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Modello FISCO

Criteri di buona progettazione per aree Ex. Modello FISCO. A cura di: Erwin Malleier, Pepperl+Fuchs srl. Premessa.

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Presentation Transcript

  1. Criteri di buona progettazione per aree Ex Modello FISCO A cura di: Erwin Malleier, Pepperl+Fuchs srl

  2. Premessa La sicurezza intrinseca con la sua limitazione di energia elettrica verso il campo con pericolo d’esplosione, non permette al Fieldbus un grande numero di strumenti collegati ad uno solo Trunk. Inoltre, bisogna dimostrare anche i parametri di sicurezza tramite un documento descrittivo per la verifica di: Uo ≤ Ui, Io ≤ Ii, Po ≤ Pi Lo ≥ Li+Lc, Co ≥ Ci+Cc Questo metodo si chiama «ENTITY» e non è proprio facile capire come calcolare i dati dei cavi, essendo magari una topologia a stella o misto. La capacità del cavo si somma, ma com’è l’induttanza da interpretare? Domande che non hanno semplice risposte.

  3. Applicazioni in tecnica S.I. Le possibilità seconda la norma IEC EN 60079 sono multipli: Simile alla tradizionale tecnica della sicurezza intrinseca, con relativa verifica dei parametri di sicurezza Per semplificare l’ingegneria e rendere più sicuro e flessibile è stato introdotto il concetto Fisco La combinazione della sicurezza intrinseca e la sicurezza aumentata, permette di portare più energia in campo. La nuova sicurezza intrinseca che permette di portare più energia in campo. ENTITY CONCEPT FISCO CONCEPT IBRIDO ENTITY/FISCO DART TECNOLOGY

  4. ENTITY I dati elettrici di un sistema a sicurezza intrinseca per il gruppo Gas IIC sono: H1 non alimentata 31.25Kbit/S Host 70mA 10,6V Nr.3 strumenti per segmento PowerRepeater I.S. Entity Zona 1 FT

  5. Fisco Model Fieldbus Intrinsically Safe Concept IEC EN 60079-27 Fissate alcune condizioni tecniche dei partecipanti all‘architettura del sistema (power supply, cavo, terminazioni , strumenti) Il sistema risulta automaticamente certificato “Intrinsically Safe”

  6. Fisco Model Parametri e caratteristiche del modello • Solamente un unica sorgente attiva (powersupply) per ogni segmento di BUS • Tutti i nodi del segmento devono essere di tipo passivo Power Supply Caratteristiche di uscita trapezoidali o rettangolari (Vmin = 12.8 V, I=100mA) Vcc = 12,6...17,5 V ICC fino a 110 mA per Vcc = 14 V (Gruppo IIC) Strumentazione Induttanza e capacità trascurabile se Li 10H / Ci  5nF Fino a 10 strumenti Cavo R´:15 ... 150 ohm/km L´: 0.4 ... 1 mH/km C´: 80 ... 200 nF/km Lunghezza del cavo fino a 1000m (Trunk+Spurs). Lunghezza derivazioni fino a 30m (Spur) Terminatori di linea R = 90 ... 100 Ohm / C = 0 ... 2.2 µF

  7. Fisco Model Fieldbus Intrinsically Safe Concept Un confronto ……..

  8. Fisco Model I dati elettrici di un sistema a sicurezza intrinseca per il gruppo Gas IIC sono: H1 non alimentata 31.25Kbit/S Host 100mA 12,8V Nr.5 strumenti per segmento PowerRepeater I.S. FISCO Zona 1 FT

  9. Fnico Model Fieldbus Non Incentive Concept IEC EN 60079-27 Come nel modello FISCO, fissate alcune condizioni tecniche dei partecipanti all‘architettura del sistema (powersupply, cavo, terminazioni , strumenti) FNICO è studiato per la protezione Ex nL che ora è stata eliminata dalla norma IEC EN 60079-15 e sostituita dalla nuova protezione Ex ic con il modello FISCO. Il modello FNICO è quindi automaticamente obsoleto.

