Как поставщик решений HMI (человеко-машинный интерфейс), я постоянно получаю этот вопрос от инженеров, руководителей заводов и специалистов по безопасности, работающих в нефтегазовой, химической, фармацевтической промышленности и других отраслях, классифицируемых как опасные. Краткий ответ — это не просто «да» или «нет» — это зависит от конкретных рисков окружающей среды, сертификации HMI и того, как он интегрирован в систему. Но давайте разберем это с техническими деталями, реальными вариантами использования и фактическими характеристиками 10-дюймового HMI, чтобы дать вам необходимую ясность.
Для начала давайте определимся, что такое опасная среда для промышленного оборудования. В большинстве регионов такие стандарты, как IEC 60079 (глобальный) и NEC 500/505 (Северная Америка), классифицируют места на основе присутствия горючих газов, паров, пыли или волокон. Они разделены на «Классы» (газ/пыль), «Подразделения» или «Зоны» (вероятность присутствия) и «Группы» (тип горючего вещества). Используемое здесь оборудование не может быть стандартным и готовым — оно должно быть сертифицировано для предотвращения воспламенения этих материалов. Это означает защиту электрических компонентов, чтобы избежать возникновения дуг, искр или перегрева поверхностей.
Когда кто-то спрашивает: «Может ли HMI 10 дюймов работать в таких помещениях?» они обычно имеют в виду два сценария: установку внутри самой опасной зоны или установку в соседней неопасной диспетчерской. Начнем с последнего, потому что это наиболее распространенный вариант использования, который я вижу, и он понятен нашим клиентам. Почти все HMI, независимо от размера, можно использовать в неопасных диспетчерских, поскольку они защищены в соответствии с конструкцией объекта — отделены от технологической зоны взрывобезопасными стенами, сжатым воздухом или системами продувки. Для этой установки 10-дюймовый HMI является отличным выбором для диспетчерских, поскольку его большой экран позволяет одновременно отслеживать несколько переменных процесса, корректировать заданные значения и устранять неполадки, не щурясь. Если вы ищете меньшие по размеру варианты компактных панелей управления в безопасных помещениях, нашЧМИ 7 дюймовидеально подходит для менее плотных операций, но 10-дюймовая модель идеально подходит для детального контроля за несколькими процессами.
Более сложный вопрос: можете ли вы поместить 10-дюймовый HMI в опасную зону 1 (постоянное или периодическое присутствие газа) или зону 1 (то же самое для Северной Америки)? Именно здесь сертификация становится не подлежит обсуждению. Стандартные HMI, включая несертифицированные версии HMI 10 дюймов, не предназначены для этого. Их внутренние компоненты (платы, разъемы, источники питания) могут вызывать искры в случае неисправности, а температура их поверхности может превышать точку возгорания близлежащих легковоспламеняющихся материалов. Вот почему компании, которым необходимы устанавливаемые на месте HMI для опасных зон, обращаются к моделям с сертификатом искробезопасности (IS) или взрывобезопасности.
Давайте сначала поговорим об искробезопасности, потому что это наиболее распространенный подход для небольших электронных устройств, таких как HMI. IS-сертифицированное оборудование предназначено для ограничения электрической и тепловой энергии настолько низко, что оно не может воспламенить определенное горючее вещество. Это означает, что все цепи, проводка и даже аккумулятор (если он используется) проверяются, чтобы подтвердить, что они не могут достичь уровня воспламенения. Хорошей новостью является то, что мы предлагаем искробезопасную версиюЧМИ 10 дюймовсертифицирован для конкретных опасных зон. Ключевым моментом здесь является «конкретность» — это не универсальная сертификация. Наш IS HMI 10 дюймов рассчитан на зону 1, группу IIB+C (охватывающую наиболее распространенные горючие газы, такие как метан, пропан и водород), которая является стандартом для нефтеперерабатывающих и химических заводов. Он также имеет герметичный, устойчивый к коррозии корпус, устойчивый к пыли и влаге, а также к легковоспламеняющимся материалам, что является дополнительным преимуществом для суровых условий эксплуатации.
