西門子SIMATIC系統(tǒng)在安全防爆場所的應(yīng)用

西門子SIMATIC系統(tǒng)在安全防爆場所的應(yīng)用1.

前言化工生產(chǎn)過程中中相當(dāng)大的一一部分場所為為具有爆炸危危險性氣體存存在的危險場場所，自動控控制系統(tǒng)在這這類場合下的的應(yīng)用一定要要遵從符合防防爆安全技術(shù)術(shù)規(guī)范。在爆爆炸危險區(qū)內(nèi)內(nèi)本質(zhì)安全防防爆（Ex-i）方式是自自控設(shè)計者經(jīng)經(jīng)常使用的方方法，本安防防爆在過程控控制系統(tǒng)工程程設(shè)計、施工工、工程造價價以及可操作作性和維護(hù)性性等方面相對對于其他防爆爆形式（Ex-d、Ex-e、Ex-m等）具有明明顯的優(yōu)越性性。西門子的全集成成一體化控制制系統(tǒng)在危險險區(qū)的本安防防爆應(yīng)用方式式上具有很大大的靈活性。具具有大量安全全防爆產(chǎn)品可可供用戶設(shè)計計成為滿足不不同要求的本本安防爆系統(tǒng)統(tǒng)，極大的方方便了用戶的的選擇和應(yīng)用用，用戶可以以根據(jù)自己的的實際情況和和資金情況涉涉及建立最符符合自己要求求的防爆控制制系統(tǒng)。本文就西門子防防爆系統(tǒng)的幾幾種應(yīng)用方式式進(jìn)行了探討討和總結(jié)，以以求對防爆用用戶的設(shè)計應(yīng)應(yīng)用有所幫助助啟發(fā)。2.

爆炸性危險險場所的劃分分

在危險場所中安安全地使用爆爆炸性環(huán)境用用電氣設(shè)備的的前題條件是是合理的選擇擇、正確的安安裝和考慮系系統(tǒng)日常生產(chǎn)產(chǎn)運行時必要要的維護(hù)。因因此應(yīng)根據(jù)其其使用所在的的危險場所的的性質(zhì)來合理理的選擇防爆爆電氣設(shè)備。危險場所就是由由于存在著易易燃易爆性氣氣體、蒸氣、液液體、可燃性性粉塵或者可可燃性纖維而而具有引起火火災(zāi)或者爆炸炸危險的場所所。典型的危危險場所，如如石油化工行行業(yè)中爆炸性性物質(zhì)的生產(chǎn)產(chǎn)、加工和貯貯存過程中所所形成的環(huán)境境。對爆炸性性氣體環(huán)境，按按場所中危險險物質(zhì)存在時時間的長短，將將爆炸性氣體體環(huán)境危險區(qū)區(qū)域劃分為三三個區(qū)，即分分為Ex.Zoone0區(qū)、Ex.Zoone1區(qū)和Ex.Zoone2區(qū)。Ex.Zonee0區(qū)：連續(xù)出出現(xiàn)或長期出出現(xiàn)爆炸性氣氣體混和物的的環(huán)境。Ex.Zonee1區(qū)：在正常常運行時可能能出現(xiàn)爆炸性性氣體混和物物的環(huán)境。Ex.Zonee2區(qū)：在正常常運行時不可可能出現(xiàn)爆炸炸性氣體混和和物的環(huán)境或或即使出現(xiàn)也也僅是短時存存在的爆炸性性氣體混和物物的環(huán)境。在工程實踐中，Ex.Zoone0區(qū)一般只存存在于密閉的的容器、貯罐罐等內(nèi)部氣體體空間，在實實際設(shè)計過程程中Ex.Zoone1區(qū)也很少存存在，大多數(shù)數(shù)情況屬于Ex.Zoone2區(qū)。為實現(xiàn)電氣設(shè)備備防爆，工程程上采取了多多種防爆技術(shù)術(shù)方法，并通通過防爆認(rèn)證證，構(gòu)成防爆爆電氣設(shè)備，用用來防止爆炸炸危險性環(huán)境境形成及其爆爆炸。主要有有隔爆、本安安、增安、正正壓、充油、充充砂、無火花花型等形式的的防爆電氣設(shè)設(shè)備。對于自自控系統(tǒng)來說說，最常見的的是隔爆和本本安兩種防爆爆技術(shù)方法。本本安防爆技術(shù)術(shù)又具有很多多優(yōu)點，如本本質(zhì)安全，結(jié)結(jié)構(gòu)簡單，可可帶電檢修等等，在過程儀儀表自控系統(tǒng)統(tǒng)中是第一選選擇。本質(zhì)安全型電氣氣設(shè)備是從限限制電路中的的能量入手，通通過可靠的控控制電路參數(shù)數(shù)設(shè)計，將潛潛在的電火花花能量降低到到可點燃規(guī)定定的氣體混合合物能量以下下，導(dǎo)線及元元件、殼體表表面的發(fā)熱溫溫度也限制在在規(guī)定的氣體體混合物的點點燃溫度之下下。本質(zhì)安全全防爆型式的的設(shè)備內(nèi)部，所所有電路都是是由在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)規(guī)定條件(包括正常工工作和規(guī)定的的故障條件)下，產(chǎn)生的的任何電火花花或任何熱效效應(yīng)均不能點點燃規(guī)定的爆爆炸性氣體環(huán)環(huán)境的本質(zhì)安安全電路。它它又分為“ia”、“ib”兩個等級，“ia”等級電氣設(shè)設(shè)備，是正常常工作和施加加一個故障和和任意組合的的兩個故障條條件下，均不不能引起點燃燃的本質(zhì)安全全型電氣設(shè)備備；“ib”等級電氣設(shè)設(shè)備，是正常常工作和施加加一個故障條條件下，不能能引起點燃的的本質(zhì)安全型型電氣設(shè)備(參見GB383364標(biāo)準(zhǔn))。本安防爆爆形式因?qū)δ苣芰坑袊?yán)格的的限制，因此此只能應(yīng)用于于弱電設(shè)備中中，設(shè)備其中中Ex-ia設(shè)備適用于Ex.Zoone0、1、2區(qū)或Ex-ib設(shè)備適用于Ex.Zoone1、2區(qū)。本安防防爆設(shè)備可以以在帶電情況況下進(jìn)行檢修修和校準(zhǔn)，因因此尤其適合合過程自控系系統(tǒng)應(yīng)用。本安防爆技術(shù)的的優(yōu)點和特點點使得其在過過程自動控制制領(lǐng)域獲得了了越來越廣泛泛的應(yīng)用，本本文將以自控控系統(tǒng)的本安安應(yīng)用作為重重點進(jìn)行討論論。3.

