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LONWORKS防爆控制网络

LONWORKS防爆控制网络 2011年12月09日 来源： 0 引言自动化仪表、系统的不少应用现场是爆炸性气体环境，即在大气条件下，气体、燕气或雾状的可燃物质与空气构成的混合物，在该混合物中点燃后，燃烧将传遍整个未燃混合物的环境。防爆是应用于爆炸环境的自动化仪表、系统必须解决的问题。FF现场 总线适用于过程工业，其仪表具有防爆性能，可以直接安装于危险场所[1]。多数现场总线产品没有考虑防爆问题，因而其应用领域受到一定限制。为了扩展应用领域，一些现场总线积极发展防爆产品。Profibus总线在Profibus—DP的基础上发展了Profibus—PA,P A具有防爆性能，可以应用于过程工业。LONWORKS控制网络一般不具备防爆性能，但近几年也发展了防爆产品，应用开始扩展到一些爆炸性气体环境。1 防爆电气标准— 电气产品防爆设计、试验、生产的依据我国国家技术监督局发布的GB3836 爆炸性气体环境用电气设备，是与国际IEC60079等效的国家标准,2000年1月国家已发布GB3836新的版本[2]。GB3836在《爆炸性气体环境用电气设备》总标准下由若干个标准组成。与控制网络防爆产品有关的主要是标准的第1部分:通用要求;第2部分:隔爆型“d”;第4部分:本质安全型“i”。GB3836．1—2000第1部分:通用要求，规定了爆炸性气体环境用电气设备、EX引人装置、EX元件的结构、检验和标志的通用要求及检验程序。GB3836标准其余部分为防爆型式的专用标准，这些专用标准是通用要求的补充或修改。隔爆型防爆电气产品是通过电气产品的隔爆外壳来达到防爆目的。隔爆外壳能够承受通过外壳任何结合面或结构间隙渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而损坏、并且不会引起外部一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性环境的点燃。GB3836．2—2000第2部分:隔爆型“d”，规定了爆炸性气体环境用电气设备隔爆型的结构要求、检查和试验。隔爆型电气产品应符合GB3836．2 和GB3836．1 的有关规定。本质安全防爆是由本质安全电路实现的。本质安全电路是在标准规定条件(包括正常工作和规定的故障条件)下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路。当电气设备内部的所有电路都是本质安全电路时，则该设备是本质安全设备。GB3836. 4—2000第4部分:本质安全型“i”，规定了使用在爆炸性气体环境中的本质安全电气设备，以及连接进人该环境中的本质安全电路的关联设备的结构和试验。本质安全型电气设备应符合GB3836．4 和GB3836．1 的有关规定。防爆产品设计、试验、生产要严格按照标准规范进行。国家防爆电气标准—GB3836是防爆电气产品设计、试验、生产的主要依据，也是防爆型控制网络产品设计、试验、生产的主要依据。2 控制网络现场产品的防爆型式控制网络产品的防爆型式目前主要有两种:一种是本质安全型(如智能变送器、智能阀门定位器等)。FF现场总线和Profibus—PA现场总线的现场产品即属于此。这种现场总线控制网络可应用于具有爆炸性气体环境的过程工业，它们独特的防爆性能是目前其它现场总线控制网络难于做到的，从而决定了它们在过程控制的主导地位。另一种是以隔爆型现场产品为主的控制网络。这也是满足爆炸性环境应用需求的有效途径。LONWORKS现场总线控制网络已采用这种型式。3 LONWORKS控制网络防爆途径LONWORKS控制网络的应用目前已扩展到了广泛的领域，它的防爆问题是一些开发商关注和努力解决的问题。参考文献[3]对LONWORKS控制网络产品的防爆途径进行了论述。目前已从本质安全和隔爆两个方面研究其防爆问题。本质安全防爆主要是研究本安通道，首先解决满足本安要求的收发器和智能控制模块。MIL开发了IS-78LONWORKS本安物理通道[4]，利用该物理通道可将LONWORKS网络扩展到危险区域。开发隔爆型LONWORKS控制网络产品是另一条途径。重庆英特莱科技有限公司的Coweb -L2300防爆智能自动化网络开发应用成功，验证了其有效性，积累了丰富的经验。对于LONWORKS防爆控制网络，上述两种实现途径的利弊，冯畅先生在“基于LON技术的FCS系统在爆炸性气体环境中的应用”一文[5]中进行了详细的比较。4 Coweb-L2300防爆智能自动化网络Coweb-L2300防爆智能自动化网络是重庆英特莱科技有限公司Coweb智能自动化网络体系[6]中基于LONWORKS总线的防爆系列产品，采用系列化、组合化设计[7]，它是该公司前期Cones-L2000智能控制网络的发展。4.1 系列构成Coweb—L2300[6]包括两个系列:L2300—低速系列，网络通信速率为78Kbps，通信媒体为双纹线。L2310—高速系列，网络通信速率为1．25Mbps，通信媒体为双绞线。该防爆网络的设计严格遵循GB3836．1—2000和GB3836．2—2000标准，产品防爆标志为Exd Ⅱ BT5,防护等级为IP65,4.2 防爆测控节点产品测控节点产品包括模拟量1/O、开关量1/O、热电偶输人、热电阻输人、回路控制等多种类型共40余种。这些节点类型对于低速系列和高速系列各有对应的相应品种。4.3 防爆网络节点产品防爆网络节点产品包括78K/78K双绞线低速网络中继器、78K/78K

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