Przedmiotem wynalazku jest iskrobezpieczny uklad pomiarów, sterowana i regulacji przeznaczony dostoso¬ wania na obiektach zagrozonych wybuchem fetwo zapal¬ nych mieszanin gazów i par z powietrzem, nazywany dalej ukfadem automatyki.Kazdy ukfad automatyki sklada sie z calego szeregu przyrzadów, z których pewna grupa tzw. czesc centralna jest instalowana w dyspozytorni, natomiast pozostafc przyrzady tzw.polowe sa instalowane poza dyspozytor¬ nia — na obiekcie. Obiekt nalezy rozumiec jako apara¬ ture technologiczna, w której zachodzi proces regulo¬ wany lub sterowany. Wprzypadku ukladów iskrobezpie- cznych dyspozytornia jest zazwyczaj strefa bezpieczna pod wzgledem wybuchowym, natomiast obiekt stanowi zawsze pod tym wzgledem strefe zagrozona.Znane sa trzy podstawowe sposoby zapewnienia iskro- bezpieczenstwa ukfadów automatyki, których celemjest ograniczenie wartosci napiecia i pradu,jakiemogazostac przesiane do strefy zagrozenia, do wartosci iskrobezpie- cznych, przy których niejest mozliwy zaplon mieszanin wybuchowych. W zaleznosci od obowiazujacych w danym kraju przepisów normalizacyjnych sa dopu¬ szczone do stosowania wszystkie trzy sposoby lub tylko niektóre z nich.Sposób L Iskrobezpieczenstwo ukladów automatyki uzyskuje sie przez zastosowanie przyrzadów, z których kazdy indywidualnie posiada obwód lub obwody zewnetrzne iskrobezpieczne. Przykfadem realizacji takie¬ go rozwiazania jest zastosowanie wspólnego zasilacza pradu stalego dla wszystkich przyrzadów ukfadu auto¬ matyki, przy czym przyrzady czesci centralnej na liniach zewnetrznych wchodzacych do strefy zagrozenia posia¬ daja rezystory lub inne ograniczniki,ograniczajace wiel¬ kosc pradu do wartosci bezpiecznej.Dla zasilacza wymagane jest pewne rozdzielenie gal¬ waniczne od sieci zasilajacej oraz ograniczenie napiecia wyjsciowego. Wada tego rozwiazania jest koniecznosc atestacji wszystkich przyrzadów ukladu automatyki.Ogranicza to znacznie elastycznosctworzenia róznorod¬ nych strukturoraz mozliwosci w wyborzezastosowanych przyrzadów tylko do posiadajacych odpowiednie atesty.Ze wzgledu na brak odpowiedniosci miedzyprzyrzadami róznych producentów wybór jest ograniczony do pro¬ dukcji tylko jednego wytwórcy. Poza tym, wzgledne duza wartosc napiecia wyjsciowego z zasilacza, wyma¬ gana do zasilania przyrzadów czesci centralnej, ograni¬ cza znacznie wartosc dopuszczalna pojemnosci przewo¬ dów laczacych te przyrzady z przyrzadami polowymi.Tymsamym ograniczonajest wiecznaczniedlugoscprze¬ wodów laczacych, co uniemozliwia realizacje iskrobez- piecznych ukWów automatyki w przypadku obiektów rozmieszczonych na duzych obszarach.Sposób 2. Iskrobezpieczenstwo ukbdu automatyki uzyskuje sie przez zastosowanie tzw. barier Zenera, oddzielajacych przyrzady czesci centralnej od przyrza¬ dów znajdujacych sie w strefie zagrozenia. Przy rozwia¬ zaniu tym wymagana jest atestacja tylko przyrzadów polowych oraz barier Zenera. Aby dzialanie barier bylo113 #42 4 skuteczne, musza byc one dobrze uziemione (rezystancja u/icinicnia musi byc niniejsza od 111). Wadatego rozwia¬ zania jest mozliwosc wystapienia w stanach awaryjnych na zaciskach wejsciowych barier Zenera napiecia sieci zasilajacej (220 V—). W takim przypadku nastepuje usz¬ kodzenie bariery, co czyni ja bezuzyteczna, poniewaz zazwyczaj jej elementy skladowe sa zalane