Terminador de barramento Profibus-DP

Hoje eu estava lendo a análise anual do mercado de redes industriais realizado pela empresa HMS e algo me chamou bastante atenção. Mesmo com o cenário da pandemia que vivemos nos últimos anos, no estudo, a HMS concluiu que o mercado de redes industriais continua a crescer e que o crescimento total do mercado em 2022 deverá ser de +8%, confirmando a importância contínua da conectividade de rede nas fábricas.

Como esperado as redes ethernet continuam sendo destaque de crescimento, porém o que me impressionou de verdade foi saber que é esperado que o número real de nós de fieldbus instalados cresça 4% em 2022 em comparação com o ano passado, após vários anos de declínio. Acredita-se que a razão subjacente seja o fato de que as fábricas favorecem soluções de rede industrial estabelecidas em tempos incertos como esses devido aos efeitos do corona vírus e à situação desafiadora dos componentes. Isso é algo que nos leva a refletir a importância das redes seriais ainda nos dias de hoje.

Dentre essas redes seriais a rede PROFIBUS continua sendo o fieldbus mais instalado com 7% de participação de mercado, seguido pelo Modbus-RTU com 5% e CC-Link com 4%.

Essas informações me levaram a decidir escrever esse artigo para falar um pouco justamente sobre a rede PROFIBUS DP.

Minha história com o PROFIBUS DP começou em 2011 e de lá para cá já vivi muita coisa com esse fieldbus. Se você trabalha na indústria, seja na área de manutenção ou engenharia, com certeza já se deparou com o cabinho roxo do PROFIBUS DP em algum painel por aí. Por diversas indústrias que passei, sempre notei uma dúvida comum em relação à instalação e manutenção da rede PROFIBUS, pelo corpo técnico, e isso sempre causou muitos problemas para o time da manutenção. Um ponto de destaque, que é o foco desse artigo são os terminadores de barramento de uma rede PROFIBUS.

Terminador de barreamento PROFIBUS. Você sabe qual é a função e quando devem ser ativados?

Bem caso você não saiba, não se preocupe, ao final desse artigo você terá todas as informações necessárias para que isso nunca mais seja um problema para você.
A primeira coisa que vamos entender é o que vem a ser um terminador de rede. O terminador é uma impedância que se acrescenta na rede Profibus com a função de casar a impedância da rede.

Quanto maior for o comprimento da rede, maior poder ser a distorção dos sinais. O terminador elimina erros de comunicação por distorções de sinais. Vale a pena ainda lembrar que se não colocarmos o terminador, o cabeamento funciona como uma antena, facilitando a distorção de sinais e aumentando a susceptibilidade a ruídos. A impedância característica é o valor da carga, que colocada no final desta linha, não reflete nenhuma energia, ou em outras palavras, é o valor da carga que proporciona um coeficiente de reflexão zero, ou ainda, uma relação de ondas estacionárias igual a um.

PROFIBUS DP

Algo que você deve entender é que o uso do terminador em uma rede PROFIBUS DP não é opcional, caso você negligencie o seu uso ou utilize de forma incorreta, certamente terá muito problemas (vai por mim).

É obrigatório o uso dos terminadores de barramento, onde sua ausência causa o desbalanceamento, provocando atraso de propagação, assim como a oscilações ressonantes amortecidas causando transposição dos níveis lógicos (thresholds), e, além disso, melhora a margem de ruído estático. No Profibus-DP, os terminadores são ativos, isto é, são alimentados, os níveis de sinais devem estar entre 4.0 e 7.0V

Há necessidade da terminação ativa no barramento no começo e fim de cada segmento, para manter a integridade do sinal de comunicação, ambos terminadores devem ser energizados.
Para não ter problemas com sua rede por causa dos terminadores alguns cuidados devem ser tomados. Pelo fato dos terminadores serem ativos, um erro comum que se comete é colocar como escravo DP as estações de trabalho onde em uma queda de energia ou reset do microcomputador, as linhas de alimentação balançam, e isso causa desbalanceamento da red.

Outro problema também é a ativação incorreta do terminador que causa o descasamento de impedância e reflexões do sinal, uma vez que além do terminador ainda tem cabo com sua impedância.

Na imagem podemos ver a forma de onda do PROFIBUS DP, que é característica de outro problema, ter apenas um terminador no barramento.
A falta de terminação que pode ser observada na figura da esquerda promove o não casamento de impedância e faz com que o cabo PROFIBUS fique susceptível à reflexão de sinal, atuando como uma antena.
Na forma de onda à direita, podemos ver a terminação adequada. Eu lembro que sempre passei para o pessoal da manutenção uma dica bem simplória, porém que ajuda muito quando se tem dúvida se o terminador deve ou não estar ativado no conector do dispositivo no barramento PROFIBUS.

