ЖУРНАЛ «СТА» №4/2006

76 СТА 4/2006 www.cta.ru П РЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ В современных АСУ ТП ведущее по- ложение занимают системы, идеологи- ческой основой которых является де- централизация процесса управления, или распределение функций управле- ния по сети. О достоинствах систем на основе цифровой двунаправленной многоточечной коммуникационной системы (fieldbusсистемы) хорошо из- вестно [1, 2]. В данной статье кратко представлена современная концепция построения распределённых сетей для взрывоопасных зон, приведена мето- дика оценки искробезопасности ин- терфейса RS485. C ТРУКТУРА ИСКРОБЕЗОПАСНЫХ FIELDBUS - СИСТЕМ Обобщённую структуру искробезо- пасной fieldbusсистемы можно пред- ставить так, как это показано на рис. 1. В зависимости от типа используемой fieldbusсистемы в качестве связанного электрооборудования могут приме- няться следующие компоненты: ● сегментный соединитель в случае ис- пользования сети PROFIBUSPA; ● усилитель мощности (power repeater) в случае использования сети FOUNDATION fieldbus. Уточним, что связанное электрообо- рудование — это электрическое обору- дование, которое содержит как искро- безопасные, так и искроопасные цепи, причём оборудование вы- полнено так, что искро- опасные цепи не могут ока- зать отрицательное влияние на искробезопасные цепи. Применяемые в сети поле- вые устройства (приборы на объектах — интеллектуаль- ные датчики и исполни- тельные устройства) явля- ются взрывозащищённым электрооборудованием. При описании связанно- го оборудования промыш- ленные сети PROFIBUSPA и FOUNDATION fieldbus H1 были упо- мянуты не случайно: именно они наи- более часто применяются в АСУ ТП предприятий химической, нефтехими- ческой, газовой промышленности. Физический уровень обеих этих сетей соответствует стандарту IEC 611582, что обеспечивает искробезопасность при работе во взрывоопасной среде. Достоинством такого физического уровня является то, что передача сиг- налов данных и питание приборов осу- ществляются через обычную витую па- ру, а недостатком — очень низкая ско- рость передачи данных (31,25 кбит/c), приводящая к чрезвычайно длитель- ным временным задержкам во многих применениях, особенно при использо- вании систем удалённого вводавыво- да. Вследствие этого широкое приме- нение находит интерфейс RS485 (ско- рость передачи данных до 10 Мбит/с) в искробезопасном исполнении, кото- рый тоже может быть использован в системах удалённого вводавывода, разворачиваемых во взрывоопасной зоне класса 1. О ЦЕНКА ИСКРОБЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ИНТЕРФЕЙСА RS-485 Обычно в распределённых системах управления применяется метод досту- па к сети «ведущийведомый» (Mas- terslave). Это означает, что ведущее устройство передаёт сообщение, кото- рое посылается во взрывоопасную зону посредством соответствующего обору- дования. По сути, это оборудование передаёт во взрывоопасную зону мощ- ность и является источником энергии. Ведомое устройство, например вынос- ное оборудование или прибор, под- тверждает полученное сообщение или пересылает информацию по удалённо- му запросу. В случае подтверждения сообщения ведомое устройство пере- даёт мощность в среду передачи и в этот момент времени фактически явля- ется источником энергии. Исходя из таких особенностей пере- дачи данных, при оценке искробезо- пасности интерфейса RS485 необхо- димо принимать во внимание наличие нескольких источников в сети. С другой стороны, сетевое устрой- ство функционирует не только в режи- ме передачи, но и в режиме получения текущего сообщения, являясь, таким образом, приёмником. Следовательно, оценка напряжения, тока и мощности, необходимая для подтверждения иск- робезопасности, должна быть распро- странена на все возможные режимы работы и направления передачи сооб- щения: ● (связанное оборудование) → (уст- ройство промышленной сети); ● (устройство промышленной сети) → (связанное оборудование); ● (устройство промышленной сети) ↔ (устройство промышленной сети). Однако в силу причин, которые бу- дут пояснены далее, при такой оценке В ЗАПИСНУЮ КНИЖКУ ИНЖЕНЕРА Применение fieldbus-систем во взрывоопасных зонах Виктор Жданкин Связанное электрооборудование Взрывоопасная зона класса 1 Взрывозащищённое электрооборудование (полевые устройства) Оконечные согласующие резисторы шины fieldbus Безопасная зона Рис. 1. Структура искробезопасной fieldbus-системы