pria As descri es dos par metros dispon veis nesta tela s o detalhados pelo Quadro 3 5 O comando Displayed Variables permite a sele o das vari veis que ser o exibidas localmente pelo transmissor Ao acessar esta op o uma lista com diversos comportamentos diferentes do visor exibida Dentre as op es dispon veis as mais relevantes s o e Primary Variable Vari vel prim ria e Percent of Range Porcentagem da faixa e Alternate PV and Analog Output mA Alterna entre a PVe a corrente de sa da e Analog Output Corrente de sa da 80 e Sensor 1 Temperatura do sensor 1 e Sensor 2 Tempera
185. inicial do 3051 HART Fonte Autoria pr pria A configura o b sica do dispositivo deve seguir as seguintes etapas 1 Configura es b sicas 2 Configura o do visor local 139 3 Calibra o e ajuste de press o 4 Calibra o e ajuste de corrente 4 5 1 2 1 Configura es b sicas A partir da tela inicial exibida pela Figura 4 13 executar a seguinte sequ ncia chegando tela de configura o do sensor de press o representada pela Figura 4 14 2 Configure 2 Manual Setup gt 1 Process Variables C De jx saa Variables 1 Pressure Units 2 Damping 3 Transfer Funcion 4 Temperature Units 5 Pressure 6 Sensor Temperature HELP SAVE HOME Figura 4 14 Configura o de press o 3051 HART Fonte Autoria pr pria O Quadro 4 3 indica os par metros desta tela que ser o utilizados para esta configura o Unidade de engenharia para medi o da press o Bar E Haar Eiai Fun o de transfer ncia do sinal de entrada pra o sinal de sa da Pode se escolher Linear ou Ra z quadrada Quadro 4 3 Configura es b sicas do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Ap s configurados os par metros da tela de configura es b sicas clicar no bot o SEND para que o instrumento assuma os novos valores Em seguida deve se configurar os limites da faixa de medi o Para isto a partir da tela inicial do 3051 executar a seguinte sequ ncia 140 2 Configure gt 2 Manual Setup g
186. issores FONDATION Fieldbus feita atrav s do bloco TRANSDUCER Nesta etapa o Calibrador de Press o Presys PC 507 ser utilizado como refer ncia padr o para a calibra o de press o do transmissor Para inicializar a calibra o de press o do 3051 a partir da tela inicial da Figura 8 executar a seguinte sequ ncia TRANSDUCER Methods Nesta pr tica a faixa de medi o do transmissor compreende valores de O a 1 5 kgf cm Para efetuar e ajustar o transmissor ser suficiente efetuar os ajustes de zero e de um ponto superior da escala No configurador 475 acessar a op o Zero trim Ao clicar sobre esta op o os seguintes passos dever o ser executados Deixar ambas as c maras de press o do 3051 abertas para a atmosfera Clicar em NEXT na tela que pede que o controle seja transferido para o modo manual Clicar em NEXT na tela que avisa que a calibra o do sensor ser afetada O bloco transdutor ser transferido automaticamente para o modo OOS Clicar em NEXT Selecionar a aplica o Press o diferencial em seguida clicar em NEXT Clicar em NEXT na tela que pede que se aplique O ao sensor Aguardar que o valor estabilize em seguida clicar em NEXT Aak RS R I Digite a data em que a calibra o foi realizada e clique em NEXT 9 Digite o nome da pessoa respons vel por esta calibra o e clique em NEXT 10 Digite o local onde a calibra o foi executada e clique em NEXT 11 Clicar em FINISH na tela que p
187. izados por serem mais pr ticos e oferecerem boa exatid o BEGA 2011 128 Os m todos indiretos de medi o de press o podem ser classificados como e Medi o por deforma o el stica Membranas tubos de Bourdon e diafragmas e M todos eletr nicos Efeitos piezel trico varia o de resist ncia el trica c lulas capacitivas sensores magn ticos e outros Dentre os m todos eletr nicos o mais difundido o sensor capacitivo Este dispositivo baseia se na medi o da varia o da capacit ncia resultante da movimenta o de um elemento flex vel Normalmente consistem de dois compartimentos onde um ligado press o de processo e outro a uma press o de refer ncia por este motivo s o conhecidos como c lulas capacitivas diferenciais LIPT K 2003 Um esquema b sico de funcionamento destas c lulas pode ser visto na Figura 4 1 Press o de Refer ncia t Oscilador de Alta Frequ ncia Est E Press o do Processo Figura 4 1 C lula capacitiva Fonte Lipt k 2003 Adaptado por Eduardo Quinalha A capacit ncia dada pela rela o da rea das placas que comp em o capacitor e a dist ncia que as separam conforme a Equa o 2 C 5 F 2 124 Onde zu representa a constante de permissividade do ar definida como sendo 8 85 x 101 C N m HALLIDAY RESNICK WALKER 1984 Quando adicionamos um meio diel trico entre as placas a f rmula pode ser reescrita conforme
188. ization Organization International Temperature Scale Escala Internacional de Temperatura Local Area Network Rede de rea Local Link Active Scheduler Agendador de Enlace Ativo Liquid Crystal Display Visor de Cristal L quido Linking Device Dispositivo de Enlace Out Of Service Fora de Servi o Open Systems Interconnection Interconex o de Sistemas Abertos Proporcional Integral Derivativo Primary Variable Vari vel Prim ria Secure Digital Sistema Digital de Controle Distribu do Sistema Instrumentado de Seguran a TC Termo Couple Termopar TCP IP Transfer Control Protocol Internet Protocol Protocolo de Transfer ncia e Controle Protocolo de Internet UTFPR Universidade Tecnol gica Federal do Paran UTP Unshielded Twisted Pair Par Tran ado n o blindado AS i CAN Modem Profibus PA LISTA DE ACR NIMOS Actuator Sensor Interface Controller Area Network Modulador Demodulador Process Field Bus for Process Automation E0 Ap LISTA DE S MBOLOS Constante de permissividade do ar Permissividade relativa do meio Densidade relativa Press o diferencial Rela o entre di metros Equa o de Bernoulli 1 1 1 1 1 1 2 1 3 1 3 1 1 3 2 1 4 1 5 1 6 2 1 2 2 3 2 4 2 4 1 2 4 2 2 4 3 2 4 4 2 4 5 2 4 6 2 4 1 2 4 8 2 9 3 1 3 2 3 3 3 3 1 3 3 1 1 3 3 2 3 4 3 4 1 SUM RIO IIE H Gsi iG PS E 19 PEMA e 19 Delimita o do FEM aaa ea USD SDS 21 PROBLEMAS E PREMI
189. l 10 Cromo 90 N quel e R dio Rh Alumel 2 Alum nio 94 N quel 1 Sil cio 3 Mangan s Os termopares s o identificados por um sistema de c digos alfab ticos padronizados onde cada letra representa uma associa o de materiais padronizados BEGA 2011 As caracter sticas dos tipos mais comuns de termopares bem como a faixa de temperatura para as quais s o adequados s o mostradas na Tabela 3 1 Cada tipo de termopar fornece uma resposta diferente em termos de tens o Sendo assim necess rio saber identificar o tipo correto de termopar que est sendo ligado ao sistema de medi o Por ser muito comum o uso de 64 termopares associados a transmissores ligados a malhas de controle a configura o de um tipo incorreto de termopar pode gerar dist rbios ao processo industrial Tabela 3 1 Caracter sticas de alguns termopares Fonte SIROHI RADHA KRISHNA 1991 Tipo Termopar Faixa de medi o Exatid o Aplica es Padr es de calibra o para B Pt Rh 0 C a 1450 C 0 1 C alta precis o em altas temperaturas S S S Indica o de temperaturas e T Cu Constantan 200 C a 350 C 0 2 C controle de processos 9 S Indica o de temperaturas e K Chromel Alumel 200 C a 1100 C 0 5 C controle de o li s E Chromel E S Indica o de temperaturas e Constantan TO gui controle de processos J Ferro HRS Indica o de temperaturas e Constantan sai controle de
190. l gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 4 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE TEMPERATURA ans Te dig o Configurar o transmissor de temperatura Smar TT302 FOUNDATION Fieldbus para atender aos seguintes dados de processo e Medi o de temperatura utilizando um termopar tipo J e Temperatura m nima de processo 20 C e Temperatura m xima de processo 200 C e Exibir a temperatura atual do processo e a porcentagem da faixa no visor local EQUIPAMENTOS A SEREM UTILIZADOS NA PR TICA a 1 um Transmissor de temperatura TT302 FOUNDATION Fieldbus da Smar Figura 1 1 um Comunicador de campo 475 da Rosemount Figura 2 1 c 1 um Calibrador de temperatura com fonte 23 Vcc incorporada TC 502 da Presys Figura 3 d 1 um Filtro RC resistor 100 Q capacitor 1uF 50V Figura 4 e 4 quatro Cabos de comunica o e alimenta o para interliga o dos equipamentos e eat E Figura 1 TT302 Fonte Smar 2012b Figura 2 Configurador 475 Fonte Emerson 2013 100 Ohm BIN OUT EXEC E CONF CAL COM Em Figura 4 Filtro RC Figura 3 Calibrador Presys TC 502 Fonte Autoria pr pria Fonte Presys 2008 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR
191. l do TT301 Fonte Autoria pr pria 111 3 4 2 1 4 Calibra o e ajuste de temperatura Para iniciar o procedimento de calibra o de temperatura do TT301 a partir da tela inicial do transmissor executar a seguinte sequ ncia 5 TRIM 5 2 READING A tela de calibra o est representada pela Figura 3 42 TT301 READING 1 ZERO 2 GAIN 4 FACTORY HELP SEND HOME Figura 3 42 Tela de calibra o do TT301 Fonte Autoria pr pria A calibra o deve ser inicializada pela leitura de zero Para isto clicar sobre a op o ZERO e seguir os seguintes passos 1 Clicar em OK na mensagem que alerta sobre a interfer ncia desta configura o sobre o processo 2 Verificar na tabela de valores de resist ncia do Pt 100 do ANEXO A o valor referente temperatura do valor inicial da faixa 20 C 92 16 ohms 3 Com aux lio do teclado do calibrador Presys TC 502 digitar 92 16 e pressionar ENTER 4 Verificar no 475 o valor informado em Ohms e clicar em OK 5 A pr xima tela pergunta se a leitura est correta Caso o valor informado no passo 4 seja diferente do valor digitado no Presys selecione a op o Yes Caso seja igual selecione No e siga para o passo 8 112 6 Digite no 4 5 o mesmo valor que foi inserido no Presys e clique ENTER 7 Retorne ao passo 4 8 Clicar em OK na mensagem de alerta e o procedimento ter encerrado O pr ximo passo a calibra o de um segundo ponto da faixa de medi
192. ladores HELDBUS Figura 2 18 Topologia rvore Fonte Fieldbus Foundation 1996 Adaptado por Eduardo Quinalha 2 4 6 Topologia Mista A topologia mista utiliza os conceitos de todas as citadas anteriormente Deve se atentar para os tamanhos m ximos de segmento permitidos incluindo o barramento e deriva es O total n o deve ultrapassar 1900 m Fieldbus Foundation 2002 Um exemplo mostrado na Figura 2 19 Controlador Fieldbus Barramento com pontoa ponto deriva es Figura 2 19 Topologia Mista Fonte Fieldbus Foundation 1996 Adaptado por Eduardo Quinalha 51 Para transmitir uma informa o na rede um instrumento FOUNDATION Fieldbus modula um sinal em frequ ncia sobre a corrente cont nua do barramento resultando em um sinal similar ao ilustrado pela Figura 2 20 A codifica o baseada no c digo Manchester o mesmo padr o utilizado por redes Ethernet Relcom Inc 2011 A corrente t pica de um barramento pode variar de 10 mA at 20 mA Durante a transmiss o um instrumento insere uma varia o de corrente da ordem de 0 25 a 0 33 mA que referenciado imped ncia da fonte 3 kO resulta em um sinal de tens o da faixa de 750 mV pico a pico at 1V Fieldbus Inc 2001 k N A N x AMaPanA Rama 1 N N N N do do wy A YX YN 24 Vo Its CC EJ Figura 2 20 Sinal Fieldbus Fonte Relcom Inc 2011 Adaptado por Eduardo Quinalha 2 4 7 A Pilha de Comunica o A camada 2 da
193. lculado Transducer Scale Units Index Unidade de engenharia do transdutor Output Scale EU at 100 Valor m ximo da faixa de sa da 100 Output Scale EU at 0 Valor m nimo da faixa de sa da Menor ponto da faixa medida pelo transdutor Transducer Scale EU at 0 a supress o de zero Output Scale EU Index Unidade de engenharia da faixa de sa da Permite a escolha do sensor Sensor de press o ou Al Channel Sensor de temperatura do circuito Linearization Type Tipo de lineariza o Damp Tempo de amortecimento Quadro 1 Configura es do bloco Al 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Conclu do o ajuste acima clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor e em seguida retornar o modo do bloco para AUTO 2 CONFIGURA O DO BLOCO LCD Para chegar aos par metros deste bloco a partir da tela ilustrada na Figura 8 executar a seguinte sequ ncia LCD 5 All Os par metros b sicos para a configura o deste bloco s o apresentados no Quadro 2 Block Type 1 Define qual o tipo de bloco a ser exibido Al Block Block Tag 1 Define qual bloco ser exibido AI Param Index amp 1 Qual par metro do bloco selecionado ser exibido OUT Tipo de unidade de engenharia Poder ser Auto Mesma ai PE do bloco Custom Personalizada Ato Quadro 2 Configura es do bloco LCD 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad
194. local do 3051 HART 140 Figura 4 16 Calibra o de press o do 3051 HART 142 Figura 4 17 Telas de calibra o de Zzero enero 142 Figura 4 18 Telas de calibra o de press o alta do 3051 HART 143 Figura 4 19 Calibra o de corrente 3051 HART ee 145 Figura 5 1 Medi o de n vel utilizando medidores de press o diferencial instalados no mesmo n vel do fundo do tanque eee eee 149 Figura 5 2 Medi o de n vel utilizando medidores de press o diferencial instalados abaixo do n vel do fundo do tanque eee eee eee 149 Figura 5 3 Montagem do transmissor para medi o de n vel em tanque fechado 152 Figura 5 4 Calibra o do 3051 FOUNDATION Fieldbus Figura 7 1 Calibra o e ajuste de corrente do TT301 LISTA DE QUADROS Quadro 3 4 Configura o de faixa de medi o do 3144 HART 78 Quadro 3 5 Configura o do visor local do 3144 HART 80 Quadro 3 6 Configura es do bloco transdutor do 3144 FOUNDATION Fieldbus 95 Quadro 3 7 Configura es do bloco Al do 3144 FOUNDATION Fieldbus 96 Quadro 3 8 Confiugra es do bloco LCD do 3144 FOUNDATION Fieldbus 98 Quadro 3 9 Diagrama de liga es TT301 sss 102 Quadro 3 10 Configura es do TT301 HART aminiaiaieadaia iai fatiado dai ie di ia ia 107 Quadro 3 11 Configura es do bloco transdu
195. lustrada na Figura 8 executar a seguinte sequ ncia LCD 5 All Os par metros b sicos para a configura o deste bloco s o apresentados no Quadro 2 Block Type 1 Define qual o tipo de bloco a ser exibido Al Block Block Tag 1 Define qual bloco ser exibido Ali Param Index amp 1 Qual par metro do bloco selecionado ser exibido OUT l Tipo de unidade de engenharia Poder ser Auto Mesma iaai hE do bloco Custom Personalizada Quadro 2 Configura es do bloco LCD 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Conclu do o ajuste acima clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor e em seguida retornar o modo do bloco para AUTO Com o aux lio do calibrador Presys PC 507 e a bomba manual de press o simular os valores de press o referentes a 0 25 50 5 e 100 da faixa medida Preencher a Tabela 1 com os valores obtidos Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 5 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE PRESS O Tabela 1 Valores de press o obtidos com o 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Percentual da Press o medida antes da faixa calibra o kgf cm Valor simulado 0 kgf cm 0 0 375 kgf cm 25 0 75 kgf cm 50 1 125 kgf cm 75 1 5 kgf cm 100 3 CALIBRA O E AJUSTE DE PRESS O A calibra o dos transm
