JPH04156223A - Essentially safe system - Google Patents

Essentially safe system

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JPH04156223A
JPH04156223A JP27946290A JP27946290A JPH04156223A JP H04156223 A JPH04156223 A JP H04156223A JP 27946290 A JP27946290 A JP 27946290A JP 27946290 A JP27946290 A JP 27946290A JP H04156223 A JPH04156223 A JP H04156223A
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JP
Japan
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power supply
current
voltage
circuits
conductor
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JP27946290A
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Japanese (ja)
Inventor
L Maltby Frederick
フレデリック エル.マルトビー
J Haubig Felix
フェリックス ジェイ.ハウビグ
D Hollocks Leslie
レズリー ディー.ホロックス
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Drexelbrook Controls Inc
Original Assignee
Drexelbrook Controls Inc
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Publication date
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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: To realize an essentially safety system inexpensively by connecting a plurality of essentially safety conductors, respectively, with a common power supply, current limit means combined with essentially safety conductors and effective voltage limiting means connected to limit the voltage of the common power supply. CONSTITUTION: A protected feeder line 67 forms a fail-safe power supply of a voltage limited to an essential safety ground so long as it is protected against intrusion of a dangerous energy or power level bypassing a current interruption means 62. When an over current or overvoltage is generated in a power supply 60 by a transistor having short circuit transient, voltage on the line 67 exceeds the threshold level of clover circuits 68a, 68b, 68c. Even if two clover circuit 68 failed or do not function, at least one clover circuit provides a low impedance path to the ground and the voltage on the line 67 is limited to an undangerous level.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は可燃性の物質を含むかもしれない環境下にお
いて動作する機器システムのような電気システムに関す
るものである。さらに特に、この発明は可燃性の物質を
含むかもしれない環境に供給される電気的なエネルギー
と電力が、可燃性物質の発火の可能性を最小限にするよ
うに制限されることを確実にするための方法と装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to electrical systems, such as equipment systems, operating in environments that may contain flammable materials. More particularly, the invention ensures that electrical energy and power supplied to an environment that may contain flammable materials is limited to minimize the possibility of ignition of the flammable materials. The present invention relates to a method and apparatus for doing so.

[従来の技術] 産業行程の内部や周囲のような多くの場所は“危険”領
域になっているか、なろうとしている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Many locations, such as within and around industrial processes, have become or are becoming "hazardous" areas.

すなわち、可燃性のガスが一ケ所に集中し、又はそれが
爆発や火災の危険の範囲になるかもしれない領域である
。そのような危険領域はしばしば産業行程をモニターし
制御する機器システムのための装置と配線のような、こ
こに表わされている電気的装置と配線の両方又はその一
方を必要とする。
That is, an area where flammable gases may be concentrated or may become an area of explosion or fire hazard. Such hazardous areas often require electrical equipment and/or wiring as depicted herein, such as equipment and wiring for equipment systems that monitor and control industrial processes.

いくつかの試みが、そのような領域で爆発の危険に対処
するために発展してきた。初期において −は、装置は
重く高価な金属のケース内に置かれ、そして配線は重く
高価な金属線渠内をはしらされ、その結実装置によって
点火されるあらゆる爆発は架構内部や線渠システムに制
限され、そのシステムの周囲の危険な状況に発火できな
くなる。そのような“爆発証明”システムは非常に高価
であり、そして試験をしたり、調整したり又は架構内の
装置を点検するために爆発証明架構を開く前に、その領
域を危険でなくする必要があるので不便である。半導体
エレクトロニクスの出現で、特定の危険な状況に本質的
に発火できなくするのに十分な低い電力レベルで動作す
る器械や制御システムの設計が可能となった。限られた
エネルギーと電力から与えられる回路のエネルギー蓄積
容量に関する限り、供給は十分低いために、そのような
装置は危険な状況に発火する十分なエネルギーを放出す
ることができなく、そして配線と接続された電気的装置
の両方を含む完全なシステムは危険な状況下での使用に
対して安全である。
Several attempts have been developed to address the explosion hazard in such areas. Initially, the equipment was housed in a heavy, expensive metal case, and the wiring was routed through heavy, expensive metal culverts, so that any explosion ignited by the fruiting device was confined to the interior of the frame or culvert system. and prevents the system from being able to ignite a hazardous situation around it. Such "explosion proof" systems are very expensive and require the area to be made non-hazardous before opening the explosion proof frame to test, adjust or inspect equipment within the structure. It is inconvenient because there is The advent of semiconductor electronics has made it possible to design instruments and control systems that operate at power levels low enough to render certain hazardous situations essentially incapable of ignition. As far as the energy storage capacity of the circuit given limited energy and power is concerned, the supply is low enough that such equipment cannot release enough energy to ignite a dangerous situation, and the wiring and connections The complete system, including both electrical equipment, is safe for use under hazardous conditions.

全ての現実の世界のシステムは構成部分が故障しやすい
ので、システムは一般に危険な状況の発火が生しないよ
うにエネルギーと電力レベルを十分低く保ちながら、シ
ステムの欠点と考えられるある数の事象に耐えられるよ
うに設計される。−船釣に許容される標準によれば、エ
ネルギーと電力レベルがその危険な状況に発火するのに
必要な限度以下に保持されている間は、もしそれがシス
テム内の二つの欠点のいかなる組合せにおいても耐えら
れるのであれば、システムは特定の危険な状況に対して
“本質的に安全である”と考えられる。
Because all real-world systems are prone to component failure, systems are generally designed to react to a certain number of events that could be considered system shortcomings, while keeping energy and power levels low enough that a hazardous situation ignition does not occur. Designed to withstand. -According to acceptable standards for boat fishing, while the energy and power levels are kept below the limits necessary to ignite the hazardous situation, if it A system is considered "intrinsically safe" for a particular hazardous situation if it can withstand even

本質的に安全である“バリア(barricrs)″は
危険電圧や電流が本質的に安全であるべき回路に侵入す
るのを防止すべく発達してきた。そのようなバリアは電
源と結合するよう適合された入力端子、本質的に安全な
配線と回路に結合するよう適合された出力端子、出力端
子に与えられる電圧制限のための手段、そして出力端子
に与えられる電流制限のための手段を有する。そのよう
なバリアは概して電圧と電流を制限している構成部分を
入力端子へ与えられる高電力の事象による故障から保護
するためのヒユーズを含む。
Intrinsically safe "barriers" have been developed to prevent hazardous voltages and currents from entering inherently safe circuits. Such barriers include input terminals adapted to couple to a power supply, output terminals adapted to couple to inherently safe wiring and circuits, means for voltage limitations provided to the output terminals, and with means for current limiting provided. Such barriers generally include fuses to protect voltage and current limiting components from failure due to high power events applied to the input terminals.

そのようなバリアは一般的に、その故障モード、構成、
そして冗長性がその出力端子が本質的に安全であるよう
な構成部分を含む0回路構成部分と端子は典型的には、
ヒユーズを含む構成部分に近づくことのできない入れ物
に詰められカプセルに包まれた組み立て品として与えら
れる。危険領域にある互々の非接地線にそのようなバリ
アの1つを与えることによって、これらの線は本質的に
安全な配線の実施がなされることによって本質的に安全
となり、これらの線に結合された装置は低いエネルギー
蓄積容量を適度に有する。
Such barriers are generally characterized by their failure mode, configuration,
And redundancy includes components such that their output terminals are inherently safe. Circuit components and terminals typically include:
It is supplied as an encapsulated assembly in a container that does not allow access to the components, including the fuse. By providing one such barrier to each other's ungrounded wires in a hazardous area, these wires are made inherently safe by virtue of inherently safe wiring practices, and these wires are The combined device has a reasonably low energy storage capacity.

