西門子SIMATIC系統(tǒng)在安全防爆方面的應(yīng)用

　　前文所述4種本安防爆控制系統(tǒng)解決方案有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用場合，在實(shí)踐中均有很多應(yīng)用實(shí)例。而且SIMATIC系統(tǒng)還提供了很大的靈活性，用戶可以很方便的利用一種解決方案組成自己的本安防爆控制系統(tǒng)。因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/西門子">西門子的集成一體化思想在SIMATIC產(chǎn)品上的充分體現(xiàn)，我們可以通過一條PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線將幾種防爆解決方案統(tǒng)一在一個(gè)防爆控制系統(tǒng)中，如圖5所示，甚至將防爆應(yīng)用和非防爆應(yīng)用統(tǒng)一在一個(gè)控制系統(tǒng)中。這常見于西門子PCS7系統(tǒng)中多區(qū)域、多場所、多站點(diǎn)的應(yīng)用。

　　因此用戶可以根據(jù)自己生產(chǎn)的特點(diǎn)，充分的利用不同防爆解決方案的特點(diǎn)，靈活組合幾種防爆解決方案組成自己的本安防爆控制系統(tǒng)。圖5是西門子SIMATIC本安防爆系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。

　　圖5西門子防爆系統(tǒng)的綜合應(yīng)用

　　6. 應(yīng)用體會和結(jié)論

　　1)西門子本安防爆分布式I/O方案的技術(shù)優(yōu)勢

　　傳統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備和HART現(xiàn)場設(shè)備或智能化現(xiàn)場過程設(shè)備更適宜通過使用ET200系列分布式I/O 連接到PROFIBUS。這些本安傳感器/ 執(zhí)行器還可用于Ex.Zone 2、1或0區(qū)。這使得分布式過程I/O成為現(xiàn)在的主流產(chǎn)品。

　　本文認(rèn)為：由于本安防爆分布式I/O方案能夠兼顧兼顧FISCO現(xiàn)場總線方式和點(diǎn)對點(diǎn)方式兩類應(yīng)用方案的優(yōu)點(diǎn)，能照顧和符合目前大部分用戶的使用、維護(hù)水平和要求，工程投資節(jié)約也非常明顯，因此將得到廣泛應(yīng)用。采用本安防爆分布式I/O方案的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下方面：

　　與傳統(tǒng)安全柵方案相比

　　• 由于減少了電纜和控制系統(tǒng)I/O卡的使用量，從而可節(jié)省系統(tǒng)的硬件成本;

　　• 本安分布式I/O集成本安電路比原來I/O卡+安全柵的成本低，而且結(jié)構(gòu)簡單緊湊，占用控制柜空間小，能使用相應(yīng)的體積更小的控制柜，緊湊的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致成本大幅度地降低。

　　• 由于本安分布式I/O可以直接安裝應(yīng)用在危險(xiǎn)Ex.Zone 2、1區(qū)，減少了電纜鋪設(shè)和接線的工作量，從而可降低工程的施工費(fèi)用。

　　• 集成的總線鏈接器代替過去密集、冗長的電纜，能夠明顯加快安裝調(diào)試過程。

　　• 由于分布式I/O模塊智能化程度大大提高，更方便用戶的使用和維護(hù)。

　　• 從控制室到現(xiàn)場本安分布式I/O之間只有一條總線，一目了然且不容易發(fā)生故障并簡化維護(hù)。

　　• 本安分布式I/O簡單的結(jié)構(gòu)意味著快速的安裝，少量的接線，更少的故障點(diǎn)。

　　• 不依賴于有源的背板總線“熱插技”技術(shù)使得ET200iSP的維護(hù)工作大大降低。不需要將整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)或斷電就可以在幾秒鐘內(nèi)更換一個(gè)模塊。相互獨(dú)立的接線端子底板和電子模板結(jié)構(gòu)避免了重復(fù)接線的工作。

　　與現(xiàn)場總線方案相比

　　• 可將傳統(tǒng)模擬量信號掛接到現(xiàn)場總線上，這些模擬量信號如4～20mA信號(AI/AO)、熱電偶和熱電阻信號、NAMUR開關(guān)和干接點(diǎn)信號(DI)、NAMUR或干接點(diǎn)頻率量信號(PI)、電磁閥驅(qū)動信號及報(bào)警輸出信號(DO)等，并不會很快被現(xiàn)場總線完全取代;

