Robbanásbiztos kialakítás Foundation Fieldbus H1

HTML
DOWNLOAD

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Robbanásbiztos kialakítás Foundation Fieldbus H1"

Antal Gulyás
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Robbanásbiztos kialakítás Foundation Fieldbus H1 Veress Árpád ügyvezető igazgató STAHL Magyarország Kft spokesman Member of the Fieldbus Foundation EMEA Hungarian Committee

2 Robbanásbiztos kialakítás lehetséges megoldásai

3 Benchmark: FF H1 biztonságos környezetben 16 (32) Host w/o Ex Max. 32 terepi készülék valóság max készülék Redundáns táp kialakítás elérhető Teljes hálózat max m (trunk + spurs) Spur hossza max. 120 m A terepi eszközök csatlakoztatásához kötődoboz szükséges (javasolt: rövid zár / spur védelem)

4 FF koncepció fejlődés az évek Host Entity 4 alatt Host FISCO 6 7 High Power Trunk vagy DART 16 Host

5 FISCO model fejlesztés a 90- FISCO: Fieldbus Intrinsically Safe Concept követelmények: es években EGY I.S. tápkialakítás: terepibusz tápegység Passzív terepi eszközök A terepi eszközökben tárolt energia limitált: Li < 10 µh and Ci < 5 nf FISCO terepibusz tápegység javasolt kialakítás: Biztonsági értékek: U o = 15 V, I o = 130 ma Névleges értékek kb. 13 V, 120 ma Leválasztó (T - Terminator) az IEC szerint 100 Ohm + 1uF Pontosan 2 leválasztó per szegmens, a Busz két végén installálva A kapacitás és az ellenállás kiválasztásánál lehetséges fűtésértékét figyelembe kell venni! A hálózat korlátozása max m, spurs-k alkalmazásával max. 60 m

6 Host I.S. / FISCO FISCO Trunk FISCO Spurs FISCO készülékek 1. Hot work trunk-on (mérés/csatlakozás/lecsatlakozás) előnyök? Milyen gyakran szükséges? 2. Hot work a spurs-on (terepi készülékek csatlakozása/lecsatlakozása/ terepi eszközök cseréje/mérés, stb.) előnyös! Számtalan alkalommal működtetés közben! konkluzió: Trunk non-i.s., Spurs FISCO/I.S. OK

7 Leválasztó eszköz csatoló (ld. AG-181) non-fisco Rb kialakítás: Ex e (fokozott biztonság) vagy na (nem szikrázó) Rb kialakítás: nem (Ex e installáció technika!) Rb kialakítás: Ex m (kiöntéses védelem) FISCO 4 és 8 csatornás kialakítás terepibusz leválasztónként (költség optimalizálás!)

8 Megnevezés és definíció Gyártói elnevezések: Terepi leválasztó (Fieldbarrier) Terepibusz leválasztó (Fieldbus Barrier) Multi leválasztó (Multibarrier) Ex i Terepi eszköz csatoló (Field Device Coupler) Foundation elnevezése: Leválasztó eszköz csatoló (Isolating Device Coupler) Definícó: Csatoló egység gyújtószikramentes kialakítású / FISCO terepibusz eszközök galvanikus leválasztására a gyújtószikramentes kialakítású / FISCO spurs-k és a nem gyújtószikramentes kialakítású nagy teljesítményű trunk között.

9 FISCO design vs. High Power Trunk FISCO design: hálózat limitált max m IIC környezetben Hálózat mérete limitált az alacsony FISCO energiaszint miatt (12 V / 130 ma IIC-ben vagy 13 V / 265 ma IIB-ben), probléma: felszültségesés a kábelekben! spurs limitált max 60 m Nem Ex i eszközök egy külön szegmens szükséges Redundáns tápkialakítás elérhető (egy gyártó!) trunk gyújtószikramentes kialakítású hot swap spur-on High power trunk design: Terepibusz leválasztók ill spur csatolók hot swap kialakítására karbantartási kapcsoló szükséges Hálózat mérete max 1900 m (erősítő alkalmazása esetén akár 5000 m is) Elegendő energiaszint akár 32 terepibusz eszközhöz spurs teljes hossza max 120 m FISCO/I.S. és non-i.s. (Ex d/ex m/ex q) keverhető azonos szegmensen Redundéns tápegység számos gyártótól elérhető

10 Készülék csatolók - FISCO & non-ex i non-ex (IIB/IIC) Host Ex i / FISCO Ex d, Ex m, Ex q, Ex e I.S. terepi eszközök & non-i.s. terepi eszközök keverése lehetséges Ex d, Ex m és I.S. terepi eszközök azonos szegmensen való csatlakoztatása non-i.s. eszközök esetében csak szegmens védelem szükséges (= nem leválasztó készülék csatoló) Konkluzió: 100% terepibusz kapacitás kihasználható és flexibilis!