しかしながら、そのような本質的に安全なバリアは高価
な品物であり、かなり本質的に安全な回路やシステムの
価格に影響を与える。これは多くの本質的に安全な回路
を伴うシステJ1の場合には特にである。さらに、バリ
ア内のヒユーズをとばす故障が発生した時は、概)7て
それは取り代えなければならなく、より費用がかかりそ
して不便である。いくつかの本質的に安全なバリア又バ
リアが意図された冗長度で完全6二機能することを確か
めるために、個々に試験されるそれぞれの限定した構成
部分を持つ能力に欠ける。バリア内でそのような試験が
なされたとし、でも、試験は槻してサービスからバリア
の除去を必要とし、その手続ばかなり高価で、時間がか
かり、そして不便を伴うかもしれない。
However, such intrinsically safe barriers are expensive items, significantly impacting the price of intrinsically safe circuits and systems. This is especially the case for system J1 with many inherently safe circuits. Additionally, when a failure occurs that blows a fuse in the barrier, it typically must be replaced, which is more costly and inconvenient. Some intrinsically safe barriers or barriers lack the ability to have each limited component individually tested to ensure that it fully functions with the intended redundancy. Even if such testing were to be done within the barrier, testing would require removal of the barrier from service, a procedure that may be quite expensive, time consuming, and inconvenient.

(発明が解決しようとする課題) 本発明の目的はすなわち廉僑で本質的に安全な十段些貨
供することである。
(Problems to be Solved by the Invention) The purpose of the present invention is to provide cheap and essentially safe ten-tier coins.

本発明のさらなる目的は多くの回路に用いるのに適合で
きる本質的に安全な手段を提供することである。
A further object of the invention is to provide an inherently safe means that is adaptable for use in many circuits.

本発明のもう一つの目的は広い変化にとんだ現場装置に
適合できる本質的に安全な手段を提供することである。
Another object of the invention is to provide an inherently safe means that can be adapted to a wide variety of field equipment.

本発明のもう一つの目的は本質的に安全な線に受動構成
部分のみを使・う本質的に安全な手段を提供することで
ある。
Another object of the invention is to provide an inherently safe means of using only passive components in an inherently safe line.

本発明のもう一つの目的は、それを通過する信号を劣化
させない本質的に安全な手段壱提供することである。
Another object of the invention is to provide an inherently safe means that does not degrade the signals passing through it.

本発明のもう−・つの目的は電源とそれが供給する危険
領域の装置の間をはっきりと区別するようにする本質的
に安全な手段を提供することである。
Another object of the invention is to provide an inherently safe means of providing a clear distinction between a power source and the hazardous area equipment it supplies.

本発明のもう一一つの目的は簡易で便利な4質的に安全
な手段を提供することである。
Another object of the invention is to provide a simple, convenient and qualitatively safe means.

本発明のもう一つの目的はり一ビスから取りはずさない
で、そして本質的に安全な手段によ、っ”ζ′保護され
ている回路の動作を中断することなく試験される本質的
Vこ安全な手段を提供することである。
It is another object of the present invention to test the intrinsically safe circuits without removing them from the screws and by inherently safe means without interrupting the operation of the circuits being protected. It is to provide the means.

(譚肚を解決するための手段〕 前述の目的により、この発明の4質的に安全な手段は複
数の4質的に安全な導体を含み、その互々は共通電源、
互々の本質的に安全な導体と組み合わさねた電圧制限手
段、そして共通電源の電圧を制限するためじ接続されそ
し、て有効な電圧制限手段と接続、される。本発明の好
ましい〜実施例によれば、電圧制限手段は冗長なりロー
バー回路から構成される。
(Means for Solving the Problem) According to the above-mentioned object, the qualitatively safe means of the present invention includes a plurality of qualitatively safe conductors, each of which is connected to a common power supply,
Voltage limiting means in combination with each other's inherently safe conductors and are connected together to limit the voltage of the common power supply and are connected to effective voltage limiting means. According to a preferred embodiment of the invention, the voltage limiting means consists of a redundant rover circuit.

これらのそし7て他の目的そして発明の特徴は以ドの説
明、図5、イしこ特許請求の範囲りご関連して理解され
るごおろう。
These and other objects and features of the invention will be understood with reference to the following description, FIG. 5, and the claims.

(実施例] 第1図は危険領域内C配線されることを意図されたシン
グルラインを保護するための従来技術で使われる′4譬
的に安全なバリアの図式的表9.庖示し、ている。バリ
アは電源に接続されるよう意図された入力端子24と2
.危険領域の配線や回路に接続されるよ・ノ意図された
出力端726を含む。バリアは入力端子24で異常電圧
と電流の両方又は一方のような故障状態の発生で出力端
子26に表われる電Hを制限するための冗長なツェナー
ダイオード20と22を含む。抵抗18は出ノj端子2
(3を通過可能な最大電流を制限するために与えられる
。ヒユーズ14は出力とバリアの保護する回路をバリア
に高入力電流状態の入力から切り離シフ、挺わ)、12
と16は電流を制限するために5、えられ、そしてこれ
ゆえにヒ】−ズ14が切れる前の間の故障状態干で′ン
Iナー・ダイオ−1゛20と22で消費される。バリ゛
7は本質的に安全なグフン1′−〇接続されるよう適合
された冗長結線28と30を含み、そのグランドは本質
的に安全な配線の実施により、1オー・−ム又はそれ以
下の抵抗を有する冗長に保護された配線によ、)こ設備
の中点接地に接続されることをy求される。ヒユーズ1
4を含む本質的に安全なバリアの構成部分は、その出力
端rを本質的に安全に保つためにバリアの能力に影響を
与える故意や事故の行為を排除するため、 ・般に入れ
物に入れられたりカプセル化される。従って、入力故障
状態は一般に完全なバリアとの交換、高価で不便な手続
を必要とする。さらには、抵抗18は最大電圧が故障状
態でツェナーダイオード22を横切って表われた時に可
能な出力電流を制限することを要求されるので、抵抗1
2と16の付加的抵抗は通常動作状態下で現場配線が現
場に分配される抵抗を減じる。これは、例えば、過度に
導体の長さとバリアと接続された現場機器間の物理的分
離を制限する。
EXAMPLE FIG. 1 shows a schematic table 9. of a hypothetically safe barrier used in the prior art for protecting a single line intended to be routed within a hazardous area. The barrier connects input terminals 24 and 2 intended to be connected to a power supply.
.. It includes an output terminal 726 that is intended to be connected to wiring or circuitry in the hazardous area. The barrier includes redundant Zener diodes 20 and 22 for limiting the voltage H appearing at output terminal 26 in the event of a fault condition, such as an abnormal voltage and/or current at input terminal 24. Resistor 18 is output from j terminal 2
(provided to limit the maximum current that can pass through Fuse 14, which isolates the output and the circuitry protected by the barrier from the input in high input current conditions), 12
and 16 are provided to limit the current, and thus are consumed in the inner diodes 1, 20 and 22 in the event of a fault condition before the fuse 14 blows. Variation 7 includes redundant connections 28 and 30 adapted to be connected to an intrinsically safe ground 1'-0, the ground of which is 1 ohm or less, depending on the intrinsically safe wiring practice. (by means of redundantly protected wiring with a resistance of Fuse 1
Components of an inherently safe barrier, including the encapsulated or encapsulated. Therefore, input failure conditions generally require complete barrier replacement, an expensive and inconvenient procedure. Furthermore, resistor 18 is required to limit the possible output current when a maximum voltage is presented across Zener diode 22 in a fault condition, so resistor 1
The additional resistors 2 and 16 reduce the resistance that the field wiring will deliver to the field under normal operating conditions. This, for example, unduly limits conductor lengths and physical separation between barriers and connected field equipment.

