Ex-d terepi eszközök állapot-, folyamat- és diagnosztikai adatainak vezetékmentes hozzáférése
A terepi eszközök felügyelete, ellenőrzése, karbantartása sokszor nehezen megközelíthető, szennyezett, sőt, néha veszélyes helyeken történik. Különösen jellemző ez a robbanásveszélyes terekre. A vezetékmentes felügyelettel csak akkor kell megközelíteni a terepi eszközt, ha a közvetlen fizikai beavatkozás elkerülhetetlen.
Bevezetés
A Pepperl+Fuchs WirelessHART portfólióját új termékkel bővítette: ez a „Bullet”. Ez az áramhurok-táplálású WirelessHART-adapter lehetővé teszi, hogy teljesen vezetékmentes eljárással valósítsuk meg a 4…20 mA-es és HART-interfészű terepi eszközök mérési eredményeinek leolvasását és paramétereik beállítását. A Bullet az egyetlen WirelessHART-adapter a piacon, amelyet Ex-d (nyomásálló) tokozatba építettek, alkalmas a robbanásveszélyes környezetekben való felhasználásra Zóna 1-besorolásig. (A termék Zóna 0-ban használható gyújtószikramentes, valamint általános célú változatban is kapható.)
Robbanásbiztos terepi eszközök vezetékmentes csatlakozása folyamatirányító rendszerekben
Ha azzal a feladattal találkozunk, hogy jeleket továbbítsunk egy robbanásveszélyes térből, az alkalmazott robbanásvédelmi módszer jelentősen befolyásolja a megoldást. Korábban az Ex-d besorolású eszközökkel felszerelt üzemekben vezetékes megoldást használtak az adatátvitelre, mivel csak gyújtószikramentes adaptereket lehetett használni a vezetékmentes kommunikációra. Ha az üzem operátora vezetékmentes kapcsolatot kívánt létesíteni egy folyamatirányító rendszerrel, robbanásbiztos terepi eszközöket kellett csatlakoztatnia Ex-d és Ex-i közötti csatlakozási konfigurációval. Ezek a megoldások gyakran költségesnek és bonyolultnak bizonyultak. Ez a bonyolultság annak a következménye, hogy az Ex-d terepi eszközöknél az áramkörök nincsenek galvanikusan leválasztva, és sokszor még a belső kapacitásuk sem ismert. Az Ex-d terepi eszköz meghibásodásakor keletkező energia-visszacsatolódás kockázata miatt a WirelessHART-eszközt egy gyújtószikra-mentes (Ex-i) adapterrel – egyéb ráfordítás nélkül – nem lehetséges csatlakoztatni. Az EX-d és az EX-i csatlakoztatására különféle megközelítésű változatok ismeretesek.
-
Első megközelítés. Abban a ritka esetben, ha az Ex-d terepi eszköz kapacitása ismert, és gyújtószikramentes kimenetek is rendelkezésre állnak, az áramkört az Ex-i követelményeinek megfelelően kell méretezni és tervezni.
-
Második megközelítés. Egy másik lehetőség, hogy a Wireless-HART-adaptert a robbanásveszélyes zónán kívül helyezzük el. Ez a megoldás drága a telepítés, a vonalvezetés és a védett kábelezés, valamint az adatpter telepítésének költségei miatt.
-
Harmadik megközelítés. Egy harmadik alternatíva, hogy az Ex-d terepi eszköz és az Ex-i adapter közötti áramkört gyújtószikramentessé tesszük egy zenergát beépítésével. Ebben az esetben az Ex-d kötődobozhoz csatlakozó terepi eszköz és a zenergát lángálló kábelcsatornán és tűzbiztos kábelen keresztül egybeintegrálódik. A kötődoboz és a zenergát másik oldalán egy ugyancsak gyújtószikramentes szakasz jön létre, amely már megengedi az Ex-i adapter csatlakoztatását.
Egyszerű és biztonságos: Ex-d és Ex-d közötti konfiguráció megvalósítása Ex-d és Ex-d közötti csatlakozás és közvetlen WirelessHART kombinációjával
A fentiekben vázolt három alternatíva mindegyike valamilyen értelemben munkaigényes; megnövekedett költségekkel és jelentős többlet-erőfeszítésekkel valósítható meg.
Velük ellentétben sokkal kényelmesebb és költséghatékonyabb megoldás egy robbanásbiztos WirelessHART-adapter alkalmazásával létrehozott vezetékmentes összeköttetés. Ennek telepítése egyszerű: az adapter közvetlenül vagy csatlakozókábel segítségével csatlakozhat az Ex-d terepi eszközhöz, esetleg a csatlakozódobozra is ráépíthető egy tömített kábelátvezető segítségével. Az ilyen Ex-d-ről Ex-d-re csatlakozó konfigurációknál a készülékek és az összes adapteroldali alkotóelem megfelelő kábelcsatornákkal ellátott tokozatokban helyezkednek el. Ezek a tokozatok – ha robbanóképes gázelegy kerül beléjük – képesek ellenállni a belsejükben keletkezett robbanásnak, ezért annak hatása nem terjed tovább a külső, robbanásveszélyes térbe.