Для более крупных опасных зон иногда вместо ИБ используют взрывозащищенное оборудование. Взрывозащищенные корпуса сконструированы таким образом, чтобы сдерживать внутренний взрыв горючего газа, обеспечивая его безопасную вентиляцию и предотвращая воспламенение материалов снаружи. HMI 10 дюймов в настоящее время не предлагается во взрывозащищенном исполнении, но мы рекомендуем использовать сертифицированный взрывозащищенный интерфейсный модуль, если вам необходимо установить его в технологических зонах с очень высоким риском. Большинство наших клиентов вместо этого выбирают IS-версию HMI 10 дюймов, потому что она легче, проще в установке и не требует дополнительной вентиляции или обслуживания, которые необходимы для взрывозащищенных корпусов.
Я своими глазами видел, что происходит, когда компании пропускают сертификацию и используют стандартное оборудование в опасных зонах. Клиент из Техаса попытался установить несертифицированный 10-дюймовый HMI в насосном отделении своего нефтеперерабатывающего завода (зона 1) без проверки сертификации. В течение шести месяцев из-за ослабленного разъема на ЧМИ возникла небольшая дуга, которая воспламенила вытекающие пары углеводородов. К счастью, никто не пострадал, но ЧМИ и расположенный рядом насос были повреждены, и производство остановилось на три дня. Этой ошибки можно избежать. Если бы они работали с нашей командой над получением 10-дюймового HMI, сертифицированного по IS, этого инцидента никогда бы не произошло. Все наши сертифицированные модели проходят стороннее тестирование на соответствие стандартам IEC 60079, поэтому вам не о чем беспокоиться.
Еще одним фактором, который следует учитывать при использовании 10-дюймового HMI в опасных средах, является интеграция. Большинство систем управления технологическими процессами в этих областях используют сеть удаленного ввода-вывода (ввода-вывода) для подключения полевых устройств (датчиков, клапанов и т. д.) к диспетчерским пунктам. IS HMI 10 дюймов безупречно работает с этими сетями, и мы используем искробезопасные барьеры между HMI и полевой проводкой, чтобы исключить попадание избыточной энергии в опасную зону. Если вам необходимо подключить несколько полевых устройств, нашПромышленный ЧМИПлатформа включает встроенную поддержку Modbus, EtherNet/IP и других распространенных промышленных протоколов, поэтому вы можете отслеживать и контролировать весь процесс с 10-дюймового экрана без дополнительного несертифицированного оборудования.
Подождите, давайте разберемся с распространенным заблуждением: некоторые люди думают, что размер HMI имеет значение для безопасности. 10-дюймовый экран не снижает вероятность воспламенения легковоспламеняющегося материала. Что имеет значение, так это энергопотребление и конструкция внутренних компонентов. Наш 10-дюймовый HMI оснащен процессором с низким энергопотреблением, работающим от напряжения 24 В постоянного тока, что идеально подходит для сертификации IS, поскольку не выделяет избыточного тепла. В экране используется светодиодная подсветка вместо ламп накаливания, что исключает риск поломки горящей лампочки и воспламенения близлежащих материалов. Мы также герметизируем все отверстия вокруг экрана, разъемов и кнопок, чтобы предотвратить попадание пыли или газа внутрь, что требуется для сертификации в пыльных опасных зонах (Класс II, Раздел 2 для Северной Америки).
А как насчет технического обслуживания? Большим преимуществом использования сертифицированного 10-дюймового HMI является то, что он предназначен для простого обслуживания в опасных зонах. Вам не нужно останавливать весь процесс, чтобы заменить экран или разъем — у нас есть заменяемые на месте детали, которые также сертифицированы IS, поэтому вы можете заменять компоненты, не нарушая пломбу, обеспечивающую безопасность устройства. Это огромная экономия средств для предприятий, работающих круглосуточно и без выходных; несертифицированное оборудование часто требует полной остановки для любого обслуживания в опасных зонах, что может стоить тысячи долларов в час из-за производственных потерь.