西門子SIMATTIC系統(tǒng)在安全全防爆場所的的幾種應(yīng)用解解決方案由于近年西門子子全集成自動動化（TIA）理念在西西門子系統(tǒng)中中的推廣和應(yīng)應(yīng)用，西門子子SIMATTIC系統(tǒng)尤其PCS7系統(tǒng)中增添添了許多可供供用戶選擇的的豐富的安全全防爆系統(tǒng)解解決方案，大大大加強(qiáng)了其其在安全防爆爆領(lǐng)域的應(yīng)用用能力。而且且由于本質(zhì)安安全型現(xiàn)場總總線PROFIIBUS-PPA的推廣應(yīng)用用，日臻成熟熟，為解決傳傳統(tǒng)的安全防防爆系統(tǒng)設(shè)計計提供了更靈靈活、可靠的的解決方案。本本文主要介紹紹以西門子SIMATTIC系統(tǒng)為核心心構(gòu)架完成一一個安全防爆爆系統(tǒng)的幾種種典型解決方方案。(1)從點對點點接線到點對對點接線(PoinnttoPointt)解決方案即傳統(tǒng)DCS//PLC+安全柵方案案，見圖1所示。這類類本安防爆接接口以隔離式式和齊納式安安全柵為代表表。應(yīng)用特點點是本安防爆爆現(xiàn)場儀表以以點對點的接接線方式通過過電纜接至安安全區(qū)控制柜柜內(nèi)的安全柵柵，安全柵再再以點對點的的接線方式接接至控制系統(tǒng)統(tǒng)(DCS／PLC)的通用I/O卡。這是傳傳統(tǒng)的本安防防爆接口技術(shù)術(shù)。(2)本安防爆爆I/O卡板解決方方案本安防爆I/OO卡板解決方方案是在DCS／PLC的通用I/O卡板基礎(chǔ)上上增加本安電電路，使之成成為本安防爆爆卡板，可直直接與現(xiàn)場兩兩線制本安儀儀表相連接，省省卻安全柵環(huán)環(huán)節(jié)，構(gòu)成本本安防爆控制制系統(tǒng)，見圖圖2所示。其本本質(zhì)與DCS/PPLC+安全柵方案案相同，但是是減少了安全全柵環(huán)節(jié)，節(jié)節(jié)省了線路連連接點，因此此能夠降低系系統(tǒng)的故障點點。而且這類類本安模塊如如SIMATTIC

SS7-3000系列的本安安防爆式ExI//O卡板SM322，SM321，SM331，SM332等，其防爆爆等級為Ex-ibbIIC，可以掛接Ex.Zoone1區(qū)內(nèi)的本安安儀表。由于于本安防爆卡卡板使用了集集成安全柵技技術(shù)，減少了了隔離式和齊齊納式安全柵柵的使用，因因此結(jié)構(gòu)緊湊湊，節(jié)約了空空間和費用。

