Искробезопасные барьеры (огнезащитные барьеры)

Искробезопасные барьеры (огнезащитные барьеры) Анемометр

Барьеры искробезопасности и устройства защиты от перенапряжений

26 декабря 2014

Искробезопасные барьеры (огнезащитные барьеры)

АСУ ТП на предприятиях нефтехимической, химической и газовой промышленности оперируют информацией, собираемой, в основном, с объектов, расположенных в потенциально взрывоопасных средах. Следовательно, выбор высоконадежных и экономичных технических средств сбора информации, работающих в этих средах, является первоочередной задачей при проектировании автоматической системы управления (АСУ). Применение во взрывоопасных зонах каналов связи, оборудованных искробезопасными цепями (ИБЦ), является одним из необходимых путей обеспечения безопасности. Широкий спектр аппаратуры такого типа предлагают компании Phoenix Contact и Weidmueller.

Законодательствами всех промышленно развитых стран оговорены требования к АСУ ТП во взрывоопасных средах, и Россия в этом смысле – не исключение. Взрывоопасными они называются из-за наличия в них смесей (горючих газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей – ЛВЖ), описываемых в ГОСТе 12.1.011-78, их частичный перечень указан в таблице 1.

Таблица 1. Концентрация газов и паров ЛВЖ с наибольшей опасностью воспламенения и значения БЭМЗ

Для обеспечения искробезопасности в качестве разделительных элементов между искробезопасными и искроопасными цепями применяются барьеры искрозащиты – блоки в виде отдельного или встраиваемого электрооборудования. Искробезопасность достигается путем ограничения тока и напряжения на выходе или входе барьера, а также гальванической развязки искробезопасных и искроопасных электрических цепей.

На данный момент существуют различные типы барьеров: основанные на полупроводниковых элементах, например, барьеры искрозащиты, обеспечивающие гальваническое разделение искробезопасных и искроопасных цепей от силовой и сигнальной сетей переменного тока. Гальваническое разделение в данном случае реализуется путем применения оптронных или трансформаторных схем. Модули барьеров искрозащиты с гальваническим разделением разработаны с учетом использования в большинстве задач, связанных с обеспечением искробезопасности цепей сигнализации и управления. Они применяются для подключения оборудования, находящегося во взрывоопасной зоне, например, 2-, 3- или 4-проводных аналоговых датчиков, электропневматических преобразователей, электромагнитных клапанов.

Чтобы определиться с выбором защитных компонентов, приведем сравнение продукции двух немецких компаний мирового уровня – Phoenix Contact и Weidmueller. Сегодня эти компании являются ведущими производителями устройств обеспечения искрозащиты и защиты от перенапряжения, а наличие международных сертификатов качества говорит о высоком уровне разработок и возможности применять продукцию данных компаний по всему миру.

Перенапряжения, обычно вызываемые коммутационными процессами, срабатыванием предохранителей, работой преобразователей частоты или воздействием молнии, являются важным фактором, когда речь идет о сохранении работоспособности и готовности электрооборудования к эксплуатации. Эти возмущения представляют собой импульсные помехи (переходные процессы), которые в течение нескольких микросекунд достигают многокиловольтовых амплитуд. При перенапряжениях возникает опасная разность потенциалов, которая, помимо прочего, вызывает ошибки в управлении, кратковременные сбои в работе или, в худшем случае, разрушение оборудования. Применение устройств защиты от перенапряжения (Surge Protective Device, SPD) позволяет ограничить эту разность потенциалов до безопасного уровня. Для недопущения опасной разности потенциалов в связи с перенапряжениями, устройства защиты во взрывоопасных зонах должны отвечать нормативным требованиям.

Обзор продукции Phoenix Contact

Компания Phoenix Contact предлагает широкую номенклатуру барьеров серии MACX MCR Ex, (например, 2865463 MACX MCR-EX-SL-NAM-2T для дискретных датчиков) для искрозащиты. Надежность и качество оборудования Phoenix Contact обеспечивают бесперебойную работу систем управления и контроля в сложных климатических условиях, а стойкость к воздействию агрессивных сред и взрывозащищенность оборудования позволяют успешно использовать его на предприятиях нефте­перерабатывающей и нефтехимической промышленностей.

Про анемометры:  Неисправность Регулятора Давления Топлива. 4 Признака | Причины, Проверка и Чистка

Многие продукты Phoenix Contact стали стандартом для отраслевых решений.

Phoenix Contact производит только активные (изолирующие) барьеры искрозащиты. Пассивные барьеры, или барьеры на основе диодов Зенера обычно обладают более низкой ценой по сравнению с активными, однако имеют ряд недостатков, а именно:

  • отсутствие гальванической развязки между входом и выходом;
  • возможность подсоединения датчиков из взрывоопасной зоны 0 только при применении дополнительных гальванических развязок;
  • необходимость отдельной шины заземления с низким сопротивлением, согласно ГОСТ Р 51330.10-99, а также изолирования от земли оборудования, находящегося в опасной зоне. (При применении активных барьеров Phoenix Contact этого не требуется);
  • большая подверженность импульсным перенапряжениям, нежели у активных барьеров.

