Искробезопасный блок питания это
Блоки питания искробезопасные компактного исполнения БИ-ИП-8С, БИ-ИП-9С, БИ-ИП-12С, БИ-ИП-15С, БИ-ИП-24С предназначены для питания искробезопасным стабилизированным напряжением датчиков в системах регулирования, измерения, сигнализации, аварийной защиты цепей и управления технологическими процессами на находящихся во взрывоопасной зоне взрывопожарных участках.
Блоки питания искробезопасные серии БИ-ИП-ХХХС устанавливаются вне взрывоопасных зон помещений и установок согласно маркировке взрывозащиты, ГОСТ Р 51330. 13-99 (МЭК 60079-14-96), гл. ПУЭ и др. нормативным документам, регламентирующим применение электрооборудования, расположенного вне взрывоопасной зоны и связанного искробезопасными внешними цепями с установленными во взрывоопасной зоне электротехническими устройствами.
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.
Универсальные решения завершают ассортимент устройств защиты от перенапряжения. Например, с этой задачей отлично справляется универсальное измерительное устройство V-TEST, используемое для проверки функционирования вставных разрядников, таких как VSPC, а также широкий спектр принадлежностей ЭМС для оптимального соединения экрана диаметром 3…6 мм в серии VARITECTOR.
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.
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.
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
БПДМ-Ех исполнение 01К
3. Основные параметры
Универсальный измеритель и преобразователь сигналов
Универсальные измерительные преобразователи и преобразователи сигнала с гальванической развязкой для работы во взрывоопасных зонах, например, 8965490000 ACT20X HUI-SAO-S/SAO-LP, предоставляют возможность индивидуального конфигурирования каждого прибора. Возможна регистрация температурных сигналов от датчиков PT100 (8975690000) и термопар (8432310000), а также аналоговых DC-сигналов по току и напряжению из взрывоопасной зоны Ex 0. На выход, по выбору пользователя, выдаются сигналы по напряжению или сигналы 0…20 мА (например, 8965430000) токовой петли для безопасной зоны.
Преобразователь выходного тока
Рис. 3. Барьер искрозащиты (Ex i) шириной 12,5 мм с функцией передачи питания к пассивным
датчикам
Параметры надежности блоков питания серии БИ-ИП-ХХХС
- средний срок службы блоков питания не менее 10 лет;
- средняя наработка на отказ при соблюдении правил технического обслуживания и применения составляет не менее 100 000 часов;
- срок сохраняемости блоков питания не менее одного года при соблюдении условий хранения и транспортировки.
Особенности блоков питания искробезопасных серии БИ-ИП-ХХХС:
Главная особенность — возможность внешних уставок, определяющих порог ограничения тока нагрузки. При превышении установленного порога срабатывания барьер входит в режим ограничения тока. Барьер искробезопасности автоматически переходит в рабочий режим после снятия избыточной нагрузки. Уставки представляют собой установленные определенным образом между контактом 5 и контактами 7 и (или) 8 или без них перемычки. В случае отсутствия уставок блоки питания будет настроен на минимальный уровень тока для данной модификации. Контакт 6 блока питания серии БИ-ИП-ХХХС может использоваться как заземляющий. Барьер входит в номинальный режим работы сразу после подачи напряжения питания.
Питание, подаваемое на барьер: DC 24B (контакты 2-3), либо АС 220В (контакты 1-4). Наличие напряжения питания отображается с помощью светодиодной индикации.
Разделитель тока
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.
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.
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.
Одна из последних новинок модулей Phoenix Contact серии Ex i это новые преобразователи 4…20 мА – например, 2865340 MACX MCR-EX-SL-RPSSI-I, имеющие функцию повторителя питания и поддержку HART-протокола (рисунок 1).
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.
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).
5. Пример записи при заказе
Обозначение барьеров при заказе зависит от:
Выходного искробезопасного напряжения и полярности.
Барьер искробезопасности (блок питания искробезопасный) БИ-ИП-05М+
Барьер искробезопасности (БИ), искробезопасное питание (ИП), с выходным искробезопасным напряжением 5В (05), модульного исполнения (М), положительная полярность(+).
Комплект поставки блоков питания серии БИ-ИП-ХХХС
Блок питания искробезопасный — 1 шт.
Паспорт, совмещенный с техническим описанием и инструкцией (на электронном или бумажном носителе) — 1 шт.
