Praktisch vervolg op: Studiedag Explosieveiligheid en PROFIBUS. Leusden Juni 2009

Transcriptie

1 Praktisch vervolg op: Studiedag PROFIBUS Leusd Juni 2009

2 Led van Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met 2

3 Wereldwijde prestie support Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex 25 Regionale PROFIBUS Associations (RPA) wereldwijd 36 Competce Cters (PICC) in 13 land 10 Test Laboratoria (PITL) wereldwijd voor certificering test W- EU Belgium RPA PCC Dmark RPA Finland RPA France RPA PCC Great Britain RPA PCC Germany + Austria RPA PCC, PTL Ireland RPA Italy RPA Netherlands RPA PCC, PTL Norway RPA Swed RPA PCC Switzerland RPA PCC Czech Rep. RPA Poland PCC Russia RPA Slovakia RPA E- EU PA Ex uitwerk met America Brazil RPA USA RPA PCC, PTL S. Africa RPA Australia/ New Zealand RPA China RPA PCC, PTL Japan RPA PCC, PTL Korea RPA S.-E.-Asia RPA PCC Thailand RPA PCC Asia RPA = Regional PROFIBUS Association PICC = PROFIBUS Competce Cter PITL = PROFIBUS Test Laboratory 3

4 Programma Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Wat is Atex Wat is veiligheid Temperatuurklasse/zones/gasgroep Beschermingsmethodiek Ex-n Ex-d, e m Ex-i (titeitmodel) FISCO FNICO noem Codering op instrumtatie plaatjes verzamel) Praktijk: (praktijk: typeplaatje lez) (praktijk: loop calculatie) Wat is e veldbus Invtariser welke beschermingsmethodiek + DP of PA de zaal (eindgebruikers) toepass Zone 2 DP uitlegg op basis van model procesinstallatie (ook bereking praktijk) Zone 1 DP uitlegg op basis van model procesinstallatie (ook bereking praktijk) Wat is Fisco wat is Fnico Zone 2 PA uitlegg op basis van model procesinstallatie (ook bereking praktijk) Zone 1 PA uitlegg op basis van model procesinstallatie (ook bereking mak op basis van Fisco) Welke beschermingsmethodiek hanter verschillde bedrijv in de procesindustrie PROFIBUS explosieveiligheid 4

5 Wat is ATEX? Waarom ATEX? ATEX = ATmosphères EXplosibles Wat is e is feitelijk e veiligheidswetgeving voor de EU. Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met 1988 Piper Alpha: 167 dod stofexplosie gasexplosie PROFIBUS explosieveiligheid 5

6 Wat is veiligheid? Het voorkom van: Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met PROFIBUS explosieveiligheid 6

7 Voorwaard voor e explosie Hier geldt de branddriehoek: Wat is e Hoe ontstaan gevaarlijke situaties? Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Verlad van brandbare stoff PROFIBUS explosieveiligheid 7

8 Voorwaard voor e explosie Brandbare stof moet voldode aanwezig zijn Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Vuistregel: 10 liter brandbare stof in e afgeslot ruimte van ca. 100m 3 vormt reeds e explosiegevaarlijke situatie (6m x 6m x 3m) Realiser we ons de mogelijke gevolg? PROFIBUS explosieveiligheid 8

9 Stappplan voor veiligheid De beveiliging dit te geschied in 3 stapp: Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex 1. Voorkom de vorming van e explosieve atmosfeer 2. Voorkom ontsteking van e explosieve atmosfeer 3. Verklein het effect van e explosie PA Ex uitwerk met PROFIBUS explosieveiligheid 9

10 Resultaat na stofexplosie Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met PROFIBUS explosieveiligheid 10

11 Ontstekingsbronn Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Hete oppervlakk Elektrische vonk Mechanische slag wrijving Straling (optisch, elektromagnetisch ioniserd) Vlamm hete gass (exotherme reacties) Adiabatische compressie Blikseminslag Elektrostatische ontlading PROFIBUS explosieveiligheid 11

12 Elektrostatische ontlading Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met PROFIBUS explosieveiligheid 12

13 Zone concept Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex Zone 0 Zone 20 Zone 1 Zone 21 Aanwezigheid van explosiegevaarlijke atmosfeer Continue of langdurig of regelmatig Af toe Ge actieve ontstekingsbron bij Normaal bedrijf fout bij één beschermingswijze of bij het optred van 2 onafhankelijke fout Normaal bedrijf met regelmatig optredde storing Certificeringplicht voor elektrische apparat Apparaat categorie volgs 94/9/EC Ja Categorie 1 Ja Categorie 2 PA Ex uitwerk met Zone 2 Zone 22 Niet waarschijnlijk slechts voor e korte periode Normaal bedrijf Nee (leveranciersverklaring) Categorie 3 Zonering is e plicht voor de plant eigaar PROFIBUS explosieveiligheid 13

14 Voorbeeld Zone indeling Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Verladingsstation voor brandbare stoff PROFIBUS explosieveiligheid 14

15 Explosie (materieel) groep Wat is e Explosieveilig elektrisch materiaal is verdeeld in 2 groep Groep I Groep II Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Elektrische apparatuur Elektrische apparatuur voor mijnbouw voor alle andere gevaarlijke gebied PROFIBUS explosieveiligheid 15

16 Gasgroep Gass damp zijn onderverdeeld in gasgroep Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Gevaar IIC (bijv. Waterstof) IIB (bijv. Ethyle) IIA (bijv. Propaan) I (Methaan) Let op de schrijfwijze in specificaties: Zone IIC is e regelmatig voorkomde fout! PROFIBUS explosieveiligheid 16

17 Temperatuurklass Wat is e Temperatuurklasse van het elektrisch materieel Ontstekingstemperatuur van het brandbare materiaal Hoogst toelaatbare oppervlakte temperatuur Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met T1 > 450 C 450 C T2 > 300 C 450 C 300 C T3 > 200 C 300 C 200 C T4 > 135 C 200 C 135 C T5 > 100 C 135 C 100 C T6 > 85 C 100 C 85 C PROFIBUS explosieveiligheid 17

18 Materieelgroep / temperatuurklasse T1 T2 T3 T4 T5 T6 Wat is e I II A Methaan Aceton Butaan Petroleum Acetaldehyde Beschermingsmethodiek Ammoniak Azijnzuur Bze Ethaan Ethylacetaat N-butylalcohol Dieselolie Kerosine Stookolie Hexaan Bzine DP Ex Methanol Propaan Styre PA Ex Tolue uitwerk met II B Stekoolgas Ethyle Zwavelwaterstof Ethylether Koolmonoxide Propyleoxide II C Waterstof Acetyle Zwavelkoolstof *) 102 C T6 Ethylnitraat PROFIBUS explosieveiligheid 18