Искробезопасные барьеры (огнезащитные барьеры)

Рис. 1. Барьеры искрозащиты серии MACX MCR Ex

Традиционно схема подключения аналоговых и дискретных сигналов «точка-точка» остается наиболее популярной и продолжает использоваться в новых системах. У этой схемы множество преимуществ, включая простоту при вводе в эксплуатацию и обслуживании в процессе работы, высокую точность и надежность, быструю обработку контролируемых сигналов. Надежность особенно важна для приложений с повышенными требованиями к безопасности. Такие свойства как поддержка связи HART-протокола (рисунок 2), диагностика обрыва или короткого замыкания каналов дискретных сигналов, компактные размеры и возможность быстрого подключения позволяют соответствовать существующим и будущим требованиям для обеспечения высокой бесперебойности работы системы.

Искробезопасные барьеры (огнезащитные барьеры)

Рис. 2. Пример использования данных, передаваемых по HART-протоколу с использованием HART-мультиплексора

Радиомодули в беспроводной сети могут объединять до 250 станций и позволяют реализовать любую сетевую топологию, начиная от простейшего соединения «точка-точка» до самоорганизующейся сети MESH с ячеистой топологией. Любой модуль беспроводной сети может быть настроен как ведущий (master), повторитель (repeater) или ведомый (slave).

Обзор продукции Weidmueller

Компания Weidmueller, также как Phoenix Contact, выпускает множество устройств для работы в условиях агрессивных сред, тяжелых климатических условий, плохого качества электроэнергии.

Универсальный измеритель и преобразователь сигналов

ACT20X-HUI-SAO-S дополнительно имеет релейный выход, для которого можно конфигурировать порог переключения. Встроенный контакт аварийной сигнализации в этом устройстве при неисправности выдает сообщение о состоянии, которое позволяет произвести быструю идентификацию ошибки и, следовательно, повышает эксплуатационную готовность установки. Электропитание преобразователей сигналов с гальванической развязкой осуществляется через встроенный блок питания от сети (SAO-S) или как альтернатива – через токовую петлю с выходной стороны (SAO-LP).

Про анемометры:  hpk18 Арзамас НРК1-8 Датчик положения дроссельной заслонки ДПДЗ ГАЗ дв 406 А НРК1-8. Продажа оптом и в розницу.

Датчики температуры

Искробезопасные барьеры (огнезащитные барьеры)

Рис. 3. Барьер искрозащиты (Ex i) шириной 12,5 мм с функцией передачи питания к пассивнымдатчикам

Коммутирующий усилитель с гальванической развязкой NAMUR

Коммутирующие усилители с гальванической развязкой и релейным выходом ACT20X-2HDI-2SDO-RNC-S (8965380000) специально предназначены для регистрации сигналов датчиков NAMUR или цифровых коммутирующих сигналов из взрывоопасной зоны Ex 0. Коммутационные реле, по выбору – с нормально разомкнутым или замкнутым контактом, поставляют выходные сигналы для безопасной области. Встроенные контакты аварийной сигнализации в случае неисправности выдают сообщения о состоянии, которые позволяют произвести быструю идентификацию ошибки.

Коммутирующие усилители с гальванической развязкой и транзисторным выходом ACT20X-HDI-SDO-RNO-S (8965340000) также предназначены для регистрации сигналов датчиков NAMUR или цифровых коммутирующих сигналов из взрывоопасной зоны Ex 0. Через соединенные с «минусом» транзисторные выходы (NPN) сигналы предоставляются приложениям в безопасной зоне. Данные изделия также имеют встроенные контакты аварийной сигнализации.

В модулях управления клапанами ACT20X-SDI-HDO-H-S (8965410000) управление осуществляется со входной стороны с помощью коммутирующих сигналов (NPN, PNP) из безопасной области и предоставляются цифровые выходы для коммутации исполнительных механизмов: электромагнитных клапанов и датчиков аварийной сигнализации во взрывоопасной зоне Ex 0.

Контрольно-измерительные приборы (КИП)

ACT20X — это семейство преобразователей сигналов для взрывоопасных зон. Благодаря ширине 11 мм на канал этим компактным устройствам требуется мало места в электрощите. Данные преобразователи сигналов были разработаны специально для систем автоматизации технических процессов во взрывоопасных зонах.

Эти преобразователи обрабатывают все стандартные входные сигналы (двухпроводные HART, NAMUR, RTD, сигналы с термопар, сигналы постоянного тока) из взрывоопасной зоны Ex 0 или обеспечивают прием цифровых и аналоговых сигналов от датчиков и управление исполнительными механизмами во взрывоопасных зонах.