Транспортная тара — 1 шт.
Гарантийный талон утвержденного образца — 1 шт.
Организация питания и искрозащиты взрывозащищенных двухпроводных датчиков с унифицированным выходным токовым сигналом 4…20 мА, а также для преобразования этого сигнала в уровни 0…20 мА, 0…5 мА или 4…20 мА по двум независимым каналам, гальванически связанным по цепям искрозащиты.
- Встроенный барьер искрозащиты;
- Выходные сигналы 0…5, 4…20, 0…20 мА;
- Уровни взрывозащиты «ia – особовзрывобезопасный» или «ib – взрывобезопасный»;
- Подгруппы взрывозащищенного электрооборудования IIB или IIС;
- Индикация наличия напряжения на выходе блока по каждому каналу;
- Возможность крепления на стену, DIN-рейку или в щит.
Блок питания (источник питания) предназначен для подключения пассивных датчиков с выходным токовым сигналом 4…20 мА, расположенных во взрывоопасной зоне и преобразования сигнала 4…20 мА в выходные сигналы 0…5, 0…20 мА, или без преобразования, в сигнал 4…20 мА. Передает токовый сигнал из взрывоопасной зоны в безопасную. Блок обеспечивает питание датчика и цепи выходного сигнала (нагрузки).
Блок состоит из:
- Датчик 1, 2— пассивные датчики с выходным токовым сигналом 4…20 мА;
- 1 — барьеры искрозащиты, ограничивающие электрическую мощность, подаваемую во взрывоопасную зону по цепям связи с электрооборудованием;
- 2 — ограничители тока, для защиты плавких предохранителей барьеров искрозащиты при коротком замыкании цепей подключения датчиков;
- 3 — преобразователей тока, преобразующих сигнал 4…20 мА в выходные сигналы 0…5, 0…20 мА, или без преобразования;
- 4 — источник питания, предназначенный для преобразования сетевого напряжения 220 В в стабилизированное напряжение постоянного тока;
- Rн1, Rн2 — сопротивления нагрузки;
- V1, V2— вольтметры.
4. Условия эксплуатации
Барьеры соответствуют климатическому исполнению УХЛ 4 (по ГОСТ 15150−75), но для работы при температуре окружающей среды от −25°С до +60°С.
По защищенности от внешних воздействий барьеры соответствуют классу IP 30(по ГОСТ 14254 – 96).
Барьеры имеют вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь». По ГОСТ Р. 51330.10 – 99 (МЭК 60079 – 11– 99).Барьеры размещаются в искробезопасной зоне. Барьеры соответствуют климатическому исполнению УХЛ 4 (по ГОСТ 15150−75), но для работы при температуре окружающей среды от −25°С до +60°С.
По защищенности от внешних воздействий барьеры соответствуют классу IP 30(по ГОСТ 14254 – 96).
Барьеры имеют вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь». По ГОСТ Р. 51330.10 – 99 (МЭК 60079 – 11– 99).
Барьеры размещаются в искробезопасной зоне.
6. Параметры надежности
-Средний срок службы изделий не менее 10 лет.
-Средняя наработка на отказ при соблюдении правил технического обслуживания и применения составляет не менее 100 000 часов.
-Срок сохраняемости изделий не менее одного года при соблюдении условий хранения и транспортировки.
Искробезопасные цепи
— Um — максимальное напряжение, которое может быть приложено к соединительным устройствам искроопасных цепей связанного электрооборудования без нарушения искробезопасности;
— С0 — максимальная емкость искробезопасной цепи, подключаемой к блоку;
— L0 — максимальная индуктивность искробезопасной цепи, подключаемой к блоку;
— U0 — максимальное выходное напряжение искробезопасной цепи;
— I0 — максимальный выходной ток искробезопасной цепи;
— Р0 — максимальная выходная мощность.
Блоки питания в соответствии с требованиями ГОСТ 31610.0, ГОСТ 31610.11 устанавливаются вне взрывоопасных зон.
Параметр | Значение |
---|---|
Предел допускаемой основной приведенной погрешности, выраженный в процентах от диапазона изменения выходного сигнала, % | не более ±0,1 |
Изменение значения выходного сигнала, вызванное изменением напряжения питания, %, от диапазона изменения выходного сигнала | не более ±0,1 |
Наибольшее допустимое значение пульсации выходного сигнала, %, диапазона изменения выходного сигнала | 0,2 |
Межповерочный интервал, год | 3 |
БПДМ-Ех исполнение DIN
Основные технические характеристики
Параметр | Значение |
---|---|
Диапазон напряжений питания переменного тока, В | 187. 242 |
Частота напряжения питания переменного тока, Гц | 49. 51 |
Потребляемая мощность, В×А | не более 6,0 |
Количество каналов (по заказу) | 1 или 2 |
Возможные варианты унифицированных токовых сигналов на входе искробезопасных цепей, мА | 4. 20 |
Возможные варианты выходных унифицированных токовых сигналов, мА, (по заказу) | 0. 5, 0. 20, 4. 20 |
Искробезопасные цепи рассчитаны на работу с нагрузками, Ом, с учетом сопротивления линии связи | не более 650 |
Выходные цепи рассчитаны на работу с нагрузками, Ом, для сигнала 0. 20, 4. 20 мA с учётом сопротивления линии связи | не более 750* |
Выходные цепи рассчитаны на работу с нагрузками, кОм, для сигнала 0. 5 мA с учётом сопротивления линии связи | не более 2,5* |
Напряжение холостого хода искробезопасных цепей, В | не более 25,2 |
Напряжение на входах искробезопасных цепей при токе нагрузки 20 мА, В | не менее 17,2 |
Изменение значения выходного напряжения постоянного тока, вызванного изменением температуры окружающего воздуха в пределах от -10 до +50 °С не должно превышать, %, при максимальном токе нагрузки на каждые 10 °С | ±0,1 |
Наибольшее допустимое значение пульсации напряжения на искробезопасном входе не должно превышать, %, Uизм | 0,2 |
Конструктивное исполнение (по заказу) | пластмассовый корпус с установкой на рейку DIN или на стену (исполнение DIN) |
пластмассовый корпус с металлической лицевой панелью и соединениями клеммными зажимами с установкой в щит (исполнение 01К)
Масса блоков, кг
для монтажа на DIN-рейке или на стене
* — при эксплуатации блока с неиспользуемыми токовыми выходами требуется подключение резисторов к клеммам ХР4, ХР5 в качестве нагрузки.
7. Конструктивные параметры
Габаритные размеры барьеров составляют, мм 82х125х53
Масса барьера 0,15+_0,05 кг.
Модельный ряд барьеров искрозащиты с гальванической развязкой производства ООО «Энергия-Источник»
Искробезопасная цепь Ех
Наши специалисты по техподдержке готовы ответить на ваши вопросы и подобрать для вас барьер искробезопасности.
Барьеры искробезопасные (блоки питания искробезопасные) БИ-ИП-ХХ- MX, где ХХ- уровень выходного искробезопасного напряжения Х -полярность , М-модульный, предназначены для питания стабилизированным искробезопасным напряжением датчиков, находящихся во взрывоопасной зоне категории IIС. Отличительными особенностями блоков являются:
а) Возможность питания, как от ~220V, так и =24V.
б) Выходное напряжение при рабочих или меньших значениях токов потребления является стабильным в диапазоне ± 10%, что при использовании обычных барьеров практически невозможно. см. рис. 1 (ниже). в) Данная серия включает в себя расширенный диапазон возможных напряжений от 5V до 24V, а так же отрицательные напряжения.
г) В случае превышения нагрузки блок переходит в режим ограничения и стабилизации тока, уровень, ограничения устанавливается перемычками.
Наличие питания отражается светодиодом.
Маркировка «М»-означает модульное исполнение с возможностью крепления на DIN рельс, что снижает стоимость по сравнению с корпусными изделиями.
8. Комплект поставки
-Барьер искробезопасности-1шт.
-Паспорт совмещенный с техническим описанием и инструкцией (на электронном или бумажном носителе)-1 шт.
-Гарантийный талон утвержденного образца-1шт.
-Транспортная тара-1 шт.
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.
Согласно ПУЭ, все электроустановки внутри промышленных зданий и заводов должны иметь защиту от перенапряжений, которые могут возникнуть, например, при ударе молнии. Только специально подобранные устройства смогут обеспечить полную защиту электротехнического оборудования с учетом особенностей производства, где оно применяется. Попытка сэкономить на этапе проектирования может привести к огромным потерям в процессе эксплуатации. Для того чтобы избежать этих рисков, необходимо убедиться в том, что устройства защиты от перенапряжения включены в проект. Это не только позволит гарантировать высокую надежность, но и значительно снизит потери от повреждения оборудования, вызванного ударом молнии или скачком напряжения [2].