圖1：點對點點接線本安防防爆方案圖2：本安I//O卡板防爆方方案（3）從總線到到總線(BustoBuus)解決方案即FISCO現(xiàn)現(xiàn)場總線解決決方案。FielddbusIInstinnsicaiillySSafeCConcepptModdem現(xiàn)場總線本本質(zhì)安全防爆爆構(gòu)想模型簡簡稱FISCO。FISCO使得PROFIIBUS-PPA現(xiàn)場總線以以本質(zhì)安全方方式安裝使用用在Ex-區(qū)成為可能能，以經(jīng)濟(jì)簡簡便的方式解解決了現(xiàn)場總總線的防爆應(yīng)應(yīng)用問題。FISCO適用于Ex-iaaIIC級別的本安安防爆方式。PROFIIBUS-PPA總線既能實實現(xiàn)數(shù)字通訊訊（31.255kbps），又可實實現(xiàn)對所掛接接現(xiàn)場總線儀儀表的本安供供電。西門子子PROFIIBUS-PPA總線防爆系系統(tǒng)一般由DP/PAA耦合器/鏈接器，本本安配電鏈接接模塊，T型總線接頭頭、PA總線電纜和和本安現(xiàn)場總總線儀表構(gòu)成成。BusttoBuss方式的應(yīng)用用特點是智能能現(xiàn)場總線儀儀表以總線方方式掛接在PROFIIBUS-PPA上，經(jīng)過上上述產(chǎn)品，仍仍以現(xiàn)場總線線方式接至控控制系統(tǒng)的現(xiàn)現(xiàn)場總線網(wǎng)卡卡。整個系統(tǒng)統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號號鏈路用一條條雙絞電纜即即可構(gòu)成。其特點是：直接接用于危險區(qū)區(qū)域中的現(xiàn)場場總線不僅節(jié)節(jié)省了大量的的布線成本，而而且也節(jié)約了了許多傳統(tǒng)方方案中必須的的I/O信號的隔離離柵、配電盤盤和分流器和和大量信號電電纜，同時節(jié)節(jié)約了大量控控制箱柜空間間。此外，還還可以省去防防爆現(xiàn)場元件件的機(jī)械保護(hù)護(hù)裝置如雙層層絕緣、附加加金屬保護(hù)網(wǎng)網(wǎng)等，以及在在使用非本質(zhì)質(zhì)安全導(dǎo)線時時所需要的防防爆鋼管。FISCO本質(zhì)質(zhì)安全現(xiàn)場總總線（如PROFIIBUS-PPA）是最新的的本安防爆接接口技術(shù)。圖3：BustoBuus接線本安防防爆方案(4)從點對點點接線到總線線(PoinnttoBus)解決方案即本安防爆遠(yuǎn)程程分布式I/O方案，產(chǎn)品品包括總線式式隔離安全柵柵和本安型的的分布式I/O模塊。其中中極具代表性性的是西門子子ET2000iSP系列本質(zhì)安安全分布式I/O。見圖2所示：ET2000iSP本身可以安安裝應(yīng)用在Ex.Zoone1區(qū)，通過點點對點電纜連連接至Ex.Zoone0區(qū)的本安儀儀表。與從總線到總線線(BustoBuus)解決方案相相比，其應(yīng)用用特點是：現(xiàn)現(xiàn)場儀表仍可可以采用傳統(tǒng)統(tǒng)4～20mA本安儀表，以以點對點的接接線方式接至至分布式I/O，而分布式I/O向上則以經(jīng)經(jīng)本安鏈接器器485/iiS隔離后的PROFIIBUS-DDP/iS（1.5Mbbps）總線方式式接至控制系系統(tǒng)通信總線線或現(xiàn)場總線線網(wǎng)卡。ET2000iSP不僅具有安安全柵功能，為為現(xiàn)場回路提提供本質(zhì)安全全防爆，而且且ET2000iSP本身還具有有很高的防爆爆安全等級，其I/O模塊、電源模塊和網(wǎng)關(guān)本身也采用本安防爆（ATEXII2GEExibIICT4）。因而ET200iSP可以直接安裝在Ex.Zone1區(qū)，可對其所有電子模塊（包括電源模塊和總線連接模塊）進(jìn)行帶電熱插拔維護(hù)、操作。顯然，這種本安防爆解決方案中，現(xiàn)場儀表仍可使用傳統(tǒng)的4—20mA儀表。本安防爆遠(yuǎn)程分布式I/O方案是能兼顧FISCO現(xiàn)場總線方式和點對點方式兩類應(yīng)用方案優(yōu)點的一種中間方案，也是本文將詳細(xì)討論的方案。除ET200iiSP外，值得一一提的是SIMATTIC還有防爆ET2000M分布式I/O方案可供用用戶選擇。ET2000M如果選用相相應(yīng)的防爆結(jié)結(jié)構(gòu)和S7-3000系列的防爆ExI//O卡板后，其其本身就構(gòu)成成無火花型防防爆形式，可可以直接安裝裝在危險區(qū)。但ET200M本身的防爆級別要比ET200iSP低，只能安裝在增安型(Exe)保護(hù)箱中，用于Ex.Zone2區(qū)。ET200M的數(shù)據(jù)傳輸采用PROFIBUS-DP，最高速率可達(dá)12Mbps，相比ET200iSP的1.5Mbps通訊速率要高。圖4：本安防爆爆分布式I/O解決方案4.

