使現(xiàn)場(chǎng)總線在本質(zhì)安全區(qū)域內(nèi)發(fā)揮作用

許多工程師目前都在不知不覺中詢問哪種現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)適用于他們的設(shè)備。當(dāng)被選中的技術(shù)要用于危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，棘手的項(xiàng)目更加復(fù)雜化了。位于美國(guó)佛吉尼亞州彼得斯堡的Boehringer Ingelheim Chemicals公司確實(shí)遇到了這方面的挑戰(zhàn)。Boehringer面臨的是將本質(zhì)安全型（IS）基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線H1（31.25kbit/s）網(wǎng)絡(luò)用于分類的危險(xiǎn)區(qū)域。
　　
克服FISCO的缺點(diǎn)
　　
在現(xiàn)場(chǎng)總線拓?fù)渲校诘湫蛯?shí)體和FISCO的IS系統(tǒng)的缺點(diǎn)是安全柵是位于安全區(qū)域內(nèi)，它是現(xiàn)場(chǎng)總線主干的一個(gè)組成部分，內(nèi)有流經(jīng)的最大電流，并等同于大的降壓。
　　
Boehringer Ingelheim Chemicals發(fā)現(xiàn)了一種適用于基于MooreHawke的ROUTE-MASTER實(shí)體的IS系統(tǒng)的新方法。ROUTE-MASTER擁有系統(tǒng)方法的優(yōu)點(diǎn)，沒有實(shí)體方法的任何缺點(diǎn)。ROUTE-MASTER系統(tǒng)以拆分架構(gòu)為基礎(chǔ)，將安全柵分為兩部分。
　　
第一個(gè)安全柵包括一個(gè)較小的電阻，它位于安全與危險(xiǎn)區(qū)域（強(qiáng)電流位置）之間的結(jié)合點(diǎn)；而第二個(gè)安全柵包括一個(gè)較大的電阻，它是在位于危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)設(shè)備耦合器上。這種設(shè)計(jì)允許主干上有較小的壓降和350mA直流電流，它們分配到17臺(tái)設(shè)備（假定每臺(tái)設(shè)備有20mA直流電負(fù)荷且沒有損失）。
　　
設(shè)備耦合器可與FF-816設(shè)備實(shí)體參數(shù)（Vmax.in=24v,Imax.in=250mA,Pmax.in=1.2w）兼容，并且可用于1類、1區(qū)、C/D組，而IS連接適用于1類、1區(qū)、A/B/C/D組，這時(shí)它們的安裝要依照適用的控制圖（HCGFB-902）。由于每個(gè)分支配備了IS限流電阻，每個(gè)分支是獨(dú)立的IS回路。
　　
通過運(yùn)用最不利工況有助于簡(jiǎn)化實(shí)體參數(shù)計(jì)算。每個(gè)分支都有電子自動(dòng)重啟和短路保護(hù)功能，后者防止一個(gè)分支上出現(xiàn)的短路問題在另一個(gè)分支或主干上出現(xiàn)。

諸如MooreHawke推出的這些ROUTE-MASTERS
設(shè)備偶合器使分支上的多臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)總線儀表連接到網(wǎng)段上
制藥行業(yè)的典型應(yīng)用
　　
Boehringer Ingelheim Chemicals的活性藥物組分生產(chǎn)設(shè)施包括三幢主要生產(chǎn)大樓，大樓內(nèi)部被分類為危險(xiǎn)區(qū)域。大樓的分類通常為1類、1區(qū)和2區(qū)、C/D組，溫度要求最高為T3C.
　　
IS現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)計(jì)需要符合下列要求：
　　●安裝在1類、1區(qū)、2區(qū)、C/D組區(qū)域內(nèi)
　　●儀表的布線是在1區(qū)、2區(qū)、B/C/D組區(qū)域內(nèi)
　　●通過允許物理層上位于隔間部分內(nèi)不同底層的控制回路的一次元件和執(zhí)行器連接到相同網(wǎng)段，優(yōu)化控制性能并使網(wǎng)段與網(wǎng)段通信降到最低限度。
　　●使每個(gè)網(wǎng)段允許連接設(shè)備的數(shù)量達(dá)到最大限度
　　●使主干/網(wǎng)段完全穿過S1大樓到達(dá)電氣室的北端。
　　●本質(zhì)安全系統(tǒng)內(nèi)允許技術(shù)人員進(jìn)行故障診斷和開展工作，不一定要有高溫作業(yè)或沒有必須使生產(chǎn)過程停止運(yùn)行

MooreHawke推出基于實(shí)體的IS系統(tǒng)采用的是拆分架構(gòu)，將安全柵分為
兩部分，允許H1網(wǎng)段的電流達(dá)到350mA，并且在IIC區(qū)域內(nèi)最多支持17
臺(tái)設(shè)備，幾乎是FISCO系統(tǒng)的3倍之多。
　　●組件可熱插拔更換
　　●為未來的擴(kuò)展與發(fā)展提供空間
　　
ROUTE-MASTER應(yīng)用時(shí)在配備遠(yuǎn)程I/O的情況下，允許在空間尺寸相同的柜子內(nèi)安裝4臺(tái)控制器，而以前僅能安裝1臺(tái)控制器。設(shè)備投運(yùn)以來，ROUTE-MASTER組件還沒出現(xiàn)故障，而設(shè)施內(nèi)未來的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備目前圍繞ROUTE-MASTER系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。
　　
結(jié)論
某些用戶在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)選用現(xiàn)場(chǎng)總線可能是一個(gè)挑戰(zhàn)性任務(wù)。然而，如果你在決策和設(shè)計(jì)過程中一直牢記幾個(gè)概念，你就能夠使在所有的復(fù)雜規(guī)范面前出現(xiàn)束手無策機(jī)會(huì)的概率減少到最小，并且能夠設(shè)法找到最佳的解決方案。