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.
В качестве одного из примеров применения устройств искрозащиты возьмем резервуарное хранилище. От датчиков уровня в резервуаре до контрольно-измерительного щита обычно прокладывают кабельные трассы, иногда до 100 м длиной. Зона внутри резервуара, в связи с длительно находящейся там взрывоопасной средой, например, бензином, классифицируется как взрывоопасная зона 0. Из-за нечувствительности ко внешним вводам данные измерений передаются на контрольно-измерительный щит в виде токовой петли 4…20 мА. С целью предотвращения недопустимо высокой разности потенциалов заземляющего устройства сначала выравниваются потенциалы контрольно-измерительного щита и резервуара. Рассмотрим случай удара молнии силой 30 кА. В то время как половина тока уходит в землю, другая половина попадает непосредственно на установку. Таким образом, считаем, что через цепь выравнивания потенциалов на контрольно-измерительный щит попадает 15 кА. При площади поперечного сечения медного провода цепи выравнивания потенциалов, равной 95 мм², можно предположить, что омическое падение напряжения между контрольно-измерительным щитом и резервуаром будет равно примерно 270 В. В результате этого электрические цепи, соединяющие резервуар и контрольно-измерительный щит, вышли бы из строя. Избежать этого можно только путем применения устройств защиты от перенапряжения. При этом место установки устройства защиты от перенапряжения должно находиться настолько близко к вводу в зону 0, насколько это практически возможно. Но это расстояние должно быть не более 1 м. Соединительные линии между чувствительным элементом контрольно-измерительного щита и устройством защиты от перенапряжения должны быть выполнены с защитой от прямого воздействия молнии. Одним из способов такой защиты является прокладка линии в металлической трубе. Для защиты от перенапряжения головок датчиков рекомендуется применение устройств защиты от перенапряжения наподобие SURGETRAB, которые специально разработаны для этих целей. Они встраиваются непосредственно в линию и привинчиваются к кабельным вводам датчиков [2, 3].
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.
Для обеспечения прочности изоляции относительно земли при переходных процессах достаточно использовать газонаполненный разрядник, а для защиты от пробоя между жилами требуется дополнительно использовать защитные ограничительные диоды или варисторы в качестве тонкой защиты. Эти полупроводниковые элементы отличаются очень быстрым временем срабатывания при переходных процессах и узким диапазоном ограничения напряжения. При этом величина отводимого импульсного тока для них составляет лишь несколько сотен ампер. Исходя из этого, здесь следует обратить внимание на применение многоступенчатых устройств защиты от перенапряжения. На практике целесообразно еще на месте монтажа решить, будет ли экран соединен с землей напрямую или через газонаполненный разрядник [3].
Контроль над технологическим процессом осуществляется путем измерения во взрывоопасных зонах таких параметров как давление, температура, расход, влажность, значения рН и так далее. Для передачи их значений в систему управления используются барьеры искрозащиты, которые гарантируют ограничение мощности передаваемого сигнала с одной стороны и преобразуют измеряемую величину в электрический сигнал 4…20 мA, который преобладает в области автоматизации ТП и стандартизирован в МЭК 60381-1. Кроме того, токовый сигнал имеет такие преимущества как низкая чувствительность к наводкам, отсутствие погрешности, вызванной сопротивлением в длинных кабельных линиях, а также позволяет контролировать целостность цепи измерения, короткое замыкание или выход за заданный диапазон измерений. Модулированный цифровой сигнал протокола HART накладывается на аналоговый сигнал 4…20 мА и позволяет дополнительно передавать диагностическую информацию о полевых устройствах, осуществлять их настройку и конфигурирование. В результате преимущества, связанные с возможностью диагностики и цифровой обработки сигналов благодаря использованию HART-протокола, дополняют преимущества традиционной технологии 4…20 мА. По этой причине использование передачи данных по протоколу HART в непрерывных производствах продолжает расти. Большинство доступных сегодня аналоговых исполнительных механизмов и датчиков совместимы с HART, и многие из них предназначены для двухпроводной схемы подключения [1].
