Aktuální vydání

celé číslo

12

2021

Automatizace v chemickém a petrochemickém průmyslu

Průtokoměry a regulační ventily

celé číslo

Automatizační technika Turck pro prostředí s nebezpečím výbuchu

Společnost TURCK, výrobce a dodavatel systémů a komponent pro průmyslovou automatizaci, nabízí velmi širokou paletu produktů pro řídicí systémy v chemickém a petrochemickém průmyslu a plynárenství. V těchto oborech jde převážně o produkty určené do prostředí s nebezpečím výbuchu. Společnost Turck pro tato prostředí dodává produkty v jiskrově bezpečném provedení podle EN 50020 (ČSN EN 50020 ed. 3 Nevýbušná elektrická zařízení – Jiskrová bezpečnost „i“) ve skupinách Ex „ia“ a Ex „ib“. Všechny produkty vyhovují směrnici 94/9/ES (ATEX 100a).

 

Snímače a měřicí technika

Snímače pro prostředí s nebezpečím výbuchu jsou konstruovány v provedení podle EN 50014 (ČSN EN 50014 Nevýbušná elektrická zařízení – všeobecné požadavky), EN 50020 (ČSN EN 50020 ed. 3 Nevýbušná elektrická zařízení – jiskrová bezpečnost „i“) a EN 60947-5-6 (ČSN EN 60947-5-6 Spínací a řídicí přístroje nn – Část 5-6: Přístroje a spínací prvky řídicích obvodů – Stejnosměrné rozhraní pro bezdotykové snímače a spínací zesilovače NAMUR). K dispozici jsou indukční, kapacitní, magnetoindukční, inkrementální a optoelektronické snímače a hlídače průtoku.
 

Kontrola polohy akčních členů

Polohu akčních členů je možné kontrolovat dvojitým indukčním senzorem řady Ni4-DS20 – NAMUR, který obsahuje dva indukční senzory vzájemné natočené o 90°, jež identifikují přítomnost kovových clonek zabudovaných v plastovém kotoučku („puku“) osazeném na hřídeli pohonu. Výhodami snímače jsou jednoduchá montáž, kompaktní hladké plastové pouzdro odolné proti agresivním čisticím prostředkům i vysokotlakému čištění, rozsah pracovních teplot –25 až +70 °C, odolnost proti prudkým změnám teploty a krytí IP67.
 
Na obr. 1 je novinka, indukční snímač RI-DSU35. Zatímco běžné indukční snímače s dvojitým senzorem dokážou snímat dvě koncové polohy pohonu, tento snímač měří polohu kontinuálně s rozlišením 12 bitů. Je proto vhodný např. k měření polohy klapek se třemi polohami (zavřeno, provoz, čištění) nebo k diagnostikování opotřebení ventilů. Snímač pracuje s rezonančními obvody na indukčním principu, ale svou funkcí se spíše blíží rotačním snímačům polohy.
 

Rotační snímače polohy

Tam, kde je v prostředí s nebezpečím výbuchu požadováno snímání otáček, kontrola pozice hřídele či otočné části stroje apod., jsou k dispozici rotační snímače polohy. V nabídce Turck jsou inkrementální i absolutní snímače s jednootáčkovým nebo několikaotáčkovým snímáním.
 
Novinkou v sortimentu jsou typy, které mají současně certifikát funkční bezpečnosti a úrovně funkčních vlastností SIL 2 a PL d nebo SIL 3 a PL e a rotační snímače určené pro použití v hlubinných dolech (skupina zařízení I, kategorie M2 podle směrnice ATEX).
 

Technika rozhraní

Oddělovací a spínací zesilovače zajišťují přenos dvouhodnotových a analogových signálů od snímačů, vysílačů (aktivních spínačů), mechanických kontaktů aj. z prostředí s nebezpečím výbuchu do základního prostředí nebo naopak. Dvouhodnotové oddělovací a spínací zesilovače jsou k dispozici jako jedno- nebo vícekanálové, s kontrolou přerušení a zkratu vstupního obvodu, s režimem pracovního a klidového proudu. Moduly ve dvou tvarových provedeních jsou určeny pro montáž na lištu DIN nebo na desku. V provedení Ex jsou k dispozici tyto moduly: spínací a oddělovací členy, moduly pro snímání a hlídání otáček, zesilovače signálů, oddělovače analogových signálů, oddělovače signálů HART, převodníky teploty a výstupní členy (obr. 2).
 