Ennek eredményeképpen nincs többé szükség az áram és feszültség korlátozására a gyújtószikramentes áramköröknél, sem pedig zenergátak alkalmazására annak érdekében, hogy ne jöhessen létre a robbanóképes gázelegyben a minimálisnál nagyobb, gyújtóképes energia vagy hőmérséklet. Ugyancsak szükségtelen a robbanásveszélyes területen kívül telepíteni az adaptert – különösen azért nem, mert nem áll fenn az elektrosztatikus kisülés kockázata.
A Bullet alumíniumtokozata nem egyszerűen csak a robbanásvédelmi követelményeknek felel meg, hanem a legdurvább mechanikai és környezeti feltételek ellen is védelmet nyújt. (Minden bizonnyal a tokozat lekerekített, hengeres alakja inspirálta a tervezőket, hogy az eszköznek a Bullet – lövedék – nevet adják. – A szerk. megj.) A tokozat az összes elektronikus alkatrészeket magában foglalja. Ezek alól az antenna sem kivétel, amely egy gömbsüveg alakú műanyag burkolat alatt kapott helyet. Ezért az adapter rendkívül jól védett bármiféle károsodás ellen.
Egy másik jellemző tulajdonság, amely ideálisan alkalmazhatóvá teszi a folyamatirányító rendszerek körülményei között, hogy a burkolat külseje jól tisztítható anélkül, hogy az antennát fedő műanyagburkolat elektrosztatikusan feltöltődne. Ez rendkívül fontos a robbanásveszélyes környezetben való biztonságos használathoz. Olyan körülmények között, ahol az idő nem kritikus tényező – például egy tartálypark lassan változó mérési eredményeinél –, az adapter több adatforrás adatainak továbbítását is elláthatja (multidrop eljárás). Ilyen esetekben ugyanis a kis mérési gyakoriság miatt nem ütközünk az egy adapterre csatlakoztatható készülékek maximális számának korlátjába. Az ilyen alkalmazásoknál tehát a Bullet akár nyolc terepi eszköz adatainak továbbítására is használható. A multidrop eljárással jelentős költségmegtakarítás érhető el az egyes mérési pontok kialakításánál – a létesítmény magas fokú biztonságának fenntartását garantálva.
Változatos tápellátási lehetőségek a maximális flexibilitás érdekében
Ha az üzem eleve rendelkezik 20 V-os tápellátórendszerrel, az adapter és a terepi eszköz tápellátása erről minden további nélkül megoldható, és vezetékmentesen továbbítja adatait a folyamatirányító rendszernek.
Az alkalmazás akár teljesen autonóm tápellátású is lehet egy szolárpanellel töltött akkumulátor felhasználásával. Ilyenkor az Ex-d adapter közvetlenül az ex-d terepi eszközhöz csatlakozik.
A tápellátást egy létező 4…20 mA-es áramhurok is elláthatja. A Bullet rugalmasan csatlakoztatható a 4…20 mA-es hurok bármely pontjára, ahova a megfelelő hagyományos vagy HART terepi eszköz is csatlakozik. Ez a megoldás különösen azon felhasználók körében népszerű, akik az eszközt hagyományos („retrofit”) környezetben használják, és kevés helyük van a kötődobozban vagy más csatlakozó tokozatban. Annak érdekében, hogy a feszültségesést olyan kis értéken tartsuk, amennyire csak lehetséges, az eszköz alkalmazkodik a rendelkezésre álló áram nagyságához, ami azt jelenti, hogy az ugyanarra a hurokra csatlakozó készülékek működését nem zavarja. A választható feszültségesés 1 V-tól 2,5 V-ig terjedhet, amely lehetővé teszi, hogy az adaptert még a legszigorúbb feltételek (kis feszültségesés, hosszú kábelszakaszok) esetén is használhassuk az olyan szituációkban, ahol több tápenergia áll rendelkezésre, a Bullet ennek megfelelően több WirelessHART-adatcsomagot tud továbbítani. Ez a teljes WirelessHART-hálózat teljesítőképességének javulását eredményezi.
Hasznos bővítés a portfólióban
A Bullet a Pepperl+Fuchs WirelessHART termékválasztékának kulcsfontosságú bővítőeleme. A robbanásbiztos változaton kívül a Bullet nem robbanásveszélyes környezetben alkalmazható változatban és gyújtószikramentes kivitelben is rendelhető.
A huroktáplálású adapterek meggyőző adatátviteli teljesítőképessége és az egyedülálló jellemzők széles köre a Class 1 Div 1 veszélyességi kategóriájú környezetben dolgozó rendszerintegrátorai és felhasználói számára is elérhető. A tanúsítványok széles körével (ATEX, IECEx, USA FM és Canada FM) rendelkező Pepperl+Fuchs-termék a folyamatipari rendszerintegrátoroknak és létesítményüzemeltetőknek garantálja a biztonságot bármilyen WirelessHART-alkalmazásban.
Sabrina Weiland, Dirk Heyden – Pepperl + Fuchs
Pepperl+Fuchs Kereskedelmi Kft.
8200 Veszprém, Kistó u. 16-18.
Tel.: +36 88 590 102, fax: +36 88 560 472
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.pepperl-fuchs.hu
|