第2図は危険領域で本質的に安全な回路を提供する典型
的な従来技術のシステムを示している。
FIG. 2 depicts a typical prior art system that provides an inherently safe circuit in a hazardous area.

複数の現場機器46 a 、 46 b−46nは危険
領域に置かれることを要求され、電源線44 a 、 
44 b−44nが与えられる。そのような現場機器は
送信器、変換器、指示器そしてそのようなものを含んで
もよい。概して、そのような現場機器は危険領域で行程
や物質の状態をモニターし又は制御するために危険領域
内に設置されることを要求される。しばしば、そのよう
な現場機器は2ワイヤループの4〜20mAで動作する
変換器や他の機器であり、その中の事象にライン44は
そのようなループの1つの導線に互々応答する。
A plurality of field devices 46a, 46b-46n are required to be located in a hazardous area and are connected to power lines 44a, 46b-46n.
44 b-44n are given. Such field equipment may include transmitters, transducers, indicators, and the like. Generally, such field equipment is required to be installed within a hazardous area to monitor or control process or material conditions within the hazardous area. Frequently, such field equipment is a 4-20 mA operating transducer or other equipment in a two-wire loop, with lines 44 reciprocally responding to events in one conductor of such a loop.

危険領域内の現場機器46は一般に、非危険領域の回路
から電力が供給される。そのような回路は一般に電源供
給40であり、それは一般におおよそ24V直流出力の
交流入力電源である。供給40は一般に導体又はライン
44そしてファンクションブロック42として第2図に
示されているものに結合されたある回路にエネルギーを
与える。
Field equipment 46 in the hazardous area is typically powered from circuits in the non-hazardous area. Such a circuit is typically a power supply 40, which is typically an AC input power source with an approximately 24V DC output. Supply 40 typically energizes some circuitry coupled to a conductor or line 44 and what is shown in FIG. 2 as a function block 42.

ファンクションブロック42は信号発成器、モニター又
は測定装置、表示装置、多重回路、そして、又は現場機
器に関する異種の機能を達成するための他の装置から構
成される。第2図に示されているように、信号ファンク
ションブロック42は全ての現場機器と共通電源に接続
され描かれている。
Function block 42 may consist of signal generators, monitor or measurement devices, display devices, multiplex circuits, and/or other devices for accomplishing disparate functions on the field equipment. As shown in FIG. 2, signal function block 42 is depicted connected to a common power source with all field equipment.

それは、1つ又はそれ以上のファンクションブロックは
互々の現場機器と組み合わされたライン44につながれ
る。
That is, one or more function blocks are connected to lines 44 that are associated with each other's field equipment.

ライン44 a 、 44 b−44nとそれらに接続
された現場機器46a、46b−・46nを非危険領域
又は危険領域の故障状態の危険エネルギーの侵入から保
護するために、本質的に安全なバリア48a、48b。
Intrinsically safe barriers 48a are provided to protect the lines 44a, 44b-44n and the field equipment 46a, 46b--46n connected thereto from the ingress of hazardous energy in non-hazardous or hazardous area fault conditions. , 48b.

・−・48nは与えられる。互々のそのようなバリア4
8は第1図に示された構成でもよい、しかしながら、他
のデザインも使われる。バリアは危険領域にある互々の
非接地ラインに与えられる。従って、従来の2ワイヤ信
号ループはループ当り2つのバリアを必要とする。1つ
の導線が本質的に安全なグランドに結合している回路に
とっては、ループ当り1つのみが必要とされる。しかし
ながら、これは又、本発明が避けようとしている、かな
り高価で不便な結果を招く。
...48n is given. Mutual such barriers 4
8 may be in the configuration shown in FIG. 1, however, other designs may also be used. Barriers are applied to each ungrounded line in the hazardous area. Therefore, conventional two-wire signal loops require two barriers per loop. For circuits where one conductor is tied to an inherently safe ground, only one per loop is required. However, this also leads to rather expensive and inconvenient consequences, which the present invention seeks to avoid.

電源供給40は他の又は現場機器と結合又は関係しない
補助回路50と接続される。第2図のシステムにおいて
、バリア48はそのような回路を保護せず、さもなけれ
ば影響を与えない。
The power supply 40 is connected to an auxiliary circuit 50 that is not coupled to or associated with other or field equipment. In the system of FIG. 2, barrier 48 does not protect or otherwise affect such circuitry.

第3図は本発明の好ましい実施例による本質的に安全な
システムを示している。第2図のシステムのように第3
図のシステムは危険領域に位置し、導体又はライン72
a、72b、・−72nを通して電気エネルギーを与え
られるべき複数の現場機器74a。
FIG. 3 depicts an inherently secure system according to a preferred embodiment of the present invention. As in the system shown in Figure 2, the third
The system shown is located in a hazardous area and the conductor or line 72
A plurality of field devices 74a to be provided with electrical energy through a, 72b, . . . -72n.

74b、−・−74nを含む、先に述べられたように、
そのような現場機器は導体、交換器、4〜20mA送信
器を含む送信器、そしてそのようなものを含んでも良い
、現場機器74の電力は、一般に非危険領域に位置する
電源供給60から与えられる。
74b, ---74n, as mentioned above,
Such field equipment may include conductors, exchangers, transmitters, including 4-20 mA transmitters, and the like; power for field equipment 74 is typically provided from a power supply 60 located in a non-hazardous area. It will be done.

第2図のそれのように、電源供給60は一般に、24V
直流電圧出力を有する交流入力電源である。
As in that of FIG. 2, the power supply 60 is typically 24V.
It is an AC input power supply with a DC voltage output.

供給ライン67a、67bにより電源供給6oに接続さ
れているように、第2図に関して以前に述べられたファ
ンクションブロック42のようにそれは信号発成器、モ
ニター又は測定装置、表示装!、多重回路、又は他の機
能を達成するいろいろな回路から構成されてもよい、一
般に、ファンクションブロック66は現場機器と非危険
領域にある装置の間の機能インターフェイス、そしてそ
れによって、電力がライン72と現場機器74と結合さ
れる手段から構成される。それは、1つのファンクショ
ンブロックが第3図に示されているに対して、等価的に
複数のファンクションブロックが、1つまたはそれ以上
のラインや現場機器に使われるその互々を徒供されうる
と理解されている。それはさらに未発明によるシステム
は電力を現場回路と結合させる以上には他のファンクシ
ジングロック66内のどんな機能を従供している手段も
含む必要がないと理解される。
As connected to the power supply 6o by supply lines 67a, 67b, like the function block 42 previously mentioned with respect to FIG. 2, it is a signal generator, monitor or measuring device, display! , multiple circuits, or various circuits that accomplish other functions.Generally, function block 66 provides a functional interface between field equipment and equipment located in non-hazardous areas, and thereby allows power to be connected to line 72. and means for coupling with field equipment 74. That is, while one function block is shown in Figure 3, equivalently multiple function blocks can be used with each other serving one or more lines or field devices. Understood. It is further understood that the system according to the invention need not include means serving any other function within the funxing lock 66 other than coupling power to field circuitry.