196. m Calibrador de press o com fonte 24 Vcc incorporada PC 507 da Presys Figura 3 O e 1 um Filtro RC resistor 100 O capacitor 1uF 50V Figura 5 1 111 d 1 uma Bomba para calibra o de press o com mangueiras MVP 600 Figura 4 1 f 2 dois Cabos de alimenta o para interliga o dos equipamentos Figura 1 Transmissor 3051 HART Figura 2 Configurador 475 Fonte Rosemount 2012c Fonte Emerson 2013 Figura 3 Calibrador Presys PC 507 Figura 4 Bomba de calibra o Fonte Presys 2006 Fonte SALCAS 2013 270 Ohm Figura 5 Resistor de 2700 Fonte Autoria pr pria Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 8 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL Terminais de conex o do Calibrador de Press o Presys PC 507 Transmissor de Press o c psula Diferencial HART c 3051 Rosemount alimenta o e comunica o Comunicador de Campo 475 Rosemount calibra o de press o Presys BY 100 8111 500 alta press o H e baixa press o L Figura 6 Montagem da pr tica de calibra o do transmissor de press o 3051 HART Fonte Autoria pr pria OBSERVA ES a A montagem conex o dos equipamentos para realiza o da pr tica representada na Figura 6 segue rigorosamente as recomenda es dos fabricantes
197. m foram configurados dois transmissores modelo 3144 do fabricante Rosemount um HART e outro FOUNDATION Fieldbus al m de um transmissor de temperatura modelo TT301 e um modelo TT302 ambos do fabricante Smar Tais atividades tiveram por objetivo simular os principais t picos da disciplina de instrumenta o industrial Medi o de press o medi o de temperatura medi o de vaz o n vel Todos os procedimentos necess rios para realizar tais tarefas foram registrados em forma de um guia passo a passo 26 Desta forma os conceitos adquiridos na fase de revis o bibliogr fica foram testados na pr tica Neste ponto classifica se a pesquisa quanto a sua natureza como aplicada e qualitativa quanto sua forma de abordagem SILVA MENEZES 2005 Levando se em considera o os objetivos trata se de uma pesquisa explicativa SILVA MENEZES 2005 pois o objetivo final repassar de forma resumida e clara na forma de procedimentos os conceitos estudados sobre cada equipamento 1 6 ESTRUTURA DO TRABALHO O trabalho segue a seguinte estrutura Cap tulo 1 Introdu o apresenta o do tema problemas objetivos principais e metodologia da pesquisa Cap tulo 2 Redes Industriais Cap tulo 3 Medi o de Temperatura Cap tulo 4 Medi o de Press o Cap tulo 5 Medi o de N vel Cap tulo 6 Medi o de Vaz o Cap tulo 7 Resultados Obtidos Cap tulo 8 Conclus o Ap ndice A Ativ
198. m mangueiras MVP 600 Figura 4 Figura 1 Transmissor 3051 FOUNDATION Fieldbus Figura 2 Configurador 475 Fonte Rosemount 2012c Fonte Emerson 2013 Figura 3 Calibrador Presys PC 507 Figura 4 Bomba de calibra o Fonte SALCAS 2013 Fonte Presys 2008 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 9 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O 100 Ohm Em Figura 5 Filtro RC 1000 1 F Fonte Autoria pr pria Terminais de conex o do Calibrador de Press o Presys PC 507 Transmissor de Press o Diferencial VILMA c psula FOUNDATION Fieldbus 3051 Rosemount Terminais de alimenta o e comunica o Comunicador de Campo 475 Rosemount A Bomba para l R calibra o de press o C maras de Presys BY 100 3111 500 alta press o H e baixa press o L Figura 6 Montagem da pr tica de calibra o do transmissor de press o 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Observa es a A montagem conex o dos equipamentos para realiza o da pr tica representada na Figura 6 segue rigorosamente as recomenda es dos fabricantes para que n o ocorram danos aos instrumentos b calibra o de press o realizada com o aux lio do calibrador de press o PC 507 e da bomba de calibra o MVP 600 O calibra
199. m situa es encontradas no cotidiano de um profissional das reas de automa o e instrumenta o industrial A chegada de novos transmissores compat veis com as tecnologias HART e FOUNDATION Fieldbus para o laborat rio da Universidade evidenciou a necessidade de explora o e detalhamento do funcionamento destes equipamentos e das tecnologias O laborat rio j dispunha de calibradores bombas de press o cabos e acess rios pertinentes a este tipo de equipamento No entanto faltava o detalhamento do funcionamento de cada um adequando o ao conte do envolvido pela ementa da disciplina Sendo assim o trabalho foi iniciado pelo levantamento dos equipamentos dispon veis e a revis o bibliogr fica dos conte dos relacionados com a disciplina Foram identificados quais t picos seriam aplicados aos experimentos e como os desenvolv los de forma pr tica com os equipamentos dispon veis Dentre os instrumentos do laborat rio foram escolhidos os transmissores de temperatura 11301 e TT302 do fabricante Smar e o 3144 nas vers es HART e FOUNDATION Fieldbus ambos do fabricante Rosemount O 185 transmissor de press o escolhido foi o 3051 nas vers es HART e FOUNDATION Fieldbus do fabricante Rosemount Este mesmo transmissor por possuir c lula de press o do tipo diferencial p de tamb m ser utilizado para as experi ncias de n vel e vaz o Ainda nesta etapa os instrumentos foram estudados quanto a seus recursos e limita e
200. ma grandeza el trica proveniente de um sensor ou transdutor em um sinal padronizado normalmente 4 a 20 mA comunica o digital ou ambos associados BEGA 2011 Transmissores eletr nicos microprocessados tamb m conhecidos como transmissores inteligentes agregam fun es adicionais al m da transmiss o de sinal padronizado que facilitam sua opera o e manuten o S o exemplos destas fun es a identifica o a configura o por meio de protocolos digitais a manipula o do sinal diagn sticos e integra o com o sistema de controle BEGA 2011 A alimenta o do dispositivo se d atrav s do mesmo par de fios que utiliza para a circula o do sinal padronizado no 69 entanto existem modelos de transmissores ligados a tr s ou quatro fios alimenta o separada do sinal de transmiss o Nas experi ncias realizadas com transmissores de temperatura neste trabalho foram utilizados tr s modelos de transmissores de temperatura S o eles 3144 Do fabricante Rosemount TT301 Do fabricante Smar TT302 Do fabricante Smar Existem duas vers es do transmissor modelo 3144 sendo que uma revis o possibilita a comunica o digital por meio do protocolo HART e a outra pelo protocolo FOUNDATION Fieldbus Ambas est o detalhadas pelos t picos que seguem 3 4 1 Transmissor 3144 O transmissor 3144 ilustrado pela Figura 3 7 prov a medi o de temperatura por meio de termopares termorresistores e
201. nas medidas Adicionalmente componentes eletr nicos tamb m oferecem um pequeno desvio de 81 comportamento ao longo do tempo fazendo com que a interpreta o do sensor pelo transmissor tamb m sofra altera es Estes dois efeitos somados s o respons veis pela degrada o da precis o do sistema de medi o EMERSON ROSEMOUNT 2010 A calibra o do sistema de medi o deve ser realizada periodicamente a fim de contornar tais desvios A maneira recomendada de efetuar esta atividade calibrar o transmissor e o sensor como um conjunto nico EMERSON ROSEMOUNT 2010 Para tal necess rio um aparato de equipamentos que possam gerar um ambiente climatizado dentro de determinados padr es como a imers o do sensor em um banho t rmico ou fornos de calibra o No entanto tamb m poss vel realizar a calibra o destes componentes individualmente Uma vez que as curvas de sensores s o conhecidas e padronizadas pode se utilizar a simula o dos par metros el tricos para calibrar o transmissor de temperatura O ajuste da curva de temperatura do transmissor pode ser feita por um ou dois pontos da sua faixa de medi o A calibra o por um ponto adequada em casos em que a faixa medida seja pequena e o sistema opere a maior parte do tempo sob a mesma temperatura EMERSON ROSEMOUNT 2010 O efeito deste tipo de calibra o um deslocamento da curva para cima ou para baixo como mostra a Figura 3 19 A calibra
202. nc 2011 A alimenta o dos dispositivos fornecida por fontes de tens o CC especialmente certificadas para o protocolo FOUNDATION Fieldbus A fonte tem 45 a fun o de prover no n vel CC adequado ao barramento que tipicamente de 24 V mas pode variar entre 9 e 32V Relcom Inc 2011 A fonte tamb m deve possuir uma baixa imped ncia para os n veis de corrente CC por m deve ter uma alta imped ncia para sinais em frequ ncia da ordem de 31 25 kHz Fieldbus Inc 2001 Existem tr s diferentes tipos de fontes de alimenta o cada qual adequada a um uso espec fico como mostra o Quadro 2 1 Tipo 131 Fonte n o intrinsecamente segura IS Destinada a alimentar uma barreira IS A tens o de sa da depende da classifica o da barreira usada Tens o m xima de sa da de 32V para barreiras IS Quadro 2 1 Tipos de fontes FOUNDATION Fieldbus Fonte Fieldbus Foundation 2002 O barramento H1 possibilita a extens o do cabeamento por at 1900m com o uso de cabos de par tran ado com blindagem O mesmo barramento pode interligar at 32 dispositivos que n o necessitem da alimenta o do barramento 12 dispositivos alimentados pelo pr prio cabo ou at 6 dispositivos alimentados pelo barramento em seguran a intr nseca O n mero de instrumentos por barramento e o tamanho dos cabos limitado pela queda de tens o e pela distor o do sinal sendo que os n meros citados servem como refer ncia pr tica
203. ndo a indica o e o controle do processo O modo de opera o de um bloco pode ser alterado da seguinte forma 1 Clicando sobre o bloco desejado 2 Clicando em All na lista de par metros 3 Clicando no par metro Block Mode Target 4 Desmarcando a op o Auto e marcando a op o OOS Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 4 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE TEMPERATURA CONFIGURA O DO TT302 FOUNDATION Fieldbus A configura o b sica do transmissor de temperatura deve seguir as seguintes etapas Etapa 1 Configura o do bloco TRANSDUTOR Etapa 2 Configura o do bloco Al Etapa 3 Configura o do bloco DISPLAY Etapa 4 Calibra o e ajuste de temperatura 1 CONFIGURA O DO BLOCO TRANSDUTOR O bloco transdutor re ne uma s rie de configura es relativas s caracter sticas f sicas dos sensores de temperatura utilizados O transmissor TT302 disponibiliza dois blocos transdutores possibilitando a utiliza o independente de cada sensor conectado a ele como se fossem duas vari veis distintas Esta condi o ocorre desde que os sensores em ambos estejam configurados para dois fios Nesta pr tica apenas um bloco transdutor ser utilizado Para chegar aos par metros deste bloco a partir da tela ilustrada na Figura 7 executar a seguinte sequ ncia TR
204. necessidades de controle de processo Cada instrumento disponibiliza um determinado n mero de blocos de fun o pertinentes ao seu uso Por exemplo um transmissor de temperatura pode conter apenas um bloco de entrada anal gica Al enquanto que uma v lvula de outro fabricante pode disponibilizar blocos de sa da anal gica AO e blocos de controle PID Cada bloco de fun o ocupa um espa o de tempo no macrociclo fornecido pelo LAS Fieldbus Foundation 2003 Alguns dos blocos de fun o mais comuns est o descritos no Quadro 2 2 55 Nome do bloco Entrada anal gica Sa da anal gica Tend ncia ganho Seletor de controle Entrada digital Sa da digital Carga manual Proporcional derivativo Proporcional integral derivativo Raz o Quadro 2 2 Lista de blocos padronizados Fonte Fieldbus Foundation 2003 A Figura 2 23 mostra um exemplo de malha de controle implementada pelo uso de blocos de fun o O transmissor representado por Disp 1 tem ativo em sua programa o um bloco de entrada anal gica Al chamado Al 110 respons vel por repassar a medi o para o barramento de campo A v lvula representada por Disp 2 faz a aquisi o dos dados coletados pelo bloco Al 110 repassando ao bloco de controle PID 110 e em seguida ao bloco de sa da AO 110 que far a atua o f sica no processo Exemplo de malha de controle usando blocos de fun o dos dispositivos de campo dbus H1 Fieldbus Figura 2 23
205. nem seu estado atual Sempre ao configurar um determinado bloco ele deve ser tirado do modo autom tico AUTO e colocado no modo fora de servi o OOS somente assim permitir altera es em seus par metros Neste modo as indica es de sa da do bloco permanecer o em seu ltimo valor seguidas de um bit estado indicando que esta informa o n o confi vel ROSEMOUNT 2012b importante entender que os blocos seguem uma hierarquia dentro dos dispositivos portanto ao retirar um bloco do modo AUTO os blocos subsequentes ser o afetados A Figura 3 30 demonstra a sequ ncia hier rquica de blocos dentro de um dispositivo FOUNDATION Fieldbus Ao concluir as altera es o modo do bloco deve ser retornado para AUTO permitindo que este retome a opera o normal Enquanto o bloco permanecer no modo OOS o sinal de sa da n o responder a altera es medidas no sensor prejudicando a indica o e o controle do processo Existem outros modos de opera o espec ficos para determinados tipos de blocos FOUNDATION Fieldbus no entanto estes n o ser o foco deste estudo O modo de opera o de um bloco pode ser alterado da seguinte forma e Clicando sobre o bloco desejado e Clicando em All na lista de par metros e Clicando no par metro Block Mode Target e Desmarcando a op o Auto e marcando a op o OOS conforme demonstra a Figura 3 31 93 Bloco de Bloco Entrada Recursos Transdutor Anal gica RESOURCE
206. nica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 1 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Terminais de conex o do Terminais de conex o Calibrador de Temperatura para termopar Precys TC 502 2 e 3 RTD TC as Terminais de alimenta o 7 mV RTD1 Transmissor de Temperatura HART 3144 Rosemount Comunicador de Campo 475 Rosemount Figura 5 Montagem da pr tica de calibra o Fonte Autoria pr pria OBSERVA ES a A montagem conex o dos equipamentos para realiza o da pr tica representada na Figura 5 segue rigorosamente as recomenda es dos fabricantes para que n o ocorram danos aos instrumentos b A gera o de RTD Ohm TC ou mV com a medi o simult nea de mA do TC 502 da Presys utilizada quando se deseja fazer a calibra o de transmissores de temperatura Para esta pr tica ser utilizada a fun o TC de gera o de sinal de sa da em C te rmopar com medi o simult nea de mA c Antes de conectar o configurador 475 ao transmissor deve se selecionar os terminais adequados na parte superior deste equipamento deslizando a tampa para o lado da indica o HART Configura o do Calibrador de Temperatura Presys TC 502 A configura o do calibrador de temperatura para uso durante este experimento feita da seguinte forma 1 Ligar o calibrador Tecla ON OFF selecionar na tela a op o ON e pressionar ENTER No
207. nseguir efetuar as atividades pr ticas sem dificuldades Entretanto o objetivo da disciplina possibilitar que o futuro profissional detenha conhecimentos suficientes para explorar mais funcionalidades dos instrumentos podendo tirar suas pr prias conclus es e adaptando os s aplica es desejadas Sendo assim este trabalho teve por objetivo apresentar os conceitos b sicos envolvidos no cotidiano de um profissional da rea de instrumenta o e automa o industrial como calibra es e parameiriza es b sicas que possibilitam colocar os instrumentos em opera o na planta A familiariza o com a tecnologia de transmiss o de sinal anal gico 4 a 20 mA o conhecimento da tecnologia HART que muito difundida mundialmente e a apresenta o da tecnologia emergente FOUNDATION Fieldbus permitir o que este profissional se adapte facilmente a instrumentos de modelos e fabricantes diferentes dos que foram apresentados aqui As configura es realizadas nos instrumentos seguiram os dados de processo apresentados no in cio dos t picos sobre cada transmissor Os resultados obtidos est o detalhados a seguir Ap s realizadas as configura es b sicas dos dispositivos de acordo com os respectivos roteiros foram simulados valores dentro das faixas propostas com o aux lio dos calibradores Presys TC 502 para experimentos relacionados medi o de temperatura e Presys PC 507 para experimentos relacionados medi o de press