西門子控制制系統(tǒng)防爆器器件介紹（1）ET2000iSPSIMATICCET-2200iSPP是用于Ex危險區(qū)的分分布式I/O系統(tǒng)。使用用符合歐洲電電工標(biāo)準(zhǔn)委員員會標(biāo)準(zhǔn)防爆爆等級Ex[iaa/ib]IICTT4的新型PROFIIBUS分布式外設(shè)設(shè)，可以安裝裝于危險區(qū)域域Ex.Zoone1中，連接來來自Ex.Zoone0區(qū)的本安信信號。ET-2000iSP通過本質(zhì)安安全的PROFIIBUS-DDP/iS總線實現(xiàn)與與控制系統(tǒng)的的通訊，傳輸輸速率1.5Mbbps。ET-200iiSP采用位模塊塊化結(jié)構(gòu)，如如圖5所示：圖5：ET2000iSP結(jié)構(gòu)組成?

一個SSIMATIICET--200iSSP站點由一個個密封電源、一一個用于連接接PROFIIBUS-DDP的接口模塊(可擴(kuò)展32塊電子模塊)，和一個總總線終端電阻阻模塊組成。而而且，其電源源和接口模塊塊均可進(jìn)行冗冗余配置。?

ET--200iSSP的防爆電源源是一個隔爆爆Ex-d的供電模塊塊，由安全總總線底板向各各電子模塊供供電。電源模模塊本身的供供電通過Ex-e端子實現(xiàn)，在在危險區(qū)不允允許拆開此連連接。而且送送電電源必須須安裝在安全全區(qū)。?

每臺EET-2000iSP的PROFFIBUSDP接口模塊最最多可連接64個模擬信號號或128個數(shù)字信號號。?

ET--200iSSP的模塊化結(jié)結(jié)構(gòu)為用戶提提供了最大限限度的靈活性性，可以連接接NAMURR數(shù)字量輸入入、電磁閥、模模擬量輸入/輸出、HART輸入/輸出、熱電電耦以及熱電電阻等。所有有電子模塊均均具有本安結(jié)結(jié)構(gòu)，而且在在危險1區(qū)可對所有有的電子模塊塊(包括供電及及總線連接模模塊)帶電進(jìn)行更更換，即“熱插拔”。?

HARRT協(xié)議模板可可實現(xiàn)與HART儀表的無縫縫集成。?

采用彈彈簧壓緊或螺螺釘快速連接接現(xiàn)場本安設(shè)設(shè)備。（2）

ET2200M在SIMATIICET200產(chǎn)品系列中中，ET2200M是主要的分分布式I/O系統(tǒng)，與SIMATTICPCCS7一起用于過過程應(yīng)用，支支持在線修改改(使用有源總總線模塊設(shè)計計)，它可使用用豐富的S7-3000I/OO模塊包括S7-3000標(biāo)準(zhǔn)信號模模塊，冗余信號模模塊，防爆輸入/輸出模塊以以及符合HART協(xié)議的防爆爆模擬量輸入入和輸出模塊塊。每個ET2000M接口模塊最最多可以連接接8個I/O模塊。ET2000M是在PROFIIBUS-DDP現(xiàn)場總線上上的從站，最最大數(shù)據(jù)傳輸輸速率為12Mbbit/s。?

ET2200M模塊本身采采用無火花型型防爆，即ATEXII3GEExxnIIIAT44，配合增安安型防護(hù)箱，可可安裝在Ex.Zoone2區(qū)，這已可可滿足大部分分現(xiàn)場機(jī)柜安安裝地點的防防爆要求，其其連接的本安安傳感器/執(zhí)行器可以以用于Ex.Zoone1區(qū)。?