電流遮断手段62をファンクションプロ・ンク66と補
助回路64に結合している供給ラインは、第5、図の説
明において対応する回n部分の比較ができるように、6
7aとし°C1つの部分と、67bとし。
The supply line connecting the current interrupting means 62 to the function block 66 and the auxiliary circuit 64 is connected to the supply line 5, 6, so that a comparison of the corresponding times in the description of the figures can be made.
7a and °C one part, and 67b.

て他の部分に分けられている。相違は第3図においては
重要ではなく、そして画部分は供給ライン67としてま
とめて参照される。
It is divided into other parts. The differences are not significant in FIG. 3, and the portions of the image are collectively referred to as supply line 67.

本発明によれば、。少なくとも1つのクローバ−回路が
供給ライン67と本質的に安全なグランドと結合された
導線の間に与えられる。そのようなりローバー回路を与
えることによって、供給ライン67は電圧制限導線とな
りそし2てファンクションブロック66に接続された電
源供給手段6Gは電圧制限電源供給手段となる。好まし
くは、そし″こ第3図に示されているように、複数のそ
のようなりローバー回路が与えられる。第3図において
、3・−フのそのよ・うなりローバー回路68a。68
b、そして68cが与えられ、それらの互々は同じもの
でよい。そのようなりロー・・バー回路は保護された供
給ライン67の電圧を監視し、もしそれが先に決められ
た28Vのようなしきい値を越えるならば、保護された
供給ラインと本質的に安全なグランドの間に低・インビ
・−ダンス経路を与える。
According to the invention. At least one crowbar circuit is provided between the supply line 67 and a conductor coupled to an intrinsically safe ground. By providing such a rover circuit, the supply line 67 becomes a voltage limiting conductor and the power supply means 6G connected to the function block 66 becomes a voltage limiting power supply means. Preferably, a plurality of such rover circuits are then provided, as shown in FIG. 3. In FIG.
b, and 68c are given, each of which can be the same. Such a low bar circuit monitors the voltage on the protected supply line 67 and, if it exceeds a predetermined threshold such as 28V, indicates that the protected supply line is inherently safe. Provides a low invidance path between ground and ground.

本発明の好ましい実施例においては、フユ−7ズのよう
な電流遮断手段f、′)2が供給ライン67の電流を制
限するために電源60とファンクシクンブロック66の
間の電流(A給うインにもうけられる。
In a preferred embodiment of the invention, a current interrupting means f,')2, such as a fuse 7, interrupts the current (A supply) between the power supply 60 and the fan block 66 to limit the current in the supply line 67. You can get it at the inn.

例えばザーキットブレ電力のような他の電流遮断手段が
使用されるかも1,7れない。
Other current interrupting means may be used, such as a power supply.

従4って、第3図の回路において、保護された供給ライ
ン6′7は、それが電流遮断1段62をバイパス−ぐる
危険なエネルギーないしは電力レベルの侵入から保護さ
れている限りは、本質φ7c=安全なグランドに対して
制限された電)1−のフY−イルセーフII源を形成す
る。電源60における短絡経過を有するトランジスタに
よって引き起されるようなii源60において過電流過
電圧が発生し7た場合にはライン6゛lの電H−はクロ
ーバ−回路68a、68bそして/又は68eのしきい
値電圧を」−肩するであろう、2つのクローバ−回路6
8が故障あるいは動作しなかった場合においても、少な
くとも1つがグラウンド−\の低インピーダンス通路を
設は危険のないレベルにライン67の電圧を制限するよ
うに動作Jる。大抵の場合これは電流遮断1段62を開
とするためファンクションブロック66、現場のワイヤ
リングと機器そjノでクローバ−回路から電力が除去さ
れる。クローバ回路の短絡電流容量が電流遮断手段62
を開とするために必要な電流より人であり、短絡回路の
インピーダンスが十分に小さくそシて電源60−2の電
気的帰還通路の抵抗が低ければ、ライン67の電圧は、
人力過電圧そして/又は過電流故障状態で、2′2)の
りL】−バー回路が故障し7ていても本質的に安全なし
・・・・ルを維持し7゛ζいる。
Therefore, in the circuit of FIG. 3, the protected supply line 6'7 is essential as long as it is protected from the ingress of dangerous energy or power levels bypassing the current interrupt stage 62. φ7c = Creates a Failsafe II source of voltage limited to safe ground)1-. In the event of an overcurrent overvoltage in the source 60, such as caused by a transistor with a short circuit in the power supply 60, the current H- on the line 6l is transferred to the crowbar circuits 68a, 68b and/or 68e. Two crowbar circuits 6 that will shoulder the threshold voltage
In the event that line 67 fails or fails, the provision of a low impedance path, at least one to ground, operates to limit the voltage on line 67 to a non-hazardous level. In most cases, this will open the current interrupt stage 62 and remove power from the crowbar circuit at the function block 66, field wiring and equipment. The short circuit current capacity of the crowbar circuit is the current interrupting means 62
If the current required to open the line is less than
Under manual overvoltage and/or overcurrent fault conditions, it is essentially unsafe even if the 2'2) voltage circuit fails.

現場のワイヤリングと現場の機器ムこ電力を供給するラ
イン・を本質的とこ安全な電圧L・ベルに制限するごと
によって、そのようなワイヤリングと機器はそれらに供
給されるであろう電流を制限°することにより本質的に
安全となるであろう。これは各々のライン70a、70
b。 −70nに電流制限手段を設けることにより容易
tこ達成される。そのような電撞制限器は、それらが故
障し、た場合には、゛ノエイルセーフ側I!1]もこの
場合には短絡回路又は低インピーダンスとなるよりは開
回路又は高イン1°−ダンスの側に故障することが望ま
しい。金属被膜ないしは巻線抵抗が適しこいる。電流制
限のために抵抗のよっな受動素fの使用は故障のiiJ
能性、特?、こ低インピーダンス側への故障の可能性を
最小限ムごする。さらにこのような受動素fは電流制限
1′段の中での信号の退化も最小限とする。
By limiting the lines that supply power to field wiring and field equipment to an inherently safe voltage, such wiring and equipment limit the current that may be supplied to them. This would make it inherently safer. This is for each line 70a, 70
b. This can easily be achieved by providing current limiting means at -70n. Such voltage limiters are safe if they fail. 1] is also preferable in this case to fail in an open circuit or high impedance rather than a short circuit or low impedance. Metal-coated or wire-wound resistors are suitable. The use of a passive element f such as a resistor to limit the current may lead to failure.
Nobility, special? This minimizes the possibility of failure on the low impedance side. Furthermore, such a passive element f also minimizes signal degradation within the current limiting stage 1'.

どの現場のライン、現場の碍器もツインにめ列C:高価
でない抵抗を含む二きCコよって保護され得ることは承
知されるべきCある。このように現場のワイヤリングに
接続される電源が適切に電圧を制限される結果、現場の
回路のいずれもが、ライン中に単に高価でない抵抗を含
むことにより本質的に安全になるのである。この点は多
数の現場回路に供給するシステムにおいては特に利点と
なる。
It should be appreciated that any field line or field insulator can be protected by two interleaved columns containing inexpensive resistors. As a result of the power supply connected to the field wiring being properly voltage limited, any field circuit becomes inherently safe simply by including an inexpensive resistor in the line. This is particularly advantageous in systems serving multiple field circuits.

