Introdução
O Módulo CANopen Slave 8 entradas termopar (DN-1824) é uma solução de aquisição de temperatura projetada para ambientes industriais que utilizam barramento CANopen. Este módulo da ICP DAS converte sinais de termopar em dados digitais com compensação de junta fria, isolamento galvanicamente reforçado e integração nativa ao perfil CANopen, entregando medição de temperatura confiável para aplicações de aquisição de dados, IIoT e controle de processo. Desde o primeiro frame NMT até o mapeamento de PDOs, o DN-1824 oferece as funcionalidades necessárias para sistemas de automação exigentes.
Em termos técnicos, o DN-1824 suporta múltiplos tipos de termopar (K, J, T, N, S, R), oferece resolução de leitura em subgraus dependendo do tipo e taxa de amostragem configurável por canal. O módulo inclui isolamento entre canais e entre a lógica/CAN e a fonte de alimentação, reduzindo loops de terra e ruído em ambientes com alto potencial eletromagnético. Conceitos como MTBF (Mean Time Between Failures), proteção EMC conforme IEC 61000-6-2/4 e conformidade elétrica são considerados no projeto para garantir disponibilidade contínua.
Este artigo detalha a arquitetura técnica, especificações, guias de instalação e integração com SCADA/IIoT, comparações e casos de uso para ajudar engenheiros de automação, integradores e compradores técnicos a especificarem corretamente o DN-1824 em seus projetos. Referência: para mais artigos técnicos consulte: https://blog.lri.com.br/
Visão geral técnica do Módulo CANopen Slave 8 entradas termopar (DN-1824) e principais características
O DN-1824 atua como um nó CANopen Slave compatível com perfil Device Profile para medição analógica, permitindo configuração via SDO e comunicação rápida via PDO. Seu firmware suporta mapeamento de PDOs multi-variável, alarmes de limite e leitura síncrona ou assíncrona, o que é essencial para malhas de controle que exigem determinismo. A arquitetura interna inclui condicionamento de sinal por canal, ADC de alta resolução e FPGA/dSP para linearização de termopar.
Os tipos de termopar suportados incluem K/J/T/N/S/R, com compensação automática de junta fria (Cold Junction Compensation — CJC) e filtragem digital configurável por software. A faixa típica de leitura varia de -270 °C até +1768 °C dependendo do tipo, com precisão especificada por calibração de fábrica e tolerâncias por tipo de termopar. O isolamento galvânico entre entradas, CAN e alimentação é projetado para suportar picos de surto e reduzir interferência, tipicamente >1500 VDC.
Fisicamente, o módulo é compacto para montagem em trilho DIN, com bornes removíveis para cabos de termopar, LED de diagnóstico para estado CANopen (NMT), status de canal e erros de sensor. A alimentação costuma ser 10–30 VDC com proteção contra inversão de polaridade e circuito de proteção contra sobretensão, permitindo instalação em painéis industriais com PFC em fontes próximas e retorno de aterramento controlado.
Principais aplicações e setores atendidos pelo DN-1824
O DN-1824 é altamente indicado em fornos industriais e processos térmicos em siderurgia, onde múltiplos termopares monitoram zonas de aquecimento para controle fino de perfil térmico. Nestes ambientes, a resistência a ruído e o isolamento são críticos para evitar leituras incorretas que possam comprometer qualidade do produto. A integração nativa CANopen simplifica a rede de sensores em linhas de produção com PLCs ou gateways CANopen-to-Ethernet.
No setor alimentício e farmacêutico, o módulo fornece registros de temperatura para conformidade com normas de processo e validação, enquanto em utilitários e energia é empregado em monitoramento de equipamentos térmicos e testes de desempenho. Em P&D e laboratórios, a capacidade de múltiplas entradas com alta resolução e logging via gateway IIoT facilita experimentos com curvas térmicas e análises estatísticas.
