使现场总线在本质安全区域内发挥作用-电子工程世界

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    许多工程师目前都在不知不觉中询问哪种现场总线技术适用于他们的设备。当被选中的技术要用于危险区域时，棘手的项目更加复杂化了。位于美国佛吉尼亚州彼得斯堡的Boehringer Ingelheim Chemicals公司确实遇到了这方面的挑战。Boehringer面临的是将本质安全型（IS）基金会现场总线H1（31.25kbit/s）网络用于分类的危险区域。
　　
克服FISCO的缺点
　　
    在现场总线拓扑中，基于典型实体和FISCO的IS系统的缺点是安全栅是位于安全区域内，它是现场总线主干的一个组成部分，内有流经的最大电流，并等同于大的降压。
　　
    Boehringer Ingelheim Chemicals发现了一种适用于基于MooreHawke的ROUTE-MASTER实体的IS系统的新方法。ROUTE-MASTER拥有系统方法的优点，没有实体方法的任何缺点。ROUTE-MASTER系统以拆分架构为基础，将安全栅分为两部分。
　　
    第一个安全栅包括一个较小的电阻，它位于安全与危险区域（强电流位置）之间的结合点；而第二个安全栅包括一个较大的电阻，它是在位于危险区域内设备耦合器上。这种设计允许主干上有较小的压降和350mA直流电流，它们分配到17台设备（假定每台设备有20mA直流电负荷且没有损失）。
　　
    设备耦合器可与FF-816设备实体参数（Vmax.in=24v,Imax.in=250mA,Pmax.in=1.2w）兼容，并且可用于1类、1区、C/D组，而IS连接适用于1类、1区、A/B/C/D组，这时它们的安装要依照适用的控制图（HCGFB-902）。由于每个分支配备了IS限流电阻，每个分支是独立的IS回路。
　　
    通过运用最不利工况有助于简化实体参数计算。每个分支都有电子自动重启和短路保护功能，后者防止一个分支上出现的短路问题在另一个分支或主干上出现。

诸如MooreHawke推出的这些ROUTE-MASTERS
设备偶合器使分支上的多台现场总线仪表连接到网段上
制药行业的典型应用
　　
    Boehringer Ingelheim Chemicals的活性药物组分生产设施包括三幢主要生产大楼，大楼内部被分类为危险区域。大楼的分类通常为1类、1区和2区、C/D组，温度要求最高为T3C.
　　
    IS现场总线设计需要符合下列要求：
　　●安装在1类、1区、2区、C/D组区域内
　　●仪表的布线是在1区、2区、B/C/D组区域内
　　●通过允许物理层上位于隔间部分内不同底层的控制回路的一次元件和执行器连接到相同网段，优化控制性能并使网段与网段通信降到最低限度。
　　●使每个网段允许连接设备的数量达到最大限度
　　●使主干/网段完全穿过S1大楼到达电气室的北端。
　　●本质安全系统内允许技术人员进行故障诊断和开展工作，不一定要有高温作业或没有必须使生产过程停止运行

MooreHawke推出基于实体的IS系统采用的是拆分架构，将安全栅分为
两部分，允许H1网段的电流达到350mA，并且在IIC区域内最多支持17
台设备，几乎是FISCO系统的3倍之多。
　　●组件可热插拔更换
　　●为未来的扩展与发展提供空间
　　
    ROUTE-MASTER应用时在配备远程I/O的情况下，允许在空间尺寸相同的柜子内安装4台控制器，而以前仅能安装1台控制器。设备投运以来，ROUTE-MASTER组件还没出现故障，而设施内未来的现场总线设备目前围绕ROUTE-MASTER系统实现了标准化。
　　
结论
    某些用户在危险区域内选用现场总线可能是一个挑战性任务。然而，如果你在决策和设计过程中一直牢记几个概念，你就能够使在所有的复杂规范面前出现束手无策机会的概率减少到最小，并且能够设法找到最佳的解决方案。

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