Условия применения блоков питания искробезопасных серии БИ-ИП-ХХХС
При применении блоков питания БИ-ИП-ХХХС необходимо соблюдать следующие условия:
- блоки питания соответствуют климатическому исполнению УХЛ 4 (по ГОСТ 15150−75), но для работы при температуре окружающей среды от −20°С до +60°С;
- по защищенности от внешних воздействий блоки питания БИ-ИП-ХХХС соответствуют классу IP 30(по ГОСТ 14254 — 96). Барьеры имеют вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь». По ГОСТ Р. 51330.10 — 99 (МЭК 60079 — 11— 99);
- блоки питания БИ-ИП-8 (9,12,12,15,24)С размещаются в искробезопасной зоне.
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.
Общее устройство и принцип работы блоков питания искробезопасных серии БИ-ИП-ХХХС
Блоки питания искробезопасные БИ-ИП-8 (9,12,15,24)С выполняют функции обеспечения искробезопасным питанием приборов, находящихся в опасной зоне соответствующей категории. Взрывобезопасность обеспечивается применением каскадов ограничителей напряжения (стабилитронов), а также плавких предохранителей и элементов автоматики. Конструктивно блок питания выполнен в пластмассовом корпусе, соответствующем требованиям безопасности и электромагнитной совместимости (ЭМС), в котором установлена печатная плата. Передняя часть блока питания серии БИ-ИП-ХХХС закрыта крышкой, на которой размещен отображающий наличие питания светодиодный индикатор. На боковую часть блокак (на стыке основной части корпуса прибора и крышки) наклеена гарантийная голографическая наклейка с заводским номером, а также наклейка со схемой включения и параметрами прибора в соответствии со стандартами по искробезопасности.
Интерфейс с внешним миром обеспечен посредством клемных блоков, принимающих провода сечением до 2,5 мм², состоящих из двух частей:
- вилки, установленной на печатной плате;
- штекера, соответствующего вышеуказанным вилкам.
Данное решения позволяет очень легко проводить регламентные или сервисные работы по замене барьера, при этом нет необходимости демонтировать штекер, а цветовое различие клемм поможет исключить неправильное подключение, но, тем не менее, необходимо ОБЕСТОЧИТЬ входные и выходные цепи.
Установка прибора производится в электротехническом шкафу на монтажную шину 35×7,5 м для чего на задней части корпуса имеется соответствующий узел крепления.
искробезопасности
Датчики температуры
Измерительные преобразователи ACT20X-HTI-SAO/2HTI-2SAO (например, 8965480000) регистрируют температуру от датчиков RTD (Pt10…Pt1000, Ni50…Ni1000) и термопар (B, E, J, K, N, R, S, T) из взрывоопасной зоны Ex 0. Дополнительно со стороны входа можно подключить токовые петли 0/4…20 мА. На выходе доступны активные и пассивные токовые петли для безопасной области. Встроенные контакты аварийной сигнализации при неисправности выдают дискретный сигнал на верхний уровень, позволяя произвести быструю идентификацию ошибки и, следовательно, вовремя среагировать. Модули, поставляющиеся в одно- или двухканальном исполнении, устанавливаются на монтажную рейку с гальванической развязкой выходного сигнала по току.
Обзор продукции Weidmueller
Компания Weidmueller, также как Phoenix Contact, выпускает множество устройств для работы в условиях агрессивных сред, тяжелых климатических условий, плохого качества электроэнергии.
Основные параметры блоков питания искробезопасных серии БИ-ИП-ХХХС
Наименование прибора | Подаваемое входное напряжение (В) | Uхх (В) | Uраб (В) | Iраб.мах. (мА) |
БИ-ИП-8С | ~220 В 50Гц/-24В | 8,2 | 8,0+-10% | 25/50/75 |
БИ-ИП-9С | ~220 В 50Гц/-24В | 9,1 | 9,0+-10% | 25/50/75 |
БИ-ИП-12С | ~220 В 50Гц/-24В | 12,0 | 12,0+-10% | 20/41/62 |
БИ-ИП-15С | ~220 В 50Гц/-24В | 15,0 | 15+-10% | 16,7/33/50 |
БИ-ИП-24С | ~220 В 50Гц/-24В | 24,0 | 24+-10% | 10/20/31 |
Коммутирующий усилитель с гальванической развязкой NAMUR
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.
