Защитные от взрыва панели управления с интеграцией PLC чаще всего выходят из строя, потому что панель заказывается как сертифицированный корпус, а не как полностью управляемая система. Покупатель подтверждает класс взрывобезопасности, номер детали PLC и размеры корпуса, а затем рассматривает интерфейс между ними как упаковку. Эта разница проявляется позже в виде горячих точек, несертифицированной проводки на месте или HMI, который не может быть сертифицирован для данной зоны. Панель должна проектироваться исходя из списка цепей, начиная с классификации опасной зоны и количества входов/выходов PLC. В этой статье объясняются проверки, которые я использую перед изготовлением, основываясь на тридцатилетнем опыте инженерии взрывобезопасных систем.
Начинайте с классификации зоны для взрывобезопасной панели управления
Классификация зоны определяет метод защиты, размер корпуса и стоимость. Панель для газовой зоны 1 не может рассматриваться как панель для зоны 2 с более тяжелым металлом. В проекте Tilenga в Уганде WAROM поставлял взрывобезопасное освещение и электрические системы по всему участкам скважин, центральному перерабатывающему объекту и трубопроводам, при этом классификация зоны была установлена до выпуска графиков панелей. Эта последовательность позволила избежать заказа панелей, которые позже потребовали бы повторной сертификации.
| Метод защиты | Что это подходит | Основное ограничение | Проверка покупателя |
|---|---|---|---|
| Ex d — пламегасительная | Стандартный PLC, блоки питания, приводы | Отвод тепла и вес | Класс температуры поверхности при полной нагрузке |
| Ex e — повышенная безопасность | Клеммы, выключатели, некоторые управляющие устройства | Стандартный PLC редко принимается напрямую | Список сертифицированных компонентов |
| Ex p очистка/пропускание давления | Полный PLC и HMI в зоне 1 или зоне 2 | Подача газа для очистки и блокировки | Сертификат очистки и эксплуатационная процедура |
| Взрывозащита с внутренней безопасностью Ex ia/ib | Полевые датчики и низкоэнергетические аналоговые цепи | Ограниченная энергия на канал | Совпадение параметров барьера и кабеля |
После выбора метода защиты следующим переменным является класс температуры. Панель, содержащая ПЛК и шесть контакторов, может соответствовать T6 при температуре окружающей среды 40°C, но перейти к T4 при увеличении тепловой нагрузки. Это влияет на допустимость панели в газовой группе T6. Я видел, как один и тот же график ввода-вывода проходил или не проходил проверку в зависимости от того, указал ли покупатель полную нагрузку двигателя при запросе или только нагрузку на ПЛК.
Картировать ввод-вывод ПЛК перед определением размера взрывозащищённой панели управления
Самая дорогая ошибка — это определение размера корпуса по физическому чертежу панели до фиксации карты ввода-вывода. ПЛК с 60 цифровыми входами, 32 цифровыми выходами, 8 аналоговыми входами и 4 аналоговыми выходами потребует больше места для клемм, предохранителей и теплоотвода, чем тот же корпус для контроллера на 40 точек. Я запрашиваю список цепей сначала, потому что всё остальное следует из него.
- Обозначайте каждое полевое устройство и его зону, а не только тип сигнала.
- Разделяйте цифровые и аналоговые каналы, потому что аналоговые цепи могут требовать изолированных барьеров.
- Определите цепи, которым нужны барьеры внутренней безопасности или реле, перед назначением клемм.
- Зарезервируйте 15-20 процентов запасных клемм и как минимум одну запасную свободную отверстие для гильзы.
Площадка корпуса важна не меньше логики. Распределительный щит BXM(D)8050 объединяет камеры Ex d и Ex e в корпусе из GRP с рейтингом IP66 и максимальным током 250 А. Такой дизайн с разделением камер размещает стандартный ПЛК в камере d, а полевые клеммы и переключатели — в камере e. Чертеж панели должен показывать это разделение до фиксации точек входа кабелей.
Почему сигналы с зоны 0 меняют дизайн панели
Передача сигнала с полевых устройств зоны 0 не может быть выполнена к стандартной цифровой карте без сертифицированного гальванического или зенеровского барьера. Если в списке цепей указан температурный передатчик зоны 0, а на чертеже панели нет слотов для барьеров Ex ia, панель не пройдет сертификацию. Я отмечаю это на этапе коммерческого предложения, потому что добавление барьеров после изготовления обычно меняет глубину корпуса и расположение клемм.
Что делать, если тип ПЛК еще не определен
Если поставщик ПЛК не выбран окончательно, укажите панель с максимально возможным количеством входов-выходов и габаритами клемм, а не для конкретного номера детали. Механическая компоновка должна оставлять вертикальное пространство для воздуховодов над клеммной планкой и съемную гильзовую пластину. Это обеспечит достаточно места, если владелец решит заменить компактный блок ПЛК на модульный шкаф.
Укажите проводку в полевых условиях, барьеры и входы кабелей для интеграции ПЛК
Интеграция ПЛК определяется так же сильно проводкой в полевых условиях, как и процессором. Корпус Ex d может потерять свою сертификацию, если входы кабелей не выбраны под тип кабеля или если гильзовая пластина заполняется на месте без сертифицированного метода отверстий. В компании «Общая краска» в России оценка электрической опасности включала соединительные коробки, распределительные ящики, газовые детекторы, устройства статического разряда и антикоррозийное оборудование. Трехмесячное обновление прошло успешно, потому что проводка и входы в панель были указаны как единый комплект, а не как отдельные материалы.
Для панелей ПЛК я размещаю выбор барьеров выше выбора клемм. Защищенный аналоговый кабель от давления с зоны 1 должен соответствовать параметрам барьера: максимальному напряжению, току, емкости и индуктивности. Одна запасная непокрытая пара может добавить достаточно емкости, чтобы нарушить параметры устройства, даже если сам барьер сертифицирован. Это тот вид деталей, который не указывается в техническом паспорте, но определяет прохождение инспекции на объекте.
Когда панель ПЛК не работает как самостоятельный контроллер и должна подавать сигнал в систему SCADA, граница интеграции меняется. <Взрывобезопасные системы SCADA для безопасности нефтехимической промышленности> объясняет, почему связь панели с сервером должна быть указана на ранней стадии, начиная с архитектуры связи и заканчивая интерфейсом между опасными и безопасными зонами.
Если ваш проект включает полевые устройства зоны 0 или смешанные цепи с внутренней безопасностью и без нее, стоит подтвердить расположение барьеров и класс температуры панели перед окончательным составлением спецификации материалов. Отправьте свой список цепей gm*@***om.com и я проведу проверки во время составления коммерческого предложения.
Проверьте сертификацию и документацию перед принятием коммерческого предложения на панель
Коммерческое предложение, в котором говорится «сертифицированная панель IECEx», дает очень мало информации, пока не будет предоставлен номер сертификата, стандартное издание и список компонентов. IEC 60079 охватывает разные концепции защиты, поэтому сертификат на корпус не автоматически означает, что он подходит для PLC, HMI и барьеров как сборка. На предприятии фармацевтической компании Fushilai площадью 48 000 квадратных метров, взрывозащищенные распределительные ящики для цехов, складов, резервуарных парков и насосных управлений поставлялись поэтапно, связанного со строительством. Пакет сертификации должен быть готов до каждой поставки, а не после ее прибытия.
Для трансграничных проектов стандарт покупателя важен так же, как и сертификат. Панель ATEX для Европы не автоматически принимается на объекте в России, а список UL не является сертификатом IECEx. Когда в проекте упоминаются оба стандарта, я спрашиваю, примет ли орган сертификацию компонентов или потребует полный сертификат сборки. Ответ влияет на цену и сроки выполнения больше, чем материал корпуса.
Та же проблема с корпусом возникает в контрольных станций указанных для российских предприятий. <NEMA 7 против ATEX Сертифицированные взрывозащищённые станции управления> объясняет, чем отличаются сертификация NEMA 7 и ATEX, и какой набор чертежей и сертификатов должен запросить покупатель перед отгрузкой.
Отправьте запрос на коммерческое предложение (RFQ), которое позволит создать взрывозащищенную панель управления
Самый распространенный запрос, который я получаю, — это однострочное сообщение о необходимости взрывозащищенной панели управления с PLC, без указания количества входов/выходов, зоны или схемы кабелей. Это вызывает предположения, которые позже требуют переделки. Лучший запрос краткий, но полный: классификация зоны, концепция защиты, список контуров, предпочтительный номер детали PLC, размер кабеля и тип сальника, диапазон температуры окружающей среды, стандарт сертификации и место доставки. С такими данными панель можно спроектировать, а не оценивать приблизительно.