19 Ontsteekergie & ontsteektemperatuur Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Verschillde begripp maar beide belangrijk! Voorbeeld: waterstof, IIC, T1 Ontsteektemperatuur: 585 C Min. Ontsteekergie: 20 µjoule acetaldehyde, IIA, T4 Ontsteektemperatuur: 140 C Min. Ontsteekergie: 370 µjoule PROFIBUS explosieveiligheid 19

20 Beschermingsmethodiek (BTO s) Wat is e Beschermingsmethodiek Ex d Ex p EN Norm Drukvast omhulsel Pressurized, inwdige overdruk DP Ex PA Ex uitwerk met Ex e Ex ia Ex ib Ex m Ex q Erhöhte Sicherheit, verhoogd veilig Intrinsieke veiligheid voor zone 0, 1 of 2 Intrinsieke veiligheid voor zone 1 of 2 Moulded, ingegot materieel Quartz, poedervulling Ex o Olievulling Ex n Non incdive, niet ontstekd (zone 2!) PROFIBUS explosieveiligheid 20

21 Drukvast omhulsel (Ex d) Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Beschermingsmethode om vonkde of heet wordde elektrische onderdel in e gevaarlijke atmosfeer toe te kunn pass Indi binn dit omhulsel e ontploffing optreedt, is dit sterk goeg voor de korte dynamische overdruk zal de overdruk temperatuurverhoging afgebouwd word via de zg. vlamdoofweg (gormeerde (tolerantie) pasvlakk schroefdrad) PROFIBUS explosieveiligheid 21

22 Drukvast omhulsel (Ex d) Wat is e Energie verlies Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Interne explosie Principe werking van de vlamdoofweg PROFIBUS explosieveiligheid 22

23 Drukvast omhulsel (Ex d) Inkapseling methodes: Wat is e Beschermingsmethodiek 1) Inkapseling van de gehele behuizing Toepassing: Ex d kast voor installatie van convtioneel industrieel materiaal DP Ex PA Ex uitwerk met 2) Inkapseling van het compont Toepassing: Ex d modul voor installatie in Ex e kast PROFIBUS explosieveiligheid 23

24 Verhoogde veiligheid (Ex e) Wat is e Beschermingsmethodiek Beschermingsmethode alle toepasbaar bij normaal niet vonkd materieel. De klemming van de elektrische verbinding is verhoogd veilig, door e trilvaste aansluiting. Mogelijk hogere temperatur zijn vastgelegd in de temperatuurklasse van het materieel. DP Ex PA Ex uitwerk met Vernieuwde strgere eis Afdichting ondergaat verouderingstest Kleminrichting ondergaat e trektest op de ader PROFIBUS explosieveiligheid 24

25 Verhoogde veiligheid (Ex e) Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Bescherming teg het losrak van de bedrading Temperatuur beperking Bedrading Luchtweg Kruipweg Bescherming teg het indring van stof water, min. IP54 Bescherming teg elektrostatische lading Slagvastheid van tminste 7 Nm PROFIBUS explosieveiligheid 25

26 Ingiet met gietmassa (Ex m) Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex Beschermingsmethode waarbij elektrisch vonkd of heet wordd materieel compleet ingegot wordt in e kunststof hars. weerstand teg div. invloed (veroudering, slagvastheid) niet hygroscopisch holle ruimt slechts beperkt toegestaan dikte van de potting in norm vastgelegd uitwerk met Toepassing: elektronica, magneetspoel voor klepp, etc. PROFIBUS explosieveiligheid 26

27 Intrinsieke veiligheid (Ex i) Wat is e Beschermingsmethodiek Beschermingsmethode waarbij de ergie in stroomkring quadratisch begrsd wordt door spanning- & stroombegrzing E = ½ x C x U² E = ½ x L x I² U begrsd met zerdiode I begrsd met weerstand DP Ex PA Ex uitwerk met Zone 1: Ex ib (1 fout moet de veilige situatie handhav) Zone 0: Ex ia (2 fout moet de veilige situatie handhav) PROFIBUS explosieveiligheid 27

28 Non incdive (Ex n) Wat is e Beschermingsmethode uitsluitd voor zone 2 verevoudigde uitvoering van bestaande beschermingswijz fabrikant neemt hierbij juridisch eig verantwoordelijkheid Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Subvariant: Ex na (non Arcing) Ex nc (closed construction) Ex nl Ex ic (limited ergy) Ex np Ex pz (pressurization) Ex nr (restricted breathing) evoudige variant van: Ex e Ex d of Ex m Ex ia, Ex ib Ex p (Ex px, Ex py) Hier zi vel door de bom het bos niet meer! PROFIBUS explosieveiligheid 28

29 Intrinsieke veiligheid (Ex i) Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Hier wordt onderscheid gemaakt in: het titeit model (EN , voorhe EN 50020) intrinsiek veilige system (EN , voorhe EN 50039) FISCO (& voorhe FNICO) (EN ) FISCO : Fieldbus Intrinsically Safe Concept (voor zone 1) FNICO : Fieldbus Non Incdive Concept (voor zone 2) Waarom FISCO? Bij gebruik van veldbus met vaste elektrische parameters gedefinieerde kabel specificaties is PTB ooit op het idee gekom om de loopbereking te verevoudig, mits gebruik gemaakt van FISCO gecertificeerde compont. PROFIBUS explosieveiligheid 29

30 FISCO de normontwikkeling Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex De IEC omvatte in de eerste editie FISCO & FNICO. Doordat Ex nl in de reeds naar Ex ic in de is verhuisd, is FNICO uit de IEC editie 2 verdw. We sprek dus alle nog van FISCO. Huidige ontwikkeling in normcommissie: PA Ex uitwerk met EN wordt opgehev (!); toekomstig geintegreerd in: EN (product) EN (system) PROFIBUS explosieveiligheid 30

31 Stofexplosieveiligheid Wat is e Door de komst van ATEX is er meer aandacht voor stof. Nieuwe beschermingswijz teg ontsteking vanuit de IEC Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Ex td Ex pd Ex id Ex md : protection by closure for Dust : pressurization for Dust : intrinsic safe for Dust : moulded for Dust PROFIBUS explosieveiligheid 31

32 Bescherming door behuizing Ex td Ex t Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Door middel van e behuizing met voldode gegarandeerde IP afdichting e stofexplosieveilige situatie creër. > IP5x : voor zone 22 > IP6x : voor zone 21 ( zone 22 bij geleidde stoff) uiteraard mèt e max. oppervlakte temperatuur in T C Markeringsvoorbeeld: IP 65 T80 C Ex td A21 T80 C (CENELEC) (IEC) Ex id Ex md variant lijk sterk op de gas variant, waarbij norm uit de IEC serie nu ook naar IEC integrer PROFIBUS explosieveiligheid 32

