modello fisco

Fieldbus Foundation™Freedom to choose. Power to integrate

Italia

Modello FISCO

A cura di: Erwin Malleier, Pepperl+Fuchs srl

Criteri di buona progettazione per

aree Ex

ROMA 17-OTTOBRE-13- GIORNATA DI STUDIO Copyright Fieldbus Foundation, February 2005

ItaliaPremessa

La sicurezza intrinseca con la sua limitazione di energia elettrica verso il campo con pericolo d’esplosione, non permette al Fieldbus un grande numero di strumenti collegati ad uno solo Trunk.

Inoltre, bisogna dimostrare anche i parametri di sicurezza tramite un documento descrittivo per la verifica di:Uo ≤ Ui, Io ≤ Ii, Po ≤ PiLo ≥ Li+Lc, Co ≥ Ci+Cc

Questo metodo si chiama «ENTITY» e non è proprio facile capire come calcolare i dati dei cavi, essendo magari una topologia a stella o misto.La capacità del cavo si somma, ma com’è l’induttanza da interpretare?Domande che non hanno semplice risposte.


Italia

Applicazioni in tecnica S.I.

Le possibilità seconda la norma IEC EN 60079 sono multipli:

Simile alla tradizionale tecnica della sicurezza intrinseca, con relativa verifica dei parametri di sicurezza

ENTITY CONCEPT

Per semplificare l’ingegneria e rendere più sicuro e flessibile è stato introdotto il concetto FiscoFISCO CONCEPT

La combinazione della sicurezza intrinseca e la sicurezza aumentata, permette di portare più energia in campo.

IBRIDO ENTITY/FISCO

La nuova sicurezza intrinseca che permette di portare più energia in campo.DART TECNOLOGY


ItaliaENTITY

I dati elettrici di un sistema a sicurezza intrinseca per il gruppo Gas IIC sono:

H1 non alimentata31.25Kbit/S

Host

Zona 1

Power Repeater I.S. Entity

FT

70mA10,6V

Nr.3 strumentiper segmento


Italia

Fisco Model

Fieldbus Intrinsically Safe Concept

IEC EN 60079-27

Fissate alcune condizioni tecniche dei partecipanti all‘architettura del sistema (power supply, cavo,

terminazioni , strumenti)

Il sistema risulta automaticamente certificato “Intrinsically Safe”


Italia

Fisco Model

Parametri e caratteristiche del modello

Solamente un unica sorgente attiva (power supply) per ogni segmento di BUS Tutti i nodi del segmento devono essere di tipo passivo

Power SupplyCaratteristiche di uscita trapezoidali o rettangolari (Vmin = 12.8 V, I=100mA)Vcc = 12,6...17,5 V ICC fino a 110 mA per Vcc = 14 V (Gruppo IIC)

CavoR´:15 ... 150 ohm/kmL´: 0.4 ... 1 mH/kmC´: 80 ... 200 nF/kmLunghezza del cavo fino a 1000m (Trunk+Spurs).Lunghezza derivazioni fino a 30m (Spur)

Terminatori di lineaR = 90 ... 100 Ohm / C = 0 ... 2.2 µF

Strumentazione

Induttanza e capacità trascurabile se

Li 10H / Ci 5nF

Fino a 10 strumenti


Italia

Fieldbus Intrinsically Safe Concept

V Power supply

I Power supply

R cable ohm/Km

Vmin device

N° devices L min

Non ISHigh Power Trunk

32 V 500 mA 44 ohm/km 9 V Up to 31 1200 m

Dart 22 V 360 mA 44 ohm/km 9 V Up to 16 1000 m

Fisco 12.8 V 100 mA 44 ohm/km 9 V Up to 10 863 m

Entity 10.6 V 70 mA 44 ohm/km 9 V Up to 6 519 m

Un confronto ……..

Fisco Model


ItaliaFisco Model

I dati elettrici di un sistema a sicurezza intrinseca per il gruppo Gas IIC sono:

H1 non alimentata31.25Kbit/S

Host

Zona 1

Power Repeater I.S. FISCO

FT

100mA12,8V

Nr.5 strumentiper segmento


Italia

Fnico Model

Fieldbus Non Incentive Concept

IEC EN 60079-27

Come nel modello FISCO, fissate alcune condizioni tecniche dei partecipanti all‘architettura del sistema (power supply, cavo, terminazioni , strumenti)

FNICO è studiato per la protezione Ex nL che ora è stata eliminata dalla norma IEC EN 60079-15 e sostituita dalla nuova protezione

Ex ic con il modello FISCO.Il modello FNICO è quindi automaticamente obsoleto.