Компания WAROM создала системы управления и распределения с интегрированным PLC для нефтяных, химических, фармацевтических и морских проектов, от скважин в России до фармацевтической процессных зданий в Суцзяо. Метод защиты, расположение входов/выходов и путь сертификации можно проверить до определения стоимости, чтобы коммерческое предложение соответствовало реальным требованиям объекта. Отправьте свой список контуров, классификацию зоны, предпочтительный номер детали PLC и схему кабелей на gm*@***om.com или позвоните по номеру +86 21 39977076, и я подтвержу размер корпуса, класс температуры и документацию по сертификации. Этот обмен занимает меньше времени, чем исправление панели после изготовления.
Распространенные вопросы о взрывозащищенных панелях управления с интеграцией PLC
Можно ли установить стандартный PLC в взрывозащищенную панель управления?
Да, это стандартный подход. PLC размещается внутри сертифицированного взрывозащищенного корпуса Ex d или за системой продувки/прессуризации. Главное — оценить вместе сертификат корпуса и тепловую нагрузку PLC. Стандартный процессор сам по себе не становится взрывозащищенным; корпус содержит внутреннее воспламенение и контролирует температуру поверхности. Всегда запрашивайте список компонентов и рассчитанный класс температуры, а не только номер детали PLC.
Является ли панель PLC зоны 2 проще, чем зона 1?
Распространенное предположение — зона 2 снимает большую часть требований к сертификации. Зона 2 может снизить требования к корпусу для некоторых цепей, но PLC, модули связи и способ входа кабеля все равно должны соответствовать стандарту. Плохой выбор сальника кабеля или неподтвержденная карта связи могут привести к несоответствию так же быстро, как и в зоне 1. Практическая разница обычно в стоимости и управлении теплом, а не в документации. Перед принятием упрощенного предложения подтвердите точную зону и газовую группу.
Сколько резервных входов/выходов должна иметь панель?
Это зависит от стадии проекта и стандарта заказчика. На ранних этапах проектирования панели должны иметь достаточную резервную емкость для учета неизбежных изменений на объекте. Обычно я выделяю 15-20 процентов запасных терминалов и оставляю один-два свободных отверстия для сальников. Для закрепленной OEM-машины с фиксированными входами/выходами это может быть излишним и увеличивать объем корпуса. Размер панели должен соответствовать максимальному списку входов/выходов проекта, а не первому выпуску программного обеспечения.
Какая документация должна идти с панелью перед отправкой?
Минимальный комплект документов для реализованных проектов включает сертификат IECEx или ATEX, список сертифицированных компонентов, схему подключения, расчет температурного класса и график входа кабеля. Для работы в России документация NEMA или UL заменяет файл ATEX. Без этих документов панель может остаться на объекте, пока инспекторы не проверят документацию. Сообщите ваши требования, и я подтвержу, какая сертификационная документация доступна для вашего проекта.
Если вас интересует, ознакомьтесь с этими связанными статьями:
Указание взрывобезопасных электроприборов для EPC-проектов: безопасность и соответствие требованиям
Защищенные погодостойкие IP66 электрические шкафы: производственные требования по безопасности
Освещение для буровой вышки: какое взрывозащищённое освещение работает лучше всего?
Warom Technology награждена международной сертификацией CMMI по программному обеспечению — зрелость процесса
С более чем десятилетним опытом он — опытный инженер по взрывобезопасности электротехники, специализирующийся на проектировании и производстве безопасной и взрывобезопасной продукции. Он обладает глубокими знаниями в ключевых сферах, включая системы взрывозащиты, освещение для атомной энергетики, морскую безопасность, пожарную защиту и интеллектуальные системы управления. В Warom Technology Incorporated Company он занимает две руководящие должности: заместитель главного инженера по международному бизнесу и руководитель отдела международных НИОКР, где курирует исследования и разработки и обеспечивает точную передачу проектной документации для международных проектов. Стремясь к продвижению глобальной промышленной безопасности, он сосредоточен на преобразовании сложных технологий в практические решения, помогающие клиентам внедрять более безопасные, умные и надёжные системы управления по всему миру.
Qi Lingyi