现场总线本质安全概念安全栅的研究开发

第27卷　第9期2006年9月

仪器仪表学报

ChineseJournalofScientificInstrument

Vol.27No.9Sep.2006

现场总线本质安全概念安全栅的研究开发

曲

阳

王建辉

徐

林

顾树生

110004)

(东北大学信息科学与工程学院

沈阳

*

摘要　介绍现场总线本质安全概念的内容。说明它和传统“整体”本质安全的区别,参数对比和将给应用带来的利益。介绍现场总线本质安全概念安全栅的参数设计、单元电路原理框图和安全栅开发面临的技术关键。关键词　现场总线本质安全概念

FISCO隔离安全栅

矩形特性隔离电源

隔离式现场总线重复器

中图分类号　TP271.5　文献标识码　A　国家标准学科分类代码　510.8040

Developmentoffieldbusintrinsicallysafeconceptionbarrier

QuYang　WangJianhui　XuLin　GuShusheng

(CollegeofInformationScienceandEngineering,NortheasternUniversity,Shenyang110004,China)

Abstract　ThispaperintroducestheFieldbusIntrinsicallySafeConcept,explainsthedifferencebetween"FIS-CO"and"entity"intrinsicallysafe,presentsacomparisonbetweentheirparameters,anddescribesitsbenefits

tousersintheapplications.TheFISCObarrierparameterdesign,thecircuitblockdiagram,andthekeytech-niquesfordevelopingFISCObarrierarediscussed.

Keywords　fieldbusintrinsicallysafeconceptFISCObarrier　"trapezoidal"outputcharacteristicsisolatedpowersupplyisolatedfieldbusrepeater

某种可燃气体在最容易被引燃的条件下引燃爆炸所需要

1　引言

的能量对它们进行分类分组。其中,氢气、乙炔等几种气体是最容易被引燃爆炸的可燃性气体,它们被划分为IIC组。满足了IIC组要求的防爆要求也就满足了其他所有组别可燃性气体的防爆要求。

　　现场总线技术的产生对本质安全系统技术提出了新的挑战。现场总线的基本优点是在一条通信总线上可以挂接许多台现场总线设备,但是这就需要从总线吸取更大的电流,如果套用现有的安全参数和认证方法,在一条总线上只能挂接为数不多的设备,从而使现场总线的优点大打折扣。为适应现场总线本质安全防爆系统的需

要,德国技术物理研究所(PTB)通过研究和试验发表了一篇研究报告W-39,报告提出现场总线本质安全概念的观点(fieldbusintrinsicallysafeconcept,FISCO)。FISCO认为只要满足如下条件,系统就达到了IIC等级的本质安全要求而不必进行其他的计算。目前这一观点已为业界普遍接受。

　　仪器仪表在可燃性气体气氛中保证安全工作的各种防爆方法里,本质安全是最高的选择,只有a类的本质安全系统(标志Exia)才被允许工作在0类危险区域内(即始终存在引燃爆炸危险的区域)。安全栅作为在本质安全系统中安全区和危险区的界面起着能量隔离限制的栅网作用。世界上有许多机构(如FM、NEMCO、NEPSI等)对包括在安全栅内的本质安全系统进行认证批准。现在大都采用所谓“整体”认证方法,国内也称参数认证。其基本思想就是安全栅要满足一定的参数限制,它提供并限制本质安全现场设备和电缆所使用和存储的能量。　　可燃气体引燃爆炸的机理非常复杂,世界各国都对此作了大量的研究试验,引燃爆炸与可燃性气体的浓度、压力、环境温度及引燃的“装置”有关。现在存在多种有关的标准和方法,例如可以按IEC标准的引燃“装置”,将

,(60474040)。