ET200M可選用有源源總線模板進(jìn)進(jìn)行配置。在在非防爆環(huán)境境中，允許帶帶電熱插拔操操作，但在危危險區(qū)使用時時不能進(jìn)行熱熱插拔維護(hù)。（3）

本安防爆I/O卡板表1：SIMAATIC

S7-3000系列的隔離離式ExI//O卡板類型規(guī)格防爆級別ExSM3221數(shù)字量輸入

4×24VVDC

﹤2kHzEx-ibIIICExSM3222數(shù)字量輸出

4×24VVDC或15VDCC

﹤100HzzEx-ibIIICExSM3331模擬量輸入

4/8×mmA、mV、TC、RTD、電阻Ex-ibIIICExSM3332模擬量輸出

4×mAEx-ibIIIC（4）

RS4485/ISS耦合器由于ET2000iSP直接安裝在Ex.Zoone1區(qū)，進(jìn)行本本安操作需要要本安PROFIIBUS-DDP總線。RS4855-IS耦合器是一一個“現(xiàn)場總線隔隔離器”，非本安的PROFIIBUS-DDP總線通過RS4855-IS耦合器后成成為本安的PROFIIBUS-DDP/iS總線。RS4855/IS耦合器對總總線進(jìn)行隔離離并限制其能能量，使之處處于安全范圍圍之內(nèi)，起到到了總線中繼繼和防爆隔離離的作用。在在危險區(qū)內(nèi)，本本安的PROFIIBUS-DDP/iS可以帶電進(jìn)進(jìn)行插接操作作。需要注意RS4485-ISS耦合器本身身必須安裝在在安全區(qū)內(nèi)。（5）

DP//PA耦合器/鏈接器

DP/PA耦合合器/鏈接器實現(xiàn)PROFIIBUS-DDP到本安現(xiàn)場場總線PROFIIBUS-PPA的轉(zhuǎn)換和連連接。PA本安現(xiàn)場總總線還可以實實現(xiàn)對本安現(xiàn)現(xiàn)場總線儀表表的饋電。DP/PA耦合合器（Coupller）的主要作作用：?

實現(xiàn)物物理層的轉(zhuǎn)換換，并通過總總線向現(xiàn)場儀儀表供電?

實現(xiàn)安安全柵隔離功功能，使危險險區(qū)與安全區(qū)區(qū)電氣隔離。DP/PA鏈接接器（Link）的主要作作用：?

完成過過程儀表與主主控制器之間間的數(shù)據(jù)通訊訊工作，它肩肩負(fù)著主設(shè)備備和從設(shè)備的的雙重身份。作作為主設(shè)備，它它控制著內(nèi)部部總線的正常常工作；作為為從設(shè)備，它它又擔(dān)負(fù)著與與上一層總線線的通訊任務(wù)務(wù)。?

DP//PA鏈接器是一一種非常簡單單的網(wǎng)關(guān)，它它可互連PROFIIBUS-DDP和PROFIIBUS-PPA，但去耦傳傳輸速率。這這就意味著PROFIIBUS-DDP和PROFIIBUS-PPA可以組合使使用，而不會會影響PROFIIBUS--DP的性能。（6）

本安操作員員面板如果防爆現(xiàn)場需需要更多的信信息顯示和操操作，在控制制系統(tǒng)中設(shè)計計選擇防爆操操作界面是非非常必要的。安安全防爆操作作屏由于功率率較大，大多多采用隔爆形形式實現(xiàn)防爆爆。5.

西門子本安安防爆系統(tǒng)的的綜合應(yīng)用前文所述4種本本安防爆控制制系統(tǒng)解決方方案有各自的的特點和應(yīng)用用場合，在實實踐中均有很很多應(yīng)用實例例。而且SIMATTIC系統(tǒng)還提供供了很大的靈靈活性，用戶戶可以很方便便的利用一種種解決方案組組成自己的本本安防爆控制制系統(tǒng)。因為為西門子的集集成一體化思思想在SIMATTIC產(chǎn)品上的充充分體現(xiàn)，我我們可以通過過一條PROFIIBUS-DDP現(xiàn)場總線將將幾種防爆解解決方案統(tǒng)一一在一個防爆爆控制系統(tǒng)中中，如圖5所示，甚至至將防爆應(yīng)用用和非防爆應(yīng)應(yīng)用統(tǒng)一在一一個控制系統(tǒng)統(tǒng)中。這常見見于西門子PCS7系統(tǒng)中多區(qū)區(qū)域、多場所所、多站點的的應(yīng)用。因此用戶可以根根據(jù)自己生產(chǎn)產(chǎn)的特點，充充分的利用不不同防爆解決決方案的特點點，靈活組合合幾種防爆解解決方案組成成自己的本安安防爆控制系系統(tǒng)。圖5是西門子SIMATTIC本安防爆系系統(tǒng)的綜合應(yīng)應(yīng)用。圖5西門子防爆爆系統(tǒng)的綜合合應(yīng)用6.

本安防爆分分布式I/O方案應(yīng)用實實例詳見文后附錄：：西門子本安安防爆分布式式I/OEET200iiSP在無菌制藥藥生產(chǎn)中的應(yīng)應(yīng)用7.

