Kompleksowe zabezpieczenia urządzeń automatyki przemysłowej przed przepięciami

Transkrypt

1 Kompleksowe zabezpieczenia urządzeń automatyki przemysłowej przed przepięciami Autoreset- nie wymagają obsługi po zadziałaniu Łatwa instalja-mocowane do szyny DIN lub wkręcane w przepust przetwornika Wymienne bezpieczniki oraz rozłączniki obwodów-seria SD Zakres napięć przystosowany do obwodów automatyki, także obwodów iskrobezpiecznychorzeczenia K.D Barbara Opcje szerokopasmowe i o niskiej rezystancji szeregowej-seria SD Wielostopniowe zabezpieczenie do 10 ka w impulsie Zabezpieczenia przepięciowe serii SD i TP, dzięki niespotykanej gęstości upakowania, bezobsługowej eksploatji, sprawdzonej hybrydowej konstrukcji i uniwersalności zastosowań są doskonałym rozwiązaniem dla zabezpieczenia obwodów automatyki przemysłowej oraz szerokopasmowych systemów komunikyjnych. Wyjątkowo wąska konstrukcja zabezpieczeń serii SD pozwala na zastąpienie nimi terminali w skrzynkh kablowych. Opcjonalne rozłączniki ułatwiają eksploatje i remonty bez konieczności odłączania kabli. Dodatkowe ziski połączone z uziemieniem pozwalają na podłączenie ekranów kabli. Moduły serii SD pokrywają prawie wszystkie zakresy napięć i zastosowań występujących w obwodh automatyki przemysłowej, począwszy od czujników temperatury poprzez przetworniki dwu i trójprzewodowe aż po urządzenia zasilane z sieci energetycznej. Specjalną grupę stanowią zabezpieczenia systemów komunikyjnych włączając modemy i urządzenia telemetrii. Zapięcie modułu SD na szynie DIN powoduje automatyczne przyłączenie do uziemienia. Montaż i prawidłowe uziemienie modułów wymaga jedynie standardowych szyn DIN. W przypadku korozyjnej atmosfery, zaleca się stosowanie specjalnie platerowanych szyn DIN, dostarczanych przez producenta. Zabezpieczenia typu TP wykonaniu ognioszczelnym lub iskrobezpiecznym, montuje sić wkrćcajŕc je w nieuýywany przepust przetwornika. Dostćpne sŕ wykonania z gwintem NPT, 20 mm ISO, Pg13. oraz G BSP. Zabezpieczenia przepięciowe-fakty Większość urządzeń automatyki przemysłowej może zostać uszkodzone w wyniku przepięcia powstającego w kablh połączeniowych lub linih energetycznych. Uszkodzenia te powodują ogromne straty na skutek zatrzymania lub zakłócenia procesu produkcyjnego. Źródłem przepięć są przeważnie wyładowania atmosferyczne, lecz także impulsy prądowe wywołane przełączaniem urządzeń energetycznych lub np. spawaniem elektrycznym. Przyjęto w standardh Europejskich, że typowe wartości przepięć spowodowane wyładowaniem wynoszą ok. 10kV a wywołane przez nie prądy ok. ka. Jedynym efektywnym sposobem zapobiegania skutkom przepięć jest stosowanie zabezpieczeń-praktyka coraz bardziej rozpowszechniona w Europie. Aby w pełni zabezpieczyć się przed skutkami przepięć, należy stosować zabezpieczenia po obu stronh kabla obiektowego. Dodatkowe informje w posti not aplikyjnych dostępne są na stronh internetowych