208. nte pelos operadores e t cnicos de opera o ALVES 2005 A partir da d cada de 60 ALVES 2005 os estudos desenvolvidos nas reas de engenharia el trica e aeroespacial sobre controle de sistemas e an lise din mica passaram a ser empregados tamb m em controle de processos industriais Ap s a d cada de 80 ALVES 2005 com o forte desenvolvimento da eletr nica passaram a ser feitos por controladores digitais Ap s 1990 ALVES 2005 com a evolu o na rea de tecnologia da informa o passou se tamb m a utilizar algoritmos de intelig ncia artificial com o intuito de aperfei oar processos industriais A evolu o do controle de processos foi tamb m acompanhada pela instrumenta o de campo Inicialmente esta consistia de instrumentos essencialmente mec nicos operados localmente Substitu dos por instrumentos pneum ticos ap s a d cada de 40 ALVES 2005 tornou se poss vel a transmiss o de sinais a certa dist ncia dando origem opera o remota de processos Ap s os anos 50 e 60 ALVES 2005 os instrumentos eletr nicos 20 come aram a ganhar espa o no setor podendo transmitir sinais a dist ncias ainda maiores e reduzindo a complexidade das instala es A partir de 1980 ALVES 2005 foi a vez dos instrumentos digitais que agregaram ainda mais fun es aos instrumentos eletr nicos por exemplo a interliga o e comunica o entre os dispositivos de campo abrindo novas possibilidades para a
209. o Na situa o em que o tanque estiver completamente cheio a press o resultante ser aquela referente soma da press o exercida pelo l quido contido nele e a press o exercida pelo l quido de selagem Determinar os valores de alcance e supress o de zero alcance h p h ps mmH 30 supress o de zero h ps mmH 0 Onde e h altura do tanque e p densidade do l quido e ps densidade do l quido de selagem Alcance Supress o de zero 1 CONFIGURA O DO BLOCO Al O bloco de entrada anal gica Al coleta dados de entrada do bloco transdutor disponibilizando os para outros blocos de fun o ou para um sistema supervis rio atrav s de sua sa da Atrav s dos par metros contidos neste bloco pode se definir a escala de medi o unidades de engenharia e curva de resposta do sinal de sa da Para chegar aos par metros deste bloco a partir da tela ilustrada na Figura 8 executar a seguinte sequ ncia AM 5 All Os par metros b sicos para a configura o deste bloco s o apresentados no Quadro 1 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 7 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL Transducer Scale EU at 100 Valor m ximo da faixa medida pelo transdutor Inserir o valor de alcance alcance calculado Inserir o valor de supress o de zero ca
210. o FF Configura o do Calibrador de Temperatura Presys TC 502 A configura o do calibrador de temperatura para uso durante este experimento feita da seguinte forma 1 Ligar o calibrador Tecla ON OFF selecionar na tela a op o ON e pressionar ENTER Selecione a op o OUT e pressionar ENTER Selecione a op o RTD e pressionar ENTER Selecione a op o PT 100 referente ao tipo de termoresist ncia e pressionar ENTER Selecione 2 FIOS tipo de liga o da termorresist ncia aos terminais e pressionar ENTER a RR L Iniciar a comunica o FOUNDATION Fieldbus atrav s do comunicador de campo 475 a Conecte o comunicador de campo 475 ao circuito do experimento conforme a Figura 5 b No comunicador de campo 475 pressione e segure a tecla Liga Desliga at que a luz verde nesta tecla pisque e a tela do menu principal seja exibida conforme a Figura 6 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 2 CALIBRA O DO TRANSMISSOR DE TEMPERATURA c Toque no cone do aplicativo Fieldbus no menu principal do comunicador de campo Se um dispositivo de fieldbus online for conectado ao comunicador de campo 475 o menu principal do aplicativo Fieldbus aparece brevemente seguido pela lista de dispositivos online onde poss vel escolher as fun es Online Utilidades e Diagn
211. o a suas caracter sticas provendo confiabilidade baixo custo precis o repetibilidade e abrang ncia de uma larga faixa de temperaturas BEGA 2011 No entanto a baixa tens o produzida por estes instrumentos dificultam sua aplica o em reas remotas visto que um longo trecho de cabos pode ser afetado por interfer ncias eletromagn ticas geradas por equipamentos tais como transformadores 63 motores e r dios port teis todos muito comuns em reas industriais LIPT K 2003 comum ent o o uso de transmissores de sinal associados a termopares como uma forma de minimizar tais efeitos tornando a medi o mais precisa LIPT K 2003 Desta forma o sinal gerado pelo termopar da ordem de mili Volts transformado em um sinal padronizado normalmente um sinal de 4 a 20 mA ou FOUNDATION Fieldbus 3 3 1 1 Tipos de termopares Os termopares podem ser constru dos juntando se dois metais diferentes quaisquer No entanto algumas combina es oferecem melhores resultados do que outras Tais jun es devem oferecer uma rela o linear entre for a eletromotriz por varia o de temperatura que possa ser facilmente detectada por equipamentos de medi o al m de suportar altas temperaturas corros o e possuir uma r pida resposta SIROHI RADHA KRISHNA 1991 Algumas das combina es mais comumente usadas s o e Cobre Cu Ir dio lr e Ferro Fe Constantan 60 Cobre 40 N quel e Platina Pt Chrome
212. o do instrumento uma for a no sentido contr rio daquela exercida pela coluna l quida dentro da c lula capacitiva surgir resultado que a medi o final do instrumento ser a press o total no fundo do vaso menos a press o do g s presente no topo ou seja apenas a press o exercida pela coluna l quida BEGA 2011 A calibra o neste tipo de arranjo deve levar em considera o a press o existente na tomada de baixa press o da c lula capacitiva Caso a mesma esteja preenchida por produto de selagem a supress o de zero ou press o residual do instrumento deve ser ajustada para a press o resultante da coluna da tomada de baixa press o subtra da da diferen a de cota entre o instrumento e o vaso multiplicado pela densidade relativa do produto O alcance ser a press o da coluna l quida formada por produto no vaso multiplicado por sua densidade relativa BEGA 2011 As Figuras 5 1 e 5 2 detalham as situa es explanadas 149 Figura 5 1 Medi o de n vel utilizando medidores de press o diferencial instalados no mesmo n vel do fundo do tanque Fonte Bega 2011 P 175 Adaptado por Eduardo Quinalha Figura 5 2 Medi o de n vel utilizando medidores de press o diferencial instalados abaixo do n vel do fundo do tanque Fonte Bega 2011 P 175 Adaptado por Eduardo Quinalha As c maras de press o do instrumento est o representadas pelas letras He L nas figuras onde H representa a c mara de alta press
213. o e L representa a c mara de baixa press o Para situa o A na Figura 5 1 temos um tanque aberto com o instrumento instalado no mesmo n vel do fundo Para este tipo de instala o necess rio ligar apenas a tomada de baixa press o ao fundo do tanque deixando a tomada de baixa press o aberta para a atmosfera Para determinar o alcance ajuste de press o do instrumento para 100 de sua escala deve se calcular a press o de acordo com a Equa o 5 150 alcance h p mmH 0 5 Onde e p densidade relativa do l quido contido no tanque e h altura do tanque Na situa o B ilustrada pela Figura 5 1 0 instrumento encontra se no mesmo n vel do fundo do tanque por m o topo do tanque fechado Neste caso necessita se de uma compensa o de press o para eliminar o erro causado pela press o de gases contidos em seu interior Tamb m necess rio utilizar l quido de selagem na tomada de baixa press o evitando assim que o l quido do processo preencha a tubula o causando erros de medi o Neste caso a press o exercida pela coluna de l quido de selagem deve ser levada em considera o para efeitos de supress o de zero O alcance e a supress o de zero do instrumento ser o ent o calculados de acordo com as Equa es 6 e 7 alcance h p y ps mmH 0 6 supress o de zero y ps mmhH 0 7 Onde e h altura do tanque e p densidade do l quido contido no tanque e y altura
214. o para possibilitar a comunica o com o configurador port til A Figura 4 11 exibe o esquema de liga o entre o configurador e o transmissor A Figura 4 12 demonstra como utilizar o PC 507 para medir corrente e fornecer a alimenta o de 24 V simultaneamente Presys PC 507 f N r LLLLEALEALLLLALI M P babii dh d E a TT Tarra k FA JO UV Fr LI 000004 JU0OU ggb mo LE PE Fa PA Rory 0 L E m 000 Figura 4 11 Liga o do 3051 HART Fonte ROSEMOUNT 2012c Adaptado por Eduardo Quinalha 13 Figura 4 12 Alimenta o e medi o mA pelo PC 507 Fonte PRESYS 2006 P 26 Antes de iniciar a atividade pr tica de calibra o e configura o do transmissor necess rio analisar os limites de press o impostos pelos instrumentos e equipamentos do laborat rio O transmissor 3051 HART dispon vel no laborat rio da UTFPR tem sua faixa de press o limitada de 0 05 a 0 05 bar Esta uma faixa muito pequena e que torna muito dif cil efetuar uma calibra o com o aux lio da bomba manual de press o Apenas o ajuste fino da bomba dever ser utilizado A inser o de uma press o acima do limite imposto pelo instrumento pode vir a danificar de forma irrevers vel a c lula capacitiva Tendo em vista as limita es mencionadas os seguintes dados de processo ser o tomados para esta atividade e Medi o de press o manom trica em um recipiente fechado e Press o m nima de processo
215. o tag do instrumento exibido e Acessando a fun o Online a tela inicial do instrumento representada pela Figura 7 ser exibida Menu Comunicador de Campo e U HART Fieldbus ValveLink Mobile E Configura es Aguardando PC Bloco de Notas Figura 6 rea de trabalho do 475 Figura 7 Tela inicial do TT 302 Fonte Autoria pr pria Fonte Autoria pr pria Considera es iniciais para configura o dos blocos FOUNDATION Fieldbus a Clicando sobre um bloco o usu rio ter acesso aos par metros de configura o deste Devido quantidade de par metros eles s o organizados por categorias cujos nomes variam de acordo com tipo de bloco selecionado Para facilitar o acesso a todos os par metros necess rios em uma s lista necess rio clicar sobre a categoria All todos D O MD b Para alterar o valor de um par metro basta clicar duas vezes sobre ele com o aux lio da caneta ou pelo teclado do configurador posicionando o cursor sobre o par metro e pressionando a tecla ENTER c Sempre ao configurar um determinado bloco ele deve ser tirado do modo autom tico AUTO e colocado no modo fora de servi o OOS somente assim permitir altera es em seus par metros Ao concluir as altera es o modo do bloco deve ser retornado para AUTO permitindo que este retome a opera o normal Enquanto o bloco permanecer no modo OOS o sinal de sa da n o responder a altera es medidas no sensor prejudica
216. o transmissor enviar 4 mA pressionar OK Verificar no calibrador TC 502 o valor atual da corrente em seguida digitar o valor medido pelo padr o na tela do 475 e pressionar ENTER 4 Verificar no TC 502 o novo valor de corrente caso seja igual a 4 mA clicar em Yes caso contr rio clicar em No e retornar ao passo 2 Realizada a calibra o de 4 mA a calibra o de 20 mA ser inicializada automaticamente Os seguintes passos devem ser seguidos Ser exibida novamente a mensagem indicando que a malha de controle dever ser retirada do modo autom tico para prosseguir Pressionar OK Novamente a mensagem seguinte solicita que um padr o de corrente seja conectado ao circuito Como o TC 502 j est medindo a corrente pressionar OK Uma mensagem avisa que o transmissor enviar 20 mA pressionar OK Verificar no calibrador TC 502 o valor atual da corrente em seguida digitar o valor medido pelo padr o na tela do 475 e pressionar ENTER Verificar no TC 502 o novo valor de corrente caso seja igual a 20 mA clicar em Yes caso contr rio clicar em No e retornar ao passo 3 Com o aux lio do calibrador Presys TC 502 simular os valores de temperaturas referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida Preencher a Tabela 2 com os valores obtidos Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TI
217. ocesso 84 Hw H 3144 Temp 3144 Temp Select which calibration to perform Beginning lower trim This may affect 1 Lower Trim upper trim 2 Upper Trim 3 Lower and Upper Trim 4 Exit ABORT ENTER HW HW 3144 Temp 3144 Temp Connect a lower reference input whithin Temperature 19 40 degC the range Press OK when temperature is stable 180 00 to 1372 00 degC EM HW 3144 Temp 3144 Temp Enter Lower Reference Input Value for Performing lower trim 90 percent calibration complete Hoggggapoicogmgg SOBOGADOCOLR ES Sa M GC hmzixicivibinim HELP DEL ABORT ENTER Figura 3 21 Calibra o do sensor 3144 HART Fonte Autoria pr pria Em seguida o procedimento de calibra o do segundo ponto ser inicializado automaticamente Upper Trim Os seguintes passos dever o ser executados 1 Uma mensagem ser exibida alertando sobre a interfer ncia nos pontos da curva clicar em OK 89 Uma segunda tela alertar sobre os limites do sensor Digitar o valor final da faixa medida 200 C no padr o TC 502 e pressionar ENTER No 475 clicar em OK Verificar a indica o fornecida no 475 quando estiver estabilizada clicar em OK Digitar no 475 o valor de temperatura que foi fornecido no TC 502 e pressionar ENTER Aguardar que o ajuste seja executado pelo transmissor As telas exibidas na etapa de ajuste do segundo ponto s o as mesmas exibidas durante o procedimento do primeiro ponto e es
218. ogia HART e FOUNDATION Fieldbus que podem ser utilizados para a realiza o de atividades pr ticas relacionadas com a disciplina No entanto n o existem roteiros pr ticos de experi ncias para guiar as atividades e servir de orienta o pr tica para os alunos A realiza o de atividades apenas com a orienta o do professor pode desperdi ar tempo pois cada instrumento pode ser configurado de m ltiplas maneiras e as op es existentes nas rvores de configura o s o numerosas Desta forma a proposta do roteiro mostrar o passo a passo de como fazer para que o instrumento execute a fun o desejada deixando a cargo de cada aluno apenas a aplica o dos c lculos e conceitos apresentados nas aulas te ricas 1 rvores s o estruturas de dados em que os elementos est o dispostos de forma hier rquica a partir de um ponto inicial chamado de raiz FEOFILOFF 2013 22 As configura es destes dispositivos s o feitas atrav s de protocolos de redes industriais Os padr es de rede industrial a serem explorados por este trabalho s o FOUNDATION Fieldbus e HART Foi exclu da dos ensaios a comunica o dos dispositivos em rede propriamente dita Isto se deve inexist ncia de equipamentos de controle e dispositivos para a comunica o em rede na Universidade Tecnol gica Federal do Paran onde foi realizada a pesquisa 1 2 PROBLEMAS E PREMISSAS A evolu o tecnol gica que se desenvolve na rea de automa o e
