fisco - Fieldbus Foundation
Transkrypt
fisco - Fieldbus Foundation
Ochrona przeciwwybuchowa Foundation Fieldbus – H1 by André Fritsch/ Reiner Otterbach / Łukasz Żyliński Sn. Product Manager Remote I/O & Fieldbus R. STAHL Schaltgeräte GmbH Member of the Fieldbus Foundation EMEA Steering Committee Member of Fieldbus Foundation Wireless & FF HSE-RIO Working Groups © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Rodzaje ochrony przeciwwybuchowej 2 © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Benchmark: FF H1 w strefie bezpiecznej Host 16 (32) nie-Ex Maks. 32 urządzenia Rzeczywiście to maks. 12…16 urządzeń Redundancja zasilania możliwa Maks. długość sieci. 1900 m (trunk + spurs) Długość maks. spur 120 m Puszki łączeniowe do urządzeń polowych są wymagane (zalecenie: ochrona przed zwarciem/przepięciem spur) • • • • • 3 © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Koncepcja rozwijana przez lata Entity Host FISCO Host 4 6…7 High Power Trunk lub DART 16 Host 4 © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Model FISCO – rozwój w latach 90-tych Wymagania: FISCO: • Tylko jedno źródło zasilania I.S. : zasilacz fieldbus power Fieldbus Intrinsically • Wszystkie urządzenia polowe są urządzeniami pasywnymi I.S Safe • Efektywne źródło zasilania w urządzeniu polowym jest Concept ograniczone do: • Li < 10 µH and Ci < 5 nF Sugestia dla zasilacza fieldbus FISCO: warunki bezpieczeństwa: Uo = 15 V, Io = 130 mA nominalne wartości ok. 13 V, 120 mA • Terminator (T) zgodny z IEC 61158-2 • 100 Ohm + 1uF dokładnie 2 terminatory na segment, instalacja na końcach sieci pojemność i możliwe rozproszenie ciepła przez rezystor musi być wzięte pod uwagę ! Ograniczenie sieci do 1000 m z maks. spur 60 m 5 © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Nowa idea z roku 2000: dlaczego w 100 % iskrobezpieczny fieldbus ? I.S. / FISCO FISCO Trunk Host FISCO Spurs Urządzenia FISCO 1. „Hot work” na sieci Trunk (pomiar/podłączanie/rozłączanie) 2. „Hot work” na „spurs” (podłączenie/rozłączenie urządzeń polowych/ wymiana/pomiar itp.) Wnioski w sprawie wymagań: Trunk nie-I.S., Spurs FISCO/I.S. tak 6 © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Isolating device coupler (patrz AG-181) non-FISCO Ochrona Ex: Ex e (obudowa wzmocniona) lub nA (nie iskrząca) Ochrona Ex: brak (Ex e instalacja wymagana Ochrona Ex: Ex m (hermetyzacja) FISCO Ochrona Ex: Ex i (iskrobezpieczne) zgodn. z FISCO Dostępne 4 lub 8 kanałami 7 © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Nazwy i definicje Nazwy dostawców: Nowa nazwa Foundation: • Fieldbarrier • Isolating Device Coupler • Fieldbus Barrier • Multibarrier • Ex i Field Device Coupler Definicja: Coupler dla iskrobezpiecznych / FISCO urządzeń polowych fieldbus z izolacją galwaniczną pomiędzy iskrobezpiecznym / FISCO spur i nie-iskrobezpieczną siecią high power trunk 8 © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Model FISCO vs. High Power Trunk Model FISCO: • Sieć ograniczona do maks. 1000 m dla IIC • Sieć ograniczona przez niską energię FISCO (12 V / 130 mA dla IIC lub 13 V / 265 mA dla IIB), główny problemem jest spadek napięcia na przewodach ! • Spury ograniczone do maks. 60 m • Dla urządzeń nie-I.S. wymagany jest oddzielny segment • Redundancja dostępna (tylko jeden dostawca) • Trunk jest iskrobezpieczny – „hot swap” dla spur protectorów Model High power trunk: • „Hot swap” dla barier fieldbus ;ub spur protectorów przy obsłudze jest możliwa • Sieć do maks. 1900 m (ze wzmacniaczem do 5000 m) • Duży zasób energi dla 32 urządzeń fieldbus • spurs do 120 m • FISCO/I.S. i nie-I.S. (Ex d/Ex m/Ex q) mogą być łączone w jednym segmencie • Redundancja jest dostępna dla wszystkich dostawców 9 © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Device Couplers dla FISCO & nie-Ex i nie-Ex 16...32 (IIB/IIC) Host Ex i / FISCO Ex d, Ex m, Ex q, Ex e Mieszanie sygnałów I.S. & nie-I.S. urządzeń polowych jest możliwe Integracja urządzeń polowych Ex d, Ex m w tym samym segmencie jest możliwa Dla urządzeń nie-I.S. tylko ochrona segmentu jest wymagana Wniosek: Możliwości Fieldbus są w 100 % wykorzystane & bardzo łatwe w obsłudze 10 © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Porównanie FISCO – High Energy Trunk FISCO High Energy Trunk Fieldbus Devices FISCO FISCO & non-FISCO/non-Ex Dostępna enegria IIC/IIB 12 V; 120 mA / 13 V; 265 mA 28 V / 350…1000 mA Rodzaj ochrony p.wybuch. Ex i Ex i, Ex e, Ex m Maks. liczba urządzeń p. 6 (IIC), 12 (IIB) 16…32 Instalacja Strefa 1, 2, Div. 1, Div. 2 Strefa 1, 2, Div. 2 Trunk I.S. Nie-I.S. (Ex e / nie-iskrzace) Hot-swap urządzeń pol. Tak Tak Hot-swap couplerów Tak Tak, ale specjalne złącza potrzebne Długość sieci 1000 m 1900 m Długość Spur 60 m 120 m Redundancja zasilania Tak Tak 11 © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Zastosowanie High Power Trunk Strefa 2/ Div.2 Strefa 1/ Div.2 Strefa 0,1/ Div.1 13 Strefa 0,1 © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Który coupler wybrać ? Strefa 2 Strefa 2 Isolating Strefa 1 Isolating Strefa 1 Device Coupler Device Coupler Device Coupler Device Coupler Strefa 2 Strefa 1 Fieldbus FF H1, high power trunk (nie-I.S.) nie-Ex Ex ic/nL/nA nie-Ex Ex ia/FISCO nie-Ex Ex ia/FISCO Ex ic / Ex nL Ex i / FISCO Ex i / FISCO nie-Ex Ex d/e/q/m Ex d / m 14 © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Ważna informacja: nL zastąpione ic Zasilacz Fieldbus nie-Ex Ex ic/nL/nA EN 60079-15 (rodzaj ochrony do Strefy 2) nL usuniety od 2010 EN 60079-11 (rodzaj ochrony Ex i) ic występuje od 2007 EN 60079-27 (FISCO fieldbus) ic-FISCO zastąpiło FNICO od 12/2008 Konsekwencje: • Ex nL i Ex ic są prawie identyczną ochroną przeciwwybuchową różniącą się („weryfikacją systemu iskrobezpiecznego“). • Od Maja 2013, żadne urządzenie z ochroną nL nie może być sprzedawane ! • Lecz: Urządzenia na instalacji, lub jako części zapasowe mogą być wciąż używane • Ex ic i nL urządzenie mogą być „mieszane” w układach: Fig. A Associated energy limited apparatus [nL] nL Fig. B Associated energy limited apparatus [nL] ic Fig. C Associated apparatus [ic] Fig. D Associated apparatus [ic] ic ic Ex ic / Ex nL Energy limited field device nL • 15 Intrinsically safe field device ic Energy limited field device nL Intrinsically safe field device ic Ważne: jeżeli nL i ic są używane w jednym obwodzie (Fig. B-D), należy stosować się do wymogów instalacji EN-PN 60079-14 © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Problem? Hot-swap dla urządzeń polowych ! hot-swap hot-swap U Zasilacz Fieldbus Fieldbus, nie I.S. Spur islating device Protection coupler hot-swap Spur device coupler Protection nie Ex i FISCO hot-swap Fieldbus devices 17 © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Rozwiązanie: wyłącznik T Zone 1 Ex i Zone 1 Ex i Zone 1 Ex i 18 © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation Explosion Protection for Fieldbus nd © 1994 – 2013 Fieldbus Foundation