Urządzenia MTL w strefach Ex

Atmosfery potencjalnie wybuchowe i strefy zagrożone wybuchem

Ze względu na obecność substancji palnych, w niektórych zakładach przemysłowych mogą występować atmosfery potencjalnie wybuchowe. Z kolei tzw. strefy zagrożone wybuchem (strefy Ex) definiowane są jako obszary, na których może pojawić się mieszanina substancji wybuchowej z utleniaczem, którym najczęściej jest powietrze, zdolna do całkowitego spalenia pod wpływem pojawienia się efektywnego źródła zapłonu.

Granice wybuchowości

Zgodnie z dyrektywami ATEX opisującymi całe zagadnienie, stężenie substancji palnej w atmosferze wybuchowej powinno znajdować się między granicami wybuchowości określanymi jako odpowiednio:

• Dolna granica wybuchowości (DGW, LEL) – wartość stężenia składnika palnego w mieszaninie z powietrzem lub tlenem, poniżej której bodziec energetyczny nie spowoduje wybuchu.
• Górna granica wybuchowości (GGW, UEL) – wartość stężenia składnika palnego w mieszaninie z powietrzem lub tlenem, powyżej której bodziec energetyczny nie spowoduje wybuchu.

Przykładowymi bodźcami energetycznymi – źródłami zapłonu – mogą być iskry elektryczne, wyładowania elektrostatyczne, otwarty płomień bądź urządzenia zasilane elektrycznie.

Klasyfikacja stref zagrożenia wybuchem

Zgodnie z § 5.1. Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 8 lipca 2010 r. „w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy, związanych z możliwością wystąpienia w miejscu pracy atmosfery wybuchowej” (Dz. U. 2010 nr 138 poz. 931), strefy, w których mogą wystąpić atmosfery wybuchowe, klasyfikuje się z uwzględnieniem podziału na strefy zagrożenia wybuchem.

Strefy zgodnie z normą PN-EN-1127-7-2001 dzielimy następująco:

Strefy dla cieczy i gazów

• Strefa 0 – przestrzeń, w której atmosfera wybuchowa zawierająca mieszaninę z powietrzem substancji palnych w postaci mgieł, par bądź gazów występuje stale, często lub przez długie okresy.
• Strefa 1 – przestrzeń, w której atmosfera wybuchowa zawierająca mieszaninę z powietrzem substancji palnych w postaci mgieł, par bądź gazów może wystąpić podczas normalnego działania.
• Strefa 2 – przestrzeń, w której atmosfera wybuchowa zawierająca mieszaninę z powietrzem substancji palnych w postaci mgieł, par bądź gazów nie występuje w trakcie normalnego działania, a jeżeli wystąpi, to utrzymuje się krótki czas.

Strefy dla pyłów, proszków i włókien

• Strefa 20 – przestrzeń, w której atmosfera wybuchowa w postaci obłoku palnego pyłu występuje stale, często bądź przez długie okresy.
• Strefa 21 – przestrzeń, w której atmosfera wybuchowa w postaci obłoku palnego pyłu może wystąpić w trakcie normalnego działania.
• Strefa 22 – przestrzeń, w której atmosfera wybuchowa w postaci obłoku palnego pyłu nie występuje w trakcie normalnej pracy, a jeżeli wystąpi, utrzymuje się przez krótki czas.

Obecność zagrożenia wybuchowego wymusza na właścicielu zakładu konieczność stosowania urządzeń dostosowanych do tego rodzaju warunków. Jest to związane z minimalizacją ryzyka zapłonu, a co za tym idzie – poprawą bezpieczeństwa.

Rozwiązania firmy Eaton MTL dla stref Ex

Przykładami urządzeń przeznaczonych do pracy w warunkach zagrożenia wybuchowego są rozwiązania oferowane przez Eaton MTL, związane z komunikacją na poziomie przemysłowym. Podstawowe dwie grupy to:

• przewodowy Ethernet,
• produkty bezprzewodowe MTL.

