
结合爆炸危险区域的防爆设计要点,设计了一种防爆电伴热智能控制器,提出了在特殊领域智防爆电器产品一体化设计的理念。关键词: 防爆;本安北京防爆认证电伴热智能控制器;设计随着电子技术和互联网技术突飞猛进的发展及物联网概念的提出,各种控制设备向智能化发展是大势所趋,应用于爆炸危险区域的智能型控制设备仅采用过去传统的方式,例如将普通的电气产品装入隔爆外壳中制成隔爆型,也即对普通设备简单防爆处理而实现防爆的方法是不适宜的,或是不可实现的。防爆电器特别是智能控制产品,结合产品功能需求综合利用各种防爆措施进行一体化设计是防爆电器设计的发展方向电气设备防爆认证产品的功能与防爆要求往往是互相制约的,如何在满足功能的前提下实现防爆要求是一体化设计的关键,本文通过对化工行业防爆认证产品电伴热系统现场防爆智能控制器的设计来阐述一体化设计的理念。

防爆智能现场电伴热北京防爆认证控制器的应用本控制器取得了IECEX和ATEX国际防爆认证、NEPSI国内防爆认证。国内应用于珠海路博润、宁夏宁煤、新疆西管等一批大中型项目,国外应用于哈萨克斯坦项目,一次性用量达到3000台。本产品立足于现场回路控制,使用方便灵活,结合了集中控制与本地控制的优势,填补了国内电伴热现场回路智能控制产品的空白,已成为电伴热控制方案中的优选产品,被广泛推广使用3结语本产品开发设计过程中综合利用了多种防爆措施,本安论述中提出了能量网格化设计概念,在满足防爆要求同时最大限度地防爆认证产品实现了功能需求,达到了一体化设计的目的,在智能型防爆认证产品防爆电气设计领域做出了一些有益的探索本产品防爆结构采用增安和浇封方法,图2中罗马字母为增安型壳体,其电源、负载、PT100传感器电缆通过增安型格兰引出;为增安型壳体中的浇封剂,除显示电路、按键电路、接线端子裸露在浇封剂外,其他硬件电路均在浇封剂中。设计思路和特点如下

熔断器的选用原则为:熔断器的融断北京防爆认证热能值<稳压二极管允许的最大浪涌电流;本例中查稳压二极管的浪涌电流IZSM = 13.4A@8.3ms换算为热能值 I2t = 13.42 *8.3ms/1000 = 1.49A2S熔断器的融化热能值(I2t),又称熔断积分曲线,其实质是熔断器熔断所需的最小热能值:总量I2t = 熔化I2t + 飞弧I2t本例中, 力特保险丝3720080融化热能值查数据手册得到:I2t = 0.023 A2S。1.49A2S远大于0.023 A2S,即当电路出现危险电压,稳压二极管断路前其上消耗的能量足以使熔断器熔断达到保护后续电路不会承受危险电压的目的1.1.3.2 电子限压、限流本安电源的设计上述二极管安全栅本安电源由于串联了较大的电阻,同时稳压二防爆认证产品极管的功率限制,其带载能力较差。为提高本安电源的带载能力和动态响应速度,电子限压、限流方法也被广泛应用,图2中的本安电源即为防爆认证产品电子限压、限流方案,电路模

限流值计算:I= Vb*R ,其中Vb为Q3、Q4的北京防爆认证动作电压(0.5~0.7V),R为R5、R6的阻值限压值计算:U2、U3为TL431,电路关断电压为:V=2.495*(1+R10/R15)本电路特点和注意事项如下1)电子限压、限流方案只适用于ib以下等级的产品,对于ia等级只能使用类似图3的线性电路2)危险测出现危险电压后,本电路自动关断输出电路,当故障消失后可自行恢复供电。根据功能需要也可以设计成锁定方式3)电子限压、限流电路因存在瞬态效应,相对于线性电路,相同电压下其允许电流大致按5倍的安全系数核算防爆认证产品,但最终以火花试验为准4)本安电源考核时需要施加最不利的计数故障即输出端完全短路的情况,因此电子防爆认证产品限压、限流电路中的开关管在故障情况下消耗的功率远大于正常工作时的功率,需要设计者选型时注意。

2、使用说明书:用户安装北京防爆认证、使用、维修的依据。2.1 产品描述、技术参数、型号含义应与企业标准相一致.2.2 应有标注所有隔爆面的结构图。2.3 应有外形安装尺寸图。2.4 应有引入装置密封圈内径与电缆外径匹配尺寸表格。2.5 应有安装、使用、维修时的注意事项。3、总装图:取证依据。3.1 技术要求注明符合XX企业标准的规定。3.2 标注空腔净容积。3.3 标注技术参数(包括型号、名称等应与企标、说明书一致)。3.4标注电气间隙、爬电距离。3.5 其它须注明的要求,如电机风扇距固定部件的最小距离等。3.6 标注所有防爆接合面防爆认证产品位置、参数。3.7 明细栏注明外壳材质。3.8 计算紧固螺栓强度(标注紧固螺栓性能等级)。3.9 有无铭牌、内外接地及标志。

软件设计本控制器在设计过程中充分考虑了软硬件的结合,软件功能简述如下 PT100温度检测采用查表法,实际测量精度达到±1℃北京防爆认证温度控制除采用ON/OFF控制外,还可选择比例算法和PID算法;3)通过测量电流和漏电流,实现了伴热带断路、漏电的检测功能;4)通过软件实现伴热带标准中的失效保护功能:即PT100故障或伴热带回路异常时停止伴热回路输出;5)采用标准modubs通讯协议,与上位机进行数据传输软件流程图见图电子限压、限流方案只适用于ib以下等级的产品,对于ia等级只能使用类似图3的线性电路2)危险测出现危险电压后,本电路自动关断输出电路,当故障消失后可自行恢复供电。根据功能需要也可以设计成锁定方式3)电子限压、限流电路因存在瞬态效应,相对于线性电路,相同电压下其允许电流大致按5倍的安全系数核算,但最终以火花试验为准4)本安电源考核时防爆认证产品需要施加最不利的计数故障即输出端完全短路的情况,因此电子限压、限流电路中的开关管在故障情况防爆认证产品下消耗的功率远大于正常工作时的功率,需要设计者选型时注意。