Ako dodávateľ riešení HMI (Human-Machine Interface) dostávam túto otázku neustále od inžinierov, manažérov závodov a bezpečnostných pracovníkov pracujúcich v ropnom a plynárenskom priemysle, chemickom spracovaní, farmaceutickej výrobe a iných odvetviach klasifikovaných ako nebezpečné. Krátka odpoveď nie je jednoduchá áno alebo nie – závisí to od špecifických rizík prostredia, certifikácie HMI a od toho, ako je integrované do systému. Poďme si to však rozobrať technickými detailmi, prípadmi použitia v reálnom svete a skutočnými špecifikáciami 10-palcového HMI, aby ste mali jasnosť, ktorú potrebujete.
Najprv si definujme, čo znamená nebezpečné prostredie pre priemyselné zariadenia. Vo väčšine regiónov normy ako IEC 60079 (globálna) a NEC 500/505 (Severná Amerika) klasifikujú miesta na základe prítomnosti horľavých plynov, pár, prachu alebo vlákien. Tieto sa delia na „triedy“ (plyn/prach), „divízie“ alebo „zóny“ (pravdepodobnosť prítomnosti) a „skupiny“ (typ horľavej látky). Vybavenie, ktoré sa tu používa, nemôže byť len štandardné, musí byť certifikované, aby sa zabránilo vznieteniu týchto materiálov. To znamená ochranu elektrických komponentov, aby sa predišlo oblúkom, iskrám alebo príliš horúcim povrchom.
Keď sa niekto opýta: „Môže 10-palcový HMI fungovať v týchto priestoroch? zvyčajne sa odvolávajú na dva scenáre: inštaláciu vo vnútri samotnej nebezpečnej oblasti alebo montáž v bezpečnom kontrolnom priestore, ktorý je priľahlý. Začnime tým druhým, pretože to je najbežnejší prípad použitia, ktorý vidím, a pre našich zákazníkov je to jednoduché. Takmer všetky HMI, bez ohľadu na veľkosť, možno použiť v bezpečných riadiacich miestnostiach, pretože sú chránené podľa návrhu zariadenia – oddelené od procesnej oblasti stenami odolnými proti výbuchu, stlačeným vzduchom alebo čistiacimi systémami. Pre toto nastavenie je HMI 10 Inch skvelou voľbou pre riadiace miestnosti, pretože jeho väčšia obrazovka uľahčuje monitorovanie viacerých procesných premenných naraz, úpravu nastavených hodnôt a odstraňovanie problémov bez žmúrenia. Ak hľadáte menšie možnosti kompaktných ovládacích panelov v bezpečných priestoroch, nášHMI 7 palcovfunguje perfektne pre potreby menej hustej prevádzky, ale 10-palcový model je ideálny pre detailný, multiprocesný dohľad.
Ťažšia otázka znie: môžete umiestniť HMI 10 palcov do nebezpečnej zóny 1 (nepretržitá alebo prerušovaná prítomnosť plynu) alebo divízie 1 (rovnaká pre Severnú Ameriku) oblasti? To je miesto, kde sa certifikácia stáva neobchodovateľnou. Štandardné HMI – vrátane necertifikovaných verzií HMI 10 Inch – nie sú na to skonštruované. Ich vnútorné komponenty (dosky plošných spojov, konektory, napájacie zdroje) môžu v prípade poruchy vytvárať iskry a ich povrchová teplota môže stúpnuť nad bod vznietenia blízkych horľavých materiálov. To je dôvod, prečo spoločnosti, ktoré potrebujú HMI namontované v teréne pre nebezpečné oblasti, sa obracajú na modely s certifikáciou pre vnútornú bezpečnosť (IS) alebo s certifikáciou na ochranu proti výbuchu.
Najprv hovorme o iskrovej bezpečnosti, pretože je to najbežnejší prístup pre malé elektronické zariadenia, ako sú HMI. Zariadenia s certifikáciou IS sú navrhnuté tak, aby obmedzili elektrickú a tepelnú energiu na takú nízku hodnotu, že nedokážu zapáliť konkrétnu horľavú látku. To znamená, že všetky obvody, vedenie a dokonca aj batéria (ak sa používa) sú testované, aby sa potvrdilo, že nemôžu dosiahnuť zápalnú úroveň. Dobrou správou je, že ponúkame skutočne bezpečnú verziuHMI 10 palcovktorá je certifikovaná pre špecifické nebezpečné zóny. Kľúč je tu „špecifický“ – nejde o univerzálnu certifikáciu. Náš IS HMI 10 palcový je určený pre zónu 1, skupinu IIB+C (pokrývajúcu najbežnejšie horľavé plyny ako metán, propán a vodík), čo je štandard pre rafinérie a chemické závody. Má tiež utesnený kryt odolný voči korózii, ktorý okrem horľavých materiálov odolá aj prachu a vlhkosti, čo je extra bonus do drsného prostredia.
