Bezpieczna i kompaktowa ochrona stref zagrożonych wybuchem

Technika procesowa stawia szczególnie wysokie wymagania dotyczące ochrony rejonów zagrożonych wybuchem, nowoczesne moduły interfejsowe muszą zatem być projektowane w taki sposób, aby mogły spełniać wciąż rosnące i różnorakie wymagania.

Iskrobezpieczne separatory sygnałów z nowatorskimi funkcjami

W technice pomiarów, sterowania i regulacji ochrona typu „Ex i”, zgodna z PN-EN 60079-11, rejonów zagrożonych wybuchem należy do światowego standardu. Jej najważniejszym założeniem jest bezpieczne ograniczenie przewodzonej energii w rejonie zagrożonym wybuchem – bez wywoływania grożących potencjalnym wybuchem iskier czy skutków termicznych.

Iskrobezpieczne obwody składają się z iskrobezpiecznych urządzeń, takich jak przetworniki i sprzęt współpracujący, instalowanych w rejonie zagrożonym wybuchem oraz łączącego je okablowania (rys. 1). Separatory sygnałów „Ex i” stanowią interfejs między obwodami iskrobezpiecznymi i nieiskrobezpiecznymi i dlatego zawierają zarówno komponenty przełączające iskrobezpieczne jak i nieiskrobezpieczne.

W rezultacie, jeśli na miejscu nie ma dodatkowej ochrony przeciwwybuchowej, są one instalowane poza rejonem zagrożonym wybuchem. Oczywiście separatory te mają aprobatę ATEX na stosowanie w obwodach iskrobezpiecznych włącznie ze strefą 0 o oznaczeniu Ex II (1) GD [Ex ia] IIC/IIB. W porównaniu z przeciwwybuchową obudową lub lokalnymi skrzynkami rozdzielczymi ma to tę zaletę, że można stosować dostępne komponenty, które łatwo się instaluje, obsługuje i konserwuje.

Łącze wielozadaniowe

Iskrobezpieczne separatory sygnałów stanowią łącze pomiędzy sterowaniem procesu w centrum sterującym a czujnikami lub urządzeniami wykonawczymi w rejonie zagrożonym wybuchem. Oprócz podstawowej funkcji ochrony przeciwwybuchowej, separatory sygnałów dzięki separacji galwanicznej zapobiegają zakłóceniom powodowanym np. przez pętle zwarciowe doziemne. Również w dużych i szeroko rozgałęzionych systemach, odsprzężenie obwodów lokalnych i poziomów sterowania sprawia, że transmisja sygnału jest bezpieczniejsza, dokładniejsza i mniej wrażliwa na zakłócenia. Separator „Ex i” jest znaczącym elementem optymalnego sterowania procesem. Innym jego zadaniem jest wzmocnienie i dopasowanie sygnału. W konsekwencji dostępne są różne grupy funkcji do przetwarzania kształtu i kierunku sygnału do sterowania procesem w systemach.

Analogowe wejście i wyjście

Przetworniki iskrobezpieczne zbierają w rejonie zagrożonym wybuchem typowe parametry procesu takie, jak: ciśnienie, przepływ, temperatura, wilgotność i wskaźnik Ph i przetwarzają je na znormalizowane sygnały elektryczne. Dodatkowe wyposażenie, takie jak separatory przetworników/separatory zasilania, w sposób iskrobezpieczny zasilają przekaźniki w niezbędną energię i przesyłają analogowy sygnał „odseparowany od rejonu zagrożonego wybuchem” do sterownika w rejonie niezagrożonym wybuchem.

Iskrobezpieczne przetworniki I/P (prąd/ciśnienie), zawory sterujące i mierniki są sterowane za pomocą odpowiednich urządzeń takich, jak wzmacniacze separujące wyjść „Ex i”. Urządzenia te mogą przenosić obciążenia do 800 W. W tym względzie dominujący jest znormalizowany sygnał 4–20 mA zgodny z IEC 60381-1. W odróżnieniu od sygnału napięciowego, sygnał prądowy ma tę zaletę, że jest mniej wrażliwy na zakłócenia. Poza tym mniejsza rezystancja przewodów redukuje prawdopodobieństwo wystąpienia błędów. Sygnał 4–20 mA (z tzw. żywym zerem – zwany po angielsku „live zero”), oferuje również możliwość monitorowania obwodów pomiarowych. Sygnał, zgodny z zaleceniem NAMUR NE 43, jest określony następującymi parametrami:

• przerwanie na linii:
• przekroczenie dolnej granicy zakresu pomiarowego: od 4,0 mA do 3,8 mA
• początek zakresu pomiarowego: 4,0 mA
• koniec zakresu pomiarowego: 20,0 mA
• przekroczenie górnej granicy zakresu pomiarowego: od 20,0 mA do 20,5 mA
• zwarcie okablowania: > 21,0 mA.

źródło: Phoenix Contact