33 ATEX in detail ATmosphères EXplosibles Wat is e Richtlijn in kader van EU veiligheidsregelgeving Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Europese Commissie in Brussel PROFIBUS explosieveiligheid 33

34 Twee ATEX Richtlijn Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met ATEX 95 product richtlijn officieel 94/9/EC verplichting voor fabrikant beoogt het wegnem van handelsbelemmering veiligheid van product valt onder de Warwet ATEX 137 installatie of sociale richtlijn officieel 1999/92/EC verplichting voor werkgever beoogt gezondheidsbescherming veiligheid van werknemers valt onder het ARBO Besluit PROFIBUS explosieveiligheid 34

35 De relatie tuss de ATEX Richtlijn Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met ATEX 137 ATEX 95 Zone (gas) Categorie 0 1G 1 2G 2 3G Zone (stof) Categorie 20 1D 21 2D 22 3D PROFIBUS explosieveiligheid 35

36 ATEX 95 certificeringstraject Categorie 1 of M1 Categorie 2 of M2 Categorie 3 Wat is e elektrische apparat andere apparat Beschermingsmethodiek DP Ex EG-Type onderzoek (III) EG-Type onderzoek (III) PA Ex uitwerk met QS Productie (IV) Productkeuring (V) (*) Overestemming met type (VI) (*) Productie QS borging (VII) Interne fabricage controle gegevs aangemelde instantie Interne fabricage controle CE-Markering door fabrikant of aangemelde instantie (*) PROFIBUS explosieveiligheid 36

37 Dus; eis per categorie (elektrisch) Wat is e Categorie 1: EG Type certificaat èn Production Quality Assessmt Categorie 2: EG Type certificaat èn Production Quality Assessmt Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Categorie 3: Type certificaat (vrijwillig) èn interne productiecontrole PROFIBUS explosieveiligheid 37

38 Voorbeeld van productmarkering Belangrijke uitgangspunt: Wat is e de Europese richtlijn zijn wetmatig verplicht te vervull Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met norm zijn hulpmiddel om aan te ton dat aan de betreffde richtlijn wordt voldaan PROFIBUS explosieveiligheid 38

39 Categorie 1G Wat is e 0344 II 1G EEx ia IIC T4 Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex Ex zone Niet gevaarlijk gebied uitwerk met 0102 II (1)GD [EEx ia] IIC PROFIBUS explosieveiligheid 39

40 Categorie 2G (zone 1) Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met 24VDC PROFIBUS DP 0044 II 2(1)G Ex de [ia] IIC T6 PROFIBUS explosieveiligheid 40

41 Categorie 2G 1G (zone 1 zone 0) Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met 24VDC PROFIBUS DP 0044 II 2(1)G Ex de [ia] IIC T6 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 41

42 Categorie 3G 2G Wat is e II 3(2)G EEx na [ib] IIC T4 Zone 2 Zone 1 Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met 0102 II 2G EEx ia IIC T6 II 3G EEx nl IIC T4 PROFIBUS explosieveiligheid 42

43 Loop calculatie (titeit model) Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met transmitter voeding met safety output parameters : Uo = 28V Lo (IIB) = 14mH Lo (IIC) = 2mH Io = 93mA Co (IIB) = 650nF Co (IIC) = 83nF Po = 650mW transmitter met tity parameters Ui <= 28V Li = 10µH Ii <= 120mA Ci = 1nF Pi <= 0.84W aansluitkabel C = 48nF/km L = 0.75mH/km PROFIBUS explosieveiligheid 43

44 Loop calculatie (titeit model) Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met remote I/O met safety output parameters : Uo = 26V Lo (IIB) = 20mH Lo (IIC) = 5.3mH Io = 84.3mA Co (IIB) = 770nF Co (IIC) = 99nF Po = 549mW transmitter met tity parameters Ui <= 30V Li = 0 Ii <= 50mA Ci = 5nF Pi <= 1W aansluitkabel C = 48nF/km L = 0.75mH/km PROFIBUS explosieveiligheid 44

45 Loop calculatie (titeit model) Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met zerbarrière safety output parameters : Uo = 28,4V Lo (IIB) = 2mH Lo (IIC) = 0.5mH Io = 24mA Co (IIB) = 370nF Co (IIC) = 79nF Po = 170mW transmitter met tity parameters Ui <= 30V Li = 0 Ii <= 50mA Ci = 5nF Pi <= 1W aansluitkabel C = 48nF/km L = 0.75mH/km PROFIBUS explosieveiligheid 45

46 Loop calculatie (titeit model) Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met zerbarrière safety output parameters : Uo = 28,4V Lo (IIB) = 2mH Lo (IIC) = 0.5mH Io = 24mA Co (IIB) = 370nF Co (IIC) = 79nF Po = 170mW transmitter met tity parameters Ui <= 30V Li = 0 Ii <= 75mA Ci = 0 Pi <= 150mW aansluitkabel C = 48nF/km L = 0.75mH/km PROFIBUS explosieveiligheid 46

47 Laatste ontwikkeling Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Introductie van Equipmt Protection Levels in volle gang! EN series EN series Zone ATEX 95 Category EN series (last editions) EPL 0 1G Ga 1 2G Gb 2 3G Gc 20 1D Da 21 2D Db 22 3D Dc PROFIBUS explosieveiligheid 47

48 Wat is e Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met PROFIBUS Waterdag

49 Veldbus is zuwstelsel bij de ms Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met PROFIBUS Waterdag

50 zuwstelsel in waterbehandelingsinstallatie Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met PROFIBUS Waterdag

51 Convtionele oplossing in waterbehandelingsinstallatie Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met PROFIBUS Waterdag

52 Zuwstelsel ook geschikt voor Ex veiligheid Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Veiligheid SIL3/CAT.4 PROFIBUS Waterdag

53 Volledig digitaal convtional Analog Process Control Wat is e CPU ma CPU Beschermingsmethodiek DP Ex HART CPU Analog + digital ma smart signal CPU PA Ex PROFIBUS Digital uitwerk met CPU PROFIBUS CPU Grotere nauwkeurigheid van 20% door PROFIBUS Automation Technology Grotere proceskwaliteit Constante proceskwaliteit PROFIBUS Waterdag

54 Meer informatie Wat is e Convtioneel PROFIBUS Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met 15,3 ma Warning: Actuator Actuator starts/run te hoog (aandrijving ontvangt te veel starts per tijdseheid) 1 st value = 70,6 2 nd -n value= eindschakelaar, draaimomt, remote/local,... unit = % or mm status = ok diagnose = ok Oorzaak: Oplossing: Resultaat: het proces is onrustiger dan gepland/verwacht optimaliseer proces door procesinstelling te wijzig levsduurverlging alle apparatuur PROFIBUS Waterdag