Průmyslové sběrnice do prostředí s nebezpečím výbuchu

Výhodou sběrnic určených do prostředí s nebezpečím výbuchu je skutečnost, že není třeba oddělovat každý signál (např. použitím oddělovacích bariér nebo pevných uzávěrů), ale pouze vlastní sběrnici. Jednotlivé signály od snímačů a akčních členů jsou přivedeny krátkým kabelem přímo na svorky I/O jednotky. V nabídce společnosti Turck jsou komponenty pro tyto sběrnice: Profibus-DP (verze Ex „i“), Profibus-PA a Foundation Fieldbus. Jde o stanice vstupů a výstupů (I/O) v jiskrově bezpečném provedení, o rozbočovače signálů v aktivním i pasivním provedení, konektory, kabely, zakončovací rezistory a ostatní komponenty. Elektronické moduly jsou v provedení IP20 určeném pro montáž do rozváděče, ale i v robustních kovových pouzdrech se stupněm krytí IP67, která lze montovat přímo na stroj v provozních podmínkách.
 
Pro přímou instalaci v prostředí s nebezpečím výbuchu byl vyvinut systém vzdálených vstupů a výstupů pro Profibus-DP v jiskrově bezpečném provedení (Ex-i) excom (obr. 3). Systém se stupněm krytí IP20 je možné instalovat přímo v zóně 1 (do rozváděče v zajištěném provedení – Ex „e“), nebo v zóně 2 (do běžného rozváděče s krytím IP54). Základní deska MT16 umožňuje připojit až šestnáct I/O karet pro celkem 128 digitálních nebo 64 analogových signálů. Zajímavostí je možnost redundantního provozu systému a připojení plug-and-play. Velmi jednoduše je tak možné vybudovat hodně spolehlivé systémy a podstatně snížit náklady na odstávku zařízení (všechny moduly lze vyměňovat za provozu).
 

Čítače a displeje

Nabídku komponent pro prostředí s nebezpečím výbuchu doplňují čítače s předvolbou, se dvěma čítacími vstupy a výstupy, šestimístným sedmisegmentovým červeným LED displejem a napájecím napětím 10 až 30 V DC a 100 až 240 V AC.
 

Radiofrekvenční identifikace – RFID

Také radiofrekvenční identifikační systémy jsou dostupné v provedení Ex. Jde-li o prostředí zóny 2 podle ATEX, je možná přímá instalace veškerých komponent, a to komunikačních a elektronických modulů, čtecí a zapisovací hlavy a také datových nosičů, bez nutnosti dalších zabezpečovacích prvků.
 

Světelná signalizace

Pro signalizaci stavů, poruch apod. jsou pro prostředí s nebezpečím výbuchu k dispozici zapouzdřené LED signálky s půlkulatou hlavou o průměru 50 nebo 30 mm s jednoduchou instalací závitem a s kabelem délky od 2 do 15 m (obr. 4).
 

Bezdrátový komunikační systém

Vysoce výkonné systémy pro bezdrátový přenos signálů na vzdálenost až 4,8 km dodávané pod označením SureCross Wireless Network DX99 (obr. 5) jsou rovněž k dispozici i v provedení Ex pro zóny 0 a 20. Jde o cenově výhodné a spolehlivé řešení přenosů signálů z odlehlých nebo těžko dostupných míst. Pro docílení vysoké spolehlivosti a bezpečnosti využívají systémy DX99 při své komunikaci metodu rozmítaného spektra s frekvenčními přeskoky FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum). Metoda FHSS zaručuje pseudonáhodným přelaďováním v celém pásmu 2,4 GHz větší odolnost proti rušení a také větší zabezpečení komunikace proti odposlechům a narušení.
 

Závěr

Společnost Turck, s. r. o., v rámci svých služeb nabízí bezplatné vypracování návrhu řešení, zapůjčení výrobků a jejich vyzkoušení u zákazníka.
Jan David, Turck, s. r. o. 
Obr. 1. Dvojitý indukční snímač polohy s analogovým výstupem
Obr. 2. Spínací a oddělovací relé a převodník pro senzory teploty v prostředí Ex
Obr. 3. Systém vzdálených vstupů/výstupů excom
Obr. 4. Světelné indikátory K50 a K30
Obr. 5. Jednotka bezdrátového komunikačního systému DX