Параметры искробезопасности блоков серии БИ-ИП-Х
Параметры | Маркировка взрывозащиты | |||||||
[Exia]IIA | [Exia]IIB | [Exia]IIC | ||||||
Тип прибора | U0, В | I0, мА | С0, мкф | L0, мГн | С0, мкф | L0, мГн | С0, мкф | L0, мГн |
БИ-ИП-8С | 9,2 | 146 | 18,0 | 2,5 | 12,0 | 1,4 | 3,2 | 0,29 |
БИ-ИП-9С | 9,55 | 146 | 18,0 | 2,5 | 12,0 | 1,4 | 3,2 | 0,29 |
БИ-ИП-12С | 13,2 | 108 | 10,2 | 3,0 | 2,5 | 1,7 | 0,5 | 0,35 |
БИ-ИП-15С | 16,2 | 140 | 9,1 | 2,9 | 2,3 | 1,6 | 0,42 | 0,3 |
БИ-ИП-24С | 25,2 | 88 | 2,15 | 3,2 | 0,55 | 1,8 | 0,06 | 0,4 |
Конструктивные параметры блоков питания серии БИ-ИП-ХХХС
Габаритные размеры, мм: 22,5х114,5х99
Масса блока питания, кг: 0,15+_0,05 кг
2. Основные параметры
* - при установке перемычки на клеммы 5,6.
В случае работы блока без установленной перемычки блок выдает стабильное напряжение до 1 порога, далее переходит в режим ограничение тока, в случае установки перемычки переход в ограничение тока произойдет по 2-му порогу см.таблицу I раб мА.
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.
БПДМ-Ех исполнение 01Р
1 — светодиоды индикации работы каналов;
2 — гарантийная этикетка;
3 — разъемы 2РМ14КПН4Ш1В1 для подключения искробезопасных цепей;
4 — разъемы 2РМ14КПН4Г1В1 для подключения выходных цепей;
5 — разъем 2РМ14КПН4Ш1В1 для подключения сетевого напряжения питания;
6 — болт заземления;
7 — щит.
Барьеры искрозащиты с гальванической развязкой – это активные барьеры с гальваническим разделением искроопасных и искробезопасных цепей.
Устройство и работу таких барьеров рассмотрим на примере ЭнИ-БИС-301-Ех-AI, предназначенного для подключения пассивных датчиков с выходным унифицированным токовым сигналом 4…20 мА (искробезопасная цепь), расположенных во взрывоопасной зоне, и преобразования данного сигнала в выходные сигналы 0…5, 0…20 или 4…20 мА (искроопасная цепь).
Барьер искробезопасности передает токовый сигнал из взрывоопасной зоны во взрывобезопасную.
Встроенный импульсный источник питает входные и выходные цепи барьера. Наличие гальванической развязки цепей снимает необходимость заземления прибора.
Рисунок 1 — Работа барьера в штатном режиме
Барьер искрозащиты состоит из следующих узлов (рисунок 1):
- преобразователь напряжения (3) — преобразует постоянное напряжение от источника питания (коричневый контур) в переменное;
- преобразователи напряжения (2, 4), стабилизатор напряжения (6) — преобразуют переменное напряжение в постоянное, необходимое для питания цепи датчика (зеленый контур) и цепи выходного сигнала (синий контур);
- изолирующий трансформатор (Т) — обеспечивает гальваническую развязку питающего напряжения;
- преобразователь «ток-частота» (5) преобразует измеренное значение тока от датчика в соответствующую частоту, передаваемую через гальваническую развязку (оптопара AD). Преобразователь «частота-ток» (1) производит обратное преобразование в токовый выходной сигнал;
- шунт-диодный барьер искрозащиты, состоящий из балластных резисторов R, предохранителей FU и стабилитрона VD ограничивает уровень напряжения и тока, поступающего во взрывоопасную зону по искробезопасным цепям.
Работа барьера при возникновении внештатной ситуации (попадания на вход барьера искроопасного напряжения) представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 — Работа барьера в аварийном режиме
При возникновении аварийной ситуации по выходной цепи или цепи питания (в данном примере попадание высокого напряжения по цепи питания) гальваническая развязка (трансформатор T и оптопара AD) препятствуют прохождению высокого напряжения в искробезопасную цепь.
При возникновении аварийной ситуации в блоках 6 и 4 шунт-диодный барьер искрозащиты препятствует передачи во взрывоопасную зону опасного напряжения. Принцип действия шунт-диодный барьера подробно изложен в здесь.
Читайте также: