浅谈FF现场总线的配电与短路保护及其防爆

允许电缆总电阻为 3.8÷96 mA = 39.5Ω

电缆长度为39.5÷44 = 0.898（km）

因此，当总线上挂接4台变送器加1台定位器时，电缆长度可达898 m。

这种方案仍存在两个不足。第一，每段总线需要放多根电缆到现场，本安中继器和现场附件的数量仍较多，所占应用成本的比重较大；第二，冗余配电和短路保护的要求还没有得到满足。

c） 无火花型和隔爆型防爆

当FF总线的应用规模达到一个项目成千上万点以后，应用成本和系统的可运行性问题就非常突出了。一方面要求FF总线的网络结构尽可能简化，附件精简；另一方面要求FF总线实现冗余配电和短路保护。

图7所示为基于上述考虑采用的防爆方案。其中，FF配电采用冗余配电组合。H1总线的主干线按照无火花防爆的要求敷设到危险区2区。短路保护型接线盒采用无火花型防爆（Ex nA），安装在危险区2区。

这一方案虽然简化了FF总线配置，降低了成本，而且提高了可靠性。但是也带来了新的问题。其一，降低了系统的防爆安全性级别。无火花型防爆是所有防爆方法中安全性最低的，所以只被允许应用在危险区2区。而隔爆型防爆方法也比不上本安型防爆来得更安全。其二，无火花型防爆和隔爆型防爆方法，均不允许对仪表进行带电在线维护。由于每段总线上挂接许多仪表，如果某台仪表故障，必须对整段总线停电检修，不仅将对工厂的正常生产造成影响，还将提高工厂的管理风险和管理成本。

d） FF现场安全栅模盒的应用

这是德国P+F公司最新推出的FF总线防爆应用方案。其核心产品为集本安防爆、中继器、短路保护接线盒、网端等诸多功能于一身的FF现场安全栅模盒。应用方案如图8所示。

首先，FF的配电采用冗余配电组合。然后H1主干总线电缆采用增安型防爆方法可敷设到现场的危险区1区。FF现场安全栅模盒本身采用胶封型防爆主体、增安型防爆主干线端子、4路本安型防爆的输出，可安装在危险区1区。相互隔离的4路输出为本安防爆（EX ia），并具有短路保护功能。现场仪表采用本安型防爆，可安装在危险区0区。

与前一个方案相比，其一，本方案显着提高了系统的防爆安全级别，FF现场安全栅模盒可安装在1区，现场仪表可安装在0区。现场仪表采用本安防爆，从而允许进行带电的在线维护。其二，本方案的应用十分简洁。每段总线只敷设一根主干电缆去现场，尽可能靠近装置的危险区1区。

7 结束语

总之，FF现场总线的配电，短路保护和防爆的应用已经找到了比较理想的实用方案。现场总线技术是控制、计算机、通讯技术的交叉与集成，几乎涵盖了所有连续、离散工业领域，如过程自动化、制造加工自动化、楼半自动化、家庭自动化等等。它的出现和快速发展体现了控制领域对降低成本、提高可靠性、增强可维护性和提高数据采集的智能化的要求。现场总线技术的发展体现为两个方面：一个是低速现场总线领域的不断发展和完善；另一个是高速现场总线技术的发展。而目前现场总线产品主要是低速总线产品，应用于运行速率较低的领域，对网络的性能要求不是很高。从实际应用状况看，大多数现场总线，都能较好地实现速率要求较低的过程控制。因此，在速率要求较低的控制领域，谁都很难统一整个市场。就目前而言，由于FF基金会几乎集中了世界上主要自动化仪表制造商，其全球影响力日益增加，但其在中国市场营销力度似乎不足，市场份额不是很高，LonWorks形成了全面的分工合作体系，在国内有一些实质性的进展，在楼宇自动化、家庭自动化、智能通信产品等方面，LonWorks则具有独特的优势。