もちろんライン72および現場機器74のエネルギー蓄
積容量の制限、本質的安全配線手法の使用といった通常
の本質安全の配慮は第3図のシステムにおいても適用さ
れることは理解されるであろう。
Of course, it will be appreciated that normal intrinsic safety considerations, such as limiting the energy storage capacity of lines 72 and field equipment 74, and the use of intrinsically safe wiring techniques, also apply in the system of FIG.

電源60、ワイヤリング、電流遮断手段62およびクロ
ーバ−回路それ自身以外にクローバ−回路68電流れる
電流を制限する抵抗は設置されていないために、本質的
安全バリア抵抗12と16に関し上述したようなこれら
の抵抗に付随した効果はさけられる。従って本発明に係
るシステムは、現場ワイヤリングと機器に許容される抵
抗を最大とし、現場機器74と危険でない区域にある回
路との与えられた状態下で得ることのできる分離を最大
とする。
Since there are no resistors installed to limit the current flowing in the crowbar circuit 68 other than the power supply 60, the wiring, the current interrupting means 62 and the crowbar circuit itself, these resistors as described above with respect to the intrinsically safe barrier resistors 12 and 16 are not installed. The effects associated with resistance are avoided. Thus, the system of the present invention maximizes the resistance allowed in field wiring and equipment, and maximizes the isolation that can be obtained under given conditions between field equipment 74 and circuits located in non-hazardous areas.

第3図はさらに電源60に接続された補助回路64を示
している0本発明によればファンクシランブロック66
以外の現場機器を含む他の危険でない区域の回路は電源
60から電力を供給される。
FIG. 3 further shows an auxiliary circuit 64 connected to the power supply 60. According to the invention, a funk silane block 66
Other non-hazardous area circuits, including other field equipment, are powered by the power supply 60.

この回路が過電圧から保護されることが望ましい場合に
は、この回路は図示したように保護されたラインから駆
動される。
If it is desired that the circuit be protected from overvoltage, the circuit will be driven from the protected line as shown.

第4図に本発明に組み込むのに有用なりローバ回路が示
されている。しかしながら第4図の回路を含む多くのク
ローバ回路自体公知であり、本発明のシステム中に使用
できることが理解されるであろう。
A rover circuit useful for incorporation into the present invention is shown in FIG. However, it will be appreciated that many crowbar circuits, including the circuit of FIG. 4, are known per se and can be used in the system of the present invention.

第4図のクローバ−回路の短絡素子はその主端子が本質
的に安全なグランドと保護されるべき供給ライン67と
に接続されたシリコン制御整流器(SCR)  80で
ある。5CR80はクローバ−回路に使用するために特
別に設計された集積回路(IC)であるモトローラ社の
形式3423 (商品名)のような過電圧検出素子82
によって制御される。IC82はビン2に印加される電
圧が内部基準電圧を越えた場合にはビン8から電流を得
る。従って抵抗84と86は超過した時にビン8への電
流を発生する導体67の電圧を確立するための分割器を
形成する。この電流は5CR80を点弧し、従って電源
を遮断するのに十分な電流を発生する。抵抗88は5C
R80のゲート電流を制限するために、抵抗90はもれ
電流をバイパスするために設置されている。キャパシタ
92と94は短時間のノイズ過渡応答が遮断を正確に行
なわずシステムが不動作とならないようにノイズ消却の
ために設置されている。ツェナーダイオード96は過電
圧供給状態からICB2を保護するために設置され、入
力過電圧の際に供給側ヒユーズが開となるのを援助する
The shorting element of the crowbar circuit of FIG. 4 is a silicon controlled rectifier (SCR) 80 whose main terminal is connected to an inherently safe ground and to the supply line 67 to be protected. The 5CR80 is an overvoltage detection element 82, such as Motorola's Model 3423 (trade name), which is an integrated circuit (IC) specifically designed for use in crowbar circuits.
controlled by IC 82 draws current from bin 8 if the voltage applied to bin 2 exceeds the internal reference voltage. Resistors 84 and 86 thus form a divider to establish a voltage on conductor 67 which, when exceeded, produces a current to bin 8. This current generates enough current to fire the 5CR80 and thus shut off the power supply. Resistor 88 is 5C
To limit the gate current of R80, a resistor 90 is installed to bypass leakage current. Capacitors 92 and 94 are provided for noise cancellation so that short duration noise transients do not cause accurate isolation and render the system inoperable. Zener diode 96 is provided to protect ICB 2 from overvoltage supply conditions and assists in opening the supply fuse in the event of an input overvoltage.

トライアックやダイアツクのようなSCR以外で低イン
ピーダンス通路を実現する手段を含む他のクローバ−回
路が本発明に係るシステムに通用できることが理解され
るであろう。
It will be appreciated that other crowbar circuits, including means of providing a low impedance path other than an SCR, such as a TRIAC or DIAC, are compatible with the system of the present invention.

第5図はクローバ−回路の動作性を試験し確認するため
の第3図のシステムの1部の変更例を示す。第5図のシ
ステムは現場機器74、補助回路64又は第3図のファ
ンクションブロック66を構成する素子の通常動作を中
断することなく、さらにシステムに与えられた本質的安
全性に影響を与えることなく試験し確認する手段を含む
、このような試験手段をそなえるために、試験回路は通
過素子100、制御回路102そしてスイッチ手段11
6a−cが設けられている。システムの動作を止めるこ
ととなる電流遮断手段62を開とすることな(試験中に
クローバ−回路の動作を許容するために通過素子100
が導体67と直列に挿入されている0通過素子100は
電流遮断手段に接続された導体67aと制御ライン12
6の制御下にある導体106との間の電流を制御する0
通過素子100は制御ライン126に接続されたトラン
ジスタで構成されてもよい、第3図のファンクションブ
ロック66および補助回路のような負荷は導体67bに
接続される。
FIG. 5 shows a modification of a portion of the system of FIG. 3 for testing and verifying the operability of a crowbar circuit. The system of FIG. 5 can be implemented without interrupting the normal operation of field equipment 74, auxiliary circuitry 64 or the elements comprising function block 66 of FIG. 3, and without affecting the inherent safety provided by the system. To provide such test means, including means for testing and verifying, the test circuit comprises a pass element 100, a control circuit 102 and a switch means 11.
6a-c are provided. without opening the current interrupting means 62 which would stop operation of the system (pass element 100 is closed to allow operation of the crowbar circuit during testing);
is inserted in series with the conductor 67. The zero passing element 100 is inserted in series with the conductor 67a connected to the current interrupting means and the control line 12.
6 to control the current between the conductor 106 and the conductor 106 under the control of 0
Pass element 100 may be comprised of a transistor connected to control line 126, and a load, such as function block 66 of FIG. 3 and auxiliary circuitry, is connected to conductor 67b.

本発明に有用なりローバー回路は一般に監視さ五るべき
電圧に関連した信号としきい値とを比較する手段と、こ
の比較結果に応答してスイツチを動作する手段を含む。
Rover circuits useful in the present invention generally include means for comparing a signal associated with the monitored voltage with a threshold, and means for operating a switch in response to the comparison.