55 Situering PROFIBUS Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met PROFIBUS Waterdag

56 Zuwstelsel - Plant-Wide Automatisering De oplossing voor alle plant onderdel Wat is e PROFIBUS PROFIBUS PROFIBUS Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Upstream Inbound Logistics Mainstream Main Production stream Downstream Outbound Logistics PROFIBUS Automation Technology PROFIBUS Waterdag

57 PROFIBUS DP nodes PROFIBUS Nodes 25 m Wat is e 20 m In 2008: 5.0 m nodes! 18.8 m 28.4 m Beschermingsmethodiek DP Ex 15 m At the beginning of 2004, we said: PA Ex 10 m Over the next 4 years, we will double the number of installed PROFIBUS nodes to 20 million. uitwerk met 5 m Time PROFIBUS Waterdag

58 Wat is PROFIBUS? Wat is e Beschermingsmethodiek Van ctrale automatisering-system met e ctrale PLC ssors/actuators gebaseerd op 4-20 ma 0-10 V technologie DP Ex PA Ex uitwerk met via gedistribueerde automatisering-system met e PLC/IPC dectrale periferie PROFIBUS gebaseerd op veldbus technologie e PROFIBUS Waterdag

59 John van Leeuw Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met PROFIBUS explosieveiligheid 60

60 Traditionele aanpak (tity concept) Wat is e EEx i interface R, L, C EEx i veld instrumt P o, U o, I o C o, L o P i, U i, I i C i, L i Beschermingsmethodiek DP Ex Procedure: PA Ex uitwerk met Controleer EEx i veiligheid-parameters van alle instrumt Controle voor overestemming: U o =< U i, I o =< I i, P o =< P i...voor elk instrumt Evaluatie van netwerk capaciteit inductie C i + C kabel =< C o L i + L kabel =< L o 61

61 Introductie FISCO Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex Fieldbus Intrinsic Safety Concept E nieuwe technische specificatie voor e EEx i veldbus Maakt gebruik van experimt op vonk ontsteking PA Ex uitwerk met Levert meer stroom aan de EEx i trunk dan vroegere Entity model; er kunn dus meer veldinstrumt word aangeslot Eerste verevoudiging van explosie beveiligingstechniek sinds jar! 62

62 Experimt resultaat Wat is e 1000 m cable 15V Resistive limitation (EEx ia) Gas Group IIC Beschermingsmethodiek DP Ex Supply with cable with Terminators 280 PA Ex uitwerk met Supply with cable Power Supply Ignition currt in ma (Including Safety Factor) Source: Dr. Ulrich Johannsmeyer 63

63 Voordel van FISCO Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Voorhe werd EEx i veldbus installaties uitgevoerd volgs IEC/EN ( Entity ). Hierbij was verplicht: Calculatie van kabel parameters Vergelijk van de veiligheid parameters Mak van e DSD (descriptive system documt) Nu IEC FISCO Technische specificatie Neemt de noodzaak weg om de kabel parameters te berek reduceert veiligheid documtatie tot e lijst van instrumt Staat toe om instrumt toe te voeg zonder de veiligheid documtatie aan te pass Als door tests aangetoond kunn langere kabels met e hogere capaciteit word toegepast 64

64 Het FISCO model geïntroduceerd 1994 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met IEC laat het gebruik van het FISCO model toe. Fieldbus Intrinsic Safety Concept Biedt de gebruikers e duidelijke handleiding voor het ontwerp installer van PROFIBUS PA netwerk in explosie-gevaarlijke ruimtes. DP/PA coupler DP PA 31,25 kbit/s MBP (PROFIBUS PA) Boom Daisy-chain Spur 65

65 Waar is het FISCO model op gebaseerd? Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Elk segmt heeft slechts 1 voedingbron er wordt ge extra voeding op de bus aangebod De veldinstrumt gedrag zich als passieve stroom opnemers (currt sinking) Passieve lijn afsluiting is aangebracht aan beide uiteind van de trunk Lineaire, boom ster netwerk zijn toegestaan Kabellgte gelimiteerd tot: 1 Km in IIC 5 Km in IIB (1900 meter door standaard) Spurlgte gelimiteerd tot: 30 meter (60 meter in nieuwe draft) Elk instrumt: capaciteit inductie gelimiteerd tot Ci < 5 nf, Li < 10 uh 66

66 Het FISCO model Wat is e Het experimt dekte e gedefiniëerd bereik van de kabel parameters, circuit spanning stroom. Daarom zijn de toegestane kabel parameters in e FISCO circuit beperkt tot : Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex Parameter Loop resistance Loop inductance Capacitance Max lgth of each spur cable Max lgth of each trunk cable Value 15 ohm to 150 ohm / km 0.4 mh to 1 mh / km 80 nf to 200 nf / km 60 m in IIC & IIB 1 km in IIC & 5 km in IIB uitwerk met Table 1 - FISCO cable parameters Het is evoudig om binn deze grz te blijv omdat e typische veldbus trunk kabel parameters heeft als: 50 Ω/km, 0,8 mh/km 120 nf/km. De lgte van de trunk is meestal bepaald door de operationele eis. 67

67 Samvatting FISCO Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met FISCO toepasbaar in alle gasgroep explosiegevaarlijke gebied. Het aantal veldinstrumt dat kan word aangeslot op e veldbus segmt wordt alle beperkt door de beschikbare voeding de weerstand van de kabel. Het segmt kan word uitgebreid zonder de noodzaak om nieuwe calculaties uit te voer (binn de grz van het FISCO model). Instrumt van verschillde leveranciers kunn word uitgewisseld zonder de noodzaak om nieuwe calculaties uit te voer. Ge Systeem certificering nodig! 68

68 Samvatting Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Entity badering FISCO applicatie Kabellgte beperkt bij alle gass: 1.9 Km Max spur lgte: 120 m Volledige calculatie van veiligheids parameters Kabellgte limiet: 1 Km in IIC 1.9 Km in IIB Max spur lgte: 60 m Ge verdere kabel parameter overweging nodig Evoudige uitwisseling van instrumt 69

69 FNICO Fieldbus Non-Incdive Concept Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met FNICO is: Voor veldbus in Zone 2 explosiegevaarlijke gebied. Er mag altijd aan de installatie gewerkt word zonder gas clearance, idtiek als bij EEx i. Gebaseerd op FISCO, het Fieldbus Intrinsic Safety Concept. Evoudig te installer, evoudig te documter, evoudig te onderhoud. Met FNICO zijn de trunk spurs Non-incdive. in IEC