Além disso, integradores de sistemas e OEMs que desenvolvem máquinas com requisitos de Indústria 4.0 se beneficiam do DN-1824 por sua compatibilidade com arquiteturas distribuídas, reduzindo cabeamento e oferecendo diagnóstico local que alimenta sistemas de manutenção preditiva e analytics na nuvem.
Especificações técnicas do DN-1824 (Tabela de fácil leitura)
A tabela abaixo resume os parâmetros essenciais para especificação técnica e comparação rápida durante aquisições.
| Parâmetro | Especificação típica |
|---|---|
| Número de canais | 8 entradas termopar |
| Tipos de termopar suportados | K, J, T, N, S, R |
| Faixa de medição | Depende do tipo (ex.: K: -200 a +1372 °C) |
| Precisão | Ex.: ±0.3 °C (varia por tipo e faixa) |
| Resolução | 0.1 °C ou melhor (configurável) |
| Taxa de amostragem | Até N amostras/s por canal (configurável) |
| Isolamento | Galvânico >1500 VDC entre I/O, CAN e alimentação |
| Alimentação | 10–30 VDC, proteção contra inversão |
| Consumo | Típico < 1 W (varia conforme operação) |
| Temperatura operacional | -20 a +70 °C |
| Dimensões | Montagem DIN-rail compacta |
| Certificações EMC | IEC 61000-6-2, IEC 61000-6-4 (tipicamente) |
| Protocolo | CANopen (NMT, SDO, PDO) |
| MTBF | Especificado pelo fabricante (ex.: >100.000 h) |
Limites de operação, ambiente e normas aplicáveis
O módulo foi projetado para operar em faixas industriais padrão, tipicamente de -20 °C a +70 °C com umidade relativa de até 90% sem condensação. Recomenda-se instalação em painéis com ventilação quando exposto a temperaturas próximas ao limite superior. Para ambientes severos, verifique versões com conformidade estendida ou caixas IP marítimas.
Em termos de normas, além das normas EMC (IEC 61000), o projeto considera práticas de segurança elétrica como IEC/EN 62368-1 para equipamentos industriais e compatibilidade com dispositivos médicos quando aplicável (IEC 60601-1). Para aplicações críticas peça certificações e relatórios de teste ao fornecedor, além de considerar requisitos locais para calibração (rastreabilidade metrológica).
Recomenda-se manter distância de fontes de altas correntes e circuitos com PFC ativo sem filtragem adicional e utilizar cabos trançados e blindados para termopares. O aterramento correto e o uso de resistores de referência quando necessário reduzem ruído e garantem conformidade com requisitos de integridade de sinal.
Importância, benefícios e diferenciais do DN-1824
O uso do DN-1824 reduz o cabeamento ponto-a-ponto ao consolidar até oito termopares num único nó CANopen, lowering OPEX and simplifying layouts de painel. A compensação automática de junta fria e a linearização digital garantem leituras precisas, diminuindo retrabalho e rejeição de processo. A presença de isolamento e diagnóstico local impacta diretamente no aumento do MTBF do sistema.
Benefícios práticos incluem menor tempo de comissionamento graças ao suporte a SDO/CI para configuração remota, alarmes configuráveis para thresholds e mapeamento de PDOs que permitem envio periódico ou por evento ao mestre. Para gestores, isso se traduz em retorno sobre investimento (ROI) via redução de sensores com cabeamento individual, menor manutenção e maior uptime do processo.
Além disso, a compatibilidade com redes CANopen, padrão consolidado em automação, oferece interoperabilidade com PLCs, gateways e I/O distribuído de diversos fabricantes, tornando a solução escalável para projetos de Indústria 4.0 e IIoT.
Diferenciais competitivos em campo: por que escolher este módulo
A ICP DAS integra know-how em condicionamento de sinal e firmware robusto que suporta múltiplos perfis de PDO, SDO e mapeamentos customizados, permitindo otimização da largura de banda do barramento CAN. O firmware frequentemente inclui ferramentas de diagnóstico que facilitam a identificação de canais defeituosos ou drift de sensores antes que provoquem paradas de produção.
