現(xiàn)場(chǎng)總線入門
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本質(zhì)安全的操作
Entity vs.FISCO
現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)適用于許多危險(xiǎn)的場(chǎng)合，換句話說(shuō)，任何4－20mA設(shè)備使用的地方都可以使用。所有形式的電保護(hù)措施（非易燃的，放火的，本質(zhì)安全）都可以用來(lái)滿足各種位置偏愛或是經(jīng)歷的需求，但是把大量的設(shè)備集中在一根相同的電纜上的確會(huì)導(dǎo)致更多的設(shè)計(jì)要求。因?yàn)楹茈y為一個(gè)簡(jiǎn)單的儀器供電，本質(zhì)安全的系統(tǒng)非常難實(shí)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)10個(gè)或是16個(gè)設(shè)備，的確是一個(gè)挑戰(zhàn)，目前各種的解決方案都是基于實(shí)體型。FISCO或是分支架構(gòu)配置。
實(shí)體型解決方案起始于1950年左右，實(shí)體概念基于使用安全柵或是控制進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的電能量?？傮w上說(shuō)，實(shí)體系統(tǒng)是高可靠的，尤其當(dāng)基于簡(jiǎn)單的反電流極限時(shí)。本質(zhì)安全的現(xiàn)場(chǎng)總線最初基于基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線的FF816規(guī)則，它允許現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)體型參數(shù)最少在24V/250mA/1.2W。最初使用安全柵只允許為燃?xì)饧瘓F(tuán)A、B、C、D提供80mA的電流，或是每個(gè)主干4個(gè)設(shè)備，這種少數(shù)量的設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)中是不允許的。
圖9 實(shí)體型系統(tǒng)使用安全柵和一些電子技術(shù)來(lái)限制進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的電流總量。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)從1950年開始使用，是許多現(xiàn)場(chǎng)總線本質(zhì)安全的基礎(chǔ)，但是只允許在一個(gè)主干上連接4－5個(gè)設(shè)備。
FISCO代表著本質(zhì)安全概念。它基于德國(guó)的國(guó)家算法委員會(huì)PTB所做的工作，涉及到物理測(cè)試整個(gè)系統(tǒng)來(lái)保證安全性并把一個(gè)套封的規(guī)則引入到每個(gè)應(yīng)該適用的部件。要實(shí)施FISCO解決方案，系統(tǒng)的每個(gè)部分，包括設(shè)備、電源調(diào)節(jié)器和電纜，都必須要遵從嚴(yán)格的極限。PTB和其它一些組織的努力可以使FISCO電源可以為A和B組提供110mA的，C和D組250mA的電源。FISCO供電解決方案基于復(fù)雜的電子電流極限，所以會(huì)趨于昂貴和復(fù)雜，比起常規(guī)的現(xiàn)場(chǎng)總線電源調(diào)節(jié)器，有時(shí)就會(huì)有較低的平均故障間隔時(shí)間。因?yàn)樵贏和B只有110mA的電流，一個(gè)FISCO類型的系統(tǒng)在每個(gè)主干上只能支持四到五個(gè)設(shè)備（考慮到設(shè)備適配器在遠(yuǎn)程上傳輸電源的損失，每個(gè)設(shè)備允許最多20mA的附加電能）。在一個(gè)擁有250個(gè)設(shè)備的工廠里，這就會(huì)需要50到60個(gè)FISCO主干?？紤]到每個(gè)主干需要一個(gè)H1卡（2500美元）、供電裝置、設(shè)備適配器FISCO總的硬件費(fèi)用大約為每個(gè)主干5000美元，在乘以50～60個(gè)主干，一共大約需250，000到300，000美元。
圖10分支架構(gòu)實(shí)體解決方案把安全柵的一部分放置于電源中，另一部分置于現(xiàn)場(chǎng)總線。這就允許在一個(gè)本質(zhì)安全的現(xiàn)場(chǎng)總線上允許安裝至16個(gè)裝置
MooreHawke的ROUTE-MASTER?實(shí)體性現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)基于安全柵的“分支架構(gòu)”。安全柵的一部分就是隔離裝置（位于后面），它的另外一部分位于適配器上。（如圖10所示）。通過(guò)以這種獨(dú)特的方式分解本質(zhì)安全的電流極限方案， ROUTE-MASTER可以在主干上傳輸高達(dá)350mA的電流強(qiáng)度，這個(gè)電流有可能使集團(tuán)C和D進(jìn)入危險(xiǎn)域，但是仍然可以使符合FF816標(biāo)準(zhǔn)的A、B集團(tuán)的設(shè)備在本質(zhì)上保持在安全區(qū)域，這就克服了FISCO和傳統(tǒng)的實(shí)體可用電流的極限。而且，大約可以在主干上安裝16個(gè)主干設(shè)備，約為FISCO系統(tǒng)的4倍，極大的節(jié)省了硬件和人員費(fèi)用。
MoorHawke擁有一個(gè)主干計(jì)算器（圖11），基于每個(gè)設(shè)備所需的電壓和電流，幫助計(jì)算每個(gè)主干上設(shè)備的個(gè)數(shù)，主干的長(zhǎng)度和一些其它因素。
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評(píng)論