СТА 2009-2

ОБ ЗОР / П РОМЫШЛ Е ННЫЕ С Е Т И 44 модули, а также модули защиты сегмен тов и полевые барьеры. В зависимости от уровня взрывоопасности система FieldConnex ® позволяет приспособить топологию точно в соответствии с тре бованиями конкретной технологичес кой установки. Эта система предлагает все необходимые модули для создания надёжной и эффективной топологии коммуникации промышленной сети для всех возможных условий – от взрывобе зопасных зон до взрывоопасных зон классов 1 и 2. Для обеспечения соответ ствия самым разнообразным требовани ям система FieldConnex ® имеет распре делительные коробки, модули защиты сегмента и полевые барьеры (Field Barrier) в различных конструктивных исполнениях корпусов, с различными способами подключения кабелей. В целях оптимизации показателей работоспособности и затрат в течение жизненного цикла системы каждое по левое устройство должно иметь свою отдельную точку подключения к маги стральному кабелю. Система Field Connex ® предлагает несколько вари антов распределительных коробок ( Junction Box) для подсоединения по левых устройств к магистрали сети с числом точек подключения полевых устройств от одного до восьми на ко робку. Возможность выбора распреде лительной коробки и размещение её как можно ближе к полевому устрой ству позволяют минимизировать дли ну линий отводов, что является одним из основных факторов снижения се бестоимости системы. Проблемой промышленной сети яв ляется опасность полного разрыва коммуникации при повреждении од ного из подключённых устройств. Для предотвращения отрицательного влия ния короткого замыкания одной из ли ний отвода система FieldConnex ® име ет усовершенствованный модуль защи ты сегмента (Segment Protector). Для применений во взрывоопасных зонах класса 2 в системе FieldConnex ® имеются соответствующие модули, предназначенные для создания струк туры, отвечающей концепции оценки искробезопасности FNICO (Fieldbus Non Incendive Concept) – концепции промышленной сети с уровнями энер гии, не вызывающими воспламенения горючей смеси. FNICO, будучи произ водной от концепции FISCO (Fieldbus Intrinsically Safe Concept) [8], принима лась во внимание компанией Pep perl+Fuchs при разработке концепции искробезопасной промышленной сети. Концепция FNICO, подразумевая по ниженную мощность и использование меньшего количество компонентов, обеспечивает по части рабочих характе ристик и стоимости оборудования зна чительный выигрыш, являющийся ре зультатом пониженного коэффициента искробезопасности цепей (1,1 против традиционного 1,5). FNICO реализуется ограничением максимального напряжения питания до 17,5 В (чтобы могла использоваться аппаратура FISCO) и ограничением тока короткого замыкания по выходу до уровней, при которых электричес кий разряд не вызывает воспламене ния горючей смеси во взрывоопасной зоне класса 2 для категорий взрыво опасных смесей IIC и IIB (или эквива лентных). Характеристика воспламе нения для FNICO была получена эм пирически, а затем опубликована в стандарте IEC 60079 27 и может быть использована любыми производителя ми источников питания (табл. 1). Огра ничение тока, предписанное этой таб лицей, является, тем не менее, ограни чивающим условием, особенно для магистральной линии, проложенной в зоне с взрывоопасной смесью катего рии IIC. Между тем дополнительно оговаривается, что при эксплуатации основной магистрали во взрывоопас ной зоне класса 2 нет условий для об разования электрического разряда, что идентифицируется как защита вида “ nA”. В этом случае допускается неог раниченный ток от источника пита ния, который модули защиты сегмен тов, установленные во взрывоопасной зоне класса 2, подают в каждый отхо дящий от них кабельный отвод в виде ограниченных токов (то есть применя ется защита вида “nA [L]”, обозначен ная на рис. 1 как “Ex nL”). Так как FNICO является, по сущест ву, искробезопасной системой, то её устройства тоже рассматриваются как искробезопасные и могут подсоеди няться и отсоединяться под напряже нием без риска воспламенения горю чей смеси. Другим преимуществом та кой системы является то, что кабели отводов являются свободными от обя зательной механической защиты, за счёт чего обеспечивается экономия и по весу оборудования, и по его стои мости. В системе FieldConnex ® также име ются модули для создания структур промышленной сети, отвечающих тре бованиям таких концепций, как FISCO или Entity. Замену установленных во взрыво опасной зоне класса 1 полевых уст ройств без выключения напряжения позволяет осуществлять взрывозащита вида «искробезопасная электрическая цепь». Для того чтобы преодолеть ог раничения этого вида взрывозащиты, компания Pepperl+Fuchs в тесном со трудничестве со своими основными заказчиками разработала передовую технологию защиты и распределения электропитания в промышленной се ти – FieldBarrier, реализуемую с ис пользованием одноимённых уст ройств. Эта технология объединяет взрывозащиты видов «искробезопас ная электрическая цепь» и “e” и поз воляет подключать к сегменту про мышленной сети большое количество полевых устройств, сохраняя при этом параметры искробезопасности. Более того, магистраль и кабельные отводы могут иметь максимально возможные длины, установленные в стандарте на промышленную сеть. Полевые барье ры для искробезопасных сегментов се тей PROFIBUS PA и FOUNDATION Fieldbus H1 имеют маркировку взры возащиты 2Exme[ia]IICT4, степень за щиты до IP67, диапазон рабочих тем ператур от –50 до +70°С. Их примене ние в промышленной сети сопряжено со следующими особенностями: ● сегментный соединитель с защитой вида “e” устанавливается во взрыво безопасной зоне (на рис. 1 не пока зан, так как размещается на более высоком уровне промышленной СТА 2/2009 www.cta.ru Таблица 1 Максимальные значения токов и напряжений для категорий взрывоопасных смесей IIC и IIB согласно концепции FNICO Максимальное выходное напряжение U 0 , В Ток, мА Категория взрывоопасной смеси IIC Категория взрывоопасной смеси IIB 14 247 513 15 179 478 16 139 389 17 109 324 17,5 101 287 © СТА-ПРЕСС