西门子控制系统防爆器件 - 西门子SIMATIC系统在安全防爆方面的应用

4. 西门子控制系统防爆器件介绍

　　(1)ET200iSP

　　SIMATIC ET-200iSP是用于Ex危险区的分布式I/O系统。使用符合欧洲电工标准委员会标准防爆等级Ex[ia/ib] IIC T4 的新型PROFIBUS分布式外设，可以安装于危险区域Ex.Zone 1中，连接来自Ex.Zone 0区的本安信号。ET-200iSP通过本质安全的PROFIBUS-DP/iS总线实现与控制系统的通讯，传输速率1.5Mbps。

　　ET-200iSP 采用位模块化结构，如图5所示：

　　

 

　　图5：ET200iSP结构组成

　　• 一个SIMATIC ET-200iSP 站点由一个密封电源、一个用于连接PROFIBUS-DP 的接口模块(可扩展32 块电子模块)，和一个总线终端电阻模块组成。而且，其电源和接口模块均可进行冗余配置。

　　• ET-200iSP的防爆电源是一个隔爆Ex-d的供电模块，由安全总线底板向各电子模块供电。电源模块本身的供电通过Ex-e端子实现，在危险区不允许拆开此连接。而且送电电源必须安装在安全区。

　　• 每台ET-200iSP的 PROFIBUS DP接口模块最多可连接64个模拟信号或128个数字信号。

　　• ET-200iSP的模块化结构为用户提供了最大限度的灵活性，可以连接NAMUR 数字量输入、电磁阀、模拟量输入/ 输出、HART 输入/ 输出、热电耦以及热电阻等。所有电子模块均具有本安结构，而且在危险1区可对所有的电子模块(包括供电及总线连接模块)带电进行更换，即“热插拔”。

　　• HART 协议模板可实现与HART仪表的无缝集成。

　　• 采用弹簧压紧或螺钉快速连接现场本安设备。

　　(2)ET200M

　　在SIMATIC ET 200 产品系列中， ET 200M 是主要的分布式I/O系统，与SIMATIC PCS7一起用于过程应用，支持在线修改( 使用有源总线模块设计)，它可使用丰富的S7-300 I/O 模块包括S7-300标准信号模块，冗余信号模块，防爆输入/ 输出模块以及符合HART协议的防爆模拟量输入和输出模块。每个ET200M接口模块最多可以连接8 个I/O 模块。ET 200M 是在PROFIBUS-DP 现场总线上的从站，最大数据传输速率为12 Mbit/s。

　　• ET200M模块本身采用无火花型防爆，即ATEX II 3 G EEx n II A T4，配合增安型防护箱，可安装在Ex.Zone 2区，这已可满足大部分现场机柜安装地点的防爆要求，其连接的本安传感器/执行器可以用于Ex.Zone 1区。

　　• ET 200M可选用有源总线模板进行配置。在非防爆环境中，允许带电热插拔操作，但在危险区使用时不能进行热插拔维护。

　　(3)本安防爆I/O卡板

　　

 

　　(4)RS485/IS耦合器

　　由于ET200iSP直接安装在Ex.Zone 1区，进行本安操作需要本安PROFIBUS-DP总线。RS485-IS耦合器是一个“现场总线隔离器”，非本安的PROFIBUS-DP总线通过RS485-IS耦合器后成为本安的PROFIBUS-DP/iS总线。RS485/IS耦合器对总线进行隔离并限制其能量，使之处于安全范围之内，起到了总线中继和防爆隔离的作用。在危险区内，本安的PROFIBUS-DP/iS可以带电进行插接操作。

　　需要注意RS485-IS耦合器本身必须安装在安全区内。

　　(5)DP/PA耦合器/链接器

　　DP/PA耦合器/链接器实现PROFIBUS-DP到本安现场总线PROFIBUS-PA的转换和连接。PA本安现场总线还可以实现对本安现场总线仪表的馈电。

　　DP/PA耦合器(Coupler)的主要作用：

　　• 实现物理层的转换，并通过总线向现场仪表供电

　　• 实现安全栅隔离功能，使危险区与安全区电气隔离。

　　DP/PA链接器(Link)的主要作用：

　　• 完成过程仪表与主控制器之间的数据通讯工作，它肩负着主设备和从设备的双重身份。作为主设备，它控制着内部总线的正常工作;作为从设备，它又担负着与上一层总线的通讯任务。

　　• DP/PA 链接器是一种非常简单的网关，它可互连PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA，但去耦传输速率。这就意味着PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA可以组合使用，而不会影响PROFIBUS -DP的性能。

　　(6)本安操作员面板

　　如果防爆现场需要更多的信息显示和操作，在控制系统中设计选择防爆操作界面是非常必要的。安全防爆操作屏由于功率较大，大多采用隔爆形式实现防爆。