219. onar a aplica o Press o diferencial em seguida clicar em NEXT Clicar em NEXT na tela que pede que se aplique O ao sensor Aguardar que o valor estabilize em seguida clicar em NEXT Digite a data em que a calibra o foi realizada e clique em NEXT Se SU e 0 Digite o nome da pessoa respons vel por esta calibra o e clique em NEXT 10 Digite o local onde a calibra o foi executada e clique em NEXT 11 Clicar em FINISH na tela que pede que o controle seja transferido para o modo autom tico A Figura 4 8 ilustra as principais telas apresentadas nesta etapa Zero trim Enter type of sensor calibration Differential Pressure v NEXT CANCEL HELP Zero trim Sensor input stabilizing NEXT CANCEL HELP Zero trim Enter name of person responsible for this calibration ALE gogog sogogoooroezdesogok FINISH CANCEL HELP 133 Zero trim Apply O to sensor NEXT CANCEL HELP Zero trim Enter date of this calibration amas FI S eli eli echo 71819 eo als al rjojn 5 x 1 Joejelf SS FN NEXT CANCEL HELP Zero trim Enter physical location at witch this calibration was performed UTFPR Lab D 106 FINISH CANCEL HELP Figura 4 8 Ajuste de zero 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Em seguida deve se calibrar um ponto superior da faixa Nesta etapa ser necess rio utilizar o calibrador PC 507 e a bomba manual Para isto deve se conectar a bomba manual e o calibr
220. ontrole com posicionadores inteligentes HART e FOUNDATION Fieldbus Al m de variadores de velocidade que podem ser utilizados para receber o sinal anal gico de sa da de um dos instrumentos abordados por este trabalho simulando o controle de processo Segue ainda como sugest o para futuros trabalhos a montagem de um barramento FOUNDATION Fieldbus no laborat rio que possibilite aos alunos 183 trabalharem com uma pequena planta did tica Este recurso possibilitaria entender como os blocos FOUNDATION Fieldbus se comunicam em rede podendo simular situa es de controle PID sem necessidade de um CLP ou SDCD 184 8 CONCLUS O O desenvolvimento de materiais did ticos para o apoio ao ensino e estrutura do laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR vem ao encontro da crescente necessidade de forma o de m o de obra especializada para absor o das tecnologias dispon veis nesta rea A complexidade da tecnologia embarcada nos transmissores inteligentes para medi o e controle de processos que foram utilizados bem como as caracter sticas de configura o das redes de comunica o de campo trabalhadas criou o desafio de transmitir este conhecimento de forma objetiva e respons vel O principal fator motivador para a realiza o deste trabalho foi a disponibilidade de equipamentos e recursos na Universidade que poderiam ser utilizados mais amplamente possibilitando a cria o de experimentos que representasse
221. orrente fluir atrav s do capacitor de acoplamento no lado do transmissor entrando no amplificador e finalmente chegando ao modem que de forma similar ao controlador transformar o sinal em informa o digital ANALOG SERVICES INC 2001 O sinal para o controlador percebido como uma pequena varia o de tens o na malha e se assemelha com a fun o exibida pela Figura 2 6 A modula o utilizada pelos modems HART s o do tipo chaveamento por deslocamento em frequ ncia FSK A frequ ncia de 1200 Hz utilizada para representar o caractere bin rio um e a frequ ncia de 2200 Hz representa o caractere bin rio zero Uma vez que a frequ ncia de oscila o de uma vari vel de processo da ordem de 10 Hz percebe se que estes sinais n o influenciam uns aos outros e podem ser facilmente separados por filtros passa alta no circuito HART e passa baixas no circuito anal gico conforme ilustrado na Figura 2 7 ANALOG SERVICES INC 2001 A possibilidade de se transmitir duas informa es ao mesmo tempo a anal gica e a digital atrav s do protocolo HART possibilita que um mesmo instrumento de campo possa fornecer al m do valor da vari vel medida outras informa es pertinentes ao processo como diagn sticos do equipamento vari veis adicionais medidas pelo mesmo instrumento estado do sistema dentre outras HART COMMUNICATION FOUNDATION 2013 A modula o FSK obtida pela varia o da frequ ncia do sinal da portadora
222. os foram documentados e apresentados no Cap tulo 7 Esta etapa serviu para validar a teoria estudada e validar os enunciados elaborados e identificar poss veis problemas O fato mais importante surgido nesta etapa se deu na calibra o de corrente do transmissor de temperatura TT301 do fabricante Smar A ltima atualiza o instalada nos configuradores Emerson 475 da Universidade disponibilizou uma vers o parcialmente traduzida 186 para o portugu s do sistema operacional deste equipamento Como consequ ncia alguns comandos dentro da aplica o HART tamb m foram traduzidos para o portugu s e uma falha acabou sendo introduzida no comando que permite realizar o ajuste de corrente Esta falha foi detalhada no Cap tulo 7 1 RESULTADOS OBTIDOS At a data da conclus o deste trabalho havia sido liberada nenhuma atualiza o para corre o deste problema nem pelo fabricante do configurador Emerson nem pelo fabricante do instrumento Smar Sendo assim a etapa de ajuste de corrente deste transmissor foi exclu da das experi ncias O produto final do trabalho foi uma apostila did tica focada nos objetivos da disciplina e poss vel de ser implementada na pr tica com os equipamentos disponibilizados pela UTFPR Como cada aluno ter em m os um roteiro de atividades com um passo a passo que deve ser executado em cada experi ncia al m dos devidos cuidados a serem tomados somando se as ilustra es diagramas de montagens e
223. ostra a Figura 3 8 Terminais do Sensor O 10 O 5 K QU E lt GL Le q L o Liga o a Terra Figura 3 8 Terminais de liga o do transmissor Rosemount 3144 Fonte ROSEMOUNT 2012 A liga o do sensor deve ser feita de acordo com o Quadro 3 1 11 Termorresist ncia a 2 Termorresist ncia a 3 Termorresist ncia a 4 fios fios fios Termopar Quadro 3 1 Diagrama de liga es Fonte ROSEMOUNT 2012a Adaptado por Eduardo Quinalha Apenas o tipo de conex o el trica efetuado n o define para o instrumento o tipo de sensor que est sendo utilizado necess rio que a configura o do dispositivo reflita sua conex o f sica ao processo Tal configura o deve ser efetuada pelo uso de um configurador port til compat vel com o protocolo de comunica o do dispositivo No caso da UTFPR foi utilizado o configurador Emerson 475 com protocolos HART e FOUNDATION Fieldbus 3 4 1 1 Configura o do 3144 com Termopar usando HART O laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR disp e de calibradores modelo TC 502 do fabricante Presys Este instrumento pode ser utilizado para efetuar a calibra o de transmissores de temperatura de qualquer fabricante Ele fornece a alimenta o em 24 V ao mesmo tempo em que pode efetuar a leitura da corrente e fornecer um sinal el trico ao transmissor simulando o tipo de sensor desejado PRESYS 2008 Para fornecer alimenta o ao transmissor por meio do cal
224. ount Inc Device Revision 7 HART Fieldbus ValveLink Mobile RESOURCE RES_BLOC TRANSDUCER Custom L el G C Custom 4 e D Custom p Al Configura es Aguardando PC Bloco de Notas Figura 7 rea de trabalho do 475 Figura 8 Tela Inicial do 3051 FONDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Fonte Autoria pr pria Considera es iniciais para configura o dos blocos foundation fieldbus a Clicando sobre um bloco o usu rio ter acesso aos par metros de configura o deste Devido quantidade de par metros eles s o organizados por categorias cujos nomes variam de acordo com tipo de bloco selecionado Para facilitar o acesso a todos os par metros necess rios em uma s lista necess rio clicar sobre a categoria All todos D O MD b Para alterar o valor de um par metro basta clicar duas vezes sobre ele com o aux lio da caneta ou pelo teclado do configurador posicionando o cursor sobre o par metro e pressionando a tecla ENTER Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 5 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE PRESS O c Antes de configurar um bloco FOUNDATION Fieldbus este deve ser tirado do modo autom tico AUTO e colocado no modo fora de servi o OOS somente assim permitir altera es em seus par metros Ao concluir as altera es o mo
225. para a outra mas de uma forma geral o objetivo de cada camada prover servi os s camadas que est o acima TANENBAUM 2003 Este conceito comum na ci ncia da computa o e seu objetivo ocultar detalhes n o relevantes do funcionamento interno de um item de software provendo apenas os dados necess rios ao funcionamento do item subsequente A Figura 2 1 mostra um exemplo de uma arquitetura de rede com cinco camadas Host 1 Host 2 Protocolo da camada 5 Interface entre as camadas 4 e 5 Interface entre as camadas 3 e 4 Interface entre as camadas 2 e 3 Interface entre as camadas 1 e 2 Figura 2 1 Camadas de rede Fonte Tanenbaum 2008 P 30 30 Entre duas camadas de rede existe uma interface Seu objetivo definir opera es e servi os trocados entre estas camadas reduzindo o volume de informa es que transitam e simplificando a implementa o de uma camada adjacente Desta forma torna se poss vel substituir a tecnologia utilizada em uma camada sem afetar o funcionamento da rede como um todo TANENBAUM 2008 O conjunto formado por camadas e protocolos chama se arquitetura de rede TANENBAUM 2003 e sua especifica o deve conter detalhes suficientes para que a implementa o de softwares ou hardwares espec ficos de cada camada seja poss vel Esta filosofia a base para o desenvolvimento de protocolos abertos de comunica o tanto industriais como dom sticos BEGA 2011 Visando a padroni
226. para que n o ocorram danos aos instrumentos b A calibra o de press o realizada com o aux lio do calibrador de press o PC 507 e da bomba de calibra o MVP 600 O PC 507 fornece a alimenta o 24Vcc ao transmissor pelos terminais IN e OUT quando se deseja realizar a medi o simult nea de corrente em ma c Antes de conectar o configurador 4 5 ao transmissor deve se selecionar os terminais adequados na parte superior deste equipamento deslizando a tampa para o lado da indica o HART Configura o do Calibrador de Press o Presys PC 507 A configura o do calibrador de press o para uso durante este experimento deve ser realizada para exibir os valores de press o na mesma unidade em que o transmissor est trabalhando Os seguintes passos devem ser seguidos Ligar o calibrador Tecla ON OFF selecionar na tela a op o ON e pressionar ENTER No menu inicial selecionar a op o CONF e pressionar ENTER Em seguida selecionar a op o Pe pressionar ENTER Selecionar a op o UNITOUT e pressionar ENTER EOR N A Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 8 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL 5 Com o aux lio das teclas direcionais selecionar a unidade de engenharia MMW mmkH 0 e pressionar ENTER Pressionar a tecla C CE duas vezes para re
227. para um sistema supervis rio atrav s de sua sa da Atrav s dos par metros contidos neste bloco pode se definir a escala de medi o unidades de engenharia e curva de resposta do sinal de sa da Os dados podem passar por procedimentos de lineariza o ou simplesmente repassar diretamente sem nenhuma manipula o Para chegar aos par metros deste bloco a partir da tela ilustrada na Figura 7 executar a seguinte sequ ncia AM S All Os par metros b sicos para a configura o deste bloco s o apresentados no Quadro 2 Block Characteristic Tag Identifica o TAG do bloco Utilizado para conectar se com outros blocos Transducer Scale EU l l Unidade de engenharia associada ao transdutor C Index Transducer Scale l Precis o em casas decimais Decimal l nm Fun o de transfer ncia entre a escala medida pelo transdutor e o sinal de sa da do l Linearization Type no 8 Direct bloco Al Pode ser direta indireta ou por ra z quadrada Sensor Damping Tempo de amortecimento do sinal de sa da OSec Quadro 2 Configura es do bloco Al do TT302 Fonte Autoria pr pria Conclu do o ajuste acima clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor e em seguida retornar o modo do bloco para AUTO 3 CONFIGURA O DO BLOCO DISPLAY O bloco DISPLAY do TT302 permite a exibi o de at sete par metros no visor local Os par meiros exibidos conectam se com os blocos funcionais por meio das identifica
228. quipamento ou realiza o do procedimento de forma incorreta pode ocasionar danos 20 irrevers veis sendo necess rio substituir componentes ou at mesmo o equipamento inteiro Para desenvolvimento de tais atividades pr ticas em laborat rio necess rio que existam roteiros bem definidos que tenham por objetivo simular situa es reais encontradas em ch o de f brica Tais documentos devem conter procedimentos passo a passo do que e como fazer de forma mais detalhada poss vel servindo de guia de configura o manuten o e montagem observando os cuidados necess rios em cada etapa 1 5 PROCEDIMENTOS METODOL GICOS A primeira fase da pesquisa se deu por revis o bibliogr fica manuais dos instrumentos equipamentos de configura o e softwares dispon veis no laborat rio de instrumenta o da Universidade Tecnol gica Federal do Paran especifica es t cnicas dos protocolos de rede que foram utilizados livros e documenta es sobre instrumenta o industrial Tendo isto em vista classifica se a pesquisa como bibliogr fica quanto a sua natureza e tamb m quanto aos procedimentos metodol gicos SILVA MENEZES 2005 Numa segunda etapa as atividades foram colocadas em pr tica Foram configurados e calibrados dois transmissores de press o diferencial modelo 3051 do fabricante Rosemount sendo que um foi configurado pelo protocolo de rede industrial HART e o outro pelo protocolo FOUNDATION Fieldbus Tamb
229. r a pr tica nos dados de processo teremos press o m xima de 0 05 bar 1 CONFIGURA ES B SICAS A partir da tela ilustrada na Figura 8 executar a seguinte sequ ncia chegando at a tela de configura es do sensor de press o 2 Configure gt 2 Manual Setup 1 Process Variables Os par metros necess rios para esta etapa s o apresentados no Quadro 1 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 6 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE PRESS O Par metro Descri o Valor Pressure Units Unidade de engenharia para medi o da press o Fun o de transfer ncia do sinal de entrada pra o sinal de sa da Pode se escolher Transfer Function l l linear Linear ou Ra z quadrada Quadro 1 Configura es b sicas do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Depois de configurados os par metros desta tela clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor Em seguida deve se configurar os limites da faixa de medi o Para isto a partir da tela inicial da Figura 8 executar a seguinte sequ ncia 2 Configure 2 Manual Setup 2 Analog Output 1 Upper Range Value Os par metros necess rios para esta configura o s o apresentados no Quadro 2 Valor m nimo da faixa de medi o 0 Quadro 2 Configura es de faixa do 3051 HART Fonte