11 Összehasonlítás FISCO High Energy Trunk FISCO High Energy Trunk Terepibusz eszközök FISCO FISCO & non-fisco/non-ex Elérhető energiaszint IIC/IIB 12 V; 120 ma / 13 V; 265 ma 28 V / ma Alkalmazott védelmi mód Ex i Ex i, Ex e, Ex m Max. terepibusz eszközök száma 6 (IIC), 12 (IIB) Kivitel Zone 1, Zone 2, Div. 1, Div. 2 Zone 1, Zone 2, Div. 2 Trunk rb védelme I.S. Non-I.S. (Ex e / non-melegedő) Hot-swap terepi eszközök igen igen Hot-swap eszköz csatolók igen igen, de speciális csatlakozó szükséges Hálózat mérete 1000 m 1900 m Spur hossza 60 m 120 m Redundáns táp igen igen

12 FF AG-181 Edition 3.1 Systems Engineering Guide 7.6 számos metódus elérhető a robbanásveszélyes térben az energiakorlátozás megvalósítására. Ezek lehetnek: High power trunk áram korlátozó készülék csatolóval (non-incendive) *) High power trunk leválasztó készülék csatolóval (intrinsically safe) *) FNICO (Fieldbus Non-Incendive COncept) nem gyújtóképes busz korlátozott enegeriával FISCO (Fieldbus Intrinsically Safe COncept) gyújtószikramentes busz korlátozott energiával IS Entity Concept gyújtószikramentes korlátozott energiával *) High power trunks engedi a max szegmens hossz és készülék kapacitás korlátozás nélküli alkalmazását az energia korlátozás miatt. Ezek a kialakítások általában költsgéhatékonyabbak, mint a FISCO, FNICO és Entity.

13 High Power Trunk alkalmazások Általános célú Zóna 2 Zóna 1 Zóna 0,1 Zóna 0,1

14 Melyik csatolót válasszuk? Zóna 2 Zóna 2 leválasztó készülék csatoló készülék csatoló Zóna 2 Zóna 1 leválasztó készülék csatoló Zóna 1 Fieldbus FF H1, high power trunk (non-i.s.) Zóna 1 készülék csatoló non-ex Ex ic/nl/na non-ex Ex ia/fisco non-ex Ex ia/fisco non-ex Ex d/e/q/m Ex ic / Ex nl Ex i / FISCO Ex i / FISCO Ex d / m

15 INFORMÁCIÓ: nl --- to ic Fieldbus tápegység non-ex Ex ic/nl/na MSz EN (Zóna 2) nl 2010-ben törölve MSz EN (Ex i) ic 2007 óta MSz EN (FISCO fieldbus) ic-fisco felülírta FNICO-t 2008/12 óta következmények: Ex nl és Ex ic közel azonos a biztonság megközelítése szempontjából ( gyújtószikramentesség kialakítása ) május után nl véldemi módú készülékek nem értékesíthetőek DE: a már telepített eszközök és alkatrészek továbbrai s használatban Ex ic és nl készülékek / védelmi mód keverhetőek Fig. A Fig. B Fig. C Fig. D Associated energy Associated apparatus limited apparatus [nl] [ic] Associated energy limited apparatus [nl] Associated apparatus [ic] nl ic ic ic Ex ic / Ex nl Energy limited field device nl Intrinsically safe field device ic Energy limited field device nl Intrinsically safe field device ic Fontos: amennyiben nl és ic közös körben (Fig. B-D) kerülnek alkalmazásra, a gyújtószikramentesség elvei alapján kell megvalósítani!

16 Fieldbus táegység FPS Terepi busz eszközök kiválasztása Zóna 2 Robbanásvédelmi mód: ic Uo = x V Zóna 2 készülék csatoló Zóna 2 non-ex Ex ic/nl/na Ex ic Io = y ma Ui > x V Ii > y ma Alapvető gyújtószikramentes értékelés: max. bemeneti feszültség & áram U i /I i az ic terepibusz készülékből nagyobb kell legyen mint a leválasztó kimeneti értékei U o /I o. Nem leválasztó készülék csatoló esetében a leválasztó eszköt a terepibusz tápegység U o és készülék csatoló I o értékei. A gyszm értékelés a készülék csatoló esetében: Uo (FPS *) ) < Ui (terepibusz eszköz) Io (készülék leválasztó) < Ii (terepibusz eszköz) *) megj: FPS a szerint icfeszültség korlátos. Legtöbb gyártó kínálatában szerepel.