應(yīng)用體會和和結(jié)論1)

西門子本安安防爆分布式式I/O方案的技術(shù)術(shù)優(yōu)勢傳統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備備和HART現(xiàn)場設(shè)備或或智能化現(xiàn)場場過程設(shè)備更更適宜通過使使用ET200系列分布式I/O連接到PROFIIBUS。這些本安安傳感器/執(zhí)行器還可可用于Ex.Zoone2、1或0區(qū)。這使得得分布式過程程I/O成為現(xiàn)在的的主流產(chǎn)品。本文認(rèn)為：由于于本安防爆分分布式I/O方案能夠兼兼顧兼顧FISCO現(xiàn)場總線方方式和點對點點方式兩類應(yīng)應(yīng)用方案的優(yōu)優(yōu)點，能照顧顧和符合目前前大部分用戶戶的使用、維維護(hù)水平和要要求，工程投投資節(jié)約也非非常明顯，因因此將得到廣廣泛應(yīng)用。采采用本安防爆爆分布式I/O方案的優(yōu)勢勢主要體現(xiàn)在在以下方面：：l

與傳統(tǒng)安全全柵方案相比比?

由于減減少了電纜和和控制系統(tǒng)I/O卡的使用量量，從而可節(jié)節(jié)省系統(tǒng)的硬硬件成本；?

本安分分布式I/O集成本安電電路比原來I/O卡+安全柵的成成本低，而且且結(jié)構(gòu)簡單緊緊湊，占用控控制柜空間小小，能使用相相應(yīng)的體積更更小的控制柜柜，緊湊的結(jié)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致成本本大幅度地降降低。?

由于本本安分布式I/O可以直接安安裝應(yīng)用在危危險Ex.Zoone2、1區(qū)，減少了了電纜鋪設(shè)和和接線的工作作量，從而可可降低工程的的施工費用。?

集成的的總線鏈接器器代替過去密密集、冗長的的電纜，能夠夠明顯加快安安裝調(diào)試過程程。?

由于分分布式I/O模塊智能化化程度大大提提高，更方便便用戶的使用用和維護(hù)。?

從控制制室到現(xiàn)場本本安分布式I/O之間只有一一條總線，一一目了然且不不容易發(fā)生故故障并簡化維維護(hù)。?

本安分分布式I/O簡單的結(jié)構(gòu)構(gòu)意味著快速速的安裝，少少量的接線，更更少的故障點點。?

不依賴賴于有源的背背板總線“熱插技”技術(shù)使得ET2000iSP的維護(hù)工作作大大降低。不不需要將整個個系統(tǒng)停機(jī)或或斷電就可以以在幾秒鐘內(nèi)內(nèi)更換一個模模塊。相互獨獨立的接線端端子底板和電電子模板結(jié)構(gòu)構(gòu)避免了重復(fù)復(fù)接線的工作作。l

與現(xiàn)場總線線方案相比?

可將傳傳統(tǒng)模擬量信信號掛接到現(xiàn)現(xiàn)場總線上，這這些模擬量信信號如4~20mmA信號(AI/AAO)、熱電偶和和熱電阻信號號、NAMUR開關(guān)和干接接點信號(DI)、NAMUR或干接點頻頻率量信號(PI)、電磁閥驅(qū)驅(qū)動信號及報報警輸出信號號(DO)等，并不會會很快被現(xiàn)場場總線完全取取代；?

與現(xiàn)場場總線方案相相同也可在一一根總線上傳傳遞多點位的的測量和控制制信息；?

更適應(yīng)應(yīng)員工素質(zhì)的的逐步提高，既既可使用傳統(tǒng)統(tǒng)的儀表檢測測工具對現(xiàn)場場儀表進(jìn)行維維護(hù)和檢修，又又可使用PC機(jī)等智能工工具學(xué)習(xí)現(xiàn)場場總線儀表的的維護(hù)和檢修修方法，為今今后使用現(xiàn)場場總線儀表做做準(zhǔn)備?？梢姡梦鏖T門子本安防爆爆分布式I/O方案是比較較適合我國目目前儀表控制制系統(tǒng)發(fā)展水水平的一種本本安防爆系統(tǒng)統(tǒng)解決方案，其其綜合了傳統(tǒng)統(tǒng)點對點本安安防爆和本安安現(xiàn)場總線這這兩種方式的的優(yōu)點，既有有技術(shù)先進(jìn)性性，又照顧了了傳統(tǒng)儀表的的使用方式，因因此本安防爆爆分布式I/O方案具有非非常強(qiáng)的技術(shù)術(shù)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)越越性，具有非非常最大的應(yīng)應(yīng)用發(fā)展空間間。2）西門子本安安防爆分布式式I/O的適用場合合雖然具有本安防防爆功能的分分布式I/O技術(shù)發(fā)展很很快，但是什什么樣的防爆爆場合適用分分布式I/O方案仍然是是人們經(jīng)常關(guān)關(guān)心的話題。實實踐表明，在在以下幾種防防爆場合，用用戶應(yīng)考慮采采用分布式I/O方案。?