230. r a vaz o m xima permitida pelo trecho de tubula o De acordo com a Equa o 24 Qy K Ap 24 Qy 2 236 V500 50 m3 h Com posse dos valores necess rios as etapas de configura o do transmissor para a medi o de vaz o s o as seguintes e Configura o do bloco Al e Configura o do bloco LCD e Calibra o e ajuste de press o 6 3 1 Bloco Al Com o instrumento energizado e o configurador conectado a ele inicializar a aplica o FOUNDATION Fieldbus tocando sobre o respectivo icone na rea de trabalho do configurador representada pela Figura 3 13 A partir da tela inicial do 3051 executar a seguinte sequ ncia AM All 170 Os par metros a serem ajustados est o detalhados no Quadro 6 3 Transducer Soale EU a076 Menor ponto da taixa mecida pelo vansdutor 0 ouput Scale Sua Taer minimo sataxa de sara o Output Scale EU Index Unidade de engenharia da faixa de sa da NE Permite a escolha do sensor Sensor de press o ou Sensor de temperatura do circuito Square Linearization Type Tipo de lineariza o Root Indirect Quadro 6 1 Configura es do bloco Al Fonte Autoria pr pria 6 3 2 Bloco LCD O bloco LCD permite a exibi o de at quatro vari veis de forma alternada no visor local do dispositivo Neste exemplo apenas a indica o do n vel em porcentagem da altura m xima do tanque ser exibida Para isto a partir da tela inicial do 3051 executar a seguinte sequ
231. r da vaz o no visor local O calibrador deve ser configurado para exibir os valores de press o na mesma unidade em que o transmissor est trabalhando Para isso o seguinte procedimento deve ser realizado no PC 507 1 Go qe SOU IM Ligar o calibrador Tecla ON OFF e selecionar na tela a op o ON em seguida pressionar ENTER No menu inicial selecionar a op o CONF e pressionar ENTER Em seguida selecionar a op o P e pressionar ENTER Selecionar a op o UNITOUT e pressionar ENTER Com aux lio das teclas direcionais selecionar a unidade de engenharia MMW mmH gt 0 e pressionar ENTER Pressionar a tecla C CE duas vezes para retornar ao primeiro menu 7 Selecionar a op o OUT e pressionar ENTER 8 Escolher a fun o de sa da Pressure pressionar ENTER 9 Selecionar a op o P1 e pressionar ENTER 169 10 Zerar a refer ncia de press o da sa da Pressione a tecla e em seguida pressione ENTER Como demonstrado pela Equa o 24 existe uma rela o diretamente proporcional entre a vaz o volum trica e o produto entre a caracter stica K da placa de orif cio e a press o diferencial causada por esta A forma de se configurar esta rela o no transmissor 3051 atrav s da vari vel escalonada Esta vari vel permite criar esta rela o entre a raiz quadrada da press o medida e o sinal de sa da vari vel escalonada que representar a vaz o Inicialmente precisa se determina
232. r sensor trim Os passos para a calibra o ser o 1 Selecionar a aplica o Press o diferencial em seguida clicar em NEXT Escolher a unidade de engenharia utilizada pelo padr o mmH20 NEXT Aplicar press o com o uso da bomba manual acompanhando o valor pelo visor do padr o Quando atingir 2000 mmlH gt 0 clicar em NEXT 4 Aguardar que o valor estabilize em seguida clicar em NEXT 5 Digitar o valor lido pelo padr o e clicar em FINISH As telas destes procedimentos est o representadas pela Figura 5 4 Conclu do estes passos 0 instrumento estar pronto para a indica o de n vel solicitada 157 Lower sensor trim Lower sensor trim Enter type of sensor calibration Enter Trim Units Differential Pressure z NEXT CANCEL HELP NEXT CANCEL HELP Lower sensor trim Lower sensor trim Apply low pressure Pressure 7891 55 mmH 0 Press NEXT when pressure is stable NEXT CANCEL HELP NEXT CANCEL HELP Lower sensor trim Enter Trim value TRANSDUCER Methods 8000 00 mmH O Lower sensor trim Upper sensor trim BOBOGADOCOES E BaOSOR IS ARAARA Factory Calibration FINISH CANCEL HELP HELP MODE Figura 5 4 Calibra o do 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria 158 5 2 2 Configura o do Transmissor 3051 HART para Medi o de N vel A Figura 4 11 exibe o esquema de liga o entre o configurador e o transmissor A Figura 4 12 demonstra como utilizar o PC 507 para medir
233. r sobre a categoria All todos D O MD b Para alterar o valor de um par metro basta clicar duas vezes sobre ele com o aux lio da caneta ou pelo teclado do configurador posicionando o cursor sobre o par metro e pressionando a tecla ENTER c Sempre ao configurar um determinado bloco ele deve ser tirado do modo autom tico AUTO e colocado no modo fora de servi o OOS somente assim permitir altera es em seus par metros Ao concluir as altera es o modo do bloco deve ser retornado para AUTO permitindo que este retome a opera o normal Enquanto o bloco permanecer no modo OOS o sinal de sa da n o responder a altera es medidas no sensor prejudicando a indica o e o controle do processo O modo de opera o de um bloco pode ser alterado da seguinte forma 1 Clicando sobre o bloco desejado 2 Clicando em All na lista de par metros 3 Clicando no par metro Block Mode Target 4 Desmarcando a op o Auto e marcando a op o OOS Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 2 CALIBRA O DO TRANSMISSOR DE TEMPERATURA Configura o do 3144 FOUNDATION Fieldbus A configura o b sica do transmissor de temperatura deve seguir as seguintes etapas Etapa 1 Configura o do bloco TRANSDUTOR Etapa 2 Configura o do bloco Al Etapa 3 Configura o do
234. ra outros blocos de fun o ou para um sistema supervis rio atrav s de sua sa da Atrav s dos par metros contidos neste bloco pode se definir a escala de medi o unidades de engenharia e curva de resposta do sinal de sa da Para chegar aos par metros deste bloco a partir da tela ilustrada na Figura 8 executar a seguinte sequ ncia AM 5 Al Os par metros b sicos para a configura o deste bloco s o apresentados no Quadro 1 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 5 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE PRESS O Par metro Descri o Valor Transducer Scale EU at 100 Valor m ximo da faixa medida pelo transdutor 1 5 Transducer Scale EU at 0 Menor ponto da faixa medida pelo transdutor Transducer Scale Units Index Unidade de engenharia do transdutor Kgf cm Permite a escolha do sensor Sensor de press o ou RO Pressure Sensor de temperatura do circuito Al Channel Linearization Type Tipo de lineariza o direct Damp Tempo de amortecimento Quadro 1 Configura es do bloco Al 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Conclu do o ajuste acima clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor e em seguida retornar o modo do bloco para AUTO 2 CONFIGURA O DO BLOCO LCD Para chegar aos par metros deste bloco a partir da tela i
235. ra isto acessar a op o Zero Em seguida os seguintes passos dever o ser realizados 1 6 1 Abrir as duas c maras de press o do 3051 e clicar em OK na tela do configurador 475 2 Aguardar a indica o do visor do 3051 estabilizar em seguida clicar em OK A Figura 4 17 ilustra as telas apresentadas durante este procedimento A seguir ser necess rio a calibra o do limite superior da faixa de medi o Conectar a c mara de alta press o H do instrumento bomba de press o e ao padr o Presys como mostra a Figura 4 9 No configurador 4 5 acessar a op o Upper Seguir os seguintes passos 1 Selecione a unidade de engenharia para medi o da press o diferencial mmH20 Em seguida clicar em ENTER 2 Aplicar press o com aux lio da bomba manual usando apenas o ajuste fino acompanhando o valor pelo calibrador PC 507 Quando chegar pr ximo a 500 mmH20 clicar em OK 3 Aguardar que a indica o estabilize e clicar em OK 4 Digitar o valor de press o lido pelo padr o e clicar em ENTER 5 Retirar a press o aplicada e clicar em OK A Figura 4 18 ilustra as principais telas exibidas durante este procedimento 177 7 CONSIDERA ES FINAIS 7 1 RESULTADOS OBTIDOS Os roteiros de configura es apresentados no decorrer deste trabalho foram testados na pr tica com os equipamentos dispon veis no laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR Isto garante que seguidos os passos apresentados o aluno co
236. representa es das telas do configurador 475 espera se um maior aproveitamento das aulas pr ticas no laborat rio Este material permite ao professor economizar tempo com as diagrama es elabora o dos enunciados e assist ncia bancada a bancada O objetivo de desenvolver um material de grande valia para o aux lio no desenvolvimento das aulas pr ticas com a comprova o do funcionamento e respeito t cnica atual foi alcan ado satisfatoriamente Somando se contribui o deste trabalho para a Universidade tem se a convic o de que o futuro engenheiro ter o contato pr tico com a tecnologia que est presente nas ind strias de processos e poder aplicar estes conhecimentos com destreza dentro do campo ao qual se restringem Por fim cabe ressaltar que ainda existem equipamentos no laborat rio de instrumenta o industrial da UTFPR que assim como os que foram abordados por este trabalho carecem de detalhamento estudo e aplica o em atividades pr ticas da disciplina Tais equipamentos poder o ser foco de trabalhos de conclus o de curso futuros Algumas sugest es de uso para estes equipamentos foram detalhadas pelo Cap tulo 7 2 SUGEST ES DE TRABALHOS FUTUROS 187 REFER NCIAS ALBUQUERQUE P U ALEXANDRIA A R Redes Industriais S o Paulo Ensino Profissional 2009 ALVES J L Instrumenta o Controle e Automa o de Processos Rio de Janeiro LTC 2005 ANALOG SERVICES INC About HART Aces
237. ressionar a tecla C CE duas vezes para retornar ao primeiro menu 7 Selecionar a op o OUT e pressionar ENTER 8 Escolher a fun o de sa da Pressure e pressionar ENTER 9 Selecionar a op o P1 e pressionar ENTER 10 Zerar a refer ncia de press o de sa da Pressione a tecla gt e em seguida pressionar ENTER Iniciar a comunica o foundation fieldbus atrav s do comunicador de campo 475 a Conecte o comunicador de campo 475 ao circuito do experimento conforme a Figura 5 b No comunicador de campo 475 pressione e segure a tecla Liga Desliga at que a luz verde nesta tecla pisque e a tela do menu principal seja exibida conforme a Figura 6 c Toque no cone do aplicativo Fieldbus no menu principal do comunicador de campo Se um dispositivo de fieldbus online for conectado ao comunicador de campo 475 o menu principal do aplicativo Fieldbus aparece brevemente seguido pela lista de dispositivos online onde poss vel escolher as fun es Online Utilidades e Diagn sticos Fieldbus d O configurador ser apresentado na lista com o nome Field Comunicator Ap s a varredura o dispositivo encontrado ser exibido na tela com sua ltima identifica o tag configurada Para iniciar o processo de configura o deve se clicar sobre o tag do instrumento exibido e Acessando a fun o Online a tela inicial do instrumento representada pela Figura 8 ser exibida Menu Comunicador de Campo LAS F w P B Rosem
238. rificar no calibrador TC 502 o valor atual da corrente em seguida digitar o valor medido pelo padr o na tela do 475 e clicar em ENTER 5 Verificar no TC 502 o novo valor de corrente caso seja igual a 20mA clicar em Yes caso contr rio clicar em No e retornar ao passo 3 A Figura 3 22 ilustra a sequ ncia de telas apresentadas durante estes procedimentos S HW HW 3144 Temp 3144 Temp This method will change device output Conect reference meter Warning Remove loop from automatic control ABORT OK HW HW 3144 Temp 3144 Temp Setting field device output to 4 0 mA Enter Reference Meter Value 4 000 mA Sijajw e r t y uli ojo 4 7 8 9 e alsJalrjo fnf5 1 ssld 2 ass FN hmzixicivibinim HELP DEL ABORT ENTER EM 3144 Temp Outpt is equal to 4 mA 1 Yes 2 No Figura 3 22 Calibra o de corrente 3144 HART Fonte Autoria pr pria 3 4 1 2 Configura o do 3144 com Pt 100 usando FOUNDATION Fieldbus Para a comunica o via FOUNDATION Fieldbus recomendado o uso de fontes padronizadas para tal aplica o Conforme mencionado no Cap tulo 2 88 as fontes apresentam caracter sticas especiais de imped ncia em frequ ncias espec ficas O TC 502 utilizado para alimentar e calibrar o transmissor no laborat rio n o preparado para esta aplica o no entanto poss vel simular o comportamento de uma fonte FOUNDATION Fieldbus com a montagem ilustrada p
239. s O principal risco levantado do ponto de vista de limita es dos equipamentos foi o limite de press o dos transmissores 3051 HART Estes transmissores possuem uma faixa de medi o entre 0 05 a 0 05 bar Esta faixa muito pequena e press es elevadas podem danificar de forma irrevers vel este instrumento Devido a este problema foram inclu das observa es nos roteiros avisando ao aluno quanto a este risco Foi enfatizado o fato de que apenas o ajuste fino da bomba de press o manual dever ser utilizado quando se utilizar o 3051 HART Os limites de press o do 3051 FOUNDATION Fieldbus e do calibrador de press o tamb m foram identificados Em cada roteiro foi colocada uma observa o quanto a estes limites que n o devem ser ultrapassados sob pena de danificar os equipamentos Os transmissores de temperatura n o apresentam nenhum risco potencial Os sensores de temperatura s o simulados eletricamente pelo calibrador TC 502 evitando que o aluno fique exposto a temperaturas elevadas como as utilizadas nos exemplos Na segunda etapa do desenvolvimento deste trabalho foram elaborados enunciados de problemas relacionados com a ementa da disciplina Medi o de temperatura press o n vel e vaz o Estes enunciados foram estudados de forma que pudessem ser aplicados aos instrumentos dispon veis no laborat rio Com os enunciados prontos todas as experi ncias foram realizadas utilizando se dos equipamentos dispon veis e os resultad
240. s SIROHI RADHA KRISHNA 1991 A escala Kelvin independe de propriedades f sicas das subst ncias e conhecida como escala absoluta ou termodin mica SIROHI RADHA KRISHNA 1991 Esta escala baseia se no zero absoluto ponto onde o grau de agita o molecular da mat ria atinge seu m nimo BEGA 2011 Em 1948 SIROHI RADHA KRISHNA 1991 uma comiss o internacional desenvolveu a Escala Internacional de Temperaturas International Temperature Scale ou ITS que definiu pontos reprodut veis de temperaturas estabelecidas por constantes f sicas de subst ncias conhecidas SIROHI RADHA KRISHNA 1991 Estes pontos prim rios possibilitam a calibra o de term metros atrav s da interpola o entre estes pontos fixos de temperaturas LIPT K 2003 3 3 SENSORES DE TEMPERATURA Em processos industriais podemos encontrar temperaturas criog nicas da ordem de 200 C at alguns milhares de graus BEGA 2011 Visto que a medi o da temperatura baseia se em altera es f sicas e qu micas da mat ria SIROHI RADHA KRISHNA 1991 imposs vel encontrar um nico sensor que seja capaz de abranger toda a gama de temperaturas existente Sendo assim existe uma grande diversidade de instrumentos de medi o de temperatura cada qual adequado a uma determinada faixa Tais instrumentos podem ser classificados de acordo com o princ pio f sico utilizado S o eles e Term metros de expans o e Term metros de mudan a de estado