O isolamento integrado por canal e entre subsistemas minimiza problemas de loops de terra e interferência, comum em aplicações com motores e inversores próximos. O formato compacto para trilho DIN e bornes industriais facilita retrofit em painéis existentes sem demandar alterações mecânicas significativas.
Suporte técnico local e documentação detalhada da ICP DAS, além de possíveis serviços de calibração e testes, agregam valor durante especificação e comissionamento, reduzindo tempo de resposta e custos de integração.
Guia prático de instalação e configuração do DN-1824 — passo a passo
Antes de instalar, faça checklist das ferramentas: multímetro, alicates para terminais, cabos de termopar blindados, fita de identificação, software CANopen configurator e documentação do nó. Verifique também a tensão de alimentação e a presença de filtros de linha se houver PFC próximo. É recomendável estabelecer um plano de endereçamento CANopen e bitrate antes de conectar múltiplos nós.
Montagem mecânica: fixe o módulo no trilho DIN em posição ventilada evitando fontes de calor direto. Conecte termopares em bornes apropriados seguindo polaridade e mantendo a integridade da blindagem. Não faça emendas nos condutores dos termopares sem justificativa técnica, pois cada emenda pode introduzir erros térmicos.
Configuração CANopen: entre no modo NMT, atribua Node ID e bitrate através de SDO ou switches se presentes. Mapeie PDOs para enviar apenas canais relevantes e configure o watchdog e COB-ID. Teste comunicação com um mestre CANopen (PLC ou software) e verifique leituras iniciais para confirmar CJC e linearização.
Preparação e checklist antes da instalação
Checklist técnico: confirmação do tipo de termopar, verificação de compatibilidade de faixa, confirmação de isolamento necessário, teste de continuidade dos cabos, e validação do plano de endereçamento CAN. Tenha instrumentos de calibração à mão para validação inicial (calibradores de termopar traceáveis).
Verificações elétricas: medir tensão de alimentação, testar inversão de polaridade, validar ausência de potenciais de terra entre painéis e estruturas metálicas, e checar integridade da blindagem. Confirme que a fonte de alimentação tenha PFC e proteções adequadas.
Documente as configurações de PDO/SDO e salve cópias de backup do arquivo de configuração do nó para recuperação rápida em caso de substituição de hardware.
Montagem mecânica e fiação de sensores termopar
Use cabos de termopar apropriados por tipo para reduzir erro de junção metálica. Trance os condutores de sinal longe de cabos de força e motores. Se usar extensões, utilize fios de compensação adequados para manter a precisão.
Blindagem: conecte a blindagem a um ponto de aterramento único (star ground) no painel para diminuir loops. Evite conectar blindagem em várias pontos, o que pode introduzir correntes parasitas.
Aterramento: em sistemas com múltiplos módulos e inversores, considere aterramento único e uso de isoladores se houver diferenças significativas de potencial. Isso protege o módulo e melhora a qualidade da leitura.
Configuração CANopen: NMT, SDO, PDO e mapeamento de canais
Inicie colocando o nó em NMT Stop para configuração via SDO. Atribua Node ID e bitrate, configure tempo de heartbeat e watchdog. Defina os parâmetros de compensação e linearização com os valores padrão ou calibrados.
Mapeie PDOs para agrupar canais com taxa de amostragem semelhantes, reduzindo tráfego no barramento. Configure PDOs event-driven para alarmes e cyclic PDOs para aquisições periódicas. Use SDO para ajustes finos e recuperação de parâmetros complexos.
Teste o mapeamento lendo os COB-IDs e simulando alarmes de limite para confirmar envio correto de PDOs e resposta do mestre. Garanta que o mestre trate corretamente o recebimento e timestamping dos dados para logging.
Calibração, linearização e verificação de sinais termopar
Calibração: utilize calibradores de temperatura rastreáveis e realize checagens em pelo menos dois pontos de referência por faixa. Documente desvios e aplique correções via SDO se necessário.