70 Zone 2/ EEx n definities Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Non-arcing circuit: Kan hogere spanning stroom niveau s hebb Niet onder spanning aan te werk Kabels moet mechanisch beschermd zijn Ge fout in overweging gom Non-incdive circuit Energie-beperkt tot e lager stroom spanning niveau Als EEx i, echter zonder reking te houd met fout met e lagere veiligheidsfactor (Kan gezi word als EEx ic ) Onder spanning aan te werk Met FNICO zijn trunk spurs Non-incdive 71

71 Samvatting - FNICO Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Biedt de voordel van FISCO: Eliminering van kabel parameter overweging Evoudige documtatie van system Toevoeging van nieuwe instrumt zonder opnieuw de kabel parameters te bezi Onder spanning te werk in het explosie gevaarlijk gebied Met de extra voordel van e Zone 2: Hogere stroom beschikbaar op de trunk door de reductie van de veiligheid factor Meer veldinstrumt per trunk 72

72 Zone 2 DP John Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex LI PI PA Ex uitwerk met FI LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 73

73 Voordel voor zone 2 classificatie Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Biedt mogelijkhed voor explosiegevaarlijke applicaties teg lagere kost dan EEx i of EEx d. Staat voeding hoog-vermog circuits in het explosiegevaarlijk gebied toe (niet zomaar toegestaan in zone 1 of 0). Gebruikers krijg dezelfde voordel als bij EEx i als het circuit EEx nl (ergie-beperkt) is: onder spanning werk Ssor als 'simpele apparat' 74

74 Normale operationele condities Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex Apparatuur wordt gebruikt onder normale operationele condities als het zowel mechanisch als elektrisch in overestemming is met het originele ontwerp wordt gebruikt binn de grz zoals door de fabricant is gespecificeerd. PA Ex uitwerk met 75

75 Dk es na over normale situaties Halfgeleiders gaan niet kapot Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex Zer diodes vorm allee e kortsluiting Weerstand behoud hun weerstands waarde Goed gedimsioneerde zekering gaan niet kapot Transformator isolatie slaat niet door Interconnectie kabels brek niet Klemm compont rak niet los uitwerk met Dit alles kan wel gebeur maar niet regelmatig 76

76 Idtificeer de typ circuits in zone 2 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Non Incdive: Energie-beperkt Veiligheidsfactor éénduidig Laag vermog circuits Onder spanning aan werk NON-ARCING CIRCUITS: Niet-vonkd Hoog vermog voeding circuits Niet onder spanning aan werk Gebruiker moet zorg dat GEEN vonk ontstaan 77

77 Hoe zit dat bij Remote I/O? Non-arcing Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex Voedingspanning aansluiting (bijv. lokale voeding) Non-incdive Interconnectie tuss I/O-modules interne bus is EEx nl; dus onder spanning modules wissel. PA Ex uitwerk met LET OP!!!! Veld circuits van de I/O modules zijn Non-arcing of Non-incdive, of e combinatie van beid. 78

78 Consequties voor PROFIBUS in zone 2 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex RS-485 Data-interface Mode of operation Differtial Toegestane aantal Tx Rx 32 Tx 32 Rx Maximale kabel lgte (1200 meter) Maximaal driver uitgangsbereik ±6V Maximale driver kortsluitstroom 250mA PA Ex uitwerk met 2 Amps Hydrog group 6 Volts 79

79 Veilig gebruik van RS 485 in zone 2 Uit de specificatie van de PROFIBUS DP blijkt: Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met de maximale op-circuit spanning is ±6V (Driver uitgangsbereik) de maximale kortsluitstroom van 250 ma (Driver kortsluitstroom) Refererd aan de IEC Resistive Ignition Curves geldt: Zelfs voor de gasgroep IIC (Hydrog) is e spanning van 6 volt veilig om te gebruik bij e stroom van maximaal 2.5 A Voor toepassing in Zone 2 is ge noodzaak om safety factor toe te pass op dit ergie niveau 80

80 Veilig gebruik van RS 485 in zone 2 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met In Ex applicaties is het noodzakelijk om reking te houd met de opslag van ergie in de geinstalleerde kabel (door inductie capaciteit). De inductie capaciteit is te vind in het spec.blad van de kabel. De toelaatbare stroom is bepaald door de circuit inductie. Voor IIC gass is de bodigde ergie om e ontsteking te veroorzak= 40 μ Joules De toelaatbare inductie bij 250 ma is 1.28 mh, hetge overekomt met meer dan 1,28 km kabel Voor IIB gass is de bodigde ergie om e ontsteking te veroorzak= 160 μ Joules. De toelaatbare inductie bij 250 ma is 5.12 mh, hetge overekomt met meer dan 5,12 km kabel De toelaatbare spanning is bepaald door de circuit capaciteit. Bij 6 volt is kabel capaciteit irrelevant door de minimale waarde. 81

81 Kast voor zone 2 Wat is e Ex schakelaar ~ De kast zou e Ex e standaard moet zijn als e Ex de gecertificeerde schakelaar intern gemonteerd is. Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met 24 Volt DC of 115/230 Volt AC Voeding tree Ex n type wartel of Ex e type wartel - overtreft type Ex n Gebruik afgeschermde kabel Kast minimum IP54 impact-proof to 7Nm Zekering (optioneel) Acceptabele constructie beschrev in Ex n standard EN De PROFIBUS zekering & PROFINET mag Nederland NIET gebruikt word als afschakel punt 82

82 Ingress Protectie Code IEC / EN Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met First Numeral Protection against solid bodies Second Numeral Protection against liquid No protection 0 0 No protection Objects greater than 50mm 1 1 Vertically dripping water Objects greater than 12mm 2 2 Angled drip. water -75 O to90 O Objects greater than 2.5mm 3 3 Sprayed water Objects greater than 1.0mm 4 4 Splashed water Dust protected 5 5 Water jets Dust-tight 6 6 Heavy seas 7 Effects of immersion 8 Indefinite immersion 83

83 Consequties voor installer Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met ~ PROFIBUS DP (RS485) beschermd voor betrouwbaarheid niet ergie-beperkt voor elektrische veiligheid tzij hoge capaciteit of inductie Bescherming voedingskabel voldo aan Nationale Installatie Standaards (bijv. gearmeerd in NL) I/O Circuits EEX nl of EEX na (gearmeerde kabel) Bij EEx i geld de normale regels voor bekabeling scheiding van andere circuits 84

84 Consequties voor onderhoud Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex Toegang tot systeemkast voor onderhoudwerkzaamhed is geaccepteerd, ervan uitgaande dat: duidelijke instructie gegev is om te voorkom dat er vonk gemaakt word die tot e ontsteking kunn leid; alle bijgevoegde gebruiksaanwijzing duidelijk aangev welke onderhoud acties veilig uitgevoerd kunn word. PA Ex uitwerk met Met andere woord: Idtificeer EEx nl EEX na Circuits 85

