FNICO带领FISCO进入危险区域

对于安装在易燃环境中的现场总线，每种不同的防爆方法都有其自身的成本和易于维护的优点。虽然本质安全(IS)在北美危险区域不受欢迎，但IS实践的最新进展可以使I类2级危险区域的现场总线非燃烧概念(FNICO)装置受益。

这些发展的跳板是最近引入的现场总线本质安全概念(FISCO)，该概念在IEC技术规范60079-27中有描述。与使用传统“实体”概念安装的IS现场总线系统相比，FISCO简化了现场电缆中能量存储的规则，并为现场总线干线提供了更多的电力。这种安排意味着可以在危险区域连接更多的现场总线仪器，并允许用户花费更少的时间来证明和记录安装的安全性。

FISCO是由德国认证组织PTB开发的，它表明，只要单位长度的电场电缆的电感和电容在规定的范围内，火花点燃的风险不会随着总长度的增加而增加。这使得安装的安全性与电缆长度无关，并且无需计算电缆参数或将其与电源的最大允许数字相匹配。

将FISCO规则应用于第2类危险区域的非燃烧现场总线电路，其中只有在异常情况下才会发生爆炸危险，可以放松电压和电流的安全系数，同时利用is和非燃烧的相似性。由此产生的FNICO规则有利于第2分部的现场总线安装，允许:

• 不需要防爆接线盒和导管布线系统;

• 整个活工作，在树干和马刺上，没有气体间隙;

• 简单的安全文件，如设备清单;

• 无需计算电缆参数，无需炫耀国家电气规范;和

• 与同等的FISCO安装相比，每个主干有更多的现场设备。

此外，传统的区域分类实践目前正在重新评估，以注重现实的分区，而不是过于谨慎的分区。这鼓励核电站运营商想方设法放松到2区。因此，虽然本质安全仍然是任何区域或分区最安全的技术，但非燃烧设备承诺减少资本和维护成本，以及2区足够的安全性。

非燃烧现场总线保护

由于现场总线必须能够在不丢失数据或切断电源的情况下添加或断开仪器，因此在危险区域对它们进行认证需要允许在供电线路上进行一些活动。

尽管术语“非燃烧性”通常适用于第2分部的一般布线技术，但在FNICO中使用它具体表示“能量限制”，其方式与本质安全相同。这与第2部的“非电弧”电路不同，后者不允许电弧或火花。能量限制电路在通电和可燃环境下可以带电工作。这是合理的，因为正常的操作包括现场接线的打开、短路和接地。非燃烧与本质安全的不同之处在于所采用的安全系数和对故障的考虑(见表1):

因此，FNICO现场总线电路可以被打开、短路或接地，而不会有着火的危险，也不需要气体监测。此外，同样的规则也适用于主干和支线，因此没有必要对现场电路的不同部分采用不同的、可能令人困惑的维护程序。

FNICO系统组装

典型FNICO安装的关键物理层组件(见图示)是其电源、电缆、终端组件和现场总线仪器。

在简单的情况下，FNICO电源位于安全和危险区域之间的界面。与主机控制系统的连接在其“安全区域”终端进行，与现场干线的连接在其“危险区域”终端进行。它结合了可靠的现场总线通信所需的功能，这些功能由适当的基金会现场总线标准定义，并具有能量限制接口。这类似于在现场总线电源的输出中建立一个is屏障，尽管在这种情况下，屏障只符合表1中定义的Division 2的要求。电源输出的电压、电流和功率，以及它可以支持的现场仪器数量，都由Gas集团决定。

一个典型的FNICO电源包括一个中继器功能，连接24 V直流电源输入，和一个可切换的终端。如果安装在合适的外壳中，它可以位于2级危险区域，这增加了灵活性，并允许更复杂的拓扑结构。

同样，FNICO系统的电缆由基金会现场总线H1的正常操作要求和安全所需的能量存储考虑来定义。然而，两者都不会带来繁重的负担。操作上，可以使用安全区域安装可接受的电缆。这些电缆包括现场总线的特殊类型，以及传统模拟装置的现有电缆(具有一定长度限制)。FNICO电缆的安全约束与FISCO电缆相同，大多数传统电缆类型都能满足这一要求(见表2):

同时，现场总线的发展导致了专门设计的集线器的引入。这些通常是带有预先分配的主干和支线连接的模块，可能内置在现场安装的接线盒中。这节省了安装时间，并避免了从DIN轨道安装终端组装等效单元的复杂性。在FNICO系统中，要求很简单:接线集线器及其外壳必须适合2区，并适合其安装环境。这并不困难，因为批准的布线组件可用于安装在用户选择的接线盒中。值得注意的是，在分部2中不需要防爆外壳。

最后，通过使用is认证的现场总线仪器，FNICO受益于对异常或罕见危险危险区域的宽松法规。基本上，IS仪器可以用于FNICO系统。安全外壳很容易制作，因为is仪器被设计为在1区或0区安全，因此它超过了2区的任何结构要求。它具有不可超过的输入电压、电流和功率的最大值，而FNICO电源的输出具有相等的值。通过比较两组图来确定兼容性，但需要满足的只是电压参数，因为正常工作时永远不会输出最大电流和功率。因此，FNICO系统可以使用IS认证的设备进行组装，并且可以使用具有“实体”和FISCO批准的设备。

记录FNICO的安全性

描述FNICO系统安全性的规则与描述FISCO的规则密切相关。例如，如果电缆符合表2，则不需要计算最大允许电缆长度。记录FNICO安全的步骤包括:

1. 确认电缆符合FISCO/FNICO要求;

2. 检查所有现场仪器是否带有非燃烧或本质安全认证;

3. 检查现场接线元件和接线端子是否有相应的批文;

4. 如果现场仪表没有通过FISCO或FNICO认证，请检查仪表的最大安全输入电压(V max)是否大于FNICO电源的输出安全电压(Voc)。

5. 列出每个箱中包含的部件，注明制造商、型号、保护方法、环境温度和温度等级。

此外，“简单装置”概念被国家电气规范认可用于非燃烧电路，该规范对is电路使用相同的定义。这意味着设备，如无源布线组件和外壳，不会对非燃烧电路产生能量，因此可以在不修改安全分析的情况下将其包括在内。

总之，随着现场总线在过程工业中的加速使用，将越来越强调为危险区域寻找可行的解决方案。那些提供最大灵活性和最低生命周期成本的公司将成为最受欢迎的公司。

FNICO体现的非燃烧布线是智能的、前瞻性的2级布线方法，而不是基于机械保护或对国家电气规范的炫耀。尽管公认的第2分部的常见做法是无论如何都要现场工作，或者保持持续的气体监测，但FNICO将受到寻求确定的、记录在案的危险区域安全方法的用户的青睐。

FNICO建立的速度将取决于FNICO技术规范在多大程度上被纳入国家标准，然后被现场仪器制造商认可。截至2003年5月，该规范草案已由欧洲和美国的国家认证机构进行非正式审查

本质安全和非燃烧性要求的比较

保护方法	安全有多少缺陷?	适用于电流的安全系数	用途划分
本质安全	1	1.5	1和2
Non-incendive	没有一个	1.1	2

FNICO线缆要求

参数	价值
回路电阻	15v /km ~ 150V/km
回路电感	0.4至1mh /km
电容	80nf /km ~ 200nf /km
每根直缆的最大长度	在A,B和C,D
每根中继电缆的最大长度	A、B各1公里，C、D各5公里

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