241. s para programar fun es de aquisi o de dados e controle no campo e Um bloco de visualiza o Display que similar ao bloco transdutor por m controla a sa da de informa es para o visor local quando o instrumento disp e de um Os tipos de blocos usados pela camada de usu rio est o descritos na Figura 2 22 As configura es b sicas de um instrumento FOUNDATION Fieldbus est o nos blocos de fun o e no bloco transdutor Atrav s destes dois conjuntos de par metros podem se alterar escalas unidades de engenharia e efetuar calibra es Para disponibilizar as informa es referentes vari vel medida no barramento torna se necess ria a utiliza o dos blocos de fun o Fieldbus Foundation 2003 54 Blocos Bloco de recursos Bloco Blocos de transdutor Fun o Camada Fisica Fieldbus Figura 2 22 Blocos Fonte Fieldbus Foundation 1996 Adaptado por Eduardo Quinalha Nas experi ncias desenvolvidas neste trabalho foi necess rio configurar os blocos transdutores entrada anal gica Al e blocos transdutores de visor local Display No primeiro s o disponibilizadas configura es relacionadas ao tipo de sensor utilizado bem como sua calibra o O segundo bloco guarda informa es como Unidade de engenharia utilizada faixa de valores a ser medida e op es de linearidade do sinal de sa da Os blocos de fun o s o padronizados pela Fieldbus Foundation e visam cobrir todas as
242. se es a velocidade de escoamento BEGA 2011 Para a infer ncia da vaz o necess rio ainda o conhecimento da caracter stica do elemento gerador de diferencial de press o A placa de orif cio 166 um dispositivo largamente empregado com este prop sito Uma restri o na passagem do l quido gera uma diferen a de press o entre o trecho que antecede a placa montante e a parte que se sucede jusante BEGA 2011 A caracter stica de uma placa de orif cio pode ser obtida por meio da Equa o 17 Vaz o real 17 Vaz o te rica A vaz o te rica calculada normalmente pelo fabricante do dispositivo levando em considera o as medidas precisas da constru o do elemento massa espec fica do fluido a ser aplicado e a press o diferencial A vaz o real medida experimentalmente com recipientes de volumes conhecidos e medindo se o tempo que um peso definido do l quido leva para preench lo totalmente LIPT K 2003 Adicionando o novo termo Equa o 14 tem se S 18 Qy CER R E No entanto quase sempre se trata de uma tubula o de rea circular o que permite substituir o termo S1 por i 19 S 1 1107 Po 2 Ent o substituindo 19 em 18 20 Qy 1 1107 CE D ne Onde e Qv vaz o em m s e pie p2 press o em Pa 167 e D Di metro em m e p massa espec fica do fluido em Kom Assim tem se que a vaz o ser proporcional a caracter stica do
243. sensores eres 75 3 4 1 1 2 ee ANIJ CA sa 77 3 4 1 1 3 Configura o do Visor Local sese 79 3 4 1 1 4 Calibra o e ajuste de temperatura sese eee eee eee eee 80 3 4 1 1 5 Calibra o e ajuste de corrente erre 85 3 4 1 2 Configura o do 3144 com Pt 100 usando FOUNDATION Fieldbus 87 3 4 1 2 1 GoONSIderacoeS INICIAIS sare corais eae dial asno ala 92 3 4 1 2 2 See eee U j o gera nn an RARE RAR 94 3 4 1 2 3 BLOCO sai 95 3 4 1 2 4 DIOCO LO Da 97 3 4 1 2 5 Calibra o e ajuste de temperatura sese eee eee eee eee 98 3 4 2 Transmissores Smar TT301 e TT3a02 erre 101 3 4 2 1 Configura o do TT301 com Pt 100 usando HART sese 102 3 4 2 1 1 Tipos e conex es dos Ten 104 3 4 2 1 2 Configura o da faixa de medi o e unidade de engenharia 106 3 4 2 1 3 VISOR LOCA cairia a 109 3 4 2 1 4 Calibra o e ajuste de temperatura ee 111 3 4 2 2 Configura o do TT302 com Termopar usando FOUNDATION Fieldbus 114 3 4 2 2 1 BIOCO brl eE e se isenasasiss anaE ara Riad pi ES 115 3 4 2 2 2 BLOCO a TTT 117 3 4 2 2 3 BICO DIE PLA T 118 3 4 2 2 4 Calibra o e ajuste de temperatura eee 119 4 MEDI O DE BRESSAO aeee rear aareaaraaarada 121 4 1 RIT E S S EAR da 121 4 2 DEFINI ES DE PRESS O aereas 121 4 3 UNIDADES DE MEDIDA DE PHESSAO 122 4 4 M TODOS DE MEDI O DE PRHESSAO 122 4 5 TRANSMISSORES DE PRESS O DIFERENCIAL 124
244. sequ ncia 2 Configure 2 Manual Setup 2 Analog Output 1 Upper Range Value Os par metros necess rios para esta configura o s o apresentados no Quadro 2 Par metro Descri o Valor Valor m ximo da faixa de medi o Inserir o valor do alcance calculado Valor m nimo da faixa de medi o Inserir o valor de supress o de zero calculado Quadro 2 Configura es de faixa do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Ap s configurados os par metros de faixa de medi o clicar no bot o SEND para que o instrumento assuma os novos valores 2 CONFIGURA O DO VISOR LOCAL O visor local do transmissor 3051 HART pode exibir at quatro vari veis alternadamente Para ter acesso a estas configura es a partir da tela inicial da Figura 8 executar a seguinte sequ ncia 2 Configure 2 Manual Setup gt 3 Display Os par metros necess rios para a configura o do visor local s o apresentados no Quadro 3 Par metro Descri o Valor Escolhe qual vari vel ser exibida no visor Quando selecionado Eng Display Options PO Units o valor da press o exibido Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 8 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE N VEL Quadro 3 Configura o do visor local do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Depois de config
245. ser exibida clicar em OK Retornar para a tela de configura es clicando na seta no canto superior esquerdo 3 CONFIGURA O DO VISOR LOCAL O visor local do TT301 permite a exibi o de at dois par metros de forma alternada Para configurar o visor a partir da tela inicial do transmissor executar a seguinte sequ ncia 2 CONF 5 7 Display Para a configura o do visor local seguir os seguintes passos ap PE do qdo Selecionar a op o First var Na tela seguinte clicar em Change First Var Ser exibida uma tela com quatro op es selecionar a op o PVe clicar em ENTER Retornar para a tela anterior clicando sobre a seta no canto superior esquerdo Selecionar a op o Second var Na tela seguinte clicar em Change Second Var Selecionar a op o Out e clicar em ENTER Com o aux lio do calibrador Presys TC 502 simular os valores de temperaturas referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida Preencher a Tabela 1 com os valores obtidos Tabela 1 Valores de temperatura obtidos com o TT301 Fonte Autoria pr pria Valor simulado Percentual da Temperatura Corrente indicada pelo faixa indicada pelo calibrador TC 502 mA transmissor C 20 C 0 35 C 25 90 C 50 145 C 75 200 C 100 Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR
246. so deve se realizar a seguinte configura o A partir da tela inicial do instrumento acessar TRANSDUCER gt All Alterar o modo do bloco para QOS Acessar o par metro SECONDARY VALUE ACTION selecionar a op o ENABLE Clicar em SEND Alterar o modo do bloco para AUTO re 1 A Para inicializar a calibra o de temperatura do TT302 a partir da tela inicial da Figura 7 executar a seguinte sequ ncia 1 A partir da tela inicial acessar TRANSDUCER gt All 2 No calibrador TC 502 digitar a temperatura inicial da faixa de medi o 20 C e pressionar ENTER 3 Verificar o valor exibido pelo visor do TT302 ou no 475 atrav s do par metro PRIMARY VALUE Havendo discrep ncia entre estes valores uma calibra o necess ria Para isso acessar o par metro CAL POINT LO e inserir o mesmo valor digitado no TC 502 20 e clicar no bot o SEND 4 Aguardar a indica o estabilizar Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 4 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE TEMPERATURA 5 No calibrador TC 502 digitar a temperatura final da faixa de medi o 200 C e pressionar ENTER 6 Verificar o valor exibido pelo visor do TT302 ou no 475 atrav s do par metro PRIMARY VALUE Havendo discrep ncia entre estes valores uma calibra o necess ria Para isso acessar o p
247. so em 14 de 04 de 2013 dispon vel em Site Analog Services Inc http www analogservices com about parti htm 2001 BEGA E A Instrumenta o Industrial 3 ed Rio de Janeiro Interci ncia 2011 EMERSON Process Management 475 Field Comunicator User s Manual Dispon vel em lt hitp Aunww2 emersonprocess com siteadmincenter PM Asset Optimization Documentis ProduciReferenceAndGuides 4 5 ru usermanual pdf gt Acesso em 13 ago 2013 EMERSON ROSEMOUNT Recommended Verification Practice for Rosemount 3144P HART Temperature Transmitters And Resistance Temperature Detectors Dispon vel em lt http www2 emersonprocess com en US brands rosemount Rosemount Site Map Greenhouse Gas Compliance Documenis Temp Verification RevAD GHG pdf gt Acesso em 10 ago 2018 FIALHO A B Instrumenta o Industrial 1 ed S o Paulo rica 2002 Fieldbus Foundation FOUNDATION Fieldbus Application Guide 2002 Dispon vel em lt http www fieldbus org images stories enduserresources technicalreferences documents functionblockhybridbatchhse pdf gt Acesso em 13 ago 2013 188 FOUNDATION Fieldbus Technical Overview 2003 Dispon vel em lt http www fieldbus org images stories technology developmentresources deve lopment resources documents techoverview pdf gt Acesso em 13 ago 2013 Capabilities 2006 Dispon vel em lt http www fieldbus org index php option com content amp task view amp id 23 amp lIte mid 308 gt Ace
248. sor do 3051 estabilizar em seguida clicar em OK A Figura 4 17 ilustra as telas apresentadas durante este procedimento HW HA 3051 3051 Apply O input to sensor Sensor input stabilizing ABORT OK ABORT OK Figura 4 17 Telas de calibra o de zero Fonte Autoria pr pria A seguir ser necess rio a calibra o do limite superior da faixa de medi o Conectar a c mara de alta press o H do instrumento bomba de press o e ao padr o Presys como mostra a Figura 4 9 No configurador 4 5 acessar a op o Upper Seguir os seguintes passos 148 1 Selecione a unidade de engenharia para medi o da press o diferencial bar Em seguida clicar em ENTER 2 Aplicar press o com aux lio da bomba manual usando apenas o ajuste fino acompanhando o valor pelo calibrador PC 507 Quando chegar pr ximo a 0 05 bar clicar em OK 3 Aguardar que a indica o estabilize e clicar em OK 4 Digitar o valor de press o lido pelo padr o e clicar em ENTER 5 Retirar a press o aplicada e clicar em OK A Figura 4 18 ilustra as principais telas exibidas durante este procedimento HW s SST Select pressure units mmH 0 Apply high pressure mH20 4degC cmHg D4degC hpa lb ft2 kg cm ftH2O 4degC ftH2O 60degC ABORT OK HAW 3051 Press Next when pressure is stable Enter applied pressure value in kg cm oos bar SIDDHESH eoJa s a r o jn ki eslei a s o en hinizixicivibinim HELP ABORT DEL ENTER
249. sponibilizando os para outros blocos de fun o ou para um sistema supervis rio atrav s de sua sa da Este bloco tamb m responsabiliza se por parametrizar e configurar as caracter sticas da vari vel medida e como ela ser disponibilizada para o sistema de controle Atrav s dos par metros contidos neste bloco pode se definir a escala de medi o unidades de engenharia e curva de resposta do sinal de sa da O transmissor Rosemount 3144 disponibiliza tr s blocos Al possibilitando a entrada de at tr s par metros diferentes para a rede de controle Um exemplo de aplica o deste recurso a leitura de cada um dos dois sensores individualmente e uma terceira vari vel com o diferencial de temperatura entre os dois Os blocos s o nomeados da seguinte forma e Al 1400 96 e Al 1500 e Al 1600 A configura o deve seguir os seguintes passos Advanced Block List gt Al 1400 gt All O bloco deve ter seu modo alterado de AUTO para OOS permitindo que sejam alteradas suas configura es Os par metros b sicos a serem configurados est o descritos no Quadro 3T Valor m ximo medido pela aplica o desejada que corresponde a 100 da o faixa de medi o Valor m nimo medido pela aplica o Transducer Scale Eu at 0 desejada que corresponde a 0 da oo faixa de medi o Unidade de engenharia associada ao valor recebido do transdutor 250 2 250 E Valor m ximo medido pela aplica o Output Scale Eu at 100 d
250. sso em 13 out 2013 Fieldbus Inc The FOUNDATION Fieldbus Primer 2001 Dispon vel em lt http Awww fieldbusinc com downloads primer1 1 pdf gt Acesso em 14 abr 20183 HALLIDAY D RESNICK R WALKER J Fundamentos de F sica 4 ed Rio de Janeiro LTC 1984 HART COMMUNICATION FOUNDATION What is HART 2013 Dispon vel em lt http www hartcomm org protocol about aboutprotocol what html gt Acesso em 14 abr 20183 INMETRO Vocabul rio Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia Portaria INMETRO n 029 de 1995 5 ed Rio de Janeiro 2007 LIPT K B G Instrument Engineer s Handbook 4 ed Boca Raton Florida CRC PRESS 2008 LUGLI A B SANTOS M M Redes Industriais para Automa o Industrial 1 ed S o Paulo Erica 2010 MOREAES C C Engenharia de Automa o Industrial Rio de Janeiro LTC 2007 PRESYS Calibrador de Press o PC 507 Manual T cnico S o Paulo 2006 Calibrador de Temperatura TC 502 Manual T cnico S o Paulo 2008 189 Relcom Inc 2011 Fieldbus Wiring Guide 2011 Dispon vel em lt http www relcominc com pdf 501 123 20Fieldbus 20Wiring 20Guide pdf gt Acesso em 13 ago 20183 ROSEMOUNT Rosemount 3144P Temperature Transmitter 2012 Dispon vel em lt http www2 emersonprocess com siteadmincenter PM 20Rosemount 20D0 cuments 00809 0100 4021 pdf gt Acesso em 13 ago 2013 Rosemount 3144P Temperature Transmitter Reference Manual 2012b
251. sua sa da Atrav s dos par metros contidos neste bloco pode se definir a escala de medi o unidades de engenharia e curva de resposta do sinal de sa da Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 2 CALIBRA O DO TRANSMISSOR DE TEMPERATURA O transmissor Rosemount 3144 disponibiliza tr s blocos Al possibilitando a entrada de at tr s par metros diferentes para a rede de controle Os blocos s o nomeados da seguinte forma Al 1400 Al 1500 e Al 1600 Para chegar aos par metros deste bloco a partir da tela ilustrada na Figura 7 executar a seguinte sequ ncia Advanced Block List gt Al 1400 gt All Os par metros b sicos para a configura o deste bloco s o apresentados no Quadro 2 Par metro Descri o Valor Valor m ximo medido pela aplica o Transducer Scale Eu at 100 desejada que corresponde a 100 da faixa 250 de medi o Valor m nimo medido pela aplica o Transducer Scale Eu at 0 desejada que corresponde a 0 da faixa de medi o I sas Grindex Unidade de engenharia associada ao valor degC recebido do transdutor Transducer Scale Decimal Precis o em casas decimais Valor m ximo medido pela aplica o Output Scale Eu at 100 desejada que corresponde a 100 da faixa 250 de medi o Valor m nimo medido pela aplica o Output Scal
252. suas configura es As configura es necess rias para 0 funcionamento do bloco Al nesta aplica o est o detalhadas no Quadro 3 12 a E para conectar se com outros blocos tander scet dor Unidade de engenharia associada ao transdutor Fun o de transfer ncia entre a escala Linearization Type medida pelo transdutor e o sinal de sa da Direct do bloco Al Pode ser direta indireta ou Dor ra z quadrada sa da Quadro 3 12 Configura es do bloco Al TT302 Fonte SMAR 2012b Adaptado por Eduardo Quinalha Ap s realizadas as configura es necess rias para o bloco clicar em SEND e retornar o bloco para o modo AUTO 118 3 4 2 2 3 Bloco DISPLAY O bloco Display do TT302 permite a exibi o de at sete par metros no visor local Os par metros exibidos conectam se com os blocos funcionais por meio das identifica es TAGs de cada um N o h necessidade de alterar o modo de opera o do bloco DISPLAY para realizar as configura es Para acessar os par metros deste bloco realizar a seguinte sequ ncia a partir da tela inicial do transmissor DISPLAY 5 All Os par metros que devem ser alterados para esta aplica o est o descritos no Quadro 3 18 BLOCK TAG PARAM 1 Identifica o TAG do bloco que ser E E E exibido no display Par metro do bloco referenciado que RELATIVE INDEX 1 ser exibido Este n mero varia E conforme o bloco O ndice referente ao valor de sa da de bloco Al
