保证生产现场的安全--易燃易爆危险场合中利用接口技术安全可靠地传送信号

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(化工) 发布时间:2010-07-05


MACX-Ex和PI系列的电气接口模块能够向主控系统传送信号数据,同时又保证了信号电路与控制层之间的电气隔离

为保证信号能够安全可靠的在易燃易爆危险场合中传送,用户必须注意一系列的有关法律法规和技术标准。根据不同的信号传送方式,如传统的、光纤的或者是无线的,选择不同的信号传送设备。

在检测、控制和调节技术领域中非常著名的安全防护方式就是仪器设备的本安防护。典型的实例就是在安全防护等级Zone 0级中利用具有Ex ia标志的传感器进行的信号检测。为了使这一检测到的信号数据能够传送给上一级的控制系统,由控制系统进行数据分析和评判,需要使用隔离式信号放大器作为辅助的安全保护装置(安全防护等级标志Ex ia)。如果它本身不能通过其他的防护措施得到保护,则必须把这种隔离式信号放大器安装在易燃易爆危险区域之外。Phoenix Contact公司最新研发生产的MACX EX系列产品可以在安全防护等级Zone 2的“n”级环境中使用(安全等级标志Ex nA或者Ex nAC)。若在安全防护等级Zone 2中使用隔离式信号放大器时,可以明显的缩短至传感器的电缆长度。

从Zone 2安全防护等级中向外传送检测数据时所需的仪器设备至少要具有“n”级防护性能。在这种使用情况下,Phoenix Contact公司宽度只有6mm的Mini Analog系列产品是非常合适的。这类产品的安全防护等级标志为Ex nA或者Ex nAC。Mini Analog系列的产品可在满足Zone 2级安全防护要求的电气柜中使用,并且能够有效地节省宝贵的空间。满足这种要求的电气控制柜必须满足EN 60079-15标准的要求,最低的安全防护性能为IP 54。各个模块的供电可由T型安装槽(T-Connector)来完成。

例如,它的工作电力可由Mini-PS供应到T-Connector安装槽中。同样,工作在安全防护等级Zone 2中仪器设备的24V直流电(安全等级Ex nAC)供应也可由Quint-Ex来完成,或者在安全区域里直接提供230V的电力。在Zone 2的区域中,可以在靠近用电器的区域安装使用,另外在24V直流电侧没有较长的电缆。传统的供电方式满足不了“n”级的防护要求,因此,为了能够胜任在Zone 2中使用,Phoenix Contact公司专门研发生产了Quint-Ex和Mini-Ex系列产品。在必要时,还可以在Zone 2级的危险场合中利用冗余模块Quinit-Diode构成平行的备用供电系统。

利用光纤和无线技术的信号传输

在易燃易爆场合中工作的工业设备除了使用传统的有线信号传输外还有光纤信号传输和无线信号传输两种方式可选。所有的三种信号传送方式都可以在危险等级Zone 2, 1和0级中使用。在选择具体合适的信号传送技术时,应当注意当地的要求、安全防护区域和等级的划分以及所需仪器设备的类别。

与电气自保性能相似,在易燃易爆危险场合中使用光纤技术进行信号数据的传输时也要具有“光学”自保性能。通过对光纤传递能量的限制,可以避免周围易燃易爆气体的爆燃。模块式的光纤信号传输系统PSI-MOS能够实现光信号和电信号的相互转化。在这种转化过程中对光能进行了相应的限制,使其可以在Zone 1的区域中实现光纤通信。这种PSI-MOS模块属于光纤数据传送过程中的自保性元器件(安全等级Exop),可以在易燃易爆危险等级Zone 2(等级标志Ex nA及Ex nAC)中使用。

与其他信号传送方式相比较,无线信号传送方式以布线费用少,具有电气隔离性能为特点。利用无线信号传送技术可以把易燃易爆无线场合中检测到的信号数据传送到安全区域的接收设备之中,或者穿过易燃易爆危险区域传递信号。利用具有耐压防爆性能的无线通信系统RAD,能够实现两组数字开关信号和一组模拟式传感器信号(4~20mA)在易燃易爆危险区域(Zone 0,1,2)之间的接收,实现向安全区域中或者在Zone 2区域中的接收器发送信号。这种具有信号输入端自保性能的无线信号传送系统本身可以安装在危险区域Zone 1中。由于天线信号发射由耐压保护壳体中的防爆蓄电池提供电力,因此天线可以安装在最佳的工作位置上。它也保证了能够在远距离传送时不出现意外和故障。

在易燃易爆危险区域中安装使用天线时,要注意天线的调整,不要超过各个危险等级的允许值。有关各种易燃易爆危险气体场合中天线发射功率和频率的规定可参见EN 60098-0:2009-08标准。

保证安全运行

从Atex安全技术规范的角度来讲,安全装置、监控装置和调节装置对于仪器仪表在易燃易爆危险场合中的应用是必须的、也是必要的。尽管有时仪器设备本身安装在易燃易爆危险区域之外,但为了保证它们的功能正常,例如应用电机监控的装置,还是在欧盟样品试制合格证的规定中提出了要求,被定为“高等级安全性”要求的产品。Contactron系列的、对于不同的电机管理器EMM和带有负载转化继电器的电机管理器ELR都满足了欧盟的产品样品试制检验要求,具有相应的产品样品试制合格证书。目前,这类产品还无需注明防护方式的标志代号,但未来要执行的EN 50495标准对这一标志代号提出了要求。利用现代化的监控技术,电机管理器连续不断的对连接在Ex e工况下的电机工况进行监控,从而能够可靠地识别电机的过载,并通过数字化输出端控制着外部的开关元件切断电机的供电。         

0
-1
收藏
/
正在提交,请稍候…