2 Typowe zastosowania zabezpieczeń serii SD Seria SD pokrywa większość potrzeb na zabezpieczenia przepięciowe w obwodh automatyki przemysłowej aż do napięć 20V. Możliwość łatwego rozłączania obwodów poprzez wymienny bezpiecznik lub odłącznik ułatwia wszelkie pre konserwyjne i remontowe obwodów obiektowych. Zalety wymiennych bezpieczników uwidzniają się zwłaszcza w przypadku zasilania szeregu urządzeń obiektowych z jednego źródła napięcia. Awaria jednego z urządzeń nie powoduje zakłóceń w zasilaniu pozostałych. Wersja zabezpieczeń obwodów iskrobezpiecznych, oznzona X nie posiada wymiennych bezpieczników i odłączników z uwagi na wymagania norm iskrobezpieczeństwa. Sekcja ta przedstawia typowe zastosowania zabezpieczeń serii SD w obwodh automatyki przemysłowej. Uwaga: zabezpieczenia należy stosować po obu stronh kabla łączącego urządzenie obiektowe i sterujące Analogowe wyjścia AO, np. przetworniki I/P Dla tych zastosowań rekomenduje się SD, SD lub SD w zależności od napięcia w linii. Obwody iskrobezpieczne wymagają stosowania zabezpieczeń z końcówką X. Wejścia Analogowe-AI np. rzetworniki dwuprzewodowe, konwencjonalne oraz z HART Zabezpieczenia zalecane dla tych zastosowań to SD lub SD w zależności od napięć zasilających przetwornik. Dla obwodów iskrobezpiecznych należy stosować zabezpieczenia SDX lub SDX, które nie posiadają opcji wymiennych bezpieczników czy odłączników. Wejścia dwustanowe-di np. styki oraz czujniki zbliżeniowe Dla tych zastosowań rekomenduje się SD0, SD, SD lub SD w zależności od napięcia w linii. Obwody iskrobezpieczne wymagają stosowania zabezpieczeń z końcówką X. Wyjścia dwustanowe-do np. lampy, syrenki, zawory indukcyjne Czujniki temperatury RTD i THC Dla tych zastosowań rekomenduje się SD lub SDX dla obwodów iskrobezpiecznych. Dla tego zastosowania należy użyć zabezpieczeń SD RTD. Telefonia i Telemetria (PSTN) Moduł SD PSTN został specjalnie zaprojektowany do zastosowań w telemetrii i telefonii. Niskonapięciowe czujniki mv, przepływomierze, źródła milivoltowe Dla tego typu urządzeń odpowiednimi będą zabezpieczenia Typu SD0 lub SD lub w przypadku obwodów iskrobezpiecznych SD0X i SDX. Zasilanie napięciem sieciowym, np. zawory lub silniki Zalecanym modułem jest tu SD2X

3 Zabezpieczanie przetworników standardowych i z HART Przetworniki i czujniki są szeroko stosowane na obiekth, gdzie zagrożenie uszkodzeniem na skutek przepięcia jest szczególnie wysokie. Zalecanym rozwiązaniem jest zabezpieczenie przepięciowe typu TP w wersji iskrobezpiecznej lub ognioszczelnej, które można wkręcić do nie używanego przepustu kablowego przetwornika. Zabezpieczenie TP posiada atesty urządzenia o budowie przeciwwybuchowej w tym i KD Barbara. Dostępne jest z gwintami NPT; 20 mm ISO; Pg 13, oraz G BSP. W przypadku stosowania zabezpieczeń typu SD, należy umieścić je w skrzynce nie dalej jednak niż 1 m od przetwornika. Przetwornik należy podłączyć do zisków oznzonych Protected Terminals. Metalową obudowę przetwornika należy zawsze połączyć z metalową konstrukcją instalji za pomocą masywnego przewodu o przekroju min. 4 mm2. Zabezpieczenie przepięciowe przetwornika, typu TP Zabezpieczanie szerokopasmowych magistrali komunikyjnych Połączenia systemów i przetworników za pomocą szerokopasmowych magistrali komunikyjnych staje się powszechną praktyką w instaljh procesowych. Zabezpieczenia typu SDR zostały specjalnie zaprojektowane dla tego typu aplikji. Tabela 1 określa preferowane typy zabezpieczeń serii SDR dla poszczególnych rodzajów i protokołów komunikyjnych. Łącza szeregowe RS2; RS422; RS48 Preferowanymi modułami są dla tego typu połączeń typy SD R Lub SD R w zależności od maksymalnego napięcia w linii. Łącze cyfrowe z zasilaniem urządzeń obiektowych 2-przewodowe przetworniki lub czujniki Najlepszym rozwiązaniem jest tu stosowanie zabezpieczenia typu TP. Jeśli nie jest to możliwe, zaleca się użycie modułów SDX, SDX lub SDX w zależności od napięcia w linii. 