Сообщения об отказах и ошибках могут отправляться через встроенные релейные выходы. Это помогает быстро выявлять ошибки и повышает эксплуатационную стойкость системы.

С помощью конфигурационного программного обеспечения WI-Manager на базе технологии FDT (инструментарий настройки полевых устройств), устройства ACT20X можно настраивать индивидуально на ПК для различных технологических систем. Компания Weidmueller поставляет специальные диспетчеры типов устройств (Device Type Managers, DTM), которые могут работать в любой оболочке на базе FDT.

Перейдем к обзору устройств от Weidmueller для защиты от перенапряжения и грозозащиты

Двухкомпонентная система защиты серии VSPC series

VARITECTOR SPC, например, модель 8924470000, отличается вставным разрядником, который легко можно заменять или проверять без повторного монтажа электропроводки. Испытательное устройство V-TEST обеспечивает удобное соблюдение интервалов техобслуживания. Защелкивающееся основание VSPC BASE позволяет легко выполнить монтаж с одновременным созданием контакта защитного заземления через монтажную рейку. Благодаря простоте эксплуатации и высокой плотности упаковки, VSPC обеспечивает высококачественную защиту от перенапряжения для всех контрольно-измерительных сигналов. Цветовая маркировка напряжения позволяет обслуживающему персоналу быстро идентифицировать модуль в электрощите.

Про анемометры:  ВРД 39-1.2-054-2002 Инструкция по техническому расследованию и учету аварий и инцидентов на опасных производственных объектах ОАО "Газпром", подконтрольных Госгортехнадзору России - скачать бесплатно

Данная линейка продукции также отличается полным ассортиментом аксессуаров, таких как V-GROUND для заземления всех сигналов с датчиков или разъем V-TEST для измерений в электроцепях. Фиксирующий зажим VSPC закрепляет вставной разрядник на основании, позволяя противостоять даже экстремальным нагрузкам. Модули контроля VSPC R имеют встроенную функцию выдачи сообщений, контролируемую с модуля управления VSPC CONTROL UNIT. Общая высота базового элемента со вставленным в него разрядником составляет 69 мм.

Системы питания

Изделия для защиты от перенапряжения VPU I (тип I), VPU II (тип II) и VPU III (тип III) производства компании Weidmueller эффективно уменьшают помехи, возникающие при выбросах напряжения, предписанных координацией изоляции по стандарту EN 60664-3/DIN VDE 0110-3. Это означает уменьшение риска возникновения неисправности во всей системе.

Согласование разрядников достигается техническими средствами, то есть нет необходимости в развязке между классами I, II и III. Разрядники прошли испытание согласно стандартам продукции IEC61643-11:2012/DIN EN 61643-11:2012 и могут быть установлены в системах в соответствии с IEC 61643-12/VDE V0675-6-12 и IEC 62305-4/VDE 0185-4. Система молниеотвода и защита от перенапряжения прибора пригодны для установки в комплексы подачи электропитания. Компания Weidmueller предлагает разнообразную продукцию для различных типов сети и уровней напряжения. Даже для фотоэлектрических устройств в наличии – специальная защита, соответствующая EN 50539-11/VDE 0675-39-11:2010.

Интерфейсы передачи данных

Передача данных предполагает передачу знаков, цифр, параметров, измеряемых величин между различными децентрализованными узлами. Децентрализованными узлами являются, например, устройства управления, компьютеры, чувствительные элементы, исполнительные устройства и многие другие. Это чувствительное оборудование требует соответствующей защиты от перенапряжения. Например, Weidmueller изготавливает средства защиты для кабелей M8/M12 в корпусе IP68, одно- и трехступенчатое устройство защиты от перенапряжения в корпусе IP68 для Ethernet категорий 5 и 6, устройства для защиты аналоговых и цифровых сигналов, а также устройства для подавления импульсных помех.

Счетчик импульсов

Чтобы эффективно защитить устройства и системы от повреждений, вызванных молниями и перенапряжением, целесообразно знать, насколько высока нагрузка, предлагаемая в защитных элементах. Счетчик импульсов VARITECTOR LOGGER 30 (1428780000) производства компании Weidmueller регистрирует импульсы тока, которые отводятся от устройств защиты от перенапряжений с помощью заземленного провода. Он надежно измеряет нагрузку защитных элементов. Измерение обеспечивает оптимальное тестирование и настройку защитной системы и идеально дополняет тип II и III оборудования VPU для защиты от перенапряжений.

Заключение

Вполне возможно, что защита оборудования может никогда и не понадобиться, но, применяя блоки защиты оборудования, можно предотвратить связанные с выходом его из строя финансовые убытки, а иногда – и катастрофические последствия. Продукция компаний PhoenixContact и Weidmueller обеспечивает отличное качество искрозащиты и защиты от перенапряжений.

Литература.

  • http://www.phoenixcontact-online.ru
  • www.weidmueller.com.

Получение технической информации, заказ образцов, заказ и доставка.

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий