易燃易爆危险区域内的信号发射

作者:Stephan Schultz 本文作者系R.Stahl开关 文章来源:流程工业杂志 发布时间:2015-10-16

要在易燃易爆区域使用无线通信系统,必须选择合适的信号发射解决方案——具有爆燃风险的气体和无线信号加在一起是非常易爆燃的。而在选择了合适的天线和接线器之后,工程师的设计方案很快就会被批准。现在,一种新型隔离器能够实现本质安全型的电气连接。

看不见的危险:无线通信系统和无线电波都是可能的危险源

为了避免在易燃易爆气体环境中出现火花,在Ex Zone 1级的易燃易爆区域内使用的无线设备通常都要用专门隔爆壳保护起来。这样的保护措施不仅适合于在无线设备上安装使用而且也适用于大多数室外使用的无线通信天线。但合适的Ex防爆认证天线是一种高价格昂贵的产品,而且可供选择的品种、类型有限。选择符合使用要求的天线则是保证无线通信可靠性的一个关键指标。但符合防爆安全规定的结构形式、没有了常见的插接连接方式又使隔爆保护无线通信设备的安装和维护保养变得非常困难。

防爆技术专家R.Stahl公司利用其研发生产的9730型HF隔离器为您提供了弥补常规无线通信缺陷和不足的解决方案。这一隔离器能够把标准的天线信号转换成符合本质安全型Ex i防爆等级的安全信号。这样就避免了在易燃易爆危险场合中出现有爆燃危险的无线信号。为实现无线通信,市场上有多种多样的工业应用天线,插接连接器等可供选用,而且这些电气装置本身不需要Ex防爆认证。这种HF隔离器也可以在非常恶劣的气候条件下工作,允许的工作温度范围在-60~80 ℃。它是按照ISM频带900 MHz、2.4 GHz和5 GHz设计的,支持所有工业领域中常规的无线通信标准(WLAN 802.11 a/b/g/n,Wiereless Hart,ISA 100.11a,蓝牙,ZigBee,EnOcean等)。

工业4.0的无线通信

无线通信过程可以是一种全新的、经济的工作过程。这也包括了舒舒服服地利用手持式无线读码器、扫描仪等终端设备采集原材料桶、储罐、集装袋和其他容器上的条码标签和RFID射频芯片的数据。

在设备安装、调试和维护保养过程中,无线的数据传输能够使生产现场的员工不必“亲眼”看到检测数据,而是在能够充分自由活动的情况下随时了解维护保养计划、使用操作说明书和Atex安全认证的资料。

同时,也可以利用无线通信技术把维护保养合同直接发送给技术服务人员。无线通信也是工业4.0意义上智能化设备的一个重要组成部分。最后,大多数无线网络的建造和维护保养都比有线网络更加经济,且工作量少。但在易燃易爆危险场合中使用时必须考虑防爆安全保护措施。

看不见的危险

R.Stahl开关设备公司研发生产的9730型HF隔离器把无线信号转换成本质安全型的无线信号,提供了在易燃易爆危险区域使用各种信号发射天线的可能性

无线通信系统,例如无线局域网接入点,移动通信或者RFID射频识别等等都因短暂的高电压存有引起电气火花的风险。虽然在一般情况下发射天线的电磁场达不到几百瓦发射功率,不能直接引燃爆燃性的混合气体,但它却存在着引燃金属物体或者在EMV电磁兼容性不足的电子电路中感应出能够生产火花的感应电流。

2004年颁布的IEC EN 60079-0标准规定了Ex易燃易爆危险区域中的无线信号防护水平和极限值。为了保证在正常工况下能够遵守这些极限值的规定和要求,标准还要求对使用的电气设备在易燃易爆危险等级Zone 1的环境下进行故障检验,并要求在短路、并联旁路或者断路等情况下都不能引起爆燃危险。

本质安全的信号

新的9730型HF隔离器通过电气隔离避免了无线通信系统的低频信号从(例如防护等级Ex d的)隔爆壳中逃逸出来。通过信号的隔离,当无线通信设备出现故障时所有对外的引燃风险也都被隔爆壳屏蔽起来了。除了信号隔离之外,这种隔离器还能接受外部天线发射来的信号,并在存有爆燃气体的环境中对接受到的信号进行转换、限制在本质安全型信号(Ex ia IIC)的水平之内。

除了很高的安全可靠性之外,这种HF隔离器在安装和生产工作时的操作都非常简单,无线通信仪器设备和外部通信设备都不再需要使用刚性好的电缆,也无需用插接连接器进行连接。取而代之的是用任何一种工业天线,用任何一种大批量生产的电缆简简单单地完成连接。各电气设备之间的电缆也可以方便的随时更换,以使电气设备和天线的安装位置更加合理。

与9730型HF隔离器配套的还有R.Stahl公司研发生产的Ex d和Ex p级隔爆壳,它们也都包含了易燃易爆危险领域中无线通信技术专家多年来积累的丰富经验和宝贵知识。

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