このような特徴はクローバ−回路の通常のしきい値電圧
以上のレベルに監視するべき電圧をiWさせる必要性な
しに試験することのできるクローバ−回路を提塞する。
This feature allows the crowbar circuit to be tested without the need to bring the voltage to be monitored iW to a level above the normal threshold voltage of the crowbar circuit.

監視されるべき導体の電圧が極くわずか上昇された時に
最も低いしきい値電圧を有するクロ・−バー回路が最初
に動作し他のクローバ−回路は動作しないというような
方法でクローバ−回路が試験された場合には、個々のク
ローバー回路の試験は非常に複鍼なものとなる。
The crowbar circuits are arranged in such a way that when the voltage of the conductor to be monitored is increased very slightly, the crowbar circuit with the lowest threshold voltage operates first and the other crowbar circuits do not operate. If tested, the testing of individual crowbar circuits would be very complex.

第5図のシステムは各クローバ−回路に対して過電圧状
態をシミュレー トすることによりこの困難を避けてい
る。このような状態は各クローバー回路側々にシミル−
トされ、個々に試験することが可能となる。第5図のシ
ステムにおいて、各クローバ−回路68a、bおよびC
はクローバ−回路が動作するしきい便を確立し、制御し
変更するために信号が印加される入力114a、 bお
よびCを含む。第5図のクローバ−回路の試験は制御回
路102の制御ドで実行される。制御回路102は自動
的に試験を開始するタイマー手段のような試験開始のた
めの手段を含む。制御回B102はまた操作員、外部回
路等によって供給される入力130に応答して試験を開
始することと17でもよい。
The system of Figure 5 avoids this difficulty by simulating overvoltage conditions for each crowbar circuit. This condition is similar to each crowbar circuit.
and can be tested individually. In the system of FIG. 5, each crowbar circuit 68a, b and C
includes inputs 114a, b, and C to which signals are applied to establish, control, and change the thresholds at which the crowbar circuit operates. The test of the crowbar circuit of FIG. 5 is executed under the control of the control circuit 102. The control circuit 102 includes means for starting the test, such as timer means for automatically starting the test. Control circuit B 102 may also initiate a test 17 in response to an input 130 provided by an operator, external circuitry, or the like.

第5図の試験装置はり1−J−バー回路68の入力11
4を変更する手段を含む。第5図のシステムにおいて、
入力を変更する手段は、制御回路102によって制御さ
れるスイッチ116a、 bおよびCを含む。図示した
通常の位置において、スイッチ116はクローバ−回路
68の入力114と、監視されるべき導体106 J:
で28Vのような本質的安全な動作を可能とする通常の
しきい値をり111−バー回路に対し、て確ぐする導体
120とを結合する。通常の動作においては、制御同N
102はまた通過素?100をそれを通過する電流が逍
遇素イ100の通過(・ランジスクの飽和によっては本
質的C:制限、〜れないように制御する。
Test equipment beam 1-J-bar circuit 68 input 11 of FIG.
4. In the system shown in Figure 5,
The means for changing the input includes switches 116a, b and C controlled by control circuit 102. In the normal position shown, switch 116 connects input 114 of crowbar circuit 68 and conductor to be monitored 106 J:
A conductor 120 is coupled to the circuit to ensure a conventional threshold for inherently safe operation, such as 28V at 111V. In normal operation, the control
Is 102 also a passing element? 100 is controlled so that the current passing through it does not flow through the element 100 (substantial limit, depending on Landisk's saturation).

試験を実行するため仁二、通過素f’lOOの電清容■
は制御回路102 t:よ、7て霜1流遮!tJ’i 
111. IM 6シ)を開とする電油、以十に制御さ
れる。次に1ti1.制御回路102は試験されるべき
特定のクローバ−回路Gコついてスイッチ手段116を
動かし対応する制御人力114と導体122を接続する
。これにより通常電源60により供給され導体67ヌは
106 J−に表われる電圧よりも低い1、試験される
べきクローバ−回路68を動作させるための監視電圧し
きい俤が確立される。試験中のクローバ−回路が動作す
るど、そのしきい値電圧よりも高い監視電圧がクローバ
−回路中の低インピーダンス通路、即ち導体106と本
質的に安全なグランドとの間に重畳される。これはすな
わちクローバ−回路が動作し、たことを示まために検出
されるであろう導体106の電圧の陵)を引き起す。第
5図の回路の検出器104はクローバ−回路の動作に応
答して制御回路102に悟号苓供給する手段であり12
.を実施例においては監視されるべき導体106の電圧
の変化に応答する。図示したように、検出器104は導
体67の電l)−に対応した導体106の電圧を検出す
る、即ち通過票Y100の電圧降下に応答する。しかし
ながら検出器104は他の電位に対応する導体106の
電圧に対しても同等に応答と2、又は例えばクロ・−バ
ー回8を道通する電流又は電流の変化を検出するように
他の原因によるりrシーバー回路の動作をも検知する。
In order to carry out the test, Jinji passes through the element f'lOO's electrolyte.■
is the control circuit 102 t: 7, the first stream of frost is blocked! tJ'i
111. The electro-hydraulic which opens IM 6) is controlled in more ways than one. Next 1ti1. Control circuit 102 operates switch means 116 to connect conductor 122 with the corresponding control power 114 for the particular crowbar circuit G to be tested. This establishes a monitoring voltage threshold for operating the crowbar circuit 68 to be tested, which is less than the voltage normally supplied by power supply 60 and appearing on conductor 67 at 106 J-. When the crowbar circuit under test operates, a monitoring voltage higher than its threshold voltage is superimposed between the low impedance path in the crowbar circuit, ie, conductor 106, and an inherently safe ground. This causes a rise in the voltage on conductor 106 which would be detected to indicate that the crowbar circuit is active. The detector 104 of the circuit of FIG.
.. in the embodiment is responsive to changes in the voltage on conductor 106 to be monitored. As shown, detector 104 detects the voltage on conductor 106 that corresponds to the voltage on conductor 67, i.e., is responsive to the voltage drop on ticket Y100. However, the detector 104 is equally responsive to voltages on the conductor 106 corresponding to other potentials 2 or other causes, such as detecting a current or a change in current passing through the crowbar circuit 8. It also detects the operation of the receiver circuit.

J述した試験状態にあるクローバ−回路の動作は・般に
は導体106を効y的に接地さセ゛るか、又は少(とも
現場機器、補助回路および導体67cこ接続された物に
よっこ負わせられこいる負荷を保持できなくなる。ダイ
オードLO8とキャパシタ112がクローバ回路の試験
中イのような接続された負荷に電力を供給するためじ設
りられこいる。
The operation of the crowbar circuit under the test conditions described above is generally determined by ensuring that conductor 106 is effectively grounded or that it is at least partially grounded by field equipment, auxiliary circuits, and objects connected to conductor 67. Diode LO8 and capacitor 112 are installed to power the connected load such as A during testing of the crowbar circuit.