253. t 2 Analog Output gt 1 Upper Range Value O Quadro 4 4 indica os par metros desta tela que ser o utilizados para esta configura o URV Valor m ximo da faixa de medi o LRV Valor m nimo da faixa de medi o H Quadro 4 4 Configura es de faixa do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Ap s configurados os par metros de faixa de medi o clicar no bot o SEND para que o instrumento assuma os novos valores 4 5 1 2 2 Visor Local O visor local do transmissor Rosemount 3051 pode exibir at quatro vari veis alternadamente Para ter acesso a estas configura es a partir da tela inicial Figura 4 13 executar a seguinte sequ ncia 2 Configure 2 Manual Setup gt 3 Display A tela de configura o do visor est representada pela Figura 4 15 C 3051 Display 1 Display Option 2 Decimal Places 3 Upper Range Value 4 Lower Range Value 5 Transfer Function 6 Units HELP SAVE HOME Figura 4 15 Tela de configura o do visor local do 3051 HART Fonte Autoria pr pria 141 O Quadro 4 5 indica os par metros desta tela que ser o utilizados para esta configura o Par metro Descri o Valor Display Options Escolhe qual vari vel ser exibida no visor Quando Eng Units selecionado Eng Units o valor da press o exibido Quadro 4 5 Configura es do visor local do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Ap s configurados os par metros do visor clicar no bot o SEND para
254. t DegC A tela de calibra o do sensor est ilustrada pela Figura 3 20 83 uw gt 3144 Temp Select which calibration to perform 1 Lower Trim 2 Upper Trim 3 Lower and Upper Trim 4 Exit ABORT ENTER Figura 3 20 Tela de calibra o do sensor 3144 HART Fonte Autoria pr pria As op es Lower Trim e Upper Trim correspondem a calibra o de um ponto feitas em um ponto inicial da faixa medida ou em um ponto final da faixa respectivamente A calibra o de dois pontos pode ser feita realizando cada um destes m todos em sequ ncia ou utilizando a op o Lower and Upper Trim Como o transmissor est configurado para medir uma faixa desde 20 C at 200 C o m todo ideal a calibra o em dois pontos Para isto os seguintes passos devem ser seguidos 1 2 Selecionar o m todo Lower and Upper Trime clicar em ENTER Uma mensagem ser exibida alertando sobre a interfer ncia nos pontos da curva clicar em OK Uma segunda tela alertar sobre os limites do sensor Digitar o valor inicial da faixa medida 20 C no padr o TC 502 e pressionar ENTER No 475 clicar em OK Verificar a indica o fornecida no 475 quando estiver estabilizada clicar em OK Digitar no 475 o valor de temperatura que foi fornecido no TC 502 e pressionar ENTER Aguardar que o ajuste seja executado pelo transmissor A Figura 3 21 ilustra a sequ ncia de telas exibidas pelo configurador 475 durante este pr
255. t o ilustradas na Figura 3 21 3 4 1 1 5 Calibra o e ajuste de corrente A degrada o dos componentes eletr nicos do transmissor ao longo do tempo afeta tamb m a resposta na sa da de corrente do dispositivo A calibra o peri dica da sa da anal gica do instrumento recomendada a fim de evitar imprecis es no sistema de indica o e controle da planta industrial Para inicializar a calibra o de corrente a partir da tela inicial do 3144 executar a seguinte sequ ncia 3 Service Tools 4 Maintenance 2 Perform Analog Trim Os seguintes passos devem ser realizados E 2 Uma tela de alerta ser exibida clicar em OK Uma segunda tela solicita que um padr o de corrente seja conectado ao circuito Clicar em OK 3 O transmissor ser ajustado para enviar 4mA clicar em OK 4 Verificar no calibrador TC 502 o valor atual da corrente em seguida digitar o valor medido pelo padr o na tela do 4 5 e clicar em ENTER 86 5 Verificar no TC 502 o novo valor de corrente caso seja igual a 4 mA clicar em Yes caso contr rio clicar em No e retornar ao passo 3 Em seguida a calibra o de 20mA ser inicializada automaticamente Os seguintes passos devem ser realizados 1 Uma tela de alerta ser exibida clicar em OK 2 Uma segunda tela solicita que um calibrador de corrente seja conectado ao circuito Clicar em OK 3 O transmissor ser ajustado para enviar 20mA clicar em OK 4 Ve
256. te seja conectado ao circuito Clicar em OK O transmissor ser ajustado para enviar 20 mA clicar em OK P P MN Verificar no calibrador PC 507 o valor atual da corrente em seguida digitar o valor medido pelo padr o na tela do 475 e clicar em ENTER 5 Verificar no PC 507 o novo valor de corrente caso seja igual a 20 mA clicar em Yes caso contr rio clicar em No e retornar ao passo 3 Com o aux lio do calibrador Presys PC 507 e a bomba manual de press o simular os valores de press o referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida ap s o processo de calibra o Preencher a Tabela 2 com os valores obtidos Tabela 2 Valores de vaz o obtidos com o 3051 HART Fonte Autoria pr pria Valor Yo Vaz o Equivalente Vaz o medida antes da Corrente medida antes da simulado Press o m h calibra o m h calibra o mA Press o O mmH20 0 125 mmH gt 0 25 250 mmH gt 0 50 375 mmH20 15 500 mmH20 100 ITS 90 C 200 190 180 170 160 150 140 130 120 BI 100 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 0 18 52 22 83 27 10 31 34 35 54 39 72 43 88 48 00 52 11 56 19 60 26 64 30 68 33 12 33 76 33 80 31 84 27 88 22 92 16 96 09 100 00 100 00 103 90 107 79 1111 67 115 54 119 40 123 24 127 08 130 90 134 71 138 51 142 29 146 07 149 83 153 58 157 33 161 05 164 77 168 48 172 17 175 86 179 53 183 19 186 84 190
257. tecimento do sinal em segundos Quadro 1 Configura es de sensor 3144 HART Fonte Autoria pr pria Engineering Units Depois de configurados os par metros desta tela clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor 2 CONFIGURA O DA SA DA ANAL GICA A faixa de medi o do transmissor pode ser configurada na sa da anal gica do dispositivo Para isso a partir da tela inicial da Figura 7 navegar entre as seguintes op es chegando at a tela referente sa da anal gica 2 Configure 2 Manual Setup 5 Analog Output Esta tela disponibiliza as configura es relativas ao comportamento do sinal anal gico bem como monitorar os valores em tempo real O par metro a ser configurado neste passo est presente no Quadro 2 Par metro Descri o Valor Define qual ser a vari vel prim ria PV do transmissor Temperatura do sensor 1 temperatura do sensor 2 m dia dos dois sensores ou primeiro bom Esta ltima op o utilizada em redund ncia de sensores Primary Variable is Quadro 2 Configura o da sa da anal gica 3144 HART Fonte Autoria pr pria Conclu do o ajuste acima clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor Em seguida clicar sobre a op o 5 PV Configuration Este comando necess rio para adequar os par metros do sinal de sa da 4 a 20 mA relacionados vari vel prim ria PV Os par metros a serem configurados neste passo est o pr
258. termistores com ou sem redund ncia Permite a leitura localmente atrav s de visor local ou remotamente na sala de controle Sua comunica o se d pelos protocolos HART ou FOUNDATION Fieldbus sendo que esta especifica o deve ser levada em considera o no momento da aquisi o do instrumento ROSEMOUNT 2012a Figura 3 7 Transmissor 3144 Fonte ROSEMOUNT 2012 70 Al m das fun es b sicas leitura e transmiss o o equipamento tamb m fornece diagn sticos relativos ao sensor tais como Degrada o do termopar valores m ximos e m nimos e drift do sensor perda de precis o ao longo do tempo ROSEMOUNT 2012a As fun es de diagn sticos s o acess veis por op es espec ficas para este fim ao acessar o instrumento com o uso do configurador port til ou sistema de controle O 3144 permite o uso de dois sensores simult neos no entanto para testar esta funcionalidade s o necess rios dois padr es de medi o de temperatura simult neos por transmissor O uso de duplo sensor n o foi abordado nos t picos que seguem mas pode ser simulado no laborat rio durante as atividades pr ticas da disciplina com o uso simult neo de dois calibradores TC 502 da Presys As configura es explanadas nos t picos a seguir s o tamb m aplic veis ao segundo sensor As conex es el tricas de alimenta o e dos sensores de temperatura s o feitas por uma s rie de terminais na parte traseira do transmissor conforme m
259. tes contidos nos dados Status O se Mestre Escravo indica seu estado e o que foi 2 se Escravo executado a comando do mestre Dados 0 a 253 Argumento relacionado com o processo valor da vari vel medida por exemplo Checksum 1 Controle de erros 41 O pre mbulo pode ter seu tamanho variado conforme a especifica o do dispositivo escravo O mestre sempre iniciar a comunica o com o maior tamanho poss vel e assim que receber a resposta do escravo ajustar o novo tamanho de acordo com a resposta recebida Pre mbulos maiores resultam em uma velocidade mais baixa de comunica o ANALOG SERVICES INC 2001 Cada dispositivo escravo possui um endere o nico na rede Quando uma mensagem enviada todos os dispositivos conectados analisam o seu conte do e apenas aquele que possuir o endere o para qual a mensagem foi destinada enviar uma resposta Nas revis es antigas do protocolo o endere o era definido por um conjunto de 4 bits o que possibilitava 15 dispositivos por rede Nas revis es mais atuais a compatibilidade com o endere amento de 4 bits foi mantido por m um novo campo com 38 bits foi adicionado ANALOG SERVICES INC 2001 Novas revis es do protocolo continuam em andamento Apesar de ser um protocolo considerado antigo desenvolvido em meados da d cada de 80 continua sendo um padr o bem aceito pela ind stria e adotado pelos principais fabricantes de instrumentos e sistemas de controle da atualidade HAR
260. tes topologias de rede tudo integrado a um nico sistema MOREAES 2007 Dentre os protocolos abertos de comunica o destacam se Profibus Modbus Ethernet FOUNDATION Fieldbus e HART Os dois ltimos ser o objeto de estudo deste trabalho O avan o recente em tecnologias de comunica o trouxe a integra o entre dispositivos para dentro da planta industrial As chamadas redes de campo possibilitam a utiliza o de um nico cabo interligando sensores transmissores e elementos finais de controle com o sistema de automa o reduzindo ainda mais o custo com cabeamentos e infraestrutura BEGA 2011 Uma tend ncia que vem sendo bem aceita no mercado leva a intelig ncia antes centralizada no controlador CLP ou SDCD para o campo Dispositivos com a tecnologia FOUNDATION Fieldbus possibiltam que a aquisi o de dados e algoritmos de controle proporcional integral e derivativo PID sejam executados localmente atrav s da rede de campo dispensado o uso de CLP ou SDCD BEGA 2011 Para um melhor entendimento destas tecnologias faz se necess rio uma abordagem te rica sobre o funcionamento de redes de computadores e protocolos de comunica o 29 2 2 REDES DE COMUNICA O No intuito de se reduzir a complexidade e facilitar o entendimento redes de computadores s o organizadas em camadas ou n veis distintos representados uns sobre os outros O n mero de camadas seus nomes e objetivos podem variar de uma tecnologia
261. tor TT302 iene 116 Quadro 3 12 Configura es do bloco Al TT302 tretas 117 Quadro 3 13 Configura es do bloco DISPLAY TT302 ie 118 Quadro 4 1 Configura es do bloco Al eee 130 Quadro 4 2 Configura es do bloco LCD 131 Quadro 4 3 Configura es b sicas do 3051 HART ereta 139 Quadro 4 4 Configura es de faixa do 3051 HART 140 Quadro 4 5 Configura es do visor local do 3051 HART 141 Quadro 5 1 Configura es do sees 154 Quadro 5 2 Configura es do bloco LCD 155 Quadro 5 3 Configura es b sicas do 3051 HART eee 160 Quadro 5 4 Configura es de faixa do 3051 HART 160 Quadro 5 5 Configura es do visor local do 3051 HART 161 Quadro 6 1 Configura es do bloco Al sss sss 170 Quadro 6 2 Configura es do bloco LCD sse 170 Quadro 6 1 Configura es b sicas do 3051 HART ereta 174 Quadro 6 2 Configura es de faixa do 3051 HART 174 Quadro 5 5 Configura es do visor local do 3051 HART 175 LISTA DE TABELAS Tabela 2 1 Partes de uma mensagem HART 40 Tabela 3 1 Caracter sticas de alguns t ermopares eee eee e eee eee 64 Tabela 3 2 Faixas de aplica o de term metros de resist ncia 65 Tabela 7 1 Valores de temperatura obtidos com 3144 HART sese 178 Tabela 7 2 Valores de corrente obtidos com 3144 HART 17
262. tornar ao primeiro menu Selecionar a op o IN e pressionar ENTER N D Escolher a fun o de entrada mA e pressionar ENTER 9 Selecionar a op o OUT e pressionar ENTER 10 Escolher a fun o de sa da Pressure e pressionar ENTER 11 Selecionar a op o P1 e pressionar ENTER 12 Zerar a refer ncia de press o de sa da Pressione a tecla gt e em seguida pressionar ENTER Iniciar a comunica o HART atrav s do comunicador de campo 475 a Conecte o comunicador de campo 475 ao circuito do experimento conforme a Figura 6 b No comunicador de campo 475 pressione e segure a tecla Liga Desliga at que a luz verde nesta tecla pisque e a tela do menu principal seja exibida conforme a Figura 7 c Toque no cone do aplicativo HART no menu principal do comunicador de campo Se um dispositivo HART alimentado estiver conectado ao comunicador de campo 475 o menu online do aplicativo HART aparece automaticamente d Acessando a fun o Online tela inicial do transmissor de press o diferencial 3051 HART exibida na tela do configurador 475 conforme a Figura 8 Menu Comumcador de Campo Ver 3 7 HAM HART 3091 E E VL Device setup HART Fieldbus ValveLink Mobile 1 Overview 2 Configure 3 Service Tools E A L 3 Configura es Aguardando PC Bloco de Notas Figura 7 rea de trabalho do 475 Figura 8 Tela Inicial do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Fonte Autoria pr pria Configura o do 3051 HART
263. trumenta o da Am rica ISA mudou seu nome em 1994 para Sociedade Internacional de Medi o e Controle por m a sigla ISA foi mantida Fieldbus Inc 2001 43 Os dispositivos de campo compartilham o mesmo cabeamento isto permite que estes se comuniquem uns com os outros sem a necessidade de um controlador central host As informa es compartilhadas pelos dispositivos fornecem mais do que a vari vel de interesse temperatura press o vaz o etc Os instrumentos podem ser configurados para efetuar o controle da malha localmente Fieldbus Foundation 2006 A arquitetura da rede divide se em dois n veis distintos O chamado n vel H1 destinado ao controle de processo interface de campo e integra o dos dispositivos Neste n vel os instrumentos de processo s o interligados por um cabeamento de par tran ado por onde circula o sinal de comunica o a uma taxa de 31 25 kbit s e tamb m a alimenta o em corrente cont nua CC A rede pode operar em n vel de seguran a intr nseca Fieldbus Foundation 2006 O segundo n vel chamado de Ethernet de alta velocidade HSE ou H2 utilizado como barramento de controle Sua tecnologia permite comunica o a uma taxa de 100 Mbit s e interliga os dispositivos de campo com a rede de controle e supervis o atrav s de equipamentos chamados Link Devices LD como mostra a Figura 2 11 Pode utilizar cabos UTP categoria 5e categoria 6 ou fibra tica Fieldbus Foundation 2006