Pri väčších nebezpečných priestoroch sa niekedy namiesto IS používa zariadenie odolné voči výbuchu. Kryty odolné proti výbuchu sú skonštruované tak, aby zadržali vnútorný výbuch horľavého plynu, ktorý ho bezpečne odvetráva, aby nevznietil materiály vonku. HMI 10 Inch sa momentálne neponúka vo formáte odolnom voči výbuchu, ale odporúčame ho spárovať s certifikovaným modulom rozhrania odolným voči výbuchu, ak ho potrebujete namontovať vo veľmi rizikových procesných oblastiach. Väčšina našich zákazníkov sa namiesto toho rozhodne pre verziu IS HMI 10 palcov, pretože je ľahšia, ľahšie sa inštaluje a nevyžaduje dodatočné vetranie alebo údržbu, ktorú potrebujú kryty odolné proti výbuchu.
Na vlastnej koži som videl, čo sa stane, keď firmy preskočia certifikáciu a použijú štandardné vybavenie v nebezpečných zónach. Klient v Texase sa pokúsil namontovať necertifikované HMI 10 palcov v čerpacej miestnosti ich rafinérie (oblasť zóny 1) bez kontroly certifikácie. V priebehu šiestich mesiacov uvoľnený konektor na HMI spôsobil malý oblúk, ktorý zapálil unikajúcu uhľovodíkovú paru – našťastie sa nikomu nič nestalo, ale HMI a neďaleké čerpadlo boli poškodené a výroba bola na tri dni prerušená. To je chyba, ktorej sa dá vyhnúť. Ak by spolupracovali s naším tímom na získaní 10-palcového HMI s certifikáciou IS, tento incident by sa nikdy nestal. Všetky naše certifikované modely prechádzajú testovaním tretích strán, aby spĺňali normy IEC 60079, takže sa toho nemusíte obávať.
Ďalším faktorom, ktorý treba zvážiť pri používaní 10-palcového HMI v nebezpečnom prostredí, je integrácia. Väčšina systémov riadenia procesov v týchto oblastiach využíva vzdialenú sieť I/O (vstup/výstup) na pripojenie zariadení v teréne (snímače, ventily atď.) do riadiacich miestností. IS HMI 10-palcový bezproblémovo spolupracuje s týmito sieťami a používame iskrovo bezpečné bariéry medzi HMI a poľným zapojením, aby sme zabezpečili, že sa do nebezpečnej oblasti nedostane žiadna prebytočná energia. Ak potrebujete pripojiť viacero poľných zariadení, nášPriemyselné HMIplatforma obsahuje vstavanú podporu pre Modbus, EtherNet/IP a ďalšie bežné priemyselné protokoly, takže celý proces môžete monitorovať a riadiť z 10-palcovej obrazovky bez ďalšieho, necertifikovaného hardvéru.
Počkajte, poďme sa zaoberať bežnou mylnou predstavou: niektorí ľudia si myslia, že veľkosť HMI je dôležitá pre bezpečnosť. 10-palcová obrazovka nespôsobuje, že zariadenie s väčšou alebo menšou pravdepodobnosťou vznieti horľavý materiál. Dôležitá je spotreba energie a dizajn vnútorných komponentov. Náš 10-palcový HMI má procesor s nízkou spotrebou energie, ktorý beží na 24 V DC, čo je ideálne pre certifikáciu IS, pretože nevytvára nadmerné teplo. Obrazovka používa LED podsvietenie namiesto žiaroviek, čo eliminuje riziko rozbitia horiacej žiarovky a vznietenia okolitých materiálov. Tiež utesňujeme všetky otvory okolo obrazovky, konektorov a tlačidiel, aby sme zabránili vniknutiu prachu alebo plynu dovnútra, čo je potrebné pre certifikáciu v prašných nebezpečných zónach (trieda II, divízia 2 pre Severnú Ameriku).
Ako je to s údržbou? Veľkou výhodou používania certifikovaného 10-palcového HMI je to, že je navrhnutý pre jednoduchú údržbu v nebezpečných priestoroch. Pri výmene obrazovky alebo konektora nemusíte vypínať celý proces – máme diely vymeniteľné v teréne, ktoré sú tiež certifikované podľa IS, takže komponenty môžete vymieňať bez porušenia pečate, ktorá udržuje zariadenie v bezpečí. To je obrovská úspora nákladov pre rastliny, ktoré bežia 24 hodín denne, 7 dní v týždni; necertifikované zariadenia často vyžadujú úplné odstavenie pre akúkoľvek údržbu v nebezpečných zónach, čo môže stáť tisíce dolárov za hodinu v strate produkcie.