當(dāng)同時時建設(shè)幾個比比較分散的生生產(chǎn)裝置時，用用戶既不愿為為每個裝置都都建設(shè)獨立的的主控室，又又不愿將太多多的錢花在電電纜和橋架上上。如果這些些裝置本來就就準(zhǔn)備采用本本安防爆，選選用帶有本安安防爆功能的的西門子SIMATTICETT200iSSP、ET2000M系列遠(yuǎn)程I/O便可一舉兩兩得。?

當(dāng)主要要裝置進(jìn)行建建設(shè)時，常有有某些輔助裝裝置不能同步步建設(shè)，或者者主裝置的某某一部分不能能同步進(jìn)行，甚甚至不能確定定這些部分何何時才能建設(shè)設(shè)，如果預(yù)留留這部分的主主控室空間或或DCS容量，單次次投資又太大大。此時，若若這些輔助裝裝置和不確定定的部分需要要本安防爆，則則可設(shè)計采用用分布式I/O方案，待進(jìn)進(jìn)行后期建設(shè)設(shè)時加入主系系統(tǒng)即可。?

防爆生生產(chǎn)裝置在原原有控制系統(tǒng)統(tǒng)基礎(chǔ)上改擴(kuò)擴(kuò)建，尤其工工期較緊時。推推薦采用防爆爆分布式I/O方案，這樣樣可以減少新新增點調(diào)試時時對原系統(tǒng)控控制程序的干干擾和誤修改改，便于獨立立調(diào)試。?

或是當(dāng)當(dāng)生產(chǎn)裝置改改擴(kuò)建時，用用戶希望避免免在已經(jīng)擁擠擠的主控室擴(kuò)擴(kuò)充新的DCS機(jī)柜和安全全柵機(jī)柜。此此時，只要原原有的DCS系統(tǒng)具有總總線通信能力力，便可采用用分布式I/O方案。?

當(dāng)一個個裝置的檢測測點較多，同同時購置大量量I/O卡和安全柵柵成本很高。此此時，較合理理的方案就是是采用結(jié)合I/O卡和安全柵柵功能為一體體的防爆分布布式I/O方案。?

當(dāng)控制制系統(tǒng)采用現(xiàn)現(xiàn)場總線方案案，某一個防防爆生產(chǎn)裝置置的有些現(xiàn)場場儀表沒有本本安現(xiàn)場總線線型品種，或或者不值得采采用現(xiàn)場總線線型儀表。這這時可采用能能掛接到現(xiàn)場場總線上去的的防爆分布式式I/O。西門子SIMAATICPPCS7系統(tǒng)中應(yīng)用用于本安防爆爆場合的分布布式I/O品種已經(jīng)非非常豐富，應(yīng)應(yīng)用實例也非非常多。用戶戶應(yīng)結(jié)合自己己的現(xiàn)場情況況和控制應(yīng)用用需要，合理理選用分布式式I/O，設(shè)計出既既安全可靠，又又節(jié)省投資的的應(yīng)用方案。附：西門子本安安防爆分布式式I/OEET200iiSP在無菌制藥藥生產(chǎn)中的應(yīng)應(yīng)用華北制藥股份有有限公司是目目前世界上最最大的抗生素素生產(chǎn)制造基基地。其某一一無菌抗生素素提煉精制包包裝車間，生生產(chǎn)現(xiàn)場既是是防爆區(qū)又是是醫(yī)藥生產(chǎn)潔潔凈區(qū)，因此此根據(jù)生產(chǎn)工工藝和生產(chǎn)線線設(shè)備分布特特點，設(shè)計使使用了以防爆爆式遠(yuǎn)程I/OEET200iiSP構(gòu)成控制系系統(tǒng)，完成了了無菌抗生素素晶體的從過過濾、洗滌、干干燥到分裝包包裝全流程的的自動化控制制。完全符合合制藥生產(chǎn)GMP要求，具有有現(xiàn)場布線簡簡潔，方便清清潔無死角，防防爆等級高，控控制元件可以以實現(xiàn)本安帶帶電檢修等特特點，非常適適合在無菌制制藥生產(chǎn)過程程推廣。項目介紹本項目包括有四四臺過濾、洗洗滌、干燥三三合一大型機(jī)機(jī)組，由每兩兩臺機(jī)組組成成一條生產(chǎn)線線。生產(chǎn)線具具體組成見圖圖1所示。生產(chǎn)產(chǎn)線的設(shè)備組組成按生產(chǎn)流流程順序依次次是：罐式三三合一干燥器器，全排料管管道，排料料料倉，振蕩篩篩，稱量分裝裝裝置等組成成。圖1：三合一生生產(chǎn)線的設(shè)備備組成生產(chǎn)線的生產(chǎn)工工藝簡介如下下：1)

先先密閉整個機(jī)機(jī)組系統(tǒng)，充充入惰性氣體體保護(hù)，通過過進(jìn)料自動閥閥門加入抗生生素待處理結(jié)結(jié)晶液，達(dá)到到一定體積量量后關(guān)閉進(jìn)料料閥。2)