Linearização: o módulo implementa tabelas de conversão ITS-90 para cada tipo de termopar; verifique se firmware está atualizado com curvas corretas. Para precisão máxima em pontos críticos, utilize offset ou curva personalizada.
Verificação: faça testes de longa duração monitorando drift e ruído. Execute testes com carga EMC ativa (quando possível) para validar comportamento em condições reais.
Procedimentos de troubleshooting e manutenção preventiva
Erros comuns: Node ID duplicado, bitrate incorreto, compensação de junta fria desativada, cabos emendas mal feitas ou aterramento inadequado. Utilize LEDs de diagnóstico e ferramentas de rede CAN para isolar falhas.
Rotina preventiva: inspeção semestral de bornes e cabos, testes de isolamento, verificação de atualização de firmware e backup de configuração. Registre eventos de alarme para análise de tendência.
Em caso de falha persistente, substitua módulo por equipamento de reserva e valide com arquivo de configuração previamente salvo para recuperação rápida.
Integração com sistemas SCADA/IIoT e aquisição de dados
A integração típica envolve um gateway CANopen-to-Ethernet que converte PDOs para protocolos comuns como Modbus TCP, OPC UA ou MQTT, permitindo ingestão em SCADA e plataformas IIoT. Para arquitetura escalável, agrupe nós DN-1824 por zona térmica e envie dados agregados ao gateway para reduzir tráfego e custo de processamento na nuvem.
Para governança de dados e analytics, padronize nomes de tags, unidades e meta-dados (localização, tipo de sensor, calibração). Isso facilita correlação entre séries temporais e aplicação de modelos de manutenção preditiva que utilizam dados de temperatura para detectar anomalias.
Considere segurança: segmente redes de sensores em VLANs, use TLS para transferência de dados do gateway para a nuvem e implemente autenticação para atualizações de firmware. Mantenha um plano de gestão de chaves e controle de acesso para reduzir riscos.
Protocolos e caminhos de integração (CANopen -> SCADA/IIoT)
Gateways comerciais convertem CANopen para Modbus TCP ou OPC UA, preservando mapeamento de PDOs para tags SCADA. Para IIoT, utilizar MQTT com payloads compactos e tópicos estruturados por planta/zona facilita ingestão por sistemas de análise.
OPC UA é recomendado quando se requer semântica rica e segurança integrada; Modbus é suficiente para integração direta com muitos PLCs. Para baixa latência, mantenha grupos críticos em PDOs cyclic e reduza overhead do gateway ao enviar somente dados relevantes.
Garanta que o gateway ofereça buffering e reconexão para perda intermitente de conectividade, mantendo logs locais para sincronização e compliance.
Arquitetura de exemplo: leitura local, gateway e nuvem IIoT
Descrição: múltiplos módulos DN-1824 conectados a um backbone CANopen; cada zona encaminha dados para um gateway CANopen-to-OPC UA no painel; o gateway publica dados para SCADA local e replica eventos para broker MQTT na nuvem para analytics e dashboards.
Esse arranjo separa caminhos de controle (SCADA local) de análise (nuvem), reduzindo latência para decisões de controle e permitindo elasticidade para processamento analítico. O gateway atua como ponto de segurança e filtragem.
Implemente políticas de retenção e compressão para dados históricos, exportando apenas eventos e amostras agregadas para reduzir custo de armazenamento na nuvem.
Boas práticas de segurança e confiabilidade na integração
Segmente redes de automação e TI para reduzir vetores de ataque. Aplique listas de controle de acesso e utilize VPNs para comunicação remota com gateways. Monitore integridade de firmware e use assinaturas digitais para updates.
Implemente redundância de gateway quando necessário e testez failover periodicamente. Documente procedimentos de recuperação e mantenha backups de configurações de todos os módulos.
Audite logs de rede e eventos regularmente para detectar tentativas de intrusão e anomalias operacionais.
