Comissionamento de redes AS-Interface sem suposições

A AS-Interface (ASi) costuma ser descrita como uma rede de campo simples de dois fios, mas um comissionamento confiável exige mais do que conectar módulos ao cabo amarelo e atribuir endereços. A rede combina comunicação e distribuição de energia no nível dos atuadores e sensores, portanto a qualidade da fiação, a queda de tensão, o controle de endereços e a configuração do mestre influenciam o mesmo resultado.

Entenda a rede antes de energizá-la

Um segmento ASi normalmente inclui um mestre ou gateway, uma configuração de alimentação adequada, cabo ASi plano ou redondo e módulos de campo endereçados. O mestre troca ciclicamente dados de processo com os nós e informa os diagnósticos da rede ao controlador. Um gateway também pode conectar o segmento a uma rede de nível superior, mas o protocolo compatível e o mapeamento de dados são específicos de cada produto. Confirme o número exato do catálogo e o manual de engenharia em vez de presumir que todo gateway é compatível com a mesma interface de CLP.

ASi-3 e ASi-5 podem coexistir em sistemas modernos, mas sua capacidade de dispositivos, modelo de dados e temporização não são intercambiáveis. A visão técnica da AS-International descreve o ASi-5 como capaz de fornecer um ciclo fixo de 1,27 ms para até 384 bits de entrada e 384 bits de saída, enquanto a temporização do ASi-3 depende do número de escravos participantes. Trate esses valores como orientações de arquitetura e verifique o mestre, os módulos e o perfil selecionados na documentação do fabricante.

Crie um registro de comissionamento

Comece com um diagrama da rede que identifique o mestre, cada módulo, todas as derivações, o comprimento dos cabos, os pontos de injeção de energia e as cargas conectadas. Registre o endereço planejado ao lado da localização física do módulo. Isso evita a falha comum em que um dispositivo de reposição recebe um endereço existente ou um módulo é instalado na estação errada.

Calcule a demanda de corrente em vez de contar os dispositivos. Inclua a eletrônica interna de cada nó, as cargas dos sensores alimentadas pelo módulo e as cargas dos atuadores conduzidas pela alimentação auxiliar. Em seguida, estime a queda de tensão ao longo do tronco e das derivações reais. Os limites de comprimento do cabo e a corrente disponível dependem do conceito de tensão, da fonte de alimentação e da geração do equipamento; a documentação da AS-International lista limites diferentes para configurações de 24 V e 30 V. Use a menor tensão permitida no dispositivo carregado mais distante como critério de aceitação.

Faça a fiação e inspecione a camada física

Verifique a polaridade dos cabos, a orientação dos conectores e os dispositivos de perfuração aprovados antes de fechar os módulos. O cabo plano perfilado ajuda a evitar a inversão, mas não compensa uma base incompatível, uma vedação danificada ou uma penetração incompleta. Sempre que possível, mantenha o roteamento dos cabos de comunicação afastado dos condutores de alta corrente e dos cabos de motor de inversores de frequência. Quando o cruzamento for inevitável, faça-o em ângulos retos e mantenha as práticas de equipotencialização e blindagem especificadas para a instalação ao redor.

Inspecione cada penetração quanto ao encaixe correto, ao alívio de tensão e à vedação ambiental. Se um módulo for movido, não presuma que a perfuração antiga seja automaticamente aceitável para o grau de proteção do invólucro. Siga as instruções de reparo do fabricante do cabo e do conector. A entrada de umidade e contatos mal ajustados podem criar falhas intermitentes que parecem problemas de software ou de endereço.

Enderece os nós de forma deliberada

Aplique energia com as cargas de campo isoladas, quando o projeto do equipamento permitir. Primeiro, verifique o status do mestre e da alimentação; em seguida, conecte ou habilite os nós em uma sequência controlada. Atribua cada endereço a partir do diagrama aprovado e identifique fisicamente o módulo. Uma ferramenta de comissionamento ou endereçamento pode ajudar a identificar os nós conectados, ler os endereços e revelar duplicidades antes que o programa do CLP seja envolvido.

Após o endereçamento, compare a lista detectada com o projeto. Resolva imediatamente os nós ausentes, inesperados e duplicados. Não deixe o programa do controlador mascarar entradas ausentes ou forçar saídas apenas para continuar um teste. Para trabalhos de substituição, arquive o perfil do nó original e os dados de parâmetros para que a peça sobressalente possa ser configurada sem depender da memória.

Valide o mapeamento de dados e o comportamento à prova de falhas

A rede pode estar eletricamente saudável enquanto o CLP interpreta o bit ou canal errado. Force apenas condições de teste aprovadas e rastreie cada sensor e atuador desde o ponto de campo, passando pelo módulo ASi, pelo mapeamento do gateway e pela tag do controlador. Confirme a polaridade do sinal, a ordem dos canais, a escala quando forem usados dados analógicos e o comportamento dos bits de diagnóstico.

Teste as falhas intencionalmente: desconecte um nó, remova a alimentação auxiliar dos atuadores, abra uma derivação e provoque uma mudança segura no estado de um sensor. Verifique se o mestre informa o endereço correto, se o CLP recebe uma condição de diagnóstico útil e se a máquina entra no estado seguro ou controlado projetado. A recuperação da rede também deve ser observada; um nó que retorna não deve causar uma reinicialização indesejada.

Diagnostique na ordem correta

Para várias falhas simultâneas de nós, comece pela alimentação do segmento, pela polaridade e pelo mestre. Para um único nó ausente, verifique o endereço, o conector e a tensão local. Para erros intermitentes, inspecione o registro de eventos e procure padrões relacionados ao movimento da máquina, à operação de contatores, à carga do inversor de frequência ou a mudanças ambientais. Meça a tensão sob carga no local afetado, e não apenas na fonte de alimentação.

Um analisador de barramento ou testador dedicado pode revelar erros de telegrama e comportamentos dos nós que uma palavra de status do CLP resume como uma falha genérica. Use essas medições junto com a inspeção física. Substituir um mestre pode ocultar temporariamente uma conexão de alta resistência ou um segmento sobrecarregado sem corrigir a causa raiz.

Controle as alterações após a entrega

Salve a lista final de nós, os endereços, a configuração do gateway, o mapeamento do controlador e as tensões medidas do segmento. Mantenha um diagrama atualizado da rede no sistema de manutenção e defina como os módulos de reposição serão endereçados. Ao adicionar dispositivos, repita o cálculo de corrente e queda de tensão em vez de presumir que endereços disponíveis significam capacidade elétrica disponível.

Engenheiros que avaliam equipamentos adjacentes de redes de campo podem consultar a coleção Comunicação e redes e o catálogo de automação industrial completo. Para limites de protocolo e orientações atuais de projeto, consulte a visão técnica da AS-International. Um registro de comissionamento disciplinado transforma a ASi de um método conveniente de fiação em um subsistema de controle de fácil manutenção.