17 Probléma? Hot-swap a készülék csatoló esetében! U Fieldbus tápegység hot-swap Fieldbus, not I.S. hot-swap Spur Leválasztó Protection készülék csatoló Spur Készülék Protection csatoló hot-swap FISCO Terepibusz eszközök not Ex i hot-swap Megj: a csatolók MTBF ideje év csak ha szükséges

18 Megoldás 1: karbantartási lekapcsolás T Zone 1 Ex i Zone 1 Ex i Zone 1 Ex i

19 Megoldás 2: az új DART technológia DART jelentés Dynamic Arc Recognition & Termination. P+F közös fejlesztés a német PTBvel, liszenszek elérhetőek. DART koncepciója: gyújtószikramentes áramkörök növelt energiszintje Eredeti megnevezés: dynamically acting intrinsically safe circuits Önálló munkacsoport dolgozik az IEC megfeleltetésen. A projekt elnevezése: POWER-i, POWER-i megfeleltetése az MSz EN nek határidő: 2016 TS-IEC (Technical Specification IEC-től) 2013-től elérhető kivitelezés már lehetséges. Megjegyzés: a POWER-i nem teljesen azonos DART-tal! A DART / POWER-i alapgondolata: a szikra azonnali felismerése, táp lekapcsolása, mielőtt a szikra energiaszintje gyújtóképessé válik Klasszikus gyújtószikramentes kivitel a statikus energiskorlátozáson alapszik, pl. Zener diódák alkalmazása DART dinamikus elven működik, amely magasabb energiaszintet enged meg gyújtószikramentes áramkörben. Jelenleg egy gyártó kínál DART terepibusz eszközöket

20 DART funkcionális leírása DART nélkül DART alkalmazásával A tápenergia (U S /I S ) Lekapcsolásra kerül, mielőtt az kritikussá, gyújtóképessé válik. Pontos és gyors mérés szükséges.

21 Tények: DART & fieldbus DART 16 Host Növeli a DART a szegmens hosszát és a terepi eszközök számát? nem, maximum eszközök száma továbbra is 16. a trunk hossza limitált max 1000 m, spurs 120 m Nagyobb energiaszintet enged meg a DART a terepibusz eszközök táplálására? nem, habár a power-i koncepció magasabb értékeket enged meg, de terepibusz bizonyos korlátokat megfogalmaz: DART FPS: 22 V /360 ma HPT FPS: 28 V / 500 ma DART gyújtószikramentes kivitelű? nem, habár azonos elven (energiakorlátozás) működik, pár különbség azonban adott. Éppen ezért a DART és a klasszikus gyszm áramkörök keverése nem megengedett pl. Terepibusz handheld-ek. A POWER-i munkacsoport jelenleg is tárgyalja az irányelv szerelésre és megfeleltetésre vonatkozó részeit. A DART engedi a készülék csatoló hot swap csatlakoztatását? igen, a készülék csatoló meghibásodása esetén hot-swap megengedett. Fontos: ua gyártó termékét kell alkalmazni (jelenleg egy gyártó elérhető)

22 FISCO High Power Trunk DART Elérhető energiaszint o + o Kevert installáció (FISCO + Ex d/m) Zóna 2-es megfeleltetés o + o Hálózat bővítése o + + Gyújtószikramentes megfeleltetése + + o/+ (csak rendszer tanúsítvánnyal) FPS redundancia o/+ (1 gyártó) + o/+ (1 gyártó) Physical Layer Diagnosztika Szerelési hely a terepen + o + Vezérlő termi hely o + + Élő munka spurs-n Élő munka a trunk-n + o/+ (karbantartási kapcsoló) 2. gyártó o + - Alkalmazott technológia

23 Robbanásbiztos kivitelű Terepibusz nd

Hasonló dokumentumok

Optikai Robbanáselleni Védelem

Optikai Robbanáselleni Védelem MSz IEC 60079-28, most már része a MSz EN 60079-14:2014.nek is STAHL Magyarország Kft. Veress Árpád optikai robbanáselleni védelem 2007 október 29-31. oldal 1 Fény mint gyújtóforrás?