3-przewodowe przetworniki oraz czujniki wibryjne Zalecanym modułem jest tu SDT3, specjalnie oprowany dla takich zastosowań. Istnieje wiele rodzajów tego typu łączy. Dla większości z nich zaleca się stosowanie zabezpieczenia typu SD R. Typowe zastosowania Tabela 1 określa preferowane typy zabezpieczeń serii SDR dla poszczególnych rodzajów i protokołów komunikyjnych. Alternatywnie podano zabezpieczenia o niższej rezystancji szeregowej, które mogą okazać się korzystniejsze przy dłuższych odcinkh połączeń. MTL prowadziła próby mające na celu sprawdzenie czy zastosowanie zabezpieczenia nie powodują pogorszenia jakości transmisji. Próby zakończyły się pomyślnie, jednak nie starano się o oficjalne certyfikaty u odpowiednich instytucji. Tabela 1 Rodzaj łącza Zalecany typ Alternatywny typ Foundation Fieldbus 31,2 kbits/s voltage mode 1,0/2, Mbits/s HART Honeywell DE LonWorks FFT-10 LPT-10 TP-8 IS8+ Modbus & Modbus Plus (RS48) Profibus-DP; PA (IEC 118, 31,2 kbits/s) RS2 RS422; RS423; RS48 WorldFIP (IEC 118) 31,2 kbits/s voltage mode 1,0/2, Mbits/s SD R SD X SD X SD R SD 0R SD R SD SD R SD R SD ; SD ; SD X

4 Zastosowania w strefh zagrożonych eksplozją Strefa Z0/Z1 Ze względu na duże ryzyko powstania eksplozji na skutek zaindukowanych przepięć w strefie Z0, norma IEC nakłada obowiązek stosowania zabezpieczeń przepięciowych dla urządzeń montowanych w tej strefie. Norma wymienia zbiorniki, kolumny destylyjne, zakłady petrochemiczne i gazociągi jako instalje w których zaleca się stosowanie zabezpieczeń przepięciowych. Preferowane zabezpieczenia przetworników dwuprzewodowych, które zazwyczaj montowane są w strefie Z1 to seria TP w wykonaniu iskrobezpiecznym lub ognioszczelnym. W przypadku stosowania zabezpieczeń typu SDX lub SDR (certifikowane jako proste apara ty) należy je umieścić w obudowie ognioszczelnej nie dalej jednak niż 1 m od przetwornika. W obu przypadkh krótki i masywny przewód uziemiający do konstrukcji metalowej jest istotnym elementem bezpieczeństwa. Strefa Z2 W strefie tej należy także korzystać z zabezpieczeń w wykonaniu przeciwwybuchowym posiadających odpowiedni atest. Podobnie jak w strefie Z1, odpowiednimi są zabezpieczenia typu TP, SDX lub SDR. W przypadku użycia serii SD niezbędne jest umieszczenie modułów w skrzynce o ochronie co najmniej IP 4. Certifikja Zabezpieczenia serii TP, SDX i SDR posiadają budowę przeciwwybuchową lub atestowane są jako proste aparaty. Zabezpieczenia serii SDX są urządzeniami iskrobezpiecznymi o parametrh: EEx ia IIC T4; Io=186mA i Li= 220uH. Zabezpieczenia serii SDR i SDRTD sa atestowane jako proste aparaty i także mogą być stosowane w obwodh iskrobezpiecznych prujących w strefie Z0/1/2. Zabezpieczenia serii TP i SDX posiadają także polskie atesty KD. Barbara. Sposób połączenia Zabezpieczenia przepięciowe, od strony systemu sterującego, należy montować pomiędzy interfejs iskrobezpieczny a kabel obiektowy, co ilustruje rysunek. W ten sposób zabezpieczony jest także