  10. Zone 0/1/2 Zone 20/21/22 Soluzione Ibrida Ex e + Ex i • RAMO PRIMARIO (TRUNK) • Linea con tecnologia “Ex e”, idonea alla Zona • Alimentazione da Power Supply fino a 1A – 32 Vcc • Lunghezza BUS H1 “Ex e” fino a 1900 m • Terminatore incorporato (selezionabile) • Nr. di strumenti collegabili al BUS fino a 31 in relazione all’energia di 1A, resa disponibile dal Power Supply Dual Fault alarm 32 Vcc, 1 A Zona1 / 21 Zona 2 / 22 • RAMO SECONDARIO (SPUR) • Linea in tecnologia “Ex ia IIC ” idonea alla Zona 0 • Modello FISCO od ENTITY supportato • Massima corrente 40mA per ogni uscita • Protezione dal corto circuito e sovraccarico su ogni uscita • Separazione galvanica per garantire la sicurezza del BUS • Lunghezza massima 120m, senza terminatore

  11. Esempio tecnologia ibridaEx e + Ex i – Entity e Fisco Alim. ridondante Host Redundand FF Power Hub, Non IS 4 uscite ridondanti ≤ 29,5 Vcc - 0,5 A H1 31.25Kbit/sec non alim. FF H1 segment “Ex e” Spurs fino a 120 Zone 1 I/O Remoto “Ex ia” Fisco o Entity o misto

  12. VANTAGGI DEL MODELLO IBRIDO (1/2) • Alimentazione ridondante del Trunk H1 • Su di un Trunk ibrido (Ex e + Ex i) H1 fino a 1A / 32 Vcc è possibile connettere fino a 31 strumenti, idonei per la Zona 0 potendo così sfruttare pienamente le potenzialità d’ indirizzamento dell' HOST • Segmenti di Trunk H1 con cavi più lunghi • Flessibilità operativa e manutentiva tipica della sicurezza intrinseca • Flessibilità progettuale dovuta alla certificazione in accordo al modello Entity e Fisco dei FieldLink Soluzione Ibrida Ex e + Ex i

  13. VANTAGGI DEL MODELLO IBRIDO (2/2) • Le diramazioni (Spur) dei Trunk H1 in campo non richiedono Junction Box ed elementi terminatori aggiuntivi • Protezione contro corto circuito e sovraccarico per ogni strumento • Isolamento galvanico • Diagnostica avanzata per ogni singolo strumento e rete • Espansione semplice • Manutenzione «a caldo», sotto tensione lato Spur • PowerHub a bassa dissipazione tramite tecnologia con elementi passivi SoluzioneIbridaEx e + Ex i

  14. Best Practice Power-Hubs: DART Ex-ib

  15. Criteri di buona progettazione per aree Ex La nuova tecnologia DART A cura di: Erwin Malleier, Pepperl+Fuchs srl

  16. Premessa La sicurezza intrinseca con la sua limitazione di energia elettrica verso il campo con pericolo d’esplosione, non permette al Fieldbus un grande numero di strumenti collegati allo Trunk. La tecnologia ibrida in esecuzione Ex-e / Ex-i (FISCO ed Entity) è la soluzione quasi perfetta ma ha il difetto che sul Trunk in esecuzione Ex-e non è ammesso il lavoro «a caldo» sotto tensione. Dynamic Arc Recognition and Termination La nuova tecnologia DART permette di trasportare una grande quantità di energia elettrica in campo, a sicurezza intrinseca ! Vedremo come ….

  17. Uq Un semplice circuito Ex ib IIC POWER SUPPLY CABLE LOAD Tempo di spegnimento arco con tecnologia DART 5…10 µs

  18. Faseiniziale Fasecritica U, I, P IF UF Δi / Δt PF t DurataarcotF: 5 µs…2 ms Comportamento di un arco tipico

  19. Spegnimentoarco con DART Faseiniziale Fasecritica U, I, P IF UF PF t Durataarco con DART tF≤ 5 µs

  20. DART – Dati tecnici DART Fieldbus DART Power Andreas Hennecke

  21. Andreas Hennecke DART Fieldbus • Il DART Fieldbus offre: La rete intera in esecuzione a sicurezza intrinseca, ridondante per Gruppo di Gas IIC e IIB. Trunk: Potenza elevata, protetta da DART Spur: secondo Modello FISCO ed Entity (24 V/250 mA). • Attributi principali • Cavo Trunk fino a 1000 m • Alimentazione ridondante • Stessa topologia come in tecnologia “High-Power Trunk” • DART Fieldbus è certificato secondo lo Standard Internazionale IEC 60079

  22. DART: Intrinsically safe High-Power Trunk General Purpose AreaZone 2 Al Host DART Power Supply The Intrinsically safe High-Power Trunk protected by DART® Zone 1 DART Segment Protector Intrinsically safe spursEx ib IIC

  23. Vantaggi • Interamente a sicurezza intrinseca • Manutenzione “a caldo” sotto tensione. • Facile da capire, facile da ingegerizzare • Utilizzo di strumenti standard a sicurezza intrinseca www.technology-dart.com

  24. GRAZIE

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