Ex-lösningar

Det konstanta trycket att minska kostnaderna och ökningen av komplexiteten hos systemen inom processindustrin kräver nya koncept. Automatiseringen inom processindustrin måste följa strikta regler för säkerhet och drift, speciellt när det rör sig om explosionsskyddade anläggningar (Ex).

Traditionella Ex-system

Den typiska applikationen inom processindustrin karaktäriseras av en indelning i olika zoner, som bestäms av hur farlig den explosiva atmosfären är. Indelningen i dessa zoner (se fig 0) görs genom en klassningsplan, som ägaren till anläggningen ansvarar för. Utrustningen som sitter i dessa zoner måste vara utförda med speciella skyddskoncept. Grundregeln är att så få potentiella riskkällor som möjligt skall placeras i zonerna.

Anledningen till detta är att utrustningen, som sitter i en explosiv zon, inte av någon anledning får orsaka en explosion. Inom industriell styr- och reglerteknik har EEx-i (egensäker) som skyddskoncept slagit igenom. Detta skyddskoncept garanterar att ingen gnista kan antända den explosiva atmosfären. Rent praktiskt görs detta genom att begränsa strömmen och spänningen (energin) i mätkretsen. Fördelen med detta koncept är att det är enkelt att använda (underhåll är tillåtet under drift), och att det är billigt och enkelt att installera samt underhålla (jämfört med exempelvis EEx-p, kapslingar med övertryck).

En typisk uppkoppling inom kemisk och petrokemisk industri visas schematiskt i fig. 1. Anslutningarna av kablarna från fältet d.v.s. från svarskontakter, temperaturgivare, tryckgivarna, gränslägesgivarna, ventilerna och övrig utrustning samlas upp i små uppsamlingsskåp. Därifrån kopplas de via en mångledarkabel från Ex-området till ett nytt kopplingsskåp utanför Ex-området, där kablarna ansluts på radplintar, klämmor (ofta frånskiljbara). Därifrån sorteras ofta "ingående" och "utgående" signaler från fältet upp genom att individuellt ansluta varje kabel i en ny plint, d.v.s. en traditionell korskoppling. Från detta korskopplingsskåp leds signalerna återigen via en ny mångledarkabel till ett signalkonditioneringsskåp och ansluts till "Interface"-nivån, där de egensäkra omvandlarna sitter. Slutligen leds signalerna in till styrnivån, antingen direkt eller med en ytterligare uppdelning. Denna design av skåp används i huvudsak för att nå en hög flexibilitet och för att i framtiden kunna modifiera och eventuellt expandera systemet. Ett resultat av detta är att det redan i planeringsstadiet lämnas reserver i både korskopplingsskåpet och i Interface-skåpet.

Minska korskopplings- och utrymmeskravet med högre tillgänglighet

Alla de fördelar som det ovannämnda konceptet ger, kostar naturligtvis mycket både i installationstid, korskoppling, Interface-nivå samt sist men inte minst i utrymme i det ofta övertrycksventilerade kontrollrummet. Med denna insikt har anslutnings- och Interface-specialisten Phoenix Contact utvecklat ett hel produktlinje Process-Interface som radikalt minskar utrymmesbehovet samt installationskostnaden, utan att därför tumma på servicevänligheten. Detta ger hög flexibilitet och samtidig en tydlig layout. Allt optimerat för högsta användarvänlighet.

Jackbara Ex-omvandlare

Grundsockeln är utrustad med mätuttag på fältsidan både före och efter den integrerade frånskiljningen (se fig. 3).

Frånskiljningen på grundsockeln sörjer för en snabb och säker frånkoppling av signalen. Detta kan även utnyttjas om man vill mäta strömsignaler och vill koppla in mätinstrumentet i serie utan att skruva loss ledarna i mätkretsen. Nu när "Interface"-delen blivit utrustad med den traditionella genomgångsplinten, klämmans, alla fördelar och byggbredden av två plintar, kan Interfacet flyttas från det förut separata Interface skåpet och istället placeras direkt på "ingångssidan" (till Ex-området) i korskopplingsskåpet. Med detta byggsätt har ett av de dyra kopplingsskåpen helt försvunnit (se fig 4).

Snabba och säkra installationer

Förutom den mycket smala byggbredden, ger detta koncept även användaren fördelen att kunna förhandsinstallera grunddelen på "ingångsdelen" i korskopplingsskåpet. Strömförsörjningen fördelas snabbt och enkelt ut genom det skräddarsydda byglingssystemet. Nu när allt kablage är på plats är det bara att skjuta in önskad elektronikdel på önskad grundsockel. När elektroniken första gången skjuts in, kodas grundsockeln för just den typen av elektronikdel. Detta för att förhindra felinstallationer, så att exempelvis en elektronikdel som är anpassad för en analog ingång (från Ex-sidan), aldrig skall kunna anslutas i en grundsockel för en analog utgång.
För att spara ännu mer av den dyrbara installationstiden och dokumentationen, är ett lämpligt alternativ att använda ett fabriksfärdigt och genomprovat PLC/DCS-kablage med applikationsanpassade moduler, från fältnivå ända upp till styrsystemet (se fig. 4).

Komplett utbud inom produktlinjen

För de mycket varierande signalerna som måste behandlas inom processindustrin har Phoenix Contact tagit fram ett helt sortiment av egensäkra omvandlare som passar i den frånskiljbara sockeln:

-         Repeterare för 2-/3-trådstransmittrar (även i HART utförande)
-         Ingångsisolatorer för analoga 4-trådsgivare
-         Analoga utgångsisolatorer
-         Digital ut (ventilstyrningar etc)
-         Namur förstärkare, digtitala in från induktiva givare
-         Temperaturomvandlare för RTD givare (Pt-100 etc.)
-         Temperaturomvandlare för termoelement
-         Reläutgångar

Mer information kopplade till denna artikel