O dispositivo multifuncional de medição de energia UMG 96RM-PN é um gênio da comunicação com interface PROFINET integrada.

O analisador de energia UMG 96RM-PN é usado para determinar a qualidade da energia e mede correntes harmônicas até a 40ª corrente harmônica. Possui duas saídas digitais e três entradas e saídas digitais adicionais, que podem ser especificadas conforme necessário. Duas entradas adicionais também estão incluídas (analógica, temperatura ou entrada de corrente residual (RCM)).

Para levar a Ethernet do escritório para o campo do sistema, são necessárias várias melhorias; a mais importante é a capacidade em tempo real. Dependendo da aplicação, uma Ethernet industrial comercializável deve lidar com aplicações de segurança ou toda a gama de tecnologia de acionamento, até o controle de movimento síncrono com tempos de ciclo inferiores a um milissegundo.

Você pode conseguir isso usando uma distribuição inteligente de protocolos por meio da estrutura do sistema em camadas OSI. Isso resulta em muitas soluções. Uma das mais comuns é o padrão aberto PROFINET, que também oferece uma grande proteção ao investimento. Os sistemas de barramento de campo existentes, como Profibus DP, Profibus PA, interface AS e interbus, podem ser incluídos nos dispositivos de campo existentes sem a necessidade de alterações.

O PROFINET já economiza custos durante a instalação, engenharia e comissionamento. O operador se beneficia posteriormente de sua facilidade de extensão e alta disponibilidade graças a subsistemas que funcionam de forma autônoma. Assim, o PROFINET está presente em todas as aplicações na construção de máquinas e sistemas: na indústria automotiva, na indústria de papel, no processamento de plásticos, na tecnologia de transporte, na indústria alimentícia e na engenharia de processos.

É óbvio que essa estrutura de comunicação também pode ser usada para capturar dados de energia orientados para máquinas. A Janitza usou a comprovada linha de dispositivos UMG 96 como base para desenvolver um especialista em PROFINET: o UMG 96RM-PN – um dispositivo de medição que é muito mais do que uma versão padrão com uma interface PROFINET montada em flange.

O UMG 96RM-PN está equipado com duas interfaces Ethernet em conformidade com PROFINET IO-IRT e um switch integrado. As topologias de linha familiares são utilizadas para exibir a estrutura da tecnologia de barramento de campo de uma forma que cumpre as normas. Os parâmetros podem ser definidos e a configuração realizada completamente no ambiente Step 7® ou no portal TIA. Todos os valores medidos são exibidos diretamente no canal de dados de processo do PLC. Suas entradas e saídas digitais podem ser utilizadas tanto via Modbus quanto via PROFINET. Duas entradas analógicas estão disponíveis para 0-30 mA ou para capturar temperaturas. Um canal de medição de corrente separado de 5A pode monitorar o condutor neutro, por exemplo.

Todas as medições relevantes podem ser exibidas na página inicial do próprio dispositivo. Uma interface REST permite que os valores medidos e os parâmetros de configuração sejam consultados a partir da interface HTTP. Um destaque é o monitoramento integrado de corrente residual (RCM), que pode ser usado para detectar falhas de isolamento em um estágio inicial. Isso aumenta a disponibilidade do sistema e reduz o risco de incêndio.

Há alguns anos, o modelo clássico de planejamento e a tecnologia de fornecimento de energia elétrica vêm mudando devido a muitas circunstâncias externas. Os requisitos para redes mais eficientes desempenham um papel tão importante quanto a energia de alimentação cada vez maior proveniente de fontes renováveis. Na maioria das vezes, essas influências afetam a rede de baixa tensão. Podem ocorrer estados operacionais críticos e sobrecargas, pois as redes planejadas de forma clássica não foram dimensionadas para isso.

As estações de rede locais estão se tornando cada vez mais nós inteligentes: elas assumem tarefas que vão desde a medição pura até a localização de falhas, detecção de falhas, análise da qualidade da energia e controle remoto completo ou até mesmo automação. Especialmente ao modernizar estações de rede locais existentes, as seguintes condições gerais devem ser levadas em consideração.

A captura de dados de energia tem se tornado cada vez mais importante nos últimos anos. Isso se deve menos ao fator custo em si, mas mais à percepção de que somente a captura de dados de energia ajustada e com alta resolução temporal pode permitir as economias desejadas. Para isso, a tecnologia de medição deve ser integrada aos sistemas existentes – mesmo em operação contínua, quando possível.

O PROFINET é ideal para essa tarefa, pois esse padrão permite que ele seja facilmente integrado a sistemas de barramento de campo existentes, como Profibus DP, Profibus PA, etc. Isso também permite que dispositivos de medição como o UMG 96RM-PN sejam integrados ao nível do barramento de campo sem complicações.

A instalação simples reduz os custos. Além disso, é possível migrar de estruturas centralizadas para descentralizadas. Não são necessários componentes de infraestrutura adicionais, pois o UMG 96RM-PN já possui um interruptor e duas interfaces PROFINET integradas e, portanto, permite a configuração de estruturas de linha.

O UMG 96RM-PN não só permite a captura contínua de consumidores, como também permite a monitorização de corrente residual (RCM). A RCM pode ser utilizada para detetar falhas que seriam apenas parcialmente percebidas – ou mesmo totalmente ignoradas – por um único sistema. O usuário pode, portanto, reagir antes que os fusíveis ou dispositivos de corrente residual (RCD) desliguem os sistemas afetados ou os circuitos de alimentação das tomadas. Isso se aplica, em particular, a correntes residuais que aumentam silenciosamente (por exemplo, desencadeadas por uma falha de isolamento), correntes operacionais excessivamente altas e qualquer outra sobrecarga de partes do sistema e consumidores.

No entanto, o RCM pode fazer ainda mais: reduzir o risco de incêndio. Com um fluxo de corrente suficientemente alto (com um curto-circuito à terra ou um curto-circuito de baixa resistência correspondente), o dispositivo de proteção a montante desconecta os consumidores elétricos da rede. No entanto, se a corrente residual for muito baixa, o dispositivo de proteção não será acionado. Se a potência de falha registrada exceder um valor de aproximadamente 60 Watts (aproximadamente 261 mA a 230 V), ainda existe risco de incêndio.

Ao definir parâmetros (ou seja, estipulando a corrente residual típica em condição “BOA”) para o sistema em condição nova e monitoramento constante, todas as alterações no estado do sistema após o ponto de partida podem ser detectadas. Isso também permite visualizar correntes residuais crescentes.

Portanto, o RCM no UMG 96RM-PN não apenas aumenta a disponibilidade do sistema, mas também reduz o risco de incêndio.

O UMG 96RM-PN é certificado para PROFINET e é adequado para o uso de PROFIenergy. Um certificado PROFINET atesta uma resposta em conformidade com as normas de acordo com a IEC 61158 dentro de uma rede PROFINET e, portanto, garante um alto padrão de qualidade.

PROFIenergy é um perfil para gerenciamento de energia em sistemas de produção, baseado em PROFINET. Os consumidores de energia dentro do sistema podem, portanto, ser controlados usando comandos abertos e padronizados. O uso do PROFIenergy significa que sistemas externos com fiação fixa não são mais necessários.