一、引言
作為L(zhǎng)onWorks技術(shù)中國(guó)領(lǐng)軍企業(yè)，海思對(duì)LonWorks技術(shù)的應(yīng)用推廣可謂一以貫之。充分發(fā)揮LonWorks技術(shù)在構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng)方面的優(yōu)異性能，并將之推廣到全新的應(yīng)用領(lǐng)域。本文是一篇有關(guān)LonWorks技術(shù)在防爆控制網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面的研究文章，不代表本站贊同其觀點(diǎn)，提供給大家用于學(xué)習(xí)交流。
自動(dòng)化儀表、系統(tǒng)的不少應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)是爆炸性氣體環(huán)境，即在大氣條件下，氣體、燕氣或霧狀的可燃物質(zhì)與空氣構(gòu)成的混合物，在該混合物中點(diǎn)燃后，燃燒將傳遍整個(gè)未燃混合物的環(huán)境。防爆是應(yīng)用于爆炸環(huán)境的自動(dòng)化儀表、系統(tǒng)必須解決的問(wèn)題。
FF現(xiàn)場(chǎng) 總線適用于過(guò)程工業(yè)，其儀表具有防爆性能，可以直接安裝于危險(xiǎn)場(chǎng)所。多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品沒(méi)有考慮防爆問(wèn)題，因而其應(yīng)用領(lǐng)域受到一定限制。
為了擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域，一些現(xiàn)場(chǎng)總線積極發(fā)展防爆產(chǎn)品。Profibus總線在Profibus—DP的基礎(chǔ)上發(fā)展了Profibus—PA,P A具有防爆性能，可以應(yīng)用于過(guò)程工業(yè)。LONWORKS控制網(wǎng)絡(luò)一般不具備防爆性能，但近幾年也發(fā)展了防爆產(chǎn)品，應(yīng)用開(kāi)始擴(kuò)展到一些爆炸性氣體環(huán)境。
二、防爆電氣標(biāo)準(zhǔn)— 電氣產(chǎn)品防爆設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、生產(chǎn)的依據(jù)
我國(guó)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的GB3836 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備，是與國(guó)際IEC60079等效的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),2000年1月國(guó)家已發(fā)布GB3836新的版本。
GB3836在《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備》總標(biāo)準(zhǔn)下由若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組成。與控制網(wǎng)絡(luò)防爆產(chǎn)品有關(guān)的主要是標(biāo)準(zhǔn)的第1部分:通用要求;第2部分:隔爆型“d”;第4部分:本質(zhì)安全型“i”。
GB3836．1—2000第1部分:通用要求，規(guī)定了爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備、EX引人裝置、EX元件的結(jié)構(gòu)、檢驗(yàn)和標(biāo)志的通用要求及檢驗(yàn)程序。GB3836標(biāo)準(zhǔn)其余部分為防爆型式的專用標(biāo)準(zhǔn)，這些專用標(biāo)準(zhǔn)是通用要求的補(bǔ)充或修改。
隔爆型防爆電氣產(chǎn)品是通過(guò)電氣產(chǎn)品的隔爆外殼來(lái)達(dá)到防爆目的。隔爆外殼能夠承受通過(guò)外殼任何結(jié)合面或結(jié)構(gòu)間隙滲透到外殼內(nèi)部的可燃性混合物在內(nèi)部爆炸而損壞、并且不會(huì)引起外部一種、多種氣體或蒸氣形成的爆炸性環(huán)境的點(diǎn)燃。GB3836．2—2000第2部分:隔爆型“d”，規(guī)定了爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備隔爆型的結(jié)構(gòu)要求、檢查和試驗(yàn)。隔
爆型電氣產(chǎn)品應(yīng)符合GB3836．2 和GB3836．1 的有關(guān)規(guī)定。
本質(zhì)安全防爆是由本質(zhì)安全電路實(shí)現(xiàn)的。本質(zhì)安全電路是在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件(包括正常工作和規(guī)定的故障條件)下產(chǎn)生的任何電火花或任何熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境的電路。當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部的所有電路都是本質(zhì)安全電路時(shí)，則該設(shè)備是本質(zhì)安全設(shè)備。GB3836. 4—2000第4部分:本質(zhì)安全型“i”，規(guī)定了使用在爆炸性氣體環(huán)境中的本質(zhì)安全電氣設(shè)備，以及連接進(jìn)人該環(huán)境中的本質(zhì)安全電路的關(guān)聯(lián)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和試驗(yàn)。本質(zhì)安全型電氣設(shè)備應(yīng)符合GB3836．4 和GB3836．1 的有關(guān)規(guī)定。
防爆產(chǎn)品設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、生產(chǎn)要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行。國(guó)家防爆電氣標(biāo)準(zhǔn)—GB3836是防爆電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、生產(chǎn)的主要依據(jù)，也是防爆型控制網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、生產(chǎn)的主要依據(jù)。
三、控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品的防爆型式
