DART a příslib vysokého příkonu s jiskrovou bezpečností

-- 23.04.14

Technologie dynamického rozpoznávání a zhášení jiskrových výbojů DART se brzy stane standardem IEC a slibuje možnost vyššího příkonu v prostředí s nebezpečím výbuchu.

Jiskrová bezpečnost (Intrinsic Safety – IS), metoda ochrany zajišťující bezpečný provoz elektrických zařízení v nebezpečném prostředí pomocí omezení energie dostupné pro zážeh, je známá jako nejbezpečnější metoda prevence vzniku jiskrového výboje v prostředí s nebezpečím výbuchu. V roce 2008 poprvé představila společnost Pepperl+Fuchs alternativní řešení – technologii dynamického rozpoznávání a zhášení jiskrových výbojů DART (Dynamic Arc Recognition and Termination), která nabízela zpřístupnění většího příkonu díky dynamické ochraně před vznikem jiskrového výboje a slibovala uvolnit toto omezení příkonu.

Technologie DART dosahuje vyšších úrovní dostupného příkonu a zároveň zajišťuje protivýbuchovou ochranu kategorie Ex I (jiskrovou bezpečnost) pro prostředí s nebezpečím výbuchu zóny 1. Nabízí vlastnosti, jako je zjednodušená a bezúdržbová technologie instalace a přístup k obvodům bez nutnosti povolení k práci pod napětím. Výhody byly dříve možné při nízkých úrovních efektivního příkonu, a proto se jiskrová bezpečnost nejčastěji využívala v přístrojové technice pro procesní automatizaci.

Spolkový fyzikálně-technický ústav (PTB) a společnost Pepperl+Fuchs ustanovily konsorcium 15 zainteresovaných firem. Od svého zřízení v roce 2008 definovala pracovní skupina sestávající ze 13 firem a vedená Spolkovým fyzikálně-technickým ústavem (PTB) kompatibilitu a důkaz o protivýbuchové ochraně technologie DART. V současnosti se připravuje část 39 normy IEC 60079 jakožto technická specifikace a konečná verze předlohy bude k dispozici na jaře 2014, kdy bude předložena organizaci IEC ke koordinaci. Existence standardu popisujícího technologii DART by měla výrobcům umožnit implementovat technologii DART do produktů, což by přineslo vyšší bezpečnost aplikacím v prostředí s nebezpečím výbuchu a zároveň by zajistilo, že práce s nimi by měla být pohodlnější nebo snadnější.

Technologie DART je založena na myšlence, že jiskrový výboj přenáší po kabelu velmi charakteristický signál. Tento signál je možno spolehlivě detekovat a ukončit u zdroje a u každého spotřebiče. Provozní proud a napětí mohou být mnohem vyšší. Technologie DART zasáhne přesně v okamžiku, kdy se elektrická  energie v jiskrovém výboji přeměňuje v teplo. Celý proces trvá několik mikrosekund. Vzdálenost mezi zdrojem a jiskrovým výbojem je důležitým faktorem při načasování, protože signál jiskrového výboje se šíří kabelem konečnou rychlostí. Jmenovitý příkon závisí na délce kabelu. Druhou klíčovou proměnnou je zátěžový proud, který musí technologie DART přerušit.

DART Fieldbus

Testovací postup vypracovaný ústavem PTB pro certifikaci technologie DART Fieldbus byl dvojitě ověřen a potvrzen druhou institucí a je nyní certifikován v souladu s normou IEC 60079-11 pro jiskrovou bezpečnost dle pravidel ATEX a IECEx.

Výsledkem jsou DART Power Hub a DART Segment Protector, které jsou součástí produktové řady FieldConnex. Tato zařízení jsou součástmi infrastruktury sběrnice fieldbus, která tvoří spojení mezi řídicím systémem a provozním zařízením prostřednictvím protokolů Foundation fieldbus H1 a Profibus PA – avšak nyní s doplněním jiskrově bezpečné, vysokovýkonové páteřní sběrnice.

Aby se zajistilo, že technologie funguje v reálných situacích, byli do týmu v ústavu PTB a ve společnosti Pepperl+Fuchs začleněni odborníci s dřívějšími zkušenostmi s vývojem koncepce jiskrově bezpečné sběrnice fieldbus (Fieldbus Intrinsically Safe Concept – FISCO), kteří se soustředili na uživatelskou přívětivost této technologie. U technologie DART Fieldbus probíhá plánování segmentu a validace protivýbuchové ochrany v jednom kroku. Z toho například vyplývá, že je nutno použít topologii s páteřní sítí (trunk) a větvemi sběrnice (spurs), kabel fieldbus typu „A“ a délka páteřní sítě může být maximálně 1 000 m.

Společně se zařízeními DART Power Hub / Segment Couplers lze k páteřní síti připojit až čtyři zařízení DART Segment Protectors v jakémkoli bodě po její délce. Při použití plánovacího softwaru Segment Checker může plánovač kontrolovat úrovně napětí jen pomocí několika kliknutí myší. Správné fungování segmentu a kompatibilitu protivýbuchové ochrany lze zaručit předem. Tento software je poskytován zdarma na stránkách www.segmentchecker.com. Další informace naleznete v internetové verzi tohoto článku na www.controleng.com. ce

Suzanne Gillová je redaktorka časopisu Control Engineering Europe. Upravil Mark T. Hoske, časopis Control Engineering, mhoske@cfemedia.com.