A dica é a seguinte: Observe os cabos que entram e saem do conector, se houver apenas um cabo entrando no conector, é provável que esse device esteja no início ou no fim do segmento e nesse caso o terminador deve estar
ligado (posição ON).

Agora se no conector você observar que existe um cabo entrando e outro cabo saindo, isso quer dizer que se você ativar o terminador vai derrubar a linha que esta saindo do conector, nesse caso mantenha o
terminador desligado (posição OFF).

Então grave isso para não errar mais, um cabo somente = terminador ON, dois cabos = terminador OFF

Agora dependendo do tamanho da sua rede e da quantidade de dispositivos que estão inseridos nela pode ser bem complicado abrir painel por painel a fim de detectar, por exemplo, um erro de terminador ativado ou desativado indevidamente, ou até mesmo descobrir que, por exemplo, um dos resistores que fazem parte do circuito do conector esteja com defeito (pode acreditar isso é mais comum do que você pensa).

Analisar uma rede PROFIBUS pode ser uma tarefa árdua e complexa!

Quando vamos realizar qualquer tarefa sem as ferramentas adequadas, algo simples como identificar um problema em um terminador de barramento pode se tornar um enorme desafio.
Por isso é muito importante que você como profissional da automação/manutenção tenha acesso a um analisador de rede PROFIBUS. Isso vai tornar as suas atuações muito mais assertivas e eficientes.
E cá pra nós, em um momento de parada de linha em uma indústria, seja ela qual for, cada segundo conta, sendo assim precisamos estar preparados e com os recursos adequados para atender as necessidades da produção.

Um analisador que eu gosto bastante para trabalhar com a rede PROFIBUS, seja na sua versão DP ou PA, é o analisador da empresa Toledo e Souza, que é uma empresa nacional e que possui produtos de extrema qualidade.
A TS sempre inova trazendo ferramentas intuitivas para execução de serviços de análises, diagnóstico e certificação de rede PROFIBUS, o que nos proporciona a entrega de resultados rápidos e de forma simples.

TS Analisador de Rede PROFIBUS

O analisador PROFIBUS traz praticidade diária e simplicidade no uso, onde em poucos cliques é possível obter informação de maneira direta, clara e em português.

O analisador da TS é uma ferramenta dedicada à análise de redes PROFIBUS DP e PA, possibilitando leituras fiéis e precisas

Com ele você pode acompanhar a qualidade da comunicação em tempo real, fazer manutenção preventiva e corretiva de maneira simples, e como consequência vai facilitar e muito o trabalho das equipes de manutenção e integração.
Com certeza identificar problemas como o abordado nesse artigo sobre terminação de barramento vai se tornar algo simples e rápido para se resolver e o melhor de tudo é que como a interface é muito amigável você não precisa ser um especialista em redes industriais para resolver a maioria dos problemas.

Algo bem bacana que temos na ferramenta da TS é a função de agenda e exportação de dados com cadastro dosusuários, que torna a emissão de relatórios uma tarefa muito rápida e muito bacana para dar uma credibilidademaior na sua analise.

Segundo a TS esse analisador foi Idealizado para profissionais que trabalham na manutenção e integradores de redes PROFIBUS com intuito de facilitar toda a operação.
Se você ainda não possui uma ferramenta como essa para analisar a sua rede PROFIBUS eu recomendo fortemente que você considere trabalhar com o analisador.

Acredite, nesses 11 anos que trabalho com a rede PROFIBUS, principalmente na sua versão DP, já passei por diversas situações onde não tinha uma ferramenta como essa para auxiliar e posso garantir que um analisador como esse muda muito a qualidade das suas intervenções e soluções de problemas em redes PROFIBUS.

Monitoramento contínuo de redes PROFIBUS

Conheça mais detalhes sobre a linha de monitoramento da TS que tem como principal objetivo trazer informações claras aos manutentores para corretivas e preditivas, dados para auxiliar gestores no planejamento e acompanhamento.

Em breve espero estar fazendo algumas aulas no meu canal do YouTube para apresentar melhor a ferramenta. Se você tem interesse em aprender mais sobre esse tema de manutenção em redes PROFIBUS quero te convidar a conhecer o meu trabalho acessando o meu canal do YouTube, onde tenho diversos conteúdos sobre redes industriais e automação.

Vou deixar abaixo os links para o meu canal e também o link da página da Toledo e Souza onde você pode obter mais informações sobre o analisador PROFIBUS.

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