控制網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的防爆型式目前主要有兩種:一種是本質(zhì)安全型(如智能變送器、智能閥門(mén)定位器等)。FF現(xiàn)場(chǎng)總線和Profibus—PA現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品即屬于此。這種現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)可應(yīng)用于具有爆炸性氣體環(huán)境的過(guò)程工業(yè)，它們獨(dú)特的防爆性能是目前其它現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)難于做到的，從而決定了它們?cè)谶^(guò)程控制的主導(dǎo)地位。
另一種是以隔爆型現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品為主的控制網(wǎng)絡(luò)。這也是滿足爆炸性環(huán)境應(yīng)用需求的有效途徑。LONWORKS現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)已采用這種型式。
四、LONWORKS控制網(wǎng)絡(luò)防爆途徑
LONWORKS控制網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用目前已擴(kuò)展到了廣泛的領(lǐng)域，它的防爆問(wèn)題是一些開(kāi)發(fā)商關(guān)注和努力解決的問(wèn)題。
目前已從本質(zhì)安全和隔爆兩個(gè)方面研究其防爆問(wèn)題。本質(zhì)安全防爆主要是研究本安通道，首先解決滿足本安要求的收發(fā)器和智能控制模塊。MIL開(kāi)發(fā)了IS-78LONWORKS本安物理通道，利用該物理通道可將LONWORKS網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到危險(xiǎn)區(qū)域。
開(kāi)發(fā)隔爆型LONWORKS控制網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是另一條途徑。重慶英特萊科技有限公司的Coweb -L2300防爆智能自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)應(yīng)用成功，驗(yàn)證了其有效性，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
對(duì)于LONWORKS防爆控制網(wǎng)絡(luò)，上述兩種實(shí)現(xiàn)途徑的利弊，馮暢先生在“基于LON技術(shù)的FCS系統(tǒng)在爆炸性氣體環(huán)境中的應(yīng)用”一文中進(jìn)行了詳細(xì)的比較。
五、Coweb-L2300防爆智能自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)
Coweb-L2300防爆智能自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)是重慶英特萊科技有限公司Coweb智能自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)體系中基于LONWORKS總線的防爆系列產(chǎn)品，采用系列化、組合化設(shè)計(jì)，它是該公司前期Cones-L2000智能控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。
5.1 系列構(gòu)成
Coweb—L2300[6]包括兩個(gè)系列:
L2300—低速系列，網(wǎng)絡(luò)通信速率為78Kbps，通信媒體為雙紋線。
L2310—高速系列，網(wǎng)絡(luò)通信速率為1．25Mbps，通信媒體為雙絞線。
該防爆網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循GB3836．1—2000和GB3836．2—2000標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品防爆標(biāo)志為Exd Ⅱ BT5,防護(hù)等級(jí)為IP65,
5.2 防爆測(cè)控節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品
測(cè)控節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品包括模擬量1/O、開(kāi)關(guān)量1/O、熱電偶輸人、熱電阻輸人、回路控制等多種類型共40余種。這些節(jié)點(diǎn)類型對(duì)于低速系列和高速系列各有對(duì)應(yīng)的相應(yīng)品種。
5.3 防爆網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品
防爆網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品包括78K/78K雙絞線低速網(wǎng)絡(luò)中繼器、78K/78K雙絞線低速網(wǎng)絡(luò)路由器、78K/1．25M雙紋線低速高速網(wǎng)絡(luò)路由器、1．25M/1．2 5M雙絞線高速網(wǎng)絡(luò)中繼器、1．25M/1．25M雙絞線高速網(wǎng)絡(luò)路由器等。
5.4 防爆節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品的特點(diǎn)
a.采用高集成度的智能控制模塊(低速或高速)。
b.采用低功耗貼片元器件。
c.電路隔離設(shè)計(jì)。
d.模塊化、組合化
e.采用特制隔爆殼體(殼體防爆標(biāo)志Exd Ⅱ CT6) 。
f.節(jié)點(diǎn)內(nèi)部采用固定接線底板和插拔節(jié)點(diǎn)線路板組合結(jié)構(gòu)，安裝、接線、檢修方便。
g.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載應(yīng)用程序。
六、結(jié)束語(yǔ)
過(guò)程控制用現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的防爆主要是采用本質(zhì)安全型。隔爆型也是控制網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品防爆的有效途徑。不同的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品、不同的應(yīng)用需求，可選用不同的防爆方案。本質(zhì)安全型和隔爆型始終是自動(dòng)化儀表、系統(tǒng)主要的、互補(bǔ)的防爆手段。