キャパシタ112は通常°のシスプム運転時に充電され
、その容置が9萄と試験操作の期間を考慮しても+う・
)大きいものでおれば、試験中連続したシステム動作を
許容するのに十分な電I[に導体67hの電圧を維持す
る。ダイオード108はり117一バー回路によってキ
ャパシタ112が放電されることを防■する手段である
。ダイ:1−)’108とキャパシタ112はその効果
Gこおいてりz、l−バー回路試験中負荷に電力を供給
するために自動的に動作するバンクア・ノブ電源を形成
する。従って例えばクローバ−回路の試験中に負荷が接
続される別の電源のような上記の機能をはたす別の手段
が設けられてもよいことが理解される。
The capacitor 112 is charged during normal system operation, and its capacity is approximately 90%, considering the period of test operation.
), maintain the voltage on conductor 67h at a voltage sufficient to permit continuous system operation during the test. This is a means for preventing the capacitor 112 from being discharged by the diode 108 beam 117-bar circuit. Die:1-)'108 and capacitor 112 form a banker knob power supply that operates automatically to power the load during circuit testing. It is therefore understood that other means may be provided to perform the above function, such as, for example, a separate power supply to which the load is connected during testing of the crowbar circuit.

本発明において有用なりローバー回路は、それらが動作
した状態後に動作によって生ずる低インピーダンス通路
が存在する回路を含んでいる。第4図の回路は以下のよ
うに動作する。即ち一度点弧されると、5CR80はそ
こを通過する電流が実質的にゼロに低減されるまでオン
状態を維持する。このような回路に対して制御回路10
2はクローバ−回路60の保持電流以下に電流を減少し
、それをリセットすることを許容するように通過素子1
00を制御する手段を含んでもよい。そのような手段は
クローバ−回路が試験に応答して動作したことを示す信
号の制御回路102による受信により駆動されてもよい
。その後制御回路102は通過素子100を通常状態と
し、キャパシタ112を再充電し導体67bに接続され
た負荷に電力を供給する。
Rover circuits useful in the present invention include circuits in which there is a low impedance path resulting from operation after they have been activated. The circuit of FIG. 4 operates as follows. That is, once fired, the 5CR80 remains on until the current passing therethrough is reduced to substantially zero. For such a circuit, the control circuit 10
2 is a pass element 1 to reduce the current below the holding current of the crowbar circuit 60 and allow it to be reset.
00 may be included. Such means may be driven by receipt by control circuit 102 of a signal indicating that the crowbar circuit has operated in response to a test. Control circuit 102 then puts pass element 100 into its normal state, recharging capacitor 112 and providing power to the load connected to conductor 67b.

ラッチされたクローバ−回路をリセットするために、特
別なりローバー回路には適切な他のりセット手段を使用
してもよいことが理解される。
It will be appreciated that other reset means suitable for a particular rover circuit may be used to reset a latched crowbar circuit.

クローバ−回路試験が開始された後予め定められた時間
内にクローバ−回路が動作したことを検出器104が制
御回路102に指示しない場合は、試験中のクローバ−
回路は故障と判断して試験を終了してもよい。
If the detector 104 does not indicate to the control circuit 102 that the crowbar circuit has operated within a predetermined time after the crowbar circuit test has started, the crowbar circuit under test
The circuit may be determined to be faulty and the test may be terminated.

試験回路102は試験の結果に応答する出力132を発
生する手段を含んでもよい、このような出力は目視表示
、他の回路と交信するための信号等を含んでもよい。
The test circuit 102 may include means for generating outputs 132 responsive to the results of the test; such outputs may include visual indications, signals for communicating with other circuits, and the like.