interfejs. Nie należy zapominać także o zabezpieczeniu urządzenia po drugiej stronie kabla. Zabezpieczenia przepięciowe i interfejsy iskrobezpieczne można montować w tych samych szafkh lecz na różnych szynh wsporczych w celu zhowania 0 mm odległości między ziskami strefy bezpiecznej i zagrożonej. Uziemianie zabezpieczeń Sposób uziemienia zabezpieczeń urządzeń obiektowych polega na krótkim-ok.1m i masywnym-4mm2 połączeniu uziemienia zabezpieczenia lub obudowy przetwornika z metalową konstrukcją instalji. Uziemienie zabezpieczeń przepięciowych od strony systemu sterującego jest bardziej skomplikowane z uwagi na istnienie kilku systemów uziemień. Przykładowy rysunek pokazuje jak można uporządkować te systemy. Akcesoria montażowe i dla opisu Zabezpieczenia typu SD posiadają bogaty zestaw akcesoriów montażowych i pozwalających na opisanie poszczególnych modułów. Dostępne są między innymi wsporniki izolyjne SD-ISP umożliwiające separje uziemień oraz ziski uziemiające szyny, typu SD-ETL. Do opisywania modułów można użyć zbiorczych etykiet SD-TAG lub indywidualnych SD-BRI/BIL. Sposób użycia akcesoriów pokazany jest na rysunku. Akcesoria montażowe SD-ETL ziski uziemiające SD-ISP wsporniki izolyjne SD-THR szyny platerowane (do korozyjnego otoczenia ) Akcesoria opisowe ( zbiorcze ) SD-IMB wsporniki montażowe SD-TAG etykiety zbiorcze SD-TGL wkłady papierowe do etykiet SD-TGS zabezpieczenie etykiety Akcesoria opisowe ( indywidualne) SD-BRI identyfikator SD-BIL-A4 etykieta Obudowy SD-DX00 SD-DX10 SD-DX4 budowa dla 8 szt. zabezpieczeń obudowa dla 20 szt. zabezpieczeń obudowa dla 8 szt. zabezpieczeń Części zamienne SD-F2 bezpieczniki 20mA ( szt. w pzce ) SD-F0 bezpieczniki 0mA ( szt. w pzce )

5 Specyfikja serii SD i TP (wartości podano dla 2C) Typ zabezpieczenia Hybrydowe między liniami i między liniami a uziemieniem Prąd w impulsie SD i TP 10 ka (8/20us) Prąd w impulsie dla SD10X i SD2X 6, ka (8/20us) Czas reakcji Nanosekundy Typ SD 0 SD SD SD SD0R SDR SDR SDR SD0X SDX SDX SDX Nap. pry Obciaż. nominalne Szereg. rezyst. Prąd upływu Maks. napięcie Ogran. napięcia Pasmo V ma Ohm ua V V MHz 0 lub 20 0 lub 20 0 lub 20 0 lub 20 2x2, 2x4, 2x10 2x ,02 0,02 0,02 0, ,02 0,02 0,02 0,02 Wpływ na dokładność pomiaru (SDRTD) 0,1% dla RTD > ohm 0,1ohm dla RTD < ohm SDT3 SDRTD SDPSTN x2, 2x4, 0, ,2 0 4 Zakres temperatur -C do C ( pra ) SD -20C do C ( pra ) TP -C do 80C (składowanie) SD10X SD20X TP A 3A 2x0,1 2x0, ,00 Wilgotność % do 9% nie kondensująca Ziski SD 2,mm (AWG) Sposób montażu SD Szyna DIN (TS3) Sposób montażu TP W dławiku przetwornika o gwincie: NPT- TP48-N 20mm ISO-TP48-I Pg 13,- TP48-P G BSP- TP48-G Waga SD 0g Waga TP 1G Odporność na zakłócenia Zgodnie z EN 0082 Instytucja Norma Numer Rodzaj Typ urządzenia BASEEFA EN 0014 EN 0020 KD Barbara EN 0014 EN 0020 BASEEFA EN 0014 EN 0020 KD Barbara EN 0014 EN 0020 BASEEFA EN 0014 EN 0020 Ex96D2219X EEx ia IIC T4 SD0X, SDX, SDX, SDX, SDT3 KDB 99.26X EEx ia IIC T4 SD0X, SDX, SDX, SDX Ex96D2219X EEx ia IIC T4 TP 48-I ( wersja iskrobezpieczna KDB 99.2X EEx ia IIC T4 TP48-I ( wersja iskrobezpieczna ) Ex93C1X EExd IIC T4 TP 48-D ( wersja ognioszczelna ) Wewnętrzne schematy połączeń Przedstawiciel w Polsce: POLYCO 0-80 Podkowa Leśna www. polyco.com.pl ul. Sępów 10 polyco@supermedia.pl