Fieldbus Foundation™
Freedom to choose. Power to integrate
Italia
Maggio 2013 : migrazione di standard a Ex ic
A cura di: Mario Moschera, MTL Italia
Un po’ di storia…
Italia
 Lo standard predominante per il protocollo fieldbus in
Zona 2 fin’ora è stato lo FNICO : FIELDBUS NON
INCENDIVE CONCEPT
 il segmento è protetto con il metodo Ex nL
 Possono venire gestiti al massimo 16 strumenti
 Possono essere interfacciati differenti tipi di strumenti
 Lo standard FNICO è definito IEC 60079-27 (lo stesso
del FISCO)
ROMA 17-OTTOBRE-13- GIORNATA DI STUDIO
Copyright Fieldbus Foundation, February 2005
tipico layout di impianto
Italia
power supply,
output:
24V, 350mA per
segment
Ex nL trunk
Control Room
FIELD
Ex nL spurs
Manutenzione a
caldo possibile su
trunk e spurs
wiring hub con
Protezione short-circuit
(Ex nA trunk, Ex nL spurs)
Ex i (FISCO or Entity) or Ex nL field devices
ROMA 17-OTTOBRE-13- GIORNATA DI STUDIO
Zone 2
Copyright Fieldbus Foundation, February 2005
Italia
Tipico layout in accordo con le nuove direttive
Zone 2/Safe Area
Division 2
ROMA 17-OTTOBRE-13- GIORNATA DI STUDIO
Copyright Fieldbus Foundation, February 2005
stato dell’arte
Italia
 IEC ha deciso di abbandonare lo standard
‘nL’ incluso nelle IEC60079-15 (Ex n)
 la responsabilità è trasferita al comitato
 stato attuale - IEC 60079-11 Apparatus
Standard
 attualmente introdotta la versione ‘ic’
ROMA 17-OTTOBRE-13- GIORNATA DI STUDIO
Copyright Fieldbus Foundation, February 2005
principi base del Ex ic
Italia
•
l’idea è quella di inserire la sicurezza intrinseca nelle
operazioni ‘normali’ in cui prima non era inclusa
•
si tratta di un’estensione logica della Ex ia per Zona 0 e
Ex ib per Zona 1
•
manutenzione a caldo limitata
•
corto circuitazione e circuitazione aperta delle cablature
lato campo possibile
• alcuni criteri di fabbricazione sono richiesti al fine
ottenere un ragionevole livello di integrità
ROMA 17-OTTOBRE-13- GIORNATA DI STUDIO
Copyright Fieldbus Foundation, February 2005
comparazione Ex nL / Ex ic
Italia
caratteristiche
Ex nL
Ex ic
metodo di protezione
limitazione di energia
limitazione di energia
zona di utilizzo accettabile zona 2
zona 2
metodo di origine
Ex n (safe in normal
operation)
Ex i (intrinsic safety)
standard di costruzione
IEC 60079-15
IEC 60079-11
manutenzione a caldo
si
si
cavi possono mantenere
una struttura multi core
come nei circuiti IS
No
si
requisiti per la
separazione dei terminali
• 50mm dai circuiti IS
• nessuna distanza
minima dai circuiti non IS
• Nessuna distanza
minima dai circuiti IS
• 50mm dai circuiti non IS
ROMA 17-OTTOBRE-13- GIORNATA DI STUDIO
Copyright Fieldbus Foundation, February 2005
stato dell’Ex nL
Italia
• già dal
1 Maggio 2011 lo standard CENELEC fa
riferimento agli apparati ‘nL’ non più come gli unici e
predefiniti
• Ex nL apparatus ha continuato a rimanere nel marcato,
con l’obbligo, da parte del fornitore di rendere chiaro nella
dichiarazione di conformità che si tratta di uno standard
non aggiornato sebbene , conforme ai requisiti vigenti di
salute e sicurezza
ROMA 17-OTTOBRE-13- GIORNATA DI STUDIO
Copyright Fieldbus Foundation, February 2005
vantaggi dello standard Ex ic
Italia
• regole di manutenzione e di installazione più precise
• valore aumentato di corrente (1,5 volte) per un dato voltaggio : traducibile in
maggiore energia disponibile in zona pericolosa
• rapporto L/R migliorato, con parametri di cablatura meno problematici
• si possono applicare le regole del ‘Apparato semplice‘
• apparati certificati come ‘ia’ e ‘ib’ possono essere usati nei sistemi ‘ic’
• sistemi ‘ic’ possono accorparsi ad altri sistemi IS per quel che riguarda cavi
multiticore
• procedure di installazione, manutenzione e ispezione possono essere
uniformate per tutti i circuiti IS delle tre zone
ROMA 17-OTTOBRE-13- GIORNATA DI STUDIO
Copyright Fieldbus Foundation, February 2005
Svantaggi dello standard Ex ic
Italia
• alcune pratiche, prima effettuabili con Ex nL non lo sono più
• solo apparati certificati IS possono essere connessi in un circuito Ex ic
• alimentatori montati in area sicura volti a fornire alimentazione ai circuiti Ex ic
adesso devono adempiere allo standard IEC60079-11.