twarda zalewa. Poza tym,jest dosycklopodiwespelnienie wyma¬ gania dotyczacego dobrego uziemienia barier Zenera. To rozwiazanie moze bycstosowane tylko dlastrefo niewiel¬ kim stopniu zagrozenia wybuchem.Sposób 3. Iskrobezpieczenstwo ukfadu automatyki uzyskujtTsieprzez zastosowanie bloków separacji galwa¬ nicznej odtfzietajacyclr przyrzady czesci centralnej od przyrzadów znajdujacych sie w strefie zagrozenia. Przy rozwiazaniu tym wymagana jest atestacja iskrobezpie- czenstwa tylko przyrzadów polowych oraz bloków sepa¬ racji galwanicznej. Bloki separacji galwanicznej posiada¬ ja równiez obwody realizujace ograniczenie wartosci napiecia i pradu, jakie moga przedostac sie do strefy zagrozenia do wartosciiskrobezpiecznych. Wadapowyz¬ szego rozwiazania jest znaczne podwyzszenie kosztów realizacji ukladu automatyki ze wzgledu na wysoka cene skomplikowanych ukladowo bloków separacji galwani¬ cznej oraz pogorszenie doktadnosci ze wzgledu na dodat¬ kowe bledy wprowadzone przez te bloki.Celem wynalazkujest iskrobczpieczny ukfed automa¬ tyki pozwalajacy na elasyczne stosowanie róznorodnej aparatury automatyki na obiektach zagrozonych wybu¬ chem mieszaninygazów ipar zpowietrzem, rozmieszczo¬ nych na duzych obszarach, dla którego dopuszcza sie wiekszawartosc rezystancji uziemienia, niz w przypadku klasycznych ukladów iskrobezpiecznych z barierami Zenera na napiecie wejsciowe równe napieciu sieci zasilajacej.Istota wynalazku polega na zastosowaniu do zasilania wszystkich przyrzadów automatyki centralnego zasila¬ cza z pewnym rozdzieleniem galwanicznym jego napiec wyjsciowych od napiecia sieci zasilajacej (220 V~)* wyod¬ rebniajac na jego wyjsciu napiecie stale i przemienne potrzebne do zasilania poszczególnych przyrzadów ukladu automatyki i stosujac dwustopniowe ogranicze¬ nie wartosci tych napiec: wstepne i koncowe orazjedno- stopniowe ograniczenie wartosci pradów, jakie moga przedostac sie do strefy zagrozenia. Wstepne ogranicze¬ nie wartosci napiecjest zrealizowane w zasilaczu central¬ nym, z którego sa zasilane bezposrednioprzyrzady czesci centralnej ukladu automatyki. Koncowe ograniczenie wartosci napiec oraz ograniczenie wartoscipradów,jakie moga przedostac sie do strefy zagrozenia, jest zrealizo¬ wane za pomoca barier ochronnych, znajdujacych sie w kazdym przewodzie polaczonym z przyrzadem polo¬ wym, zainstalowanym w strefie zagrozenia, za wyjatkiem przewodów uziemionych. Poprzez bariery ochronne sa dostarczane posrednio: napiecie zasilania doprzetworni¬ ków pomiarowych oraz sygnaly nastawiajace do przet¬ worników wykonawczych oraz odbierane sygnaly pomiarowe od przetworników pomiarowych. Zasilacz centralny, przyrzady czesci centralnej oraz bariery ochronne znajduja sie w strefie bezpiecznej, Zaleta rozwiazania wedlug wynalazku jest niski koszt realizacji ukladu automatyki oraz duza elastycznosc w doborze przyrzadów czesci centralnej, które nie musza byc w wykonaniu iskrobezpiecznym. Poza tym, na zaci¬ skach wejsciowych barier ochronnych nie wystapi nigdy napiecie sieci zasilajacej (220 V~X lecz tylko ograniczone wstepnie napiecie z zasilacza centralnego. Dzieki temu rezystancja uziemienia barier ochronnych nie musi miec tak malej wartosci, jak w przypadku klasycznych ukla¬ dów iskrobezpiecznych z barierami Zenera na napiecie wejsciowe równe napieciu sieci