21 мая 2017 г.

Холодный и взрывопожароэлектробезопасный

Бекхофф расширил цветовую гамму дифференциации терминалов — теперь у нас есть модули холодных синих оттенков (blue terminals). Желтые модули серии ELx9xx обеспечивают безопасность, но синяя серия ELX — уже, сама по себе, безопасна.

Изображение: Beckhoff Automation GmbH

Синие модули позиционируются как специализированные модули для опасных зон обрабатывающей промышленности:
  • нефтяная и газодобывающая
  • химическая и нефтехимическая
  • фармацевтическая промышленность
  • водоснабжение и очистка
  • текстильная промышленность
  • горнодобывающая промышленность и металлургия
  • пищевая промышленность
  • табачная промышленность
  • целлюлозно-бумажная промышленность
  • и другие.


Стандарты безопасности


В России, Беларуси, Казахстане, Армении и Кыргызстане взрывозащищенное оборудование должно соответствовать требованиям технических регламентов Таможенного союза (ТР ТС). Российские стандарты взрывобезопасности были приведены в соответствие со стандартами IEC, а также с европейскими директивами ATEX 95 и ATEX 137 и соответствующими европейскими стандартами (EN).

Если оборудование сертифицировано по стандартам ATEX, IECEx, UL, FM или CSA, проверка с целью получения сертификата соответствия на взрывозащищенное оборудование согласно ТР ТС может быть сведена к анализу документов без проведения дополнительных лабораторных испытаний.


Классификация опасных зон


Чтобы лучше понимать что-где-и-зачем, разберемся, что эти зоны опасности обозначают. Подробнее можно найти в интернете, а для примера возьмем Классификация взрывоопасных зон ATEX, взрывоопасная среда, Директива 2014/34/ЕС. В [квадратных скобках] стандарт для Северной Америки (США и Канада).

Газы и пары (летучие соединения):
  • Zone 0 [Class I Division 1 (gases)] — взрывоопасная зона, в которой взрывоопасная смесь присутствует постоянно или в течение длительных периодов.
  • Zone 1 [Class I Division 1 (gases)] — взрывоопасная зона в которой существует вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации.
  • Zone 2 [Class I Division 2 (gases)] — взрывоопасная зона в которой маловероятно присутствие взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации, а если она возникает, то редко, и существует очень непродолжительное время.

Пыль:
  • Zone 20 [Class II Division 1 (dusts)] — зона, в которой горючая пыль в виде облака присутствует постоянно или частично при нормальном режиме работы оборудования в количестве, способном произвести концентрацию, достаточную для взрыва горючей или воспламеняемой пыли в смесях с воздухом, и/или где могут формироваться слои пыли произвольной или чрезмерной толщины. Это может быть облака внутри области содержания пыли, где пыль может образовывать взрывчатые смеси часто или на длительный период времени.
  • Zone 21 [Class II Division 1] — зона, в которой горючая пыль в виде облака не может присутствовать при нормальном режиме работы оборудования в количестве, способном произвести концентрацию, достаточную для взрыва горючей пыли в смесях с воздухом.
  • Zone 22 [Class II Division 2] — взрывоопасная зона, в которой облака горючей пыли могут возникать редко и сохраняются только на короткий период или в которых накопление слоев горючей пыли может иметь место при ненормальном режиме работы, что может привести к возникновению способных воспламеняться смесей пыли в воздухе.

На пальцах:
  • Zone 0 — вы в подземной цистерне с бензином.
  • Zone 1 — вы рядом с топливопроводом из подземной цистерны с бензином.
  • Zone 2 — вы рядом с заправочной колонкой на автозаправочной станции.


Серия ELX


Если раньше между датчиком в Zone 0 и модулем ввода/вывода ПЛК находящемся в Zone 2/22 необходимо было ставить промежуточное безопасное и сертифицированное оборудование, то теперь цепочку можно сократить. Для этого и служат синие модули серии ELX. Устанавливать модули непосредственно в Zone 0/1 конечно же нельзя, но к ним можно напрямую подключать датчики, расположенные в Zone 0/20.

Кроме модулей ввода/вывода существуют сертифицированные графические панели и панельные ПК серии CPX. Они также предназначены для установки в зонах 2/22.