• Ex nL era un sistema molto flessibile
• interpretazione della norma Ex ic non è ancora chiara in maniera assoluta
• i circuiti Ex ic non possono condividere gli stessi multi-cavo dei circuiti non IS
• Ex ic non si allinea facilmente con lo standard Nord Americano ‘non-incendive’
per Divisione 2
ROMA 17-OTTOBRE-13- GIORNATA DI STUDIO
Copyright Fieldbus Foundation, February 2005
Il processo di migrazione
Italia
la migrazione da Ex nL a Ex ic introduce delle differenze di tipo tecnologico:
• Ex ic è ora parte del più globale standard Intrinsic Safety relativo ai sistemi di
protezione
• le regole per la costruzione degli apparati sono ora definiti dallo standard IS
secondo le, IEC60079-1
• nuove norme relative alle distanze prese in considerazione
• nuovi requisiti per il rating (non più dei 2/3 della potenza massima)
• nuovi requisiti per la separazione nei trasformatori
• regole più rigorose per la separazione dei circuiti Ex IC e non IS (per es. tra i
trunk Ex nA e le connessioni spur dei megabloc Ex ic)
ROMA 17-OTTOBRE-13- GIORNATA DI STUDIO
Copyright Fieldbus Foundation, February 2005
115/230V AC
115/230V AC
Typical Fieldbus network
Italia
in rispetto della 12.2.1 DCS power
IEC60079-14: 2008 system
in rispetto della 12.2.1
IEC60079-14: 2008
Bulk power
supply
24V DC
FF power supply
Host H1 card
Um = 30V
IS isolation to 30V
Voltage clamp in
accordance with
IEC60079-11, Ex ic
Zone 2 Hazardous Area
Ex nA [ic]
Fieldbus trunk (Ex nA), with
voltage limitation in accordance
with Ex ic
Megablock wiring hub
Fieldbus spur Ex [ic]
Ex i certified Fieldbus
devices
ROMA 17-OTTOBRE-13- GIORNATA DI STUDIO
Copyright Fieldbus Foundation, February 2005
qualche altra considerazione…
Italia
 i componenti Ex nL ed i non-incendive tipicamente hanno un rating
30V or 35V e possono essere utilizzati con ogni FFPS
 Ex ic componenti hanno un design basato su I.S.
 pratica comune è quella di utilizzare gli attuali componenti IS : il
rating è 24V (Entity) o 17.5V (FISCO)
 Ex ic spurs sono garantiti da una combinazione dalla limitazione di
voltaggio nei FFPS ed una limitazione di corrente nel device
coupler
 andrà verificato il voltaggio di uscita degli FFPS
ROMA 17-OTTOBRE-13- GIORNATA DI STUDIO
Copyright Fieldbus Foundation, February 2005
esempio: Ex ic fieldbus spurs
Italia
Il separatore garantisce I 50 mm di
distanza tra il trunk Ex nA e gli spur Ex nc
Trunk
Spur
ROMA 17-OTTOBRE-13-11GIORNATA DI STUDIO
Copyright Fieldbus Foundation, February 2005
conclusioni
Italia
• Ex ic è la tecnica per la strumentazione per Zone 2 del
futuro
• alcuni requisiti devono ancora essere definiti
• sostituzione del Ex nL con Ex ic è logica nel
momento di portare tutto sotto lo stesso ombrello della
IS
• l’approccio è molto più rigorso del precedente Ex nL e
delle tecniche non-incendive
ROMA 17-OTTOBRE-13- GIORNATA DI STUDIO
Copyright Fieldbus Foundation, February 2005
GRAZIE
Italia
ROMA 17-OTTOBRE-13- GIORNATA DI STUDIO
Copyright Fieldbus Foundation, February 2005