FISCO和FNICO現場(chǎng)總線(xiàn)防爆技術(shù)概述

　　以本質(zhì)安全防爆技術(shù)為核心的FISCO (Fieldbus Intrinsically Safe COncept，現場(chǎng)總線(xiàn)本質(zhì)安全概念)技術(shù)因其產(chǎn)品重量輕、體積小和可在爆炸性氣體的危險環(huán)境帶電操作等特點(diǎn)，已成為現場(chǎng)總線(xiàn)防爆技術(shù)的首選，進(jìn)而得到不斷改進(jìn)并日益成熟。但隨著(zhù)該技術(shù)應用規模持續擴大和準入場(chǎng)所相繼拓展，劃分為2區(Zone 2)的危險場(chǎng)所遠遠多于劃分為1區(Zone 1)和0區(Zone 0)的危險場(chǎng)所，這對于以應用于0區和1區危險場(chǎng)所為主要設計目的的FISCO技術(shù)而言，在設計、制造和認證方面成本明顯過(guò)高。近幾年，隨著(zhù)"n"型防爆技術(shù)的規范和普及，僅限于使用在2區的"n"型防爆產(chǎn)品進(jìn)入了防爆總線(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域，使源自于FISCO的FNICO(Field Non Incendive Concept，現場(chǎng)總線(xiàn)非易燃性概念)技術(shù)存在著(zhù)極大發(fā)展空間。由于"n"型防爆產(chǎn)品僅考慮正常工作條件，在對電壓及電流等安全指標放寬的同時(shí)還意味著(zhù)FNICO允許在危險區域連接更多的現場(chǎng)設備，從可靠性、高精度、經(jīng)濟性等角度可獲取最大效益。因此，越來(lái)越多的總線(xiàn)集成商將FNICO技術(shù)作為2區防爆技術(shù)的首選措施加以采納，而仍將FISCO技術(shù)應用于爆炸危險程度較之2區相對較高的0區和1區，以科學(xué)而經(jīng)濟的方式達到物盡其用，避免資源浪費的效果。

　　為保證應用于爆炸性氣體危險環(huán)境的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)規范化，2005年版IEC 60079-27已對原FISCO技術(shù)要求作了部分修改，并在FISCO技術(shù)基礎上增加FNICO技術(shù)要求，符合IEC 60079-27要求的現場(chǎng)總線(xiàn)典型結構，由一臺電源裝置、最多32臺現場(chǎng)設備、分處于主干線(xiàn)兩端的終端器、干線(xiàn)電纜和其他附屬設備組成，如圖所示。

　　一　FISCO的設計要求

　　1. 電源裝置

　　必須說(shuō)明的是，FISCO系統中電源裝置的概念包含本安關(guān)聯(lián)電路在內，通常的方法是把電源裝置從結構和電路兩方面設計為符合IEC60079-11規定要求的關(guān)聯(lián)設備，即電源自身并不要求防爆，但把限制電氣火花能量的限流限壓功能模塊設計在電源電路之內，這種電源僅允許在不含爆炸性氣體的非危險區域使用。如果要求安裝在危險區域，則必須使用IEC60079-0所列的其他防爆措施予以保護。例如采取隔爆、澆封等防爆技術(shù)，將包括能量限制模塊在內的電源電路整體放入隔爆外殼，或將電源電路在整體澆封后放入增安型外殼，同時(shí)接線(xiàn)端子符合增安型要求。市場(chǎng)上防爆標志為Ex d[ia/ib]ⅡC或Ex me [ia/ib]ⅡC的總線(xiàn)電源類(lèi)產(chǎn)品就是采取上述方法加以保護，確保電源設備在爆炸性危險場(chǎng)所的使用。

　　電源輸出端由于能量限制模塊的存在把最高輸出電壓Uo和最大輸出電流Io等本安參數限制在規定值以下。據IEC 60079-27要求，對FISCO總線(xiàn)系統電源最大輸出參數在充分考慮現場(chǎng)布線(xiàn)開(kāi)路、短路和接地的狀態(tài)下做如下規定：最高輸出電壓Uo：14～17.5V；最大輸出電流Io：不大于380mA；最大輸出功率Po：不高于5.32W；未被保護的最大內部電容Ci：不大于5nF；未被保護的最大內部電感 Li：不大于10μH。

　　在此需要明確的是，電源作為總線(xiàn)系統的能量供給單元和符合IEC60079-11規定要求的關(guān)聯(lián)設備，它的本安級別決定了現場(chǎng)總線(xiàn)本安防爆系統的防爆標志，依據能量限制模塊的保護方式和故障分析的結果分為ia和ib兩個(gè)等級，Io應當在Uo確定后借助IEC60079-11本安防爆標準中的點(diǎn)燃曲線(xiàn)，并考慮至少1.5倍安全系數后確定。但是，當電源采用以晶體管元件為主的電子限流器來(lái)限制電源的最大輸出電流Io時(shí)，其防爆標志只能為ib級別。在理想狀態(tài)下，此類(lèi)限流方法的輸出特性為矩形，對于具備矩形輸出特性的電源，Io的確定必須依據表1規定要求。