264. tura do sensor 2 Displayed Variables Seleciona qual vari vel do transmissor ser Primary Variable exibida no display Precis o do valor exibido no display Pode se selecionar desde nenhuma at quatro casas decimais Possibilita habilitar ON ou desabilitar OFF a exibi o de uma barra gr fica no visor local do dispositivo Quadro 3 5 Configura o do visor local do 3144 HART Fonte Autoria pr pria Ap s configurados os par metros desta tela clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor Com estas configura es o dispositivo est pronto para sua opera o b sica 3 4 1 1 4 Calibra o e ajuste de temperatura O termo calibra o definido como a compara o do valor exibido pelo dispositivo neste caso o transmissor e o valor exibido por um padr o estando estes sob as mesmas condi es INMETRO 2007 O Instituto Nacional de Metrologia INMETRO define o termo padr o da seguinte forma Medida materializada instrumento de medi o material de refer ncia ou sistema de medi o destinado a definir realizar conservar ou reproduzir uma unidade ou um ou mais valores de grandeza para servir como refer ncia INMETRO 2007 p 53 Transmissores de temperatura s o fornecidos com curvas padr es de temperatura pr programadas Sabe se que sensores de temperatura sejam eles termorresistores ou termopares apresentam um desvio de sua curva ao longo do tempo o que causa imprecis o
265. urados os par metros desta tela clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor Com o aux lio do calibrador Presys PC 507 e a bomba manual de press o simular os valores de press o referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida Preencher a Tabela 1 com os valores obtidos Tabela 1 Valores de n vel obtidos com o 3051 HART Fonte Autoria pr pria Valor simulado Percentual da N vel medido antes da Corrente medida antes da mmH gt 0 faixa calibra o calibra o mA 500 0 250 25 0 50 250 75 500 100 3 CALIBRA O E AJUSTE DE PRESS O O ltimo passo da configura o do 3051 para a medi o de n vel a calibra o do sensor Nesta etapa o Calibrador de Press o Presys PC 507 ser utilizado como refer ncia padr o para a calibra o de press o do transmissor Para inicializar a calibra o de press o do 3051 a partir da tela inicial da Figura 8 executar a seguinte sequ ncia 3 Service Tools 4 Maintenance gt 1 Pressure Calibration Para a calibra o do transmissor s o necess rios pelo menos dois pontos da faixa de medi o O procedimento deve ser iniciado pela calibra o de zero Na tela atual do configurador 475 acessar a op o 3 Zero Ao clicar sobre esta op o os seguintes passos dever o ser executados 1 Deixar ambas as c maras de press o do 3051 abertas para a atmosfera e clicar em OK na tela do configurador 2 Aguardar a indica o do visor do 3051
266. uste acima clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor e em seguida retornar o modo do bloco para AUTO 2 CONFIGURA O DO BLOCO LCD O visor do transmissor pode ser configurado para exibir at quatro par metros alternadamente Para chegar aos par metros deste bloco a partir da tela ilustrada na Figura 8 executar a seguinte sequ ncia LCD All Os par metros b sicos para a configura o deste bloco s o apresentados no Quadro 2 Block Type 1 Define qual o tipo de bloco a ser exibido Al Block Block Tag 1 Define qual bloco ser exibido AIM Param Index 1 Qual par metro do bloco selecionado ser exibido OUT Units Tvpe 1 Tipo de unidade de engenharia Poder ser Auto da Mesma do bloco Custom Personalizada Quadro 2 Configura es do bloco LCD 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Conclu do o ajuste acima clicar em SEND para enviar os novos valores ao transmissor e em seguida retornar o modo do bloco para AUTO Com o aux lio do calibrador Presys PC 507 e a bomba manual de press o simular os valores de press o referentes a 0 25 50 75 e 100 da faixa medida de vaz o Preencher a Tabela 1 com os valores obtidos Tabela 1 Valores de vaz o obtidos com o 3051 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria Percentual da Vaz o Equivalente m h Vaz o medida antes da aian SImEa O faixa calibra o m h 0 mmH20 0 125 mmH 0 25 250 mmH2 0 50 375 mmH20 75
267. uste fino da bomba manual dever ser utilizado c c mara do calibrador PC 507 tem sua press o limitada a 30 PSI aproximadamente 2 bar 21 106 4 mmH20 d A inser o de uma press o acima do limite no transmissor pode vir a danificar de forma irrevers vel a c lula capacitiva e Tendo em vista as limita es mencionadas mas tamb m para que seja poss vel realizar a pr tica nos dados de processo teremos press o m xima de 500 mmH 0 Inicialmente precisa se determinar a vaz o m xima permitida pelo trecho de tubula o Qy K Ap Universidade Tecnol gica Federal do Paran Departamento Acad mico de Ir PR Eletrot cnica Disciplina de Instrumenta o Industrial ATIVIDADE PR TICA DE LABORAT RIO PR TICA 10 CALIBRA O DE TRANSMISSOR DE VAZ O 1 CONFIGURA ES B SICAS A partir da tela ilustrada na Figura 8 executar a seguinte sequ ncia chegando at a tela de configura es do sensor de press o 2 Configure gt 2 Manual Setup 1 Process Variables Os par metros necess rios para esta etapa s o apresentados no Quadro 1 Unidade de engenharia para medi o da press o l Fun o de transfer ncia do sinal de entrada pra o sinal de sa da Pode se escolher l Transfer Function l l linear Linear ou Ra z quadrada Quadro 1 Configura es b sicas do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Depois de configurados os par metros desta tela clicar em SEND para enviar os
268. vos enviem mensagens n o c clicas Desta forma instrumentos que necessitem publicar um alarme na rede ganham prioridade mesmo que n o estejam no momento correto de transmitir dados Fieldbus Foundation 20083 A Figura 2 21 ilustra o funcionamento de um macrociclo In cio A Ofset 0 para bloco da Macrociclio do dispositivo 1 Macrociclo do LAS Comunica o Aciclica iforiser 5o para Pi ifiblocoMO Macrocicio do Dispositivo 2 e em ad o dt Macrociclo Macrocicio Figura 2 21 Macrociclo Fonte Fieldbus Foundation 1996 Adaptado por Eduardo Quinalha 53 Um barramento pode operar com m ltiplos Link Master Caso o dispositivo LAS entre em falha um mestre secund rio assume sua fun o mantendo a opera o do barramento Fieldbus Foundation 2003 2 4 8 Camada de Usu rio A camada de usu rio do protocolo FOUNDATION Fieldbus compostas por blocos Um bloco uma representa o gr fica de diferentes par metros e fun es de um instrumento Todo dispositivo possui ao menos tr s tipos de bloco e Um bloco de recurso Resource block que define as caracter sticas do instrumento tais como o nome do dispositivo fabricante e n mero de s rie e Um bloco de transdutor Transducer block usado para configurar calibrar e definir os par metros do sensor como tipo do sensor faixa de medi o e modo de conex o com o processo e E uma s rie de blocos de fun o Function Blocks usado
269. xa de medi o 900 LRV Valor m nimo da faixa de medi o H Quadro 6 4 Configura es de faixa do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Ap s configurados os par metros de faixa de medi o clicar no bot o SEND para que o instrumento assuma os novos valores 175 6 4 1 2 Visor Local O visor local do transmissor Rosemount 3051 pode exibir at quatro vari veis alternadamente Para ter acesso a estas configura es a partir da tela inicial Figura 4 13 executar a seguinte sequ ncia 2 Configure 2 Manual Setup gt 3 Display O Quadro 5 5 indica os par metros desta tela que ser o utilizados para esta configura o Par metro Descri o Escolhe qual vari vel ser exibida no visor Display Options Quando selecionado Custom Meter Display permite ao usu rio personalizar a unidade de Display medida Custom Meter tower Range Value Limite inferior da vaz o medida O medida e a vaz o a ser exibida Quadro 6 5 Configura es do visor local do 3051 HART Fonte Autoria pr pria Ap s configurados os par metros do visor clicar no bot o SEND para que o instrumento assuma os novos valores 6 4 1 3 Calibra o e Ajuste de Press o Para ter acesso a tela de calibra o do 3051 exibida pela Figura 4 16 executar a seguinte sequ ncia a partir da tela inicial 3 Service Tools 4 Maintenance 1 Pressure Calibration O procedimento deve ser iniciado pela calibra o de zero Pa
270. xibida conforme a Figura 6 c Toque no cone do aplicativo HART no menu principal do comunicador de campo Se um dispositivo HART alimentado estiver conectado ao comunicador de campo 475 o menu online do aplicativo HART aparece automaticamente d Acessando a fun o Online tela inicial do transmissor de press o diferencial 3051 HART exibida na tela do configurador 475 conforme a Figura 7 Menu Comunicador de Campo Ver 377 HAM E TT301 eco VL ONLNE SINGLE UNIT HART Fieldbus ValveLink Mobile 1 INFO 2 CONF 3 MONIT E SA 4 CNTRL a th 5 TRIM Ea 6 MAINT Configura es Aguardando PC Bloco de Notas 7 ALARM SAVE HOME Figura 6 rea de trabalho do 475 Figura 7 Tela inicial do TT301 HART Fonte Autoria pr pria Fonte Autoria pr pria Configura o do TT301 HART A configura o b sica do transmissor de temperatura deve seguir as seguintes etapas Etapa 1 Configura o do tipo e conex o do sensor Etapa 2 Configura o da faixa de medi o e unidade de engenharia Etapa 3 Configura o do visor local Etapa 4 Calibra o e ajuste de temperatura OBS A Etapa 5 Calibra o e ajuste de corrente foi omitida deste roteiro de configura o devido a um erro no DD do transmissor TT301 Este erro impossibilita o ajuste de corrente do instrumento At o momento da elabora o deste roteiro n o existia uma atualiza o de software que resolva tal defeito 1 CONFIGURA O DO TIPO E CONEX O DO SENSOR A
271. xibir uma advert ncia de que este procedimento vai afetar a calibra o do sensor Clicar em NEXT 3 No calibrador TC 502 digitar a temperatura final da faixa de medi o 250 C e pressionar ENTER 4 Aguardar at que a indica o de temperatura no 475 estabilize e clicar em NEXT 5 Digitar no 475 a temperatura que est sendo gerada pelo calibrador 250 C e clicar em NEXT 6 Aguardar a finaliza o do procedimento e clicar em NEXT 7 Clicar em FINISH A Figura 3 32 ilustra as principais telas deste procedimento Sensor Input Trim Sensor 1 or Sensor 2 Enter 1 or2 NEXT CANCEL HELP Sensor Input Trim Select Trim Points O upper 1 lower 2 both a e 17 z 71819 SIE RI T TE mEBDEDR NEXT CANCEL HELP Sensor Input Trim Enter low trim reference input value in the range 200 to 850 degC fetal ler pala 718 9 SEE E QERSBDI NEXT CANCEL HELP 100 Sensor Input Trim Select Active Calibrator mode O Active calibrator off 1 Active calibrator on L a 4 es af tejo NEXT CANCEL HELP Sensor Input Trim Connect low reference input in the range 200 to 850 degC NEXT CANCEL HELP Sensor Input Trim Performing lower trim Please wait NEXT CANCEL HELP Figura 3 32 Calibra o de temperatura do 3144 FOUNDATION Fieldbus Fonte Autoria pr pria 101 3 4 2 Transmissores Smar TT301 e TT302 Os transmissores TT301 e TT302 Figura 3 33 do fabricante Smar funcionam de
272. xibir a press o atual no visor local Neste tipo de medi o a c mara de alta press o do instrumento ligada diretamente ao vaso deixando a c mara de baixa press o aberta para atmosfera Desta forma a press o resultante medida pelo instrumento ser a press o contida dentro do vaso subtra da da press o atmosf rica local A Figura 4 5 detalha a montagem Vaso Pressurizado O a 1 5 kgf cm Figura 4 5 Montagem do transmissor para medi o de press o em um vaso pressurizado Fonte Autoria pr pria 129 O calibrador deve ser configurado com o seguinte procedimento 1 ST A O Ligar o calibrador Tecla ON OFF e selecionar na tela a op o ON em seguida pressionar ENTER No menu inicial selecionar a op o CONF e pressionar ENTER Em seguida selecionar a op o Pe pressionar ENTER Selecionar a op o UNITOUT e pressionar ENTER Com aux lio das teclas direcionais selecionar a unidade de engenharia KG kgf cm e pressionar ENTER Pressionar a tecla C CE duas vezes para retornar ao primeiro menu Selecionar a op o OUT e pressionar ENTER Escolher a fun o de sa da Pressure pressionar ENTER Selecionar a op o P1 e pressionar ENTER 10 Zerar a refer ncia de press o da sa da Pressione a tecla e em seguida pressione ENTER As etapas necess rias para a configura o do transmissor s o 1 2 3 Configura o do bloco Al Configura o do visor local bloco LC
273. z o Disp e de uma c lula capacitiva diferencial sendo que suas c maras s o assim representadas e H C mara de alta press o e C mara de baixa press o 126 Ele possui em sua eletr nica um sensor de temperatura resistivo que possibilita a compensa o da leitura da press o em rela o a varia es de temperatura para uma exata representa o da vari vel medida O sinal de sa da pode ser anal gico em 4 a 20 mA com modula o digital HART ou comunica o digital pelo protocolo FOUNDATION Fieldbus A escolha de um dos protocolos de comunica o deve ser feita no momento da especifica o do produto ROSEMOUNT 2012c Para configurar o transmissor deve ser utilizado um configurador port til compat vel com o protocolo de comunica o utilizado neste caso HART ou FOUNDATION Fieldbus Neste trabalho foi utilizado o configurador Emerson 475 Figura 4 2 Transmissor de press o Rosemount 3051 Fonte ROSEMOUNT 2012c 4 5 1 1 Configura o do 3051 FOUNDATION Fieldbus para medi o de press o O transmissor 3051 FOUNDATION Fieldbus possui dois terminais de conex o na parte traseira destinados alimenta o e transmiss o de dados do instrumento A alimenta o fornecida pelos mesmos dois fios por onde ocorre a transmiss o digital pelo barramento de campo 127 A alimenta o do transmissor 3051 ser fornecida pelo calibrador de press o Presys PC 507 utilizando se dos terminais IN e OUT
274. za o internacional de desenvolvimento de arquiteturas de rede a International Standars Organization ISO prop s um modelo de refer ncia contendo sete camadas chamado modelo Open Systems Interconnection OSI mostrado na Figura 2 2 Seu objetivo a interconex o de sistemas abertos ou seja sistemas que podem comunicar com outros sistemas Neste modelo cada camada deve executar uma fun o bem definida e deve ser escolhida conforme a defini o de protocolos padronizados internacionalmente As interfaces devem ser especificadas para minimizar o fluxo de informa es e a quantidade de camadas deve ser o suficiente para que fun es distintas n o sejam desnecessariamente agregadas a uma mesma camada TANENBAUM 2008 31 Protocolo de aplica o Aplica o Aplica o Interface Apresenta o Apresenta o Transporte Transporte Sub rede de comunica o Protocolo da sub rede interna E Rede Ei ssa Rede Enlace E Enlace F sica F sica Roteador Roteador Figura 2 2 Modelo de refer ncia OSI Fonte Tanenbaum 2008 P 41 Embora o modelo OSI da ISO seja completo e detalhado pouco utilizado atualmente O modelo mais difundido hoje o modelo TCP IP TANENBAUM 2003 que se assemelha ao modelo anterior por m com menos camadas e aplica es mais pr ticas Figura 2 3 32 TCP IP OSI Aplica o Aplica o Apresenta o Dos N o presentes no modelo NEN Enlace de dados Host rede F si

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