85 Indtificeer ExnL ExnA circuits Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Railbus Vcc (+12V) 0V Non-arcing aansluiting tuss I/O module ctrale voeding Ctrale voeding Railbus voeding Non-incdive aansluiting tuss I/O module Railbus Carrier EEx de schakelaar I/O module Naar volgde I/O modules Non-incdive aansluiting tuss I/O module veld circuits EEX nl veld circuits 86

86 Idtificeer ExnL ExnA circuits Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex Ctrale voeding Railbus Vcc (+12V) 0V Non-arcing aansluiting tuss I/O module ctrale voeding EEx de schakelaar Naar volgde I/O modules PA Ex uitwerk met Railbus voeding Non-incdive aansluiting tuss I/O module Railbus Carrier I/O module EEX na aansluiting tuss I/O module veld circuits 87

87 Flexibiliteit in aan te sluit signal Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex LI PI PA Ex uitwerk met FI LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 88

88 Flexibiliteit in aan te sluit signal Alle signal vanuit veilige explosiegevaarlijke gebied op dezelfde node. Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Zone 2 EEx na + EEx nl Zone 1 EEx d + EEx p Zone 0,1 EEx i Zone 0,1 EEx i 89

89 Zone 1 DP - Marco Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex LI PI PA Ex uitwerk met FI LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 90

90 Zone 1 DP - Marco Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex LI PI PA Ex uitwerk met FI LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 91

91 Zone 1 DP - Marco Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex LI PI PA Ex uitwerk met FI LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 92

92 Zone 1 DP - Marco Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex LI PI PA Ex uitwerk met FI LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 93

93 Zone 1 DP - Marco Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Ex i : Ex d : Ex m : Ex q : Ex e : FI Intrinsieke veiligheid, elektronica aanpass Drukvast, standaard elektronica inbouw Ingegot, standaard elektronica ingiet in epoxyhars Zandvulling, standaard elektronica omhull met zand. Verhoogde veiligheid, voornamelijk voor bedrading. LI LIC PI Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 94

94 Zone 1 DP - Marco Wat is e Ex d, q of m Ex e + Ex i Ex i + Ex e Beschermingsmethodiek DP Ex LI PI PA Ex uitwerk met FI Ex i + Ex e LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 95

95 Zone 1 DP - Marco Wat is e Ex i Ex i Ex d, q, m Ex e Ex i Beschermingsmethodiek LI PI DP Ex PA Ex uitwerk met DP DP Ex i FI Ex i + Ex e LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 96

96 Zone 1 DP - Marco Wat is e Beschermingsmethodiek DP DP Ex i LI PI DP Ex PA Ex uitwerk met FI LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 97

97 Zone 1 DP - Marco Wat is e Beschermingsmethodiek LI PI DP Ex DP LWL DP LWL PA Ex uitwerk met FI LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 98

98 Zone 1 DP - Marco Wat is e Beschermingsmethodiek DP DP Ex i LI PI DP Ex DP LWL DP LWL PA Ex uitwerk met FI LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 99

99 Zone 1 DP - Marco Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex LI PI PA Ex uitwerk met FI LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 100

100 Zone 1 DP - Marco Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex Remote I/O Systeem Ex II 2G Ex de IIC Digitaal uit 24 VDC, 500 ma LI PI PA Ex uitwerk met Magneetvtiel Ex II 2G EEx m II T4 24 VDC, 10 Watt FI LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 101

101 Zone 1 DP - Marco Wat is e Remote I/O Systeem Ex II 2G Ex de [ia] IIC Uo = 17.2 V DC Io = 68 ma Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Magneetvtiel Ex II 2G EEx ia IIC T6 U = V DC Ui = 20 V DC I = 5 66 ma Ii = 85 ma FI LIC LI PI Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 102

102 Zone 1 DP - Marco Wat is e Remote I/O Systeem Ex II 2G Ex de [ia] IIC Uo = 17.2 V DC Io = 68 ma Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Magneetvtiel Ex II 2G EEx ia IIC T6 U = V DC Ui = 35 V DC I = ma Ii = 85 ma FI LIC LI PI Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 103

103 Zone 1 DP - Marco Wat is e Remote I/O Systeem Ex II 2G Ex de [ia] IIC Uo = 17.2 V DC Io = 68 ma Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Magneetvtiel Ex II 2G EEx ia IIC T6 U = V DC Ui = 16,5 V DC I = ma Ii = 85 ma FI LIC LI PI Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 104

104 Zone 1 DP - Marco Wat is e Beschermingsmethodiek DP DP LI PI DP Ex PA Ex uitwerk met FI LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 105

105 Zone 1 DP - Marco Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex Bedankt voor Vrag? LI PI uw aandacht. PA Ex uitwerk met FI LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 106

106 Zone 2 PA - Walter Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex LI PI PA Ex uitwerk met FI LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 107

107 PROFIBUS PA in veilige ruimte Zone 2 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Uitgangspunt definier Stroomverbruik van de voeding Ex specificaties FNICO PROFIBUS in Ex 108

108 Uitgangspunt Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Specificaties segmt Spare voor uitbreiding 20 % Min spanning instrumt 10 V JB met kortsluitbeveiliging 5 ma kabelweerstand 50 Ohm/km Verbruik instrumt 20 ma Voedingspanning 20 V Voedingsstroom 400 ma Verbruik communicatie 10 ma PROFIBUS in Ex 109

109 PROFIBUS PA in veilige ruimte zone 2 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met DP PA MBP Short circuit protection RS 485 Veilige Zone Zone 2 PROFIBUS in Ex 110

110 PROFIBUS PA zone 2 voeding Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met U = 20 V U=20 V I=400mA DP PA MBP Isegm = ma S.C. = ma Belasting = % 50 Ohm/km U min =10V I=20mA/instr S.C.=+25mA Spare = ma Comm = 10 ma L = 500 m Ukabel = RS 485 Veilige Zone R * ma = V Umin = V Zone 2 PROFIBUS in Ex 111

111 PROFIBUS PA zone 2 voeding Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met U=20 V I=400mA U = 20 V DP PA MBP Isegm = 100 ma S.C. = 25 ma Belasting = 31% 50 Ohm/km U min =10V I=20mA/instr S.C.= +25mA Spare = 265 ma Comm = 10 ma L = 500 m Ukabel = RS 485 Veilige Zone 25 R * 100 ma = 2,5 V Umin = 17,5 V Zone 2 PROFIBUS in Ex 112