zasilajacej, przy czym mozna teraz zastosowac bariery ochronne o znacznie prostszej konstrukcji, niz bariery Zenera, Uzywajac ele¬ mentów o mniejszej dopuszczalnej mocy strat.W przypadku, gdy do zasilania przyrzadów ukladu automatykijest wymagane tylko napiecie stale,to bariery ochronne nie musza zawierac bezpieczników. Nie jest wtedy mozliwe ich uszkodzenie, a wiec nie istnieje potrzeba wymiany barier ochronnych po ustapieniu stanu awaryjnego. Przedstawione rozwiazanie nadaje sie do zastosowania dla stref o najwiekszym stopniu zagro¬ zenia wybuchem.Przykbd wykonania ukladuautomatykiwedlugwyna¬ lazku zostal pokazany na rysunku, przedstawiajacym schemat blokowy ukladu. Caly uklad jest zasilany z zasi¬ lacza centralnego 1, posiadajacego pewne rozdzielenie galwaniczne od napiecia sieci zasilajacej (220 V~) oraz ograniczone wstepnie napieciawyjsciowe: napiecie stale Uwi i napiecie przemienne Uw2 (pierwszy stopien ograni¬ czenia wartosci napiec w ukladzie). Z tego zasilacza sa zasilane bezposrednie przyrzady czesci centralnej (na przyklad rejestrator 2 zasilany jest napieciem stalym o napieciu maksymalnym Uwi i napieciem przemiennym o wartosci maksymalnej UW2, a regulator 3 — tylko napie¬ ciem stalym o wartosci maksymalnej Uwi)orazposrednio przetwornik pomiarowy S poprzez bariere ochronna 4, która redukuje wartosc napiecia,jakie jest przesylane do strefy zagrozenia do wartosci Uki (drugi stopien ograni¬ czenia napiec) oraz ogranicza wartosc pradu w strefie zagrozenia do wartosci bezpiecznej.Przetwornik wykonawczy 9 nie wymaga dostarczenia napiec zasilajacych. Bariery ochronne 5 i i ograniczaja napieciajakie mogazostacprzeslane do strefy zagrozenia odpowiednio do wartosci Um i Ukj(drugi stopienograni¬ czenia napiec)oraz ograniczajawartosci pradów wstrefie zagrozenia do wartosci bezpiecznych. Wszystkie bariery ochronne i ujemny biegun napiecia stalego z zasilacza sa polaczone z szyna zerowa 7, która jest uziemiona.Zastrzezenia patentowe 1. Iskrobezpieczny uklad pomiarów, sterowania i regu¬ lacji, znamienny tym, ze wyposazony jest w atestowany zasilacz centralny (1) posiadajacy rozdzielenie galwani¬ czne od napiecia sieci zasilajacej orazograniczonewstep¬ nie co do wartosci napiecie stale (Uwi) i napiecie przemienne (Uw2) przy czym z zasilacza (1) sa zasilane bezposrednio przyrzady czesci centralnej (2,3)zainstalo¬ wane w strefie bezpiecznej oraz, posrednio, atestowane przyrzady polowe (8, 9) w wykonaniu iskrobezpiecznym5 i/lub wzmocnionym, zainstalowane w strefie zagrozenia, a koncowe ograniczenie wartosci pradów jakie moga zostac przeslane do strefy zagrozenia jest realizowane za pomoca atestowanych barier Zenera (4, 5, 6) zainstalo¬ wanych w strefie bezpiecznej, poprzez które zasilane sa lub odbieraja sygnaly wykonawcze przyrzady polowe (8, 9) zainstalowane w strefie zagrozenia oraz od których to 113*42 przyrzadów polowych (8) przesylane sa poprzez bariery Zenera (4, 5) sygnaly pomiarowe do przyrzadów czesci centralnej (2, 3). 2. Iskrobezpieczny uklad wedlug zastrz. 1. znamienny tym, ze wszystkie bariery Zenera (4,5,6) i ujemny biegun napiecia stalego z zasilacza (1) sa polaczone z szyna zerowa (7), która jest uziemiona.Strefa I zagrozenia i (obiekt; ' strefa bezpieczna (sterownia) 2 i M^\A— I f|UvJ WV—%i I rh U L-J-Ti }—Id Hm U—' FI ' 9 9 V I wy n Jit-U PL