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FF現場總線的配電與短路保護及其防爆

  
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  2)電纜長度
  假設總線上掛接4臺變送器和1臺閥門定位器,則現場儀表耗電總額為(4×17.5)+(1×26)=96(mA)
  允許總線電纜的壓降為12.8-9=3.8V
  允許電纜總電阻為3.8÷96mA=39.5Ω
  電纜長度為39.5÷44=0.898(km)
  因此,當總線上掛接4臺變送器加1臺定位器時,電纜長度可達898m。
  可見,采用本安中繼器,每段H1網卡可掛接16臺現場儀表,本安總線電纜可長達近900m。于是H1網卡的工作能力得到充分利用,并能夠滿足更多應用場合的要求。
  這種方案仍存在兩個不足。第一,每段總線需要放多根電纜到現場,本安中繼器和現場附件的數量仍較多,所占應用成本的比重較大;第二,冗余配電和短路保護的要求還沒有得到滿足。
  c)無火花型和隔爆型防爆
  當FF總線的應用規模達到一個項目成千上萬點以后,應用成本和系統的可運行性問題就非常突出了。一方面要求FF總線的網絡結構盡可能簡化,附件精簡;另一方面要求FF總線實現冗余配電和短路保護。
  圖7所示為基于上述考慮采用的防爆方案。其中,FF配電采用冗余配電組合。H1總線的主干線按照無火花防爆的要求敷設到危險區2區。短路保護型接線盒采用無火花型防爆(ExnA),安裝在危險區2區?,F場儀表如果需要安裝在危險區1區,就采用隔爆型防爆方法;如果安裝在危險區2區,則不管隔爆型還是無火花型防爆方法都可采用。
  
  這一方案雖然簡化了FF總線配置,降低了成本,而且提高了可靠性。但是也帶來了新的問題。其一,降低了系統的防爆安全性級別。無火花型防爆是所有防爆方法中安全性最低的,所以只被允許應用在危險區2區。而隔爆型防爆方法也比不上本安型防爆來得更安全。其二,無火花型防爆和隔爆型防爆方法,均不允許對儀表進行帶電在線維護。由于每段總線上掛接許多儀表,如果某臺儀表故障,必須對整段總線停電檢修,不僅將對工廠的正常生產造成影響,還將提高工廠的管理風險和管理成本,對工廠的長期安全運行帶來潛在的危害。
  d)FF現場安全柵模盒的應用
  這是德國P+F公司最新推出的FF總線防爆應用方案。其核心產品為集本安防爆、中繼器、短路保護接線盒、網端等諸多功能于一身的FF現場安全柵模盒。應用方案如圖8所示。
  
  首先,FF的配電采用冗余配電組合。然后H1主干總線電纜采用增安型防爆方法可敷設到現場的危險區1區。FF現場安全柵模盒本身采用膠封型防爆主體、增安型防爆主干線端子、4路本安型防爆的輸出,可安裝在危險區1區。相互隔離的4路輸出為本安防爆(EXia),并具有短路保護功能。現場儀表采用本安型防爆,可安裝在危險區0區。
  與前一個方案相比,其一,本方案顯著提高了系統的防爆安全級別,FF現場安全柵模盒可安裝在1區,現場儀表可安裝在0區?,F場儀表采用本安防爆,從而允許進行帶電的在線維護。其二,本方案的應用十分簡潔。每段總線只敷設一根主干電纜去現場,盡可能靠近裝置的危險區1區。現場只有一個品種的附屬設備,即FF現場安全柵模盒。其三,本方案的系統可運行性非常理想。既采用冗余配電組合,又具有完善的短路保護。

  7結束語
  總之,FF現場總線的配電,短路保護和防爆的應用已經找到了比較理想的實用方案。

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