无线的

工业无线网络的经济高效的爆炸保护

危险区域的无线以太网正在升起无线设备的防爆外壳。

由Kerstin Wolf. 2020年9月29日

礼貌：r stahl

寻求实施无线设备在危险区域中的无线设备通信的过程技术系统的运营商只能选择选择合适的接入点时，因为大多数具有EX批准的行业特定型号不提供高性能，中央网络管理。具有此功能的产品通常不适合工业环境。一个选项是在爆炸保护的外壳中没有EX批准的标准设备集成。紧凑的高频隔离器，用于本质安全无线信号转换，可以在区域1和2中使用标准天线。

由于无线网络成为行业4.0的组成部分，特别是在物流，机器维护和维修，以及生产监控和控制，无线通信网络也在过程行业上升。当在远程设备中配备传感器和致动器时，该技术的优点在临时安装中是显而易见的，以及使用移动端设备的过程控制。一个相关的申请是资产管理，其中无线测量值确定可以简化监控生产设备条件的过程，提高预测诊断。

工业无线标准

不同的无线标准符合工业要求，并根据预期目的提供不同的优点。对于具有低数据卷，子GHz或2.4 GHz技术的许多静态传感器/执行器连接，例如WirelessHart.那ISA100.11A自动化无线系统，Lorawan来自洛拉联盟要么低能量蓝牙是理想的。为了与单独的生产单位或移动设备进行通信，技术如3G，LTE，NB-IOT或将来，5G更适合。

然而，对于有限地形的移动参与者之间的快速，宽带数据传输，然而，根据IEEE 802.11以太网协议系列标准的强大Wi-Fi解决方案是选择的解决方案。它们能够在生产区域内从一个接入点到另一个接入点内的网络参与者的无中断传输。

图1：Wi-Fi可用于危险区域，以实现高带宽的无线数据通信。R. Stahl提供无线（Wi-Fi）五金箱和EX Zones 1和2.提供的合适的HF隔离器。礼貌：R Stahl

危险区域的无线挑战

然而，由于所有无线的设备，例如Wi-Fi接入点，移动无线组件和射频识别（RFID）读取器和天线，始终代表潜在的点火危险，根据适用的爆炸保护指令，包括界面的合适的点火保护需要在危险区域使用。电磁场不能通常，只要点火源不适用于数百瓦的传动功率，就不能点燃爆炸混合物。

然而，存在危险场可能在不充分的EMC保护金属物品或电子开关中诱导电流，这些电流可能导致火花形成。因此，国际标准IEC EN 60079-0定义了有害区域中无线信号的限制值要求。除了遵守正常运行中的限制值，该标准需要对1区的设备进行故障检查，该设备占短路，分流或中断所带来的爆炸危险。

图2：R.Stahl 9730 HF隔离器可实现传统工业天线的安全连接，以便在危险区域中无线网络连接。紧凑，高频隔离器适用于150 MHz至8 GHz的频率，适用于Wi-Fi和其他无线标准，如蓝牙，洛拉瓦湾，无线螺旋和ISA100.11a。礼貌：r stahl

常规爆炸保护，高频信号

虽然生产行业具有广泛的网络组件可供选择，但在寻找合适的设备时需要在考虑爆炸保护，面临独特的挑战。Ex区域1中操作所需的无线组件主要受特殊外壳保护。

要使用标准Wi-Fi器件无需在危险区域内进行特殊批准，因此需要安装在防火外壳或外壳中使用过压封装;该外壳必须满足EX D或EX P保护的要求。

然而，这不会解决天线的问题，因为这种这种封装的外壳由金属制成，其阻挡来自天线的大部分电磁辐射。通过定向天线，RFID读取器或运动检测器可以定位在玻璃窗格后面的EX D外壳中。

随着全向辐射，可提供有限数量的EX认证的外部天线。设计由提供爆炸保护的需要确定，不包括所需的标准插头连接器，使安装和维护更加困难。但为了保证无线连接可靠功能，使用适合应用的天线至关重要。

图3：图显示了划分1和2使用无线设备以及HFisolator如何防止低频信号的传输。礼貌：r stahl

安全地连接任何工业化的天线

基于综合机箱和合适的HF隔离器，可以伴随常规天线，用于在EX区1和2中使用传统Wi-Fi硬件的解决方案。为了安全地封装区域1/21中的潜在危险的Wi-Fi接入点，爆炸保护专家已经生产了带有项目特定尺寸的阻燃外壳，用于从思科和Aruba等制造商使用的设备的特定于思科和Aruba。

防爆的封装无线系统可用于标准化的Wi-Fi网络，直到Zone 1. Courtesy：R Stahl

具有EX E Protection的独立连接室可轻松快速地连接Cat电缆或光纤。这也通过以太网端子和用于区间的拼接盒的剪切盒。已经测试并经过全球使用的机箱具有内在安全的衬套，其允许任何工业上有能力的天线的外部连接。紧凑，高频隔离器可用于150 MHz至8 GHz的频率范围;这些隔离器支持Wi-Fi和一系列其他无线标准，如蓝牙，洛拉瓦湾，无线螺旋和ISA100.11a。高频隔离器防止在错误的情况下传输低频信号，并确保外部天线仅根据ex1a iic在本质上安全水平接收信号。此类解决方案更容易安装和处理，因为无线设备和外部天线不需要使用无需插头连接器的不灵活的线连接。相反，它们使用预先编号的连接电缆，可以在必要时连接和断开连接。甚至更轻松的选项是将天线连接到机箱衬套。

在危险区域使用标准IT无线设备

许多公司已经在行政和物流部门使用Wi-Fi网络。由于这些无线网络的优点是最大的，当它们在整个公司标准化时最大，并且可以集中管理，它专家通常建议使用一致的协调硬件。另一个障碍是避免通过改变供应商或通过维护策略的变化而导致的额外工作和支出 - 透明的目标。因此，在扩展Wi-Fi网络时，许多用户敏锐地在其生产区域中使用相同的设备。IT设备通常没有EX批准;在过去，这意味着这些装置必须通过EX D外壳另外保护用于区间2。

新的机箱解决方案可用于4区的Wi-Fi安装。礼貌：R Stahl

第2区的新外壳

对于第2区的安装，操作符以前必须使用机箱和配置几乎与第1区中使用的配置，导致相同的成本并需要相同的安装工作。

受限制的呼吸外壳是塑料外壳，设计与EX NR类型的保护，并将爆炸性环境的进入限制在安全范围内。它们具有单独的EX EC保护连接室，可最大限度地减少与区域1外壳相连所涉及的努力。

通过用单独的连接室保护IT设备，仅需要使用连接室。塑料外壳可提供各种尺寸。与EX D解决方案相比，它们越来越高70％，更易于安装。机箱材料可以使用内部天线（如许多Wi-Fi和RFID读数）安装无线模块。

机箱推进扩展无线使用

保护罩和连接可用于危险区域1和2中的危险区域的无线安装天线。

Kerstin Wolf.是新闻信息官员，R. Stahl.;由Mark T. Hoske，Content Manager编辑，控制工程，CFE媒体和技术，mhoske@cfemedia.com.。