Teraz poďme pokryť obmedzenia, pretože je úprimné hovoriť o tom, čo HMI 10 Inch nedokáže. Nie je certifikovaný na použitie v oblastiach zóny 0, čo sú miesta, kde je horľavý plyn prítomný nepretržite alebo po dlhú dobu (napríklad vo vnútri potrubia). Pre zónu 0 by ste potrebovali iný typ iskrovo bezpečného zariadenia a ten momentálne neponúkame pre 10-palcový tvarový faktor. Tiež nie je určený pre vysoko korozívne prostredie, ako sú zóny rozstreku ropných plošín na mori, aj keď ponúkame morskú verziu HMI 10 palcov, ktorá dokáže zvládnuť miernu soľnú hmlu – pre extrémne podmienky na mori odporúčame konzultovať s našimi bezpečnostnými inžiniermi, aby sme našli správne riešenie.
Chcem sa tiež podeliť o úspešný príbeh, aby som ilustroval, ako to funguje v praxi. Farmaceutický výrobca v Indii nedávno použil náš IS HMI 10 Inch na monitorovanie ich fermentačného procesu, ktorý sa nachádza v oblasti zóny 1 s výparmi horľavého alkoholu. Tím používal menšie, 7-palcové HMI, ale chceli väčšiu obrazovku na monitorovanie 12 fermentačných nádob naraz bez prepínania medzi obrazovkami. Vybrali si náš 10palcový HMI, pretože má certifikát IS, je kompatibilný s ich existujúcim riadiacim systémom a má veľkosť displeja, ktorú potrebovali. Po šiestich mesiacoch používania hlásili nulové bezpečnostné problémy a operátori tvrdia, že väčšia obrazovka znížila chyby pri nastavovaní parametrov fermentácie. Ak by potrebovali ešte menšiu obrazovku pre kompaktný ovládací panel v bezpečnom prostredí, nášHMI 7 palcovby to bola perfektná alternatíva, ale 10-palcový model bol pre ich potreby tým pravým.
Takže, aby som sa vrátil k pôvodnej otázke: Môže sa 10-palcový HMI používať v nebezpečných prostrediach? Áno, ak si vyberiete certifikovanú verziu pre iskrovo bezpečnú (IS) a pokiaľ je prostredie klasifikované ako zóna 1, skupina IIB+C (alebo ekvivalentná trieda I, divízia 1 pre Severnú Ameriku). Ak je vaša nebezpečná oblasť zóna 0 alebo má extrémne podmienky, budete musieť preskúmať ďalšie možnosti a náš tím vám s tým môže pomôcť. Ak používate HMI iba v bezpečnom riadiacom priestore, funguje akákoľvek verzia a 10-palcový model je skvelou voľbou na podrobné monitorovanie procesov.
Ak pracujete na projekte v nebezpečnom prostredí a chcete si overiť, či je 10-palcové HMI pre vás to pravé, alebo ak potrebujete pomôcť s návrhom bezpečného a vyhovujúceho nastavenia HMI, náš tím odborníkov na priemyselnú bezpečnosť je tu, aby vám pomohol. Môžeme vás previesť certifikačným procesom, vysvetliť rozdiely medzi IS a zariadením odolným proti výbuchu a pomôcť vám vybrať správnu veľkosť a model pre vaše špecifické potreby procesu. Spolupracovali sme so stovkami závodov v rôznych odvetviach na nasadení HMI v nebezpečných oblastiach a poznáme výhody a nevýhody globálnych bezpečnostných noriem, ako sú IEC 60079, NEC 500 a ATEX. Neriskujte s bezpečnosťou – obráťte sa na náš tím, aby sme prediskutovali vaše požiadavky a získali riešenie na mieru.
Referencie
- Medzinárodná elektrotechnická komisia. (2019). IEC 60079: Výbušné atmosféry. Ženeva, Švajčiarsko: IEC.
- Národná asociácia požiarnej ochrany. (2023). NFPA 70: National Electrical Code (NEC). Quincy, MA: NFPA.
- Allen-Bradley. (2024). Špecifikácie priemyselného HMI produktu. Získané z /hmi/industrial-hmi.html
- Allen-Bradley. (2024). HMI 10-palcová iskrovo bezpečná certifikácia. Získané z /hmi/hmi-10-inch.html
- Allen-Bradley. (2024). Sprievodca aplikáciou HMI 7 palcov. Získané z /hmi/hmi-7-inch.html