以上の試験方法が個別試験と故障したクローバ−回路の
識別が可能なシステム内に存在するクローバ−回路のそ
れぞれに対し別々に実施されてもよい。試験は本質的に
安全であることを確認するために自動的に繰りかえして
実行されてもよいし、そのような状態の確認が必要にな
った時に随時行なわれてもよい。
The above test method may be performed separately for each of the crowbar circuits present in the system, allowing for individual testing and identification of faulty crowbar circuits. Testing may be performed automatically and repeatedly to ensure that it is inherently safe, or may be performed at any time as necessary to confirm such conditions.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上簡単で、高信転度で、かつ安価に複数の回路を本質
的に安全にすることのできるシステムが開示された。特
定の方法と装置が開示されたが、当業者にとっては本発
明の精神を逸脱することなしに疑いなく変更されるであ
ろうことは理解されるであろう。
Thus, a system has been disclosed that is simple, highly reliable, and inexpensive and can make a plurality of circuits essentially safe. Although specific methods and apparatus have been disclosed, those skilled in the art will recognize that modifications may undoubtedly be made without departing from the spirit of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来技術の典型である本質的に安全なバリア図
式図である。 第2図は従来技術による典型的な本質的に安全なシステ
ムのブロック図である。 第3図は本発明による本質的に安全なシステムのブロッ
ク図である。 第4図は本発明のシステムで有効なりローバー回路の図
式図である。 第5図はある保護する構成部分の試験手段を含む本発明
の実施例のブロック図である。 14・・・ヒユーズ、 20、22.96・・・ツェナーダイオード、42.6
6・・・ファンクションブロック、50.64・・・補
助回路、  48a〜48n・・・バリア、68a〜6
8c・・・クローバ−回路、40.60・・・’@B供
給、   80・・・サイリスタ。
FIG. 1 is an intrinsically safe barrier diagram typical of the prior art. FIG. 2 is a block diagram of a typical intrinsically secure system according to the prior art. FIG. 3 is a block diagram of an inherently secure system according to the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram of a rover circuit useful in the system of the present invention. FIG. 5 is a block diagram of an embodiment of the invention including testing means for certain protected components. 14... Fuse, 20, 22.96... Zener diode, 42.6
6...Function block, 50.64...Auxiliary circuit, 48a-48n...Barrier, 68a-6
8c... Clover circuit, 40.60...'@B supply, 80... Thyristor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、本質的に安全なレベルにおいて電気エネルギーを複
数の回路に供給するためのシステムであって、該システ
ムは: 本質的に安全な接地電位に接続される如く用いられる接
地用導体; 該接地用導体に関し制限された範囲の電圧において電力
を導体に供給するためのものであり、かつ該電圧制限用
導体と該接地用導体との間で結合された少くとも1個の
クローバー回路を具備するものである電圧制限形電力供
給手段;および該複数の導体のおのおのと該電圧制限用
導体との間に結合され、該電圧制限用導体から該複数の
導体のおのおのに電流の流入を制限するための限流手段
; とを具備する電力供給システム。 2、上記電圧制限形電力供給手段は少くとも2個のクロ
ーバー回路を具備する、請求項1記載の電力供給システ
ム。 3、上記電圧制限形電力供給手段は3個のクローバー回
路を具備するものである、請求項1記載の電力供給シス
テム。 4、上記クローバー回路はシリコン制御整流器(SCR
)と過電圧検出回路とを具備し、それぞれが該電圧制御
用導体と該接地用導体との間で結合されているものであ
る、請求項1記載の電力供給システム。 5、上記限流手段は該複数の回路のおのおのと該電圧制
限用導体との間に抵抗を具備するものである、請求項1
記載の電力供給システム。 6、上記限流手段は複数の抵抗器より構成され、1つの
抵抗器は該回路のそれぞれと該電圧制限用導体との間に
結合されるものである、請求項5記載の電力供給システ
ム。 7、上記抵抗器は短絡時あるいは低抵抗条件にも万一作
動しなくなる見込のあり得ない構造を有するものである
、請求項6記載の電力供給システム。 8、上記抵抗器は巻線形または金属被膜形抵抗器である
、請求項1記載の電力供給システム。 9、上記電圧制限用電力供給手段は、電力供給手段と電
流遮断用手段とを具備し、該電流遮断用手段は、該電力
供給手段と該電圧制御用導体との間において結合され、
該電流遮断用手段を通過する電流が予め設定された値を
超える場合に、該電流遮断用手段を通過する電流の流れ
を遮断する目的を有する、請求項1記載の電力供給シス
テム。 10、上記電流遮断手段はヒューズを備えているもので
ある、請求項9記載の電力供給システム。 11、電気エネルギーを遠隔地点に供給する如く用いら
れる複数の回路を本質的に安全化せしめる方法において
、 該回路のそれぞれを1つの電源に結合せしめる段階; 該電源と該接地部間に結合された少くとも1個のクロー
バー回路を与えることにより、本質的に安全な接地電位
に関し該電源の電圧を制限する段階;および 該電源から該回路のそれぞれに流入し得る電流を個別的
に制限する段階; とを具備する複数回路を本質的に安全化せしめる方法。 12、上記電圧制限用の段階は、上記電源と上記接地部
間に結合された複数の上記クローバー回路を付与する段
階を具備する、請求項11記載の方法。 13、上記電流を制限する段階は、上記複数の回路のそ
れぞれと上記電源間に抵抗を付与する段階を具備する、
請求項11記載の方法。 14、上記結合する段階は、電流遮断用手段を介しての
結合する段階を具備する、請求項11記載の方法。 15、上記電流遮断用手段はヒューズを具備するもので
ある、請求項11記載の方法。 16、本質的に安全なシステムであって、該システムは
: 危険領域における現場機器に接続されるに適した複数の
回路; 電圧制限形電源用導体; おのおのが、一方の端子で該電圧制限形電源用導体に接
続され、他方の端子で該複数の回路の一つに接続される
複数の抵抗器; 少くとも2個のクローバー回路であって、そのおのおの
が該電圧制限形電源用導体と本質的に安全な接地電位に
接続される如く用いられる導体との間に結合され、かつ
そのおのおのが該クローバー回路両端の電圧を検知する
手段と、該クローバー回路両端の電圧が予め設定された
値を超える場合に該クローバー回路の両端に低インピー
ダンス通路を付与する手段とを具備する、少くとも2個
のクローバー回路; とを具備する本質的に安全なシステム。 17、少くとも3個の上記クローバー回路を具備する、
請求項16記載のシステム。 18、上記電圧制限形電源用導体に結合され、電流が予
め設定された量を超える場合に、上記電源用導体に該電
流の流入を遮断するための電流遮断用手段を更に具備す
る、請求項17記載のシステム。 19、上記電流遮断用手段はヒューズを具備するもので
ある、請求項18記載のシステム。 20、電源と負荷の間の電気的供給線路に結合されたク
ローバー回路であって、該クローバー回路への入力がし
きい値を超える場合に、該線路に結合された低インピー
ダンス通路を作動時に付与する該クローバー回路を試験
する方法において、該入力をして該しきい値を超過せし
める段階;該クローバー回路が作動されているかどうか
を決定する段階;および 該クローバー回路が作動されている間中、該負荷に電力
を供給する段階; とを具備するクローバー回路の試験方法。 21、該電源は、上記電流の流入が電流のしきい値を超
える場合に、該線路への電流の流入を遮断する手段を具
備するものであり、上記方法は該電流を遮断する手段を
介して該電流を、上記クローバー回路の試験中に該しき
い値電流より小なる量に制限する段階、を更に具備する
ものである請求項20記載の方法。
Claims: 1. A system for supplying electrical energy to a plurality of circuits at an inherently safe level, the system comprising: a ground connected to an inherently safe ground potential; conductor for supplying power to a conductor at a voltage within a limited range with respect to the grounding conductor, and at least one conductor coupled between the voltage limiting conductor and the grounding conductor; a voltage-limiting power supply means comprising a crowbar circuit; and a voltage-limiting power supply means coupled between each of the plurality of conductors and the voltage-limiting conductor, the means for supplying current from the voltage-limiting conductor to each of the plurality of conductors. A power supply system comprising: current limiting means for limiting inflow; 2. The power supply system of claim 1, wherein said voltage limited power supply means comprises at least two crowbar circuits. 3. The power supply system according to claim 1, wherein said voltage limited power supply means comprises three crowbar circuits. 4. The above crowbar circuit is a silicon controlled rectifier (SCR).
) and an overvoltage detection circuit, each of which is coupled between the voltage control conductor and the grounding conductor. 5. Claim 1, wherein the current limiting means comprises a resistor between each of the plurality of circuits and the voltage limiting conductor.
Power supply system as described. 6. The power supply system according to claim 5, wherein the current limiting means comprises a plurality of resistors, one resistor being coupled between each of the circuits and the voltage limiting conductor. 7. The power supply system according to claim 6, wherein the resistor has a structure that is unlikely to fail even in the event of a short circuit or a low resistance condition. 8. The power supply system according to claim 1, wherein the resistor is a wound type or metal film type resistor. 9. The voltage limiting power supply means includes a power supply means and a current cutoff means, and the current cutoff means is coupled between the power supply means and the voltage control conductor;
The power supply system according to claim 1, having the purpose of interrupting the flow of current through the current interrupting means if the current passing through the current interrupting means exceeds a preset value. 10. The power supply system according to claim 9, wherein the current interrupting means includes a fuse. 11. In a method of essentially making a plurality of circuits used to supply electrical energy to remote locations, the step of: coupling each of the circuits to a power source; limiting the voltage of the power supply with respect to an inherently safe ground potential by providing at least one crowbar circuit; and individually limiting the current that may flow from the power supply into each of the circuits; A method for making multiple circuits essentially safe. 12. The method of claim 11, wherein said step of voltage limiting comprises the step of providing a plurality of said crowbar circuits coupled between said power source and said ground. 13. The step of limiting the current includes providing a resistance between each of the plurality of circuits and the power source,
The method according to claim 11. 14. The method of claim 11, wherein said step of coupling comprises the step of coupling via means for current interruption. 15. The method according to claim 11, wherein the current interrupting means comprises a fuse. 16. An inherently safe system comprising: a plurality of circuits suitable for connection to field equipment in a hazardous area; voltage-limited power supply conductors; a plurality of resistors connected to the power supply conductor and connected at their other terminals to one of the plurality of circuits; at least two crowbar circuits, each of which is essentially connected to the voltage limited power supply conductor; conductors used so as to be connected to a safe ground potential, each having means for sensing the voltage across the crowbar circuit, and a means for detecting the voltage across the crowbar circuit to a predetermined value. at least two crowbar circuits; and means for providing a low impedance path across the crowbar circuits when the crowbar circuits are exceeded. 17, comprising at least three of the above crowbar circuits;
17. The system of claim 16. 18. Claim 18, further comprising current interrupting means coupled to the voltage limited power supply conductor for interrupting current flow into the power supply conductor when the current exceeds a preset amount. 17. The system according to 17. 19. The system of claim 18, wherein the current interrupting means comprises a fuse. 20. A crowbar circuit coupled to an electrical supply line between a power source and a load, the crowbar circuit providing in operation a low impedance path coupled to the line when the input to the crowbar circuit exceeds a threshold. A method of testing the crowbar circuit comprising: applying the input to cause the threshold to be exceeded; determining whether the crowbar circuit is activated; and while the crowbar circuit is activated. A method for testing a crowbar circuit, comprising: supplying power to the load. 21. The power source is provided with means for interrupting the inflow of current into the line when the inflow of the current exceeds a current threshold, and the method includes: 21. The method of claim 20, further comprising the step of: limiting the current to an amount less than the threshold current during testing of the crowbar circuit.
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