Italia

Soluzione Ibrida Ex e + Ex i• RAMO PRIMARIO (TRUNK)

-Linea con tecnologia “Ex e”, idonea alla Zona-Alimentazione da Power Supply fino a 1A – 32 Vcc-Lunghezza BUS H1 “Ex e” fino a 1900 m-Terminatore incorporato (selezionabile)-Nr. di strumenti collegabili al BUS fino a 31 in relazione all’energia di 1A, resa disponibile dal Power Supply

Dual Fault alarm32 Vcc, 1 A

Zona 1 / 21Zona 2 / 22

Zone 0/1/2Zone 20/21/22

• RAMO SECONDARIO (SPUR)

-Linea in tecnologia “Ex ia IIC ” idonea alla Zona 0-Modello FISCO od ENTITY supportato-Massima corrente 40mA per ogni uscita-Protezione dal corto circuito e sovraccarico su ogni uscita

-Separazione galvanica per garantire la sicurezza del BUS

-Lunghezza massima 120m, senza terminatore


Italia

Esempio tecnologia ibridaEx e + Ex i – Entity e Fisco

Spurs fino a 120

Host

Zone 1“Ex e”

Redundand FF Power Hub, Non IS

Alim. ridondante

FF H1 segment

≤ 29,5 Vcc - 0,5 A

“Ex ia”Fisco o Entityo misto

4 uscite ridondanti

H1 31.25Kbit/sec non alim.

I/O Remoto


Italia

Soluzione Ibrida Ex e + Ex i

VANTAGGI DEL MODELLO IBRIDO (1/2)

• Alimentazione ridondante del Trunk H1• Su di un Trunk ibrido (Ex e + Ex i) H1 fino a 1A / 32 Vcc è

possibile connettere fino a 31 strumenti, idonei per la Zona 0 potendo così sfruttare pienamente le potenzialità d’ indirizzamento dell' HOST

• Segmenti di Trunk H1 con cavi più lunghi• Flessibilità operativa e manutentiva tipica della sicurezza

intrinseca• Flessibilità progettuale dovuta alla certificazione in

accordo al modello Entity e Fisco dei FieldLink


Italia

Soluzione Ibrida Ex e + Ex i

VANTAGGI DEL MODELLO IBRIDO (2/2)

• Le diramazioni (Spur) dei Trunk H1 in campo non richiedono Junction Box ed elementi terminatori aggiuntivi

• Protezione contro corto circuito e sovraccarico per ogni strumento

• Isolamento galvanico• Diagnostica avanzata per ogni singolo strumento e rete• Espansione semplice• Manutenzione «a caldo», sotto tensione lato Spur• Power Hub a bassa dissipazione tramite tecnologia con

elementi passivi


ItaliaBest Practice

Power-Hubs:

DART Ex-ib

Fieldbus Foundation™Freedom to choose. Power to integrate

Italia

A cura di: Erwin Malleier, Pepperl+Fuchs srl

Criteri di buona progettazione per

aree Ex


ItaliaPremessa

La sicurezza intrinseca con la sua limitazione di energia elettrica verso il campo con pericolo d’esplosione, non permette al Fieldbus un grande numero di strumenti collegati allo Trunk.

La tecnologia ibrida in esecuzione Ex-e / Ex-i (FISCO ed Entity) è la soluzione quasi perfetta ma ha il difetto che sul Trunk in esecuzione Ex-e non è ammesso il lavoro «a caldo» sotto tensione.

La nuova tecnologia DART permette di trasportare una grande quantità di energia elettrica in campo, a sicurezza intrinseca !

Vedremo come ….

Dynamic Arc Recognition and Termination


Italia

Uq

Un semplice circuito

Ex ib IIC

Tempo di spegnimento arco con tecnologia DART5…10 µs

POWER SUPPLY CABLE LOAD


Italia

IF

UF

PF

Fase iniziale Fase critica

Durata arco tF: 5 µs…2 ms t

U, I

, P

Δi / Δt

Comportamento di un arco tipico


Italia

IF

UF

PF

Fase iniziale Fase critica

Durata arco con DART tF ≤ 5 µs

U, I

, P

t

Spegnimento arco con DART


Italia

Andreas Hennecke

2009-0 Slide 20

DART – Dati tecnici

DART Fieldbus DART Power

Voltage Uout Power Pout Cable length

DART Power 50 VDC ca. 50 W 100 m

24 VDC ca. 22 W 100 m

50 VDC ca. 8 W 1000 m

Transmitter Supply 16 VDC ca 320 mW 1000 m

DART Fieldbus 24 VDC ca. 8 W 1000 m

FISCO Fieldbus 12.8 VDC ca. 1.4W 1000 m


Italia

2009-0 Andreas Hennecke

Slide 21

DART Fieldbus• Il DART Fieldbus offre:

La rete intera in esecuzione a sicurezza intrinseca, ridondante per Gruppo di Gas IIC e IIB.Trunk: Potenza elevata, protetta da DART Spur: secondo Modello FISCO ed Entity (24 V/250 mA).

• Attributi principali– Cavo Trunk fino a 1000 m– Alimentazione ridondante– Stessa topologia come in tecnologia “High-Power Trunk”– DART Fieldbus è certificato secondo lo Standard

Internazionale IEC 60079


Italia

General Purpose AreaZone 2Al Host

Zone 1

DART: Intrinsically safe High-Power Trunk

DART Power Supply

DART Segment Protector

The Intrinsically safe High-Power Trunk protected by DART®

Intrinsically safe spursEx ib IIC


ItaliaVantaggi

• Interamente a sicurezza intrinseca• Manutenzione “a caldo” sotto tensione.• Facile da capire, facile da ingegerizzare• Utilizzo di strumenti standard a sicurezza

intrinseca

www.technology-dart.com

http://www.technology-dart.com/


ItaliaGRAZIE

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