　　• 與現(xiàn)場總線方案相同也可在一根總線上傳遞多點(diǎn)位的測量和控制信息;

　　• 更適應(yīng)員工素質(zhì)的逐步提高，既可使用傳統(tǒng)的儀表檢測工具對現(xiàn)場儀表進(jìn)行維護(hù)和檢修，又可使用PC機(jī)等智能工具學(xué)習(xí)現(xiàn)場總線儀表的維護(hù)和檢修方法，為今后使用現(xiàn)場總線儀表做準(zhǔn)備。

　　可見，利用西門子本安防爆分布式I/O方案是比較適合我國目前儀表控制系統(tǒng)發(fā)展水平的一種本安防爆系統(tǒng)解決方案，其綜合了傳統(tǒng)點(diǎn)對點(diǎn)本安防爆和本安現(xiàn)場總線這兩種方式的優(yōu)點(diǎn)，既有技術(shù)先進(jìn)性，又照顧了傳統(tǒng)儀表的使用方式，因此本安防爆分布式I/O方案具有非常強(qiáng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性，具有非常最大的應(yīng)用發(fā)展空間。

　　2)西門子本安防爆分布式I/O的適用場合

　　雖然具有本安防爆功能的分布式I/O技術(shù)發(fā)展很快，但是什么樣的防爆場合適用分布式I/O方案仍然是人們經(jīng)常關(guān)心的話題。實(shí)踐表明，在以下幾種防爆場合，用戶應(yīng)考慮采用分布式I/O方案。

　　• 當(dāng)同時(shí)建設(shè)幾個(gè)比較分散的生產(chǎn)裝置時(shí)，用戶既不愿為每個(gè)裝置都建設(shè)獨(dú)立的主控室，又不愿將太多的錢花在電纜和橋架上。如果這些裝置本來就準(zhǔn)備采用本安防爆，選用帶有本安防爆功能的西門子SIMATIC ET200iSP、ET200M系列遠(yuǎn)程 I/O便可一舉兩得。

　　• 當(dāng)主要裝置進(jìn)行建設(shè)時(shí)，常有某些輔助裝置不能同步建設(shè)，或者主裝置的某一部分不能同步進(jìn)行，甚至不能確定這些部分何時(shí)才能建設(shè)，如果預(yù)留這部分的主控室空間或DCS容量，單次投資又太大。此時(shí)，若這些輔助裝置和不確定的部分需要本安防爆，則可設(shè)計(jì)采用分布式I/O方案，待進(jìn)行后期建設(shè)時(shí)加入主系統(tǒng)即可。

　　• 防爆生產(chǎn)裝置在原有控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上改擴(kuò)建，尤其工期較緊時(shí)。推薦采用防爆分布式I/O方案，這樣可以減少新增點(diǎn)調(diào)試時(shí)對原系統(tǒng)控制程序的干擾和誤修改，便于獨(dú)立調(diào)試。

　　• 或是當(dāng)生產(chǎn)裝置改擴(kuò)建時(shí)，用戶希望避免在已經(jīng)擁擠的主控室擴(kuò)充新的 DCS 機(jī)柜和安全柵機(jī)柜。此時(shí)，只要原有的DCS系統(tǒng)具有總線通信能力，便可采用分布式I/O方案。

　　• 當(dāng)一個(gè)裝置的檢測點(diǎn)較多，同時(shí)購置大量I/O卡和安全柵成本很高。此時(shí)，較合理的方案就是采用結(jié)合I/O卡和安全柵功能為一體的防爆分布式I/O方案。

　　• 當(dāng)控制系統(tǒng)采用現(xiàn)場總線方案，某一個(gè)防爆生產(chǎn)裝置的有些現(xiàn)場儀表沒有本安現(xiàn)場總線型品種，或者不值得采用現(xiàn)場總線型儀表。這時(shí)可采用能掛接到現(xiàn)場總線上去的防爆分布式I/O。