Изображение: Beckhoff Automation GmbH

Отправной точкой по серии ELX послужит самый толстый широкий терминал из всей линейки модулей расширения — ELX9560. Это модуль питания обеспечивающий требования стандарта Ex i:
  • Гальванически развязанный.
  • Защищенный от переполюсовки.
  • Ограничивает по напряжению и току подключенные ELX терминалы.
  • Создает требуемое воздушное пространство в 50мм между обычными и безопасными цепями.
  • Выходной ток ограничен 1 Ампером.
Изображение: Beckhoff Automation GmbH

Кратко о других (но не всех) модулях расширения:
  • ELX1052 — двухканальный терминал входных сигналов NAMUR.
  • ELX2002 — двухканальные выхода 24V DC, 40mA для управления магнитными задвижками и другими исполнительными механизмами зон 0/20, 1/21.
  • ELX3152 — двухканальный аналоговый входа 0/4..20mA, NAMUR NE43.
  • ELX3162 — двухканальный аналоговый вход 0..10В.
  • ELX3181 — аналоговый вход 4..20mA, HART.
  • ELX3202/3204 — 2-/4-канальные резистивные термоэленты RTD, 2-3-4- проводные.
  • ELX5151 — энкодер NAMUR.
  • ELX9012 — крышечка для изоляции контактов шины E-bus и питания на последнем в цепочке терминале. Ее наличие — это требование IEC 60079-11.

Существуют жесткие правила по установке и размещению синих модулей:
  • Все синие терминала всегда расположены после синего модуля питания ELX9560 (от которого и запитываются).
  • Запрещается размещать обычные модули после синих терминалов (они всегда идут последними на шине).
  • Нельзя смешивать ELX терминалы с EL терминалами. Возможна только такая и никакая другая последовательность: CX...EL_ELELX9560__ELX__ELX__ELX9012].
  • Обязательно наличие крышки-терминатора ELX9012.


NAMUR и HART


Сигнал типа NAMUR автоматически подразумевает: "искробезопасный сухой контакт с контролем на короткое замыкание и обрыв".

HART-протокол (англ. Highway Addressable Remote Transducer Protocol) — цифровой промышленный протокол передачи данных, попытка внедрить информационные технологии на уровень полевых устройств. Модулированный цифровой сигнал, позволяющий получить информацию о состоянии датчика или осуществить его настройку, накладывается на токовую несущую аналоговой токовой петли уровня 4—20 мА. Таким образом, питание датчика, снятие его первичных показаний и вторичной информации осуществляется по двум проводам. HART-протокол — это практически стандарт для современных промышленных датчиков. Приём сигнала о параметре и настройка датчика осуществляется с помощью HART-модема или HART-коммуникатора. К одной паре проводов может быть подключено несколько датчиков. По этим же проводам может передаваться сигнал 4—20 мА.


Спецификации FDT/DTM


Чтобы все было еще проще, в TwinCAT XAE встроена FDT-надстройка для настройки HART-протокола с помощью компьютерной мышки. Производители оборудования стараются упростить иcпользования их оборудования в проектах других вендоров. С этой целью многие крупные производители объединились в альянс FDTField Device Tool technology, который выработал общую для всех архитектуру. Задача данной архитектуры упростить настройку и управление разнородного оборудования.

Сложность оборудования постоянно растет. Инженеры вынуждены постоянно изучать новые разновидности конфигурационных и программных средств. Даже если эти средства являются "дружественными" пользователю, число различных программ и руководств к ним, которые должен изучить инженер, разрастается неимоверно, и обучение отъедает значительную часть рабочего времени. Потому было решено свести все основные параметры по настройке и управлению оборудованием в понятные конечному пользователю экраны и таблицы с расшифровкой назначения того или иного параметра.

Следуя спецификации DTM, производители измерительного оборудования создали программное обеспечение, которое они также назвали DTM. В случае когда производитель измерительного средства говорит о своем DTM, он фактически ссылается на программу ActiveX, которая соответствует спецификации DTM и описывает его измерительный прибор или другое средство нижнего уровня. DTM является инструментальным средством управления и конфигурирования и содержит в себе все параметры устройства, все графические пользовательские диалоги, выполняет конфигурирование и диагностику устройства, а также обеспечивает его полное документирование.

DTM по желанию производителя аппаратуры может быть как простой, так и сложной, может быть небольшой программой, состоящей из нескольких сотен килобайтов, или гораздо большей. DTM создаётся производителем аппаратуры (или, как это часто случается, сторонним производителем программного обеспечения для данной аппаратуры) как средство, предоставляющее конфигурационные данные для конечного пользователя.

FDT является спецификацией, которая определяет, каким образом DTM будет взаимодействовать с управляющим компьютером. Конечный пользователь "видит" DTM, но FDT является скрытой внутри вычислительной или управляющей системы.

Подробный рассказ про FDT/DTM в статье Виктора Жданкина — Спецификации FDT/DTM и консорциум PACTware.

Комментариев нет :

Отправить комментарий