112 PROFIBUS PA zone 2 voeding Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met U=20 V I=400mA U = 20 V DP PA MBP Isegm = ma S.C. = ma Belasting = % 50 Ohm/km U min =10V I=20mA/instr S.C.=+25mA Spare = ma Comm = 10 ma L = 500 m Ukabel = 15 PA instrumt RS 485 Veilige Zone R * ma = V Umin = V Zone 2 PROFIBUS in Ex 113

113 PROFIBUS PA zone 2 voeding Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met U=20 V I=400mA U = 20 V DP PA MBP Isegm = 300 ma S.C. = 25 ma Belasting = 81% 50 Ohm/km U min =10V I=20mA/instr S.C.=+25mA Spare = 65 ma Comm = 10 ma L = 500 m Ukabel = 15 PA instrumt RS 485 Veilige Zone 25 R * 300 ma = 7,5 V Umin = 12,5 V Zone 2 PROFIBUS in Ex 114

114 PROFIBUS PA zone 2 voeding RS 485 Wat is e U=20 V I=400mA DP PA MBP Veilige Zone Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met U = 20 V Isegm = ma S.C. = ma Belasting = % Spare = ma Comm = 10 ma 50 Ohm/km L = 200 m Ukabel1 = R * ma = V Umin = V L = 50 m Ukabel2 = U min =10V R * ma = V Umin = V I=20mA/instr S.C.=+25mA Zone 2 PROFIBUS in Ex 115

115 PROFIBUS PA zone 2 voeding RS 485 Wat is e U=20 V I=400mA DP PA MBP Veilige Zone Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met U = 20 V Isegm = 200 ma S.C. = 25 ma Belasting = 56% Spare = 165 ma Comm = 10 ma 50 Ohm/km L = 200 m Ukabel1 = 10 R * 200 ma = 2 V Umin = 18 V L = 50 m Ukabel2 = U min =10V 2,5 R * 100 ma = 0,25 V Umin = 17,75 V I=20mA/instr S.C.=+25mA Zone 2 PROFIBUS in Ex 116

116 PROFIBUS PA zone 2 Ex specificatie RS 485 Wat is e U=20 V I=400mA DP PA MBP Veilige Zone Beschermingsmethodiek DP Ex Ex na Ex na PA Ex uitwerk met Ex e Ex na Ex e Ex na Ex na Ex na Zone 2 PROFIBUS in Ex 117

117 Verschill Ex ic (nl) Ex na Ex nl is ic Ex na Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Verificatie van intrinsieke veiligheid (U, I, L, C) Apparataar beschouwd onder normale bedrijfsconditie Ex nl verondersteld LB SC als normaal operatieel bedrijf In US noemt m dit non-incdive field wiring Plugging onder life conditie Intrinsiek veilige installatie Shok proef verplicht Apparataar beschouwd onder normale bedrijfsconditie Ge LB SC onder normaal operationeel bedrijf condition Plugging onder life conditie verbod Verhoogde veiligheid (Ex e) electrische installatie Ge onderscheid tuss Zone 1 Zone 2 installatie Klimaattest verplicht (erg belastd voor ingegot apparatuur) Ex ic (nl) betere specificaties dan na PROFIBUS in Ex 118

118 Verschil Ex ic (nl) Ex i Ex ic (voorhe nl) Ex i Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Houdt ge reking met foutconditie Ge galvanische isolatie Hogere spanning /of capaciteit mogelijk ge fout conditie safety factor 1.0 IEC safety factor van 1.1 voor US requiremts Houdt wel reking met foutconditie tot 2 fout voor cat. 1 apparatuur Galvanische isolatie geprefereerd (voor cat. 1 ass. Apparatus ) Verlaagde spanning /of capaciteit 2 fout conditie safety factor 1.5 Ex ia of b heeft betere specificaties dan ic mag dus ook word gebruikt in e Zone 2 loop PROFIBUS in Ex 119

119 EEx ic (voorhe nl) Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Ex ic is e verevoudigde vorm van intrinsieke veiligheid (gelimiteerde ergie) E verevoudigde Ex loop bereking Segmt Protector Field Device U O = 32 V < U i I O = 45 ma < I i (if available) L O = 0.25 mh > L i + L cable C O = 100 nf > C i + C cable PROFIBUS in Ex 120

120 PROFIBUS PA zone 2 Ex ic specificatie RS 485 Wat is e U=20 V I=400mA DP PA MBP Veilige Zone Beschermingsmethodiek DP Ex Ex nl of i* Ex nl of i* PA Ex uitwerk met Ex e Ex na [nl] Ex?? Ex na [nl] Uuit < Uin Iuit < Iin Cuit > Cinstr + Ckabel Luit > Linstr + Lkabel Ex nl of i* Ex nl of i* Zone 2 PROFIBUS in Ex 121

121 FNICO Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Fieldbus Non-Incdive Concept Doordat Ex nl in de reeds naar Ex ic in de is verhuisd, is FNICO uit de IEC editie 2 verdw. We sprek dus alle nog van FISCO. Huidige ontwikkeling in normcommissie: EN wordt opgehev (!); toekomstig geintegreerd in: EN (product) EN (system) PROFIBUS in Ex 122

122 PROFIBUS PA in veilige ruimte zone 2 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Mogelijkhed voor Profibus Hoog vermog op PA segmt, bus powered instrumtatie Maximale aantal instrumt Maximale kabellgte Combinaties van topologie Combinaties van beschermingswijz DP/PA omzetter in Zone 2 Mogelijkhed voor onderhoud Live maintance, onder voorbehoud bij Ex e d m na. Gasmonitor, werkvergunning Live maintance voor Ex nl circuit PROFIBUS in Ex 123

123 Zone 1 PA - Michiel Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex LI PI PA Ex uitwerk met FI LIC Safe Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS explosieveiligheid 124

124 PROFIBUS PA in zone 1 zone 0 Method van bescherming Overzicht RS 485 Wat is e DP PA DP PA Veilige Zone Beschermingsmethodiek DP Ex MBP-IS FISCO / Entity Eex e Multibarriere Zone 2 PA Ex uitwerk met Eex d MBP MBP-IS FISCO / Entity Zone 1 Zone 0 PROFIBUS in Ex 125

125 PROFIBUS PA in zone 1 zone 0 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Consequties voor Profibus PA ATEX eist Categorie 2 of 1 (G of D) netwerk compont Beperking deelnemers voor I.S. Niet live aan installatie werk Eex e / d Gecertificeerde behuizing Gecertificeerde afsluitweerstand Certificering door Notified body Kleur gebruik van PA kabel PROFIBUS in Ex 126

126 PROFIBUS PA in zone 1 zone 0 Intrinsieke veiligheid FISCO / Entity Toepassing in zone 1 0 RS 485 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met DP PA MBP-IS FISCO / Entity Veilige Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS in Ex 127