Przewodowy Ethernet

Przewodowy Ethernet jest obecnie najczęściej wykorzystywanym przez przedsiębiorstwa sposobem przesyłania informacji. Przy projektowaniu sieci Ethernet należy mieć na uwadze, że stosuje się wiele różnych metod zasilania oraz komunikacji z urządzeniami, np. standardy komunikacji RS232 i RS485 oraz różne wyjścia 4–20 mA, co powoduje trudność z połączeniem wszystkiego w jeden, zintegrowany system komunikacyjny.

Dodatkowo komunikacja Ethernet pomiędzy sterownikami i podsystemami wejść/wyjść rozciąga się również poza szafy sterownicze i może sięgać do niemal wszystkich instalacji w zakładzie. Zdalne aplikacje We/Wy wraz z wymaganiami dotyczącymi komunikacji wideo i telefonicznej przenoszą również Ethernet do obszarów procesowych.

Wdrażanie przewodowego Ethernetu do zakładów jest utrudnione ze względu na trudne warunki pracy urządzeń, które pracują w danej strefie – np. praca w pobliżu gazów wybuchowych czy znaczne nagromadzenie pyłów. Wysokie koszty instalacji ochrony zabezpieczającej sieć Ethernet ogólnego przeznaczenia w strefach zagrożonych wybuchem, wraz z ograniczeniami konserwacyjnymi, zmniejszyły wykorzystanie zarówno przewodowego, jak i bezprzewodowego Ethernetu.

Wielu użytkowników końcowych preferuje stosowanie w obszarach niebezpiecznych iskrobezpiecznych urządzeń o małej mocy, takich jak oprzyrządowanie, po dokonaniu znacznych inwestycji w szkolenie personelu projektowego, instalacyjnego i konserwacyjnego w zakresie tej technologii.

Iskrobezpieczny Ethernet

Iskrobezpieczny Ethernet jest aktualnie używany w dwóch wersjach: miedziane przewody na krótkie odległości oraz światłowody na duże odległości. Pozwala to na zapewnienie infrastruktury WLAN, która zezwala na korzystanie z iskrobezpiecznych komputerów oraz tabletów. Przekłada się to na redukcję kosztów instalacji oraz upraszcza architekturę sieci.

W swojej ofercie dotyczącej iskrobezpiecznego Ethernetu Eaton MTL oferuje:

• zasilacze iskrobezpieczne,
• interfejsy łączące Ethernet z Ethernetem iskrobezpiecznym,
• kamery wykorzystywane do nadzorowania procesów,
• osprzęt związany z Ethernetem,
• interfejsy Ethernetowe,
• przejściówki z RS485/RS422/RS232 na iskrobezpieczny Ethernet.

Rozwiązania bezprzewodowe MTL

W zakresie rozwiązań bezprzewodowych MTL oferuje szeroki zakres elementów – od prostej wymiany przewodu w czujniku aż do rozbudowanych sieci 802.11 w strefach Ex. Technologia bezprzewodowa MTL pozwala na budowę niezawodnych i bezpiecznych systemów, które obsługują standardowe połączenia i protokoły, przekładając się na elastyczność i zmniejszając koszty magazynowania.

Zalety urządzeń bezprzewodowych MTL

• pozwalają na pracę w trudnych bądź zabezpieczonych środowiskach, gdzie przewody są stale uszkadzane ze względu na otoczenie, w jakim pracują,
• umożliwiają komunikację na dużych dystansach,
• zapewniają dostęp do danych pomiarowych dla personelu, co przekłada się na szybkość analizy wyników,
• są łatwiejsze w instalacji od odpowiedników przewodowych,
• umożliwiają łatwiejszą skalowalność,
• sieci bezprzewodowe można testować przed instalacją.

Elementy do projektowania i eksploatacji sieci bezprzewodowych

W zakresie elementów związanych z projektowaniem i eksploatacją sieci bezprzewodowych MTL oferuje szeroki zakres komponentów:

• anteny i elementy potrzebne do zaprojektowania sieci bezprzewodowej,
• modemy,
• interfejsy,
• transmitery,
• przetworniki.

Podsumowanie

Podsumowując, oferta firmy MTL jest w stanie zapewnić trwałą, stabilną i efektywną komunikację przemysłową w warunkach występowania zagrożenia wybuchowego, co jest o tyle istotne, że są to warunki wymagające szczególnej uwagi i zastosowania odpowiednich środków zaradczych.