西門(mén)子SIMATIC系統在安全防爆方面的應用

　　前文所述4種本安防爆控制系統解決方案有各自的特點(diǎn)和應用場(chǎng)合，在實(shí)踐中均有很多應用實(shí)例。而且SIMATIC系統還提供了很大的靈活性，用戶(hù)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。因為西門(mén)子的集成一體化思想在SIMATIC產(chǎn)品上的充分體現，我們可以通過(guò)一條PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)將幾種防爆解決方案統一在一個(gè)防爆控制系統中，如圖5所示，甚至將防爆應用和非防爆應用統一在一個(gè)控制系統中。這常見(jiàn)于西門(mén)子PCS7系統中多區域、多場(chǎng)所、多站點(diǎn)的應用。

　　因此用戶(hù)可以根據自己生產(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。圖5是西門(mén)子SIMATIC本安防爆系統的綜合應用。

　　圖5西門(mén)子防爆系統的綜合應用

　　6. 應用體會(huì )和結論

　　1)西門(mén)子本安防爆分布式I/O方案的技術(shù)優(yōu)勢

　　傳統的現場(chǎng)設備和HART現場(chǎng)設備或智能化現場(chǎng)過(guò)程設備更適宜通過(guò)使用ET200系列分布式I/O 連接到PROFIBUS。這些本安傳感器/ 執行器還可用于Ex.Zone 2、1或0區。這使得分布式過(guò)程I/O成為現在的主流產(chǎn)品。

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

　　與傳統安全柵方案相比

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

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

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

　　• 集成的總線(xiàn)鏈接器代替過(guò)去密集、冗長(cháng)的電纜，能夠明顯加快安裝調試過(guò)程。

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

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

　　• 本安分布式I/O簡(jiǎn)單的結構意味著(zhù)快速的安裝，少量的接線(xiàn)，更少的故障點(diǎn)。

　　• 不依賴(lài)于有源的背板總線(xiàn)“熱插技”技術(shù)使得ET200iSP的維護工作大大降低。不需要將整個(gè)系統停機或斷電就可以在幾秒鐘內更換一個(gè)模塊。相互獨立的接線(xiàn)端子底板和電子模板結構避免了重復接線(xiàn)的工作。

　　與現場(chǎng)總線(xiàn)方案相比

　　• 可將傳統模擬量信號掛接到現場(chǎng)總線(xiàn)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(kāi)關(guān)和干接點(diǎn)信號(DI)、NAMUR或干接點(diǎn)頻率量信號(PI)、電磁閥驅動(dòng)信號及報警輸出信號(DO)等，并不會(huì )很快被現場(chǎng)總線(xiàn)完全取代;

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

　　• 更適應員工素質(zhì)的逐步提高，既可使用傳統的儀表檢測工具對現場(chǎng)儀表進(jìn)行維護和檢修，又可使用PC機等智能工具學(xué)習現場(chǎng)總線(xiàn)儀表的維護和檢修方法，為今后使用現場(chǎng)總線(xiàn)儀表做準備。

　　可見(jiàn)，利用西門(mén)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發(fā)展水平的一種本安防爆系統解決方案，其綜合了傳統點(diǎn)對點(diǎn)本安防爆和本安現場(chǎng)總線(xiàn)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方案具有非常強的技術(shù)、經(jīng)濟優(yōu)越性，具有非常最大的應用發(fā)展空間。

　　2)西門(mén)子本安防爆分布式I/O的適用場(chǎng)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(chǎng)合適用分布式I/O方案仍然是人們經(jīng)常關(guān)心的話(huà)題。實(shí)踐表明，在以下幾種防爆場(chǎng)合，用戶(hù)應考慮采用分布式I/O方案。

　　• 當同時(shí)建設幾個(gè)比較分散的生產(chǎn)裝置時(shí)，用戶(hù)既不愿為每個(gè)裝置都建設獨立的主控室，又不愿將太多的錢(qián)花在電纜和橋架上。如果這些裝置本來(lái)就準備采用本安防爆，選用帶有本安防爆功能的西門(mén)子SIMATIC ET200iSP、ET200M系列遠程 I/O便可一舉兩得。

　　• 當主要裝置進(jìn)行建設時(shí)，常有某些輔助裝置不能同步建設，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，如果預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，則可設計采用分布式I/O方案，待進(jìn)行后期建設時(shí)加入主系統即可。

　　• 防爆生產(chǎn)裝置在原有控制系統基礎上改擴建，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)調試時(shí)對原系統控制程序的干擾和誤修改，便于獨立調試。

　　• 或是當生產(chǎn)裝置改擴建時(shí)，用戶(hù)希望避免在已經(jīng)擁擠的主控室擴充新的 DCS 機柜和安全柵機柜。此時(shí)，只要原有的DCS系統具有總線(xiàn)通信能力，便可采用分布式I/O方案。

　　• 當一個(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合I/O卡和安全柵功能為一體的防爆分布式I/O方案。

　　• 當控制系統采用現場(chǎng)總線(xiàn)方案，某一個(gè)防爆生產(chǎn)裝置的有些現場(chǎng)儀表沒(méi)有本安現場(chǎng)總線(xiàn)型品種，或者不值得采用現場(chǎng)總線(xiàn)型儀表。這時(shí)可采用能掛接到現場(chǎng)總線(xiàn)上去的防爆分布式I/O。