127 PROFIBUS PA in zone 1 zone 0 Wat is e Het FISCO Model: Omvat kabelparameters, circuit spanning stroom. Daarom zijn de toegestane kabel parameters in e FISCO circuit beperkt tot : Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex Parameter Loop resistance Loop inductance Capacitance Max lgth of each spur cable Max lgth of each trunk cable Value 15 ohm to 150 ohm / km 0.4 mh to 1 mh / km 80 nf to 200 nf / km 60 m in IIC & IIB 1 km in IIC & 1.9 km in IIB uitwerk met Table 1 - FISCO cable parameters Het is evoudig om binn deze grz te blijv omdat e typische veldbus trunk kabel parameters heeft als: 50 Ω/km, 0,8 mh/km 120 nf/km. De lgte van de trunk is meestal bepaald door de operationele eis. PROFIBUS in Ex 128

128 PROFIBUS PA in zone 1 zone 0 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Entity vs FISCO Entity Kabellgte beperkt bij alle gass: 1.9 Km Max spur lgte: 120 m Volledige calculatie van veiligheidsparameters FISCO Kabellgte limiet: 1.0 Km in IIC 1.9 Km in IIB Max spur lgte: 60 m Ge verdere kabelparameter overweging nodig Evoudige uitwisseling van instrumt PROFIBUS in Ex 129

129 PROFIBUS PA in zone 1 zone 0 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Intrinsieke veiligheid - FISCO of Entity Flexibiliteit in instrumtatiekeuze: Ex ia of ib gecertificeerd Voor FISCO apart certificaat of aanvulling Flexibiliteit in fysiek netwerk: In het instrumt Met T stukk Met Junction Boxes Meervoudige aansluiting Met of zonder kortsluitbewaking Met of zonder geïntegreerde afsluitweerstand IP 20 of IP67 Kabel voor PA kleur BLAUW PROFIBUS in Ex 130

130 PROFIBUS PA in zone 1 zone 0 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Eex e icm Eex d Toepassing in zone 1 DP PA Eex e Eex d MBP RS 485 Veilige Zone Zone 2 Zone 1 Zone 0 PROFIBUS in Ex 131

131 PROFIBUS PA in zone 1 zone 0 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Eex e icm Eex d Flexibiliteit in instrumtatiekeuze: Alle Eex d gecertificeerde apparatuur Flexibiliteit in fysiek netwerk: In het instrumt Met Junction Boxes Eex e of Eex d Meervoudige aansluiting Met of zonder kortsluitbewaking Met of zonder geïntegreerde afsluitweerstand Standaard PA kabel PROFIBUS in Ex 132

132 PROFIBUS PA in zone 1 zone 0 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex Eex e icm Intrinsieke veiligheid Multibarriere Toepassing in zone 1 0 DP PA Eex e Multibarriere RS 485 Veilige Zone Zone 2 uitwerk met MBP Live aan de hoofdkabel (Eex e) werk NIET mogelijk MBP-IS FISCO / Entity Zone 1 Live aan de instrumt werk mogelijk (IS), zowel zone 1 als 0 Zone 0 PROFIBUS in Ex 133

133 PROFIBUS PA in zone 1 zone 0 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Eex e icm IS Multibarriere Flexibiliteit in instrumtatiekeuze: Ex ia of ib gecertificeerd Voor FISCO apart certificaat of aanvulling Flexibiliteit in fysiek netwerk: Met Junction Boxes Eex e Meervoudige aansluiting Met of zonder kortsluitbewaking Met of zonder geïntegreerde afsluitweerstand Eex e kabel is standaard PA kabel Kabelkleur IS aansluiting Multibarriere: BLAUW PROFIBUS in Ex 134

134 PROFIBUS PA in zone 1 zone 0 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met Specificaties PA netwerk Spare voor uitbreiding 20 % Voedingspanning 24 V Voedingsstroom 400 ma Kabelweerstand 50 Ohm/km Min. spanning Multibarriere 16 V MB met kortsluitbeveiliging 40 ma Verbruik instrumt 20 ma Verbruik communicatie 10 ma Kan de volgde applicatie functioner? PROFIBUS in Ex 135

135 PROFIBUS PA in zone 1 zone 0 Eex e icm Intrinsieke veiligheid Multibarriere Rekvoorbeeld op basis van FISCO RS 485 Wat is e DP PA 24 V 400 ma Veilige Zone Beschermingsmethodiek DP Ex 400 m 40 ma Zone 2 PA Ex uitwerk met 50 Ohm/km SPARE 200 m 400 m Zone 1 20 ma Zone 0 PROFIBUS in Ex 136

136 PROFIBUS PA in zone 1 zone 0 Wat is e DP PA Eex e icm Intrinsieke veiligheid Multibarriere Uitwerking rekvoorbeeld 24 V 400 ma Totale stroomopname: 3x40mA + 6x20mA = 240 ma + 10 ma communicatie = 250 ma RS 485 Veilige Zone Beschermingsmethodiek Uin Multibarriere 2: 19 -/- (0,17x(0,2x50)) = 17,3V DP Ex 400 m Uin Multibarriere 3: 17,3 -/- (0,09x(0,4x50)) = 15,5V 40 ma Zone 2 PA Ex uitwerk met 50 Ohm/km Uin Multibarriere 1: 24 -/- (0,25x(0,4x50)) = 19V SPARE 200 m 400 m Zone 1 20 ma Zone 0 PROFIBUS in Ex 137

137 PROFIBUS PA in zone 1 zone 0 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex Uit voorgaande rekvoorbeeld is te concluder dat de laatste multibarriere niet kan functioner. Door minder instrumt aan te sluit, de afstand te verklein is dit evtueel wel mogelijk. E hogere uitgangsspanning van de DP/PA coupler kan ook uitkomst bied. PA Ex uitwerk met Einde PROFIBUS in Ex 138

138 Convtioneel, PROFIBUS DP of PROFIBUS PA Schakelkast Schakelkast Schakelkast PLC mainrack PLC mainrack PLC mainrack Wat is e PLC I/O rack PLC I/O rack Profibus DP/PA convertor Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex Veld Rack versterkers klemm strok Multicore kabel Veld Rack versterkers klemm strok Multicore Profibus kabel kabel Veld Profibus kabel uitwerk met Junction box Junction Remote box I/O T P L Transmitters T T P L Transmitters T T P L Transmitters T PROFIBUS explosieveiligheid 139

139 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met PROFIBUS explosieveiligheid 140

140 Wat is e Beschermingsmethodiek DP Ex PA Ex uitwerk met PROFIBUS explosieveiligheid 141