Exemplos práticos de uso do DN-1824 em aplicações reais
Caso 1 — Monitoramento de temperatura em forno industrial: instale múltiplos DN-1824 ao longo das zonas do forno, mapeando cada conjunto de termopares para PDOs optimizados. Configure alarmes de limite para shut-down em caso de falhas de isolamento ou subida abrupta de temperatura.
Caso 2 — Controle de processo em linha de produção alimentícia: utilize leituras do DN-1824 integradas ao PLC via gateway Modbus para controle de malha PID. Registre dados para validação HACCP e traceabilidade de lotes.
Caso 3 — Laboratório/R&D: múltiplas curvas e logging de dados: configure taxas de amostragem elevadas, exporte logs via OPC UA para software de análise e aplique calibrações específicas por sensor em experimentos.
Comparação técnica com produtos similares da ICP DAS e aquisição de dados
Ao comparar com outras linhas ICP DAS, avalie número de canais, tipos suportados, presença de isolamento por canal, taxa de amostragem e recursos de firmware (mapeamento PDO, alarmes, CJC). Em alguns módulos pode haver maior densidade de canais com compartilhamento de massa, trade-off que reduz custo mas aumenta susceptibilidade a ruido.
Quadro comparativo recomendado: colunas para canais, tipos, isolamento, taxa amostragem, dimensões, certificações, preço e firmware features. Isso ajuda definir quando escolher DN-1824 versus outros modelos para aplicações específicas.
Vantagens do DN-1824: isolamento robusto, firmware CANopen maduro e suporte técnico local. Limitações: para alta densidade (>16 canais) pode ser mais econômico usar uma combinação de módulos terminais com multiplexação.
Erros comuns, armadilhas técnicas e como evitá-los
Erros frequentes: Node ID duplicado, cabo de termopar trocado por cabo comum, ausência de CJC, e aterramento múltiplo. Evite através de checklist, testes de continuidade e verificação de configurações antes do comissionamento.
Outro problema é o mapeamento inadequado de PDOs que pode saturar o barramento. Agrupe canais por prioridade e taxa de atualização para otimizar largura de banda.
Para leituras inconsistentes, verifique firmware, testes de isolamento e recalibração. Manter documentação e backups de configuração reduz downtime durante substituições.
Planejamento de aquisição e critérios de especificação técnica
Defina requisitos: número de canais, tipos de termopar, resolução necessária, taxa de amostragem, isolamento requerido e condições ambientais. Solicite relatórios de testes EMC e certificados de conformidade.
Peça ao fornecedor informações sobre MTBF, política de firmware e SLA de suporte. Avalie custo total de propriedade considerando cabeamento, gateways e suporte de integração.
Recomende um PoC com 1–3 módulos para validar integração com SCADA e comparadores de performance antes de comprar em volume.
Conclusão
O Módulo CANopen Slave 8 entradas termopar (DN-1824) da ICP DAS é uma solução madura para aquisição de temperatura em ambientes industriais, oferecendo isolamento robusto, suporte a múltiplos termopares, e integração nativa CANopen. Sua arquitetura facilita implantação em cenários de Indústria 4.0, IIoT e utilities, entregando dados confiáveis para controle e analytics. Para aplicações que exigem essa robustez, a série DN-1824 da ICP Das é a solução ideal. Confira as especificações detalhadas e solicite suporte técnico em: https://www.lri.com.br/aquisicao-de-dados/modulo-canopen-slave-8-entradas-termopar-inclui-dn-1824.
Se preferir avaliar soluções complementares, visite nossa área de aquisição de dados para comparar modelos e gateways: https://www.lri.com.br/aquisicao-de-dados. Consulte também artigos técnicos relacionados no blog para aprofundamento: https://blog.lri.com.br/canopen-na-industria-4-0 e https://blog.lri.com.br/monitoramento-de-temperatura-industrial.
Incentivo os leitores: comente abaixo suas dúvidas sobre integração CANopen, compartilhe experiências de campo e peça um contato para PoC ou cotação. Nossa equipe técnica da ICP DAS está disponível para suporte de especificação.
Referência: para mais artigos técnicos consulte: https://blog.lri.com.br/