Теперь давайте рассмотрим ограничения, потому что честно говорить о том, чего не может HMI 10 Inch. Он не сертифицирован для использования в зонах Зоны 0, то есть в местах, где горючий газ присутствует постоянно или в течение длительного времени (например, внутри трубопровода). Для Зоны 0 вам понадобится другой тип искробезопасного устройства, и в настоящее время мы не предлагаем его для 10-дюймового форм-фактора. Он также не рассчитан на работу в высокоагрессивных средах, таких как зоны брызг морских нефтяных вышек, хотя мы предлагаем морскую версию HMI 10 дюймов, которая может выдерживать умеренные солевые брызги — для экстремальных морских условий мы рекомендуем проконсультироваться с нашими инженерами по безопасности, чтобы найти правильное решение.
Я также хочу поделиться историей успеха, чтобы проиллюстрировать, как это работает на практике. Фармацевтический производитель в Индии недавно использовал наш IS HMI 10 дюймов для мониторинга процесса ферментации, который расположен в зоне 1 с легковоспламеняющимися парами спирта. Команда использовала меньшие по размеру 7-дюймовые HMI, но им нужен был экран большего размера, позволяющий одновременно контролировать 12 сосудов для ферментации без переключения между экранами. Они выбрали наш 10-дюймовый HMI, потому что он сертифицирован IS, совместим с существующей системой управления и имеет необходимый размер дисплея. После шести месяцев использования они не сообщили о каких-либо проблемах с безопасностью, а операторы говорят, что экран большего размера снижает количество ошибок при настройке параметров ферментации. Если бы им понадобился экран еще меньшего размера для компактной панели управления в безопасной зоне, нашиЧМИ 7 дюймовбыл бы идеальной альтернативой, но 10-дюймовая модель идеально подходила для их нужд.
Итак, вернемся к исходному вопросу: можно ли использовать 10-дюймовый HMI в опасных средах? Да, если вы выберете искробезопасную (IS) сертифицированную версию и при условии, что окружающая среда относится к зоне 1, группа IIB+C (или эквивалентному классу I, раздел 1 для Северной Америки). Если ваша опасная зона относится к зоне 0 или имеет экстремальные условия, вам необходимо изучить другие варианты, и наша команда может вам в этом помочь. Если вы используете HMI только в неопасной диспетчерской, подойдет любая версия, а 10-дюймовая модель станет отличным выбором для детального мониторинга процесса.
Если вы работаете над проектом в опасной среде и хотите убедиться, подходит ли вам 10-дюймовый HMI, или если вам нужна помощь в разработке безопасной и соответствующей требованиям установки HMI, наша команда экспертов по промышленной безопасности всегда готова вам помочь. Мы можем провести вас через процесс сертификации, объяснить различия между искробезопасным и взрывозащищенным оборудованием, а также помочь вам выбрать правильный размер и модель для ваших конкретных технологических потребностей. Мы работали с сотнями заводов в различных отраслях промышленности над внедрением HMI в опасных зонах и знаем все тонкости мировых стандартов безопасности, таких как IEC 60079, NEC 500 и ATEX. Не рискуйте безопасностью — обратитесь к нашей команде, чтобы обсудить ваши требования и получить индивидуальное решение.
Ссылки
- Международная электротехническая комиссия. (2019). МЭК 60079: Взрывоопасные среды. Женева, Швейцария: IEC.
- Национальная ассоциация пожарной безопасности. (2023). NFPA 70: Национальный электротехнический кодекс (NEC). Куинси, Массачусетс: NFPA.
- Аллен-Брэдли. (2024). Технические характеристики промышленного HMI. Получено с сайта /hmi/industrial-hmi.html.
- Аллен-Брэдли. (2024). Подробности сертификации искробезопасности HMI 10 дюймов. Получено из /hmi/hmi-10-inch.html.
- Аллен-Брэдли. (2024). Руководство по применению HMI 7 дюймов. Получено из /hmi/hmi-7-inch.html.