可编辑逻辑控制器,也就是大家熟知的PLC控制器,PLC及其配套的通讯模块因其本身运行的可靠和稳定,在工业现场领域应用极为广泛,但如果应用与爆炸性场所,普通的PLC没有经过防爆的设计,是不能应用于此危险场所的,这一类产品通常又是通过什么样的方式来满足防爆的要求呢?
(1) 改为隔爆型“d”
将复杂的通讯电路模块放置在隔爆壳体内,输入输出用防爆专用的引入装置夹紧,做成这种防爆型式的优点在于可以不用改变原有的PLC电路板,并且在电路板发生故障或短路时,也不用影响到外部环境,但是也有缺点:因为隔爆壳体密闭,空气不流通,会导致PLC在运行时温升会比较高,在高温天气使用时会影响稳定性,还有一个缺点就是因为PLC的通讯模块种类和数量比较多,这样的话,就会导致所需要的引入装置通道也会很多,这在安装和选型时会有一定的困难;
若按照此方案在普通的PLC上进行改造的话,就需要按照隔爆的要求去设计壳体或购买已取过证书的隔爆壳体(最好是空壳证),防爆标志可设计成ExdIIA/IIB/IICTxGb,可用于1区、2区。
(2) 改为本安型“i”
做成这一类产品的难度会比较大,因为PLC的通讯模块有多个PCB板,功能模块又比较多,输入和输出的通道又比较多,这些都需要设计成本安的,考虑到本安的特性,PLC的功率不能太大,不但要控制温升、间距,还要同时考虑电火花的能量,PLC的通讯模块的PCB板一般为集成化的线路板,电子元器件之间的电气间隙及爬电距离很难满足GB 3836.4-2010中表5的规定,很多时候就是依据GB 3836.4-2010中的附录F的要求来设计,如果是这样的话,PLC模块就需要有一个单独的外壳,且外壳防护等级需在IP54及以上,同时还需补做耐热耐寒、抗冲击及刚才提到的IP54,有这样的要求的原因是在间距不符合表5,那么电子元器件之间发生绝缘击穿的可能性就会增大,但如果可以通过外壳防护以排除外界中水和尘对设备的不利影响,那么可以在一定程度上防止绝缘击穿的发生;
若按照此方案在普通的PLC上进行改造的话,就需要企业要有一定的设计能力,依据本安对电路的要求,将现有的电路进行限流限压设计,防爆标志可设计成ia、ib、ic,分别可用于可用于0区、1区、2区。
(3) 改为无火花型“nA”或“ec”
做成这一类防爆型式的话,设计难度相较于本安来说要简单的多,不需要对电路进行限压限流措施,主要控制的要素就是绝缘、温升及防护等级,接下来我们依据这三个要素进行简单的描述:
a) 绝缘
简单的说就是控制电子元器件之间的间距,包括印制线路板上的印制线宽度、涂层厚度、线路板的CTI值,对于低功耗产品(低于60W),且交流电压低于60Vac,直流电压低于75Vdc,对电气间隙及爬电距离不做要求;
b) 温升
影响温升的因素除了本身的电气参数外,还有电气连接件的规格、材质及连接方式有关;
c) 防护等级(IP54以上)
在符合电气间隙爬电距离的基础上,将PLC模块放置于符合GB 3836系列标准中任意一种外壳内,且防护等级在IP54及以上。
若按照此方案在普通的PLC上进行改造的话,优点在于不需要对电路进行改造,可以较为完整的保留原有的设计结构,但电路中是不允许出现触点的,若有触点一般的做法是用浇封复合物灌胶,将触点封装起来,做成“nc”型,那么产品的防爆标志就变成了Ex nAnC,此类防爆型式的缺点就在于只可用于2区环境。
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