ACDC: Dados Digitais em Infraestrutura Analógica

Num mundo onde a otimização e automatização de processos baseados em dados são cruciais para o sucesso económico, a capacidade de aceder a todas as informações necessárias é fundamental.

No entanto, muitas indústrias ainda enfrentam o desafio de sistemas de transmissão de dados desatualizados que não conseguem lidar com a crescente quantidade de informações geradas por dispositivos de campo inteligentes.

A solução tradicional para esse problema tem sido o protocolo HART (Highway Addressable Remote Transducer). Embora o HART seja adequado para aplicações complexas que exigem a integração de diversos componentes, ele pode ser excessivamente sofisticado para tarefas mais simples, como a transmissão de dados adicionais do transmissor.

Além disso, a implementação do HART pode ser dispendiosa e exigir a substituição da infraestrutura existente.

Diante desse cenário, surge o ACDC como uma alternativa complementar ao HART, permitindo a transmissão de dados digitais de forma rápida e económica através de linhas analógicas de 4-20 mA.

A história do 4-20 mA

Para entender a relevância do ACDC é importante conhecer a história do padrão 4-20 mA.

Originalmente, os instrumentos eletrónicos utilizavam soluções pneumáticas que operavam com um sinal de 3-15 psi. Com a evolução da tecnologia, os dispositivos eletrónicos analógicos passaram a utilizar amplificadores magnéticos, que requeriam um offset zero de 10 mA.

Com a introdução do transistor, foi possível desenvolver dispositivos que consumiam menos corrente. O padrão 4-20 mA foi escolhido como uma combinação do desejo de trabalhar com valores inteiros, consumir o mínimo possível de energia e manter a familiar proporção de 1:5.

Por que razaõ deve usar 4-20 mA hoje em dia?

Embora existam tecnologias mais recentes para a transmissão de dados, o padrão 4-20 mA ainda é amplamente utilizado devido a uma série de vantagens:

Infraestrutura existente: Cerca de 90% a 95% da infraestrutura de informação existente consiste em sistemas de 4-20 mA. A substituição completa dessa infraestrutura seria extremamente dispendiosa.

Custos de instalação: Os custos de uma nova instalação de cabos podem exceder os custos de aquisição do sistema de deteção de gás.

Alimentação de energia: Em alguns casos, o 4-20 mA é a única forma de alimentar os sensores com energia suficiente, especialmente em longas distâncias.

Simplicidade e confiabilidade: O conceito de 4-20 mA é simples, confiável e económico.

As limitações do 4-20 mA e a ascensão do ACDC

Apesar das suas vantagens, os sistemas de 4-20 mA têm limitações. Durante o funcionamento normal, apenas os valores de medição puros podem ser transmitidos. A norma NAMUR NE 43 define recomendações para a normalização das informações de erro, mas não oferece uma solução completa para a transmissão de dados adicionais.

É nesse contexto que o ACDC se destaca. Ao sobrepor uma modulação de amplitude ao sinal de corrente de 4-20 mA, o ACDC permite a transmissão de um fluxo de dados digitais sem a necessidade de substituir a infraestrutura existente.

As vantagens do ACDC

O ACDC oferece uma série de vantagens em relação ao HART e outras soluções de transmissão de dados:

Não é necessário instalar novos cabos: O ACDC utiliza a infraestrutura existente de 4-20 mA, eliminando a necessidade de investimentos dispendiosos em novas instalações.

Troca gradual de transmissores: A transição para o ACDC pode ser feita de forma gradual, substituindo os transmissores antigos por transmissores compatíveis com o ACDC durante os ciclos de manutenção normais.

Taxas de transferência elevadas: O ACDC permite taxas de transferência de até 38.400 bit/s, em comparação com os 1.200 bit/s do HART.

Adequado para zonas Ex: O ACDC pode ser utilizado em áreas classificadas como zonas Ex, onde há risco de explosão.

Longo alcance: O ACDC oferece um alcance de mais de 1.200 metros.

Protocolo padrão: O ACDC utiliza o protocolo Modbus/RTU, que é amplamente utilizado e estabelecido.

Solução económica: O ACDC é uma solução económica para a transmissão de dados digitais através de linhas analógicas de 4-20 mA.

Failover analógico: O sinal analógico de corrente utilizado como portadora continua a ser totalmente funcional e serve de backup em caso de um erro na transmissão digital.

O futuro do ACDC

O ACDC está em constante desenvolvimento, com o objetivo de integrar o protocolo em diversas séries de equipamentos e desenvolver novos processos de serviço, manutenção e conformidade.

Além disso, o ACDC oferece a possibilidade de integrar alarmes e leituras de equipamentos de deteção portátil de gases no sistema de deteção de gás estacionário, melhorando a segurança no local de trabalho.

Embora o ACDC tenha começado no domínio da deteção de gases, suas aplicações não se limitam a essa área. O protocolo pode ser utilizado em diversos setores da indústria, e a GfG está trabalhando em conversores para outros protocolos, facilitando a comunicação entre sistemas.

Se também enfrenta o desafio de transmitir dados digitais através de uma infraestrutura analógica existente, o ACDC pode ser a resposta.