通通入惰性氣體體加壓，通過過底部的大型型金屬過濾板板實現(xiàn)抗生素素結(jié)晶液的固固液分離。3)

抗抗生素結(jié)晶液液固液分離后后進(jìn)行噴淋洗洗滌。4)

洗洗滌結(jié)束后通通過液壓裝置置下降攪拌裝裝置進(jìn)行攪拌拌，并同時利利用攪拌內(nèi)部部的加熱管路路系統(tǒng)加熱物物料層，并嚴(yán)嚴(yán)格控制干燥燥過程溫度，否否則會使抗生生素的降解失失效。在加熱熱干燥的同時時進(jìn)行系統(tǒng)抽抽真空操作，使使溶媒快速蒸蒸發(fā)。5)

物物料層干燥合合格后（可以以取樣檢測），停停止真空，進(jìn)進(jìn)入自動排料料程序。6)

自自動排料程序序：在排料口口通入惰性氣氣體，同時在在料倉側(cè)抽真真空，然后控控制攪拌轉(zhuǎn)速速和攪拌葉下下降速度進(jìn)行行刮料、送料料動作，使粉粉狀物料快速速通過排料閥閥進(jìn)入料倉，當(dāng)當(dāng)攪拌刮至接接近金屬過濾濾板層時停止止攪拌下降，然然后噴吹惰性性氣體，將底底層物料全部部吹至料倉。7)

物物料進(jìn)入料倉倉后進(jìn)行料位位檢測，并分分批下裝至計計量倉，通過過稱量控制閥閥門進(jìn)行分裝裝。至此完成成抗生素的無無菌過濾，洗洗滌，干燥，分分裝過程。生產(chǎn)系統(tǒng)控制特特點分析三合一生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)工序流程長長，監(jiān)控點數(shù)數(shù)多，動作復(fù)復(fù)雜，既有大大量開關(guān)量聯(lián)聯(lián)鎖、順序控控制，又有大大量模擬量回回路調(diào)節(jié)；同同時生產(chǎn)全過過程既是潔凈凈生產(chǎn)環(huán)境，又又是易燃易爆爆危險環(huán)境，既既有很高的安安全性要求，又又有非常高的的控制精度要要求?？刂葡迪到y(tǒng)可以實現(xiàn)現(xiàn)完全的自動動化操作控制制，系統(tǒng)組成成復(fù)雜，控制制系統(tǒng)涉及的的功能多樣，可可以完成的功功能有：運動動控制，液壓壓系統(tǒng)，惰性性氣體保護(hù)，機(jī)機(jī)械傳動，變變頻調(diào)速，自自動閥門控制制，正負(fù)壓控控制，還有易易燃易爆危險險區(qū)內(nèi)的信息息顯示與操作作，信號包括括流量、溫度度、壓力、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、扭矩、料料位、動態(tài)重重量等模擬量量的實時狀態(tài)態(tài)監(jiān)測控制，以以及機(jī)械位置置、壓力開關(guān)關(guān)、流量開關(guān)關(guān)、料位、安安全保護(hù)等開開關(guān)量。此生產(chǎn)線的生產(chǎn)產(chǎn)現(xiàn)場特殊，要要求很高：1)

醫(yī)藥潔凈區(qū)區(qū)，（萬級區(qū)區(qū)~百級區(qū)），制制藥管理規(guī)范范GMP要求現(xiàn)場越越簡潔越好，便便于清潔，免免除清潔死角角2)

是防爆區(qū)，為為Zone1區(qū)，含有多多種有機(jī)溶媒媒。3)

全自動化生生產(chǎn)線分布很很長，很散，跨跨越幾個隔離離間，GMP要求現(xiàn)場管管線越少越好好4)

機(jī)組本身控控制點分布特特點是：分布布區(qū)域大，但但每個區(qū)域內(nèi)內(nèi)信號點集中中，適合I/O分布式信號號處理。5)

生產(chǎn)操作復(fù)復(fù)雜，需要人人工干預(yù)生產(chǎn)產(chǎn)階段的結(jié)束束和開始，操操作信息非常常多，同時機(jī)機(jī)械安全操作作要求必須在在現(xiàn)場操作設(shè)設(shè)備，不得遠(yuǎn)遠(yuǎn)程控制，因因此現(xiàn)場必須須設(shè)置大信息息量的防爆、潔潔凈操作界面面。這些控制特點和和要求，因此此非常適合采采用西門子防防爆遠(yuǎn)程I/O方案解決以以上問題。因因此，按照生生產(chǎn)線功能流流程和儀表信信號的位置分分布可以將系系統(tǒng)劃分為6個功能部分分，分別見圖圖1中所示各位位置功能單元元：1)

三合一罐體體上部2)

三合一罐體體下部底盤開開合操作區(qū)3)

信息顯示與與操作單元4)

料