Jako dostawca rozwiązań HMI (interfejs człowiek-maszyna) stale otrzymuję to pytanie od inżynierów, kierowników zakładów i specjalistów ds. bezpieczeństwa pracujących w branżach ropy i gazu, przetwórstwie chemicznym, produkcji farmaceutycznej i innych branżach sklasyfikowanych jako niebezpieczne. Krótka odpowiedź nie jest prosta: tak lub nie — zależy to od konkretnych zagrożeń występujących w środowisku, certyfikacji interfejsu HMI i sposobu jego integracji z systemem. Ale podzielmy to na szczegóły techniczne, przypadki użycia w świecie rzeczywistym i rzeczywiste specyfikacje 10-calowego interfejsu HMI, aby zapewnić przejrzystość, której potrzebujesz.
Najpierw zdefiniujmy, co oznacza niebezpieczne środowisko dla urządzeń przemysłowych. W większości regionów normy takie jak IEC 60079 (globalna) i NEC 500/505 (Ameryka Północna) klasyfikują lokalizacje na podstawie obecności łatwopalnych gazów, par, pyłów lub włókien. Są one podzielone na „Klasy” (gaz/pył), „Podziały” lub „Strefy” (prawdopodobieństwo obecności) i „Grupy” (rodzaj substancji łatwopalnej). Wykorzystywany tutaj sprzęt nie może być po prostu standardowym, gotowym sprzętem — musi posiadać certyfikat zapobiegający zapaleniu tych materiałów. Oznacza to ochronę podzespołów elektrycznych w celu uniknięcia łuków, iskier lub zbyt gorących powierzchni.
Kiedy ktoś pyta: „Czy 10-calowy HMI sprawdzi się w tych przestrzeniach?” zwykle mają na myśli dwa scenariusze: instalację w samym obszarze niebezpiecznym lub montaż w sąsiadującym pomieszczeniu kontrolnym, które nie jest niebezpieczne. Zacznijmy od tego drugiego, ponieważ jest to najczęstszy przypadek użycia, jaki widzę i jest prosty dla naszych klientów. Prawie wszystkie interfejsy HMI, niezależnie od rozmiaru, można stosować w sterowniach bezpiecznych, ponieważ są one chronione zgodnie z projektem obiektu — oddzielone od obszaru procesowego ścianami przeciwwybuchowymi, sprężonym powietrzem lub systemami oczyszczania. W przypadku tej konfiguracji 10-calowy interfejs HMI jest doskonałym wyborem do sterowni, ponieważ jego większy ekran ułatwia monitorowanie wielu zmiennych procesowych jednocześnie, dostosowywanie wartości zadanych i rozwiązywanie problemów bez mrużenia oczu. Jeśli szukasz mniejszych opcji dla kompaktowych paneli sterowania w przestrzeniach innych niż niebezpieczne, naszeInterfejs HMI 7-calowydoskonale sprawdza się w przypadku mniej zagęszczonych operacji, ale model 10-calowy idealnie nadaje się do szczegółowego nadzoru wielu procesów.
Trudniejsze pytanie brzmi: czy można umieścić 10-calowy interfejs HMI w niebezpiecznej strefie 1 (ciągła lub przerywana obecność gazu) lub w strefie 1 (tak samo w Ameryce Północnej)? W tym przypadku certyfikacja nie podlega negocjacjom. Standardowe interfejsy HMI – w tym niecertyfikowane wersje 10-calowego HMI – nie są do tego przeznaczone. Ich wewnętrzne elementy (płytki drukowane, złącza, zasilacze) mogą wytwarzać iskry, jeśli coś ulegnie awarii, a temperatura ich powierzchni może wzrosnąć powyżej punktu zapłonu pobliskich materiałów łatwopalnych. Dlatego firmy, które potrzebują montowanych w terenie interfejsów HMI do stosowania w obszarach niebezpiecznych, zwracają się do modeli z certyfikatem iskrobezpieczeństwa (IS) lub przeciwwybuchowym.
Porozmawiajmy najpierw o bezpieczeństwie iskrobezpiecznym, ponieważ jest to najczęstsze podejście w przypadku małych urządzeń elektronicznych, takich jak interfejsy HMI. Sprzęt z certyfikatem IS został zaprojektowany tak, aby ograniczać energię elektryczną i cieplną do tak niskiego poziomu, że nie może spowodować zapalenia określonej substancji łatwopalnej. Oznacza to, że wszystkie obwody, okablowanie, a nawet akumulator (jeśli jest używany) są testowane w celu potwierdzenia, że nie mogą osiągnąć poziomu zapłonu. Dobra wiadomość jest taka, że oferujemy wersję iskrobezpiecznąInterfejs HMI 10 calicertyfikowany dla określonych stref niebezpiecznych. Kluczem jest tutaj „konkretność” — nie jest to certyfikat uniwersalny. Nasz 10-calowy ekran IS HMI jest przystosowany do strefy 1, grupy IIB+C (obejmującej najczęstsze gazy łatwopalne, takie jak metan, propan i wodór), co jest standardem dla rafinerii i zakładów chemicznych. Posiada również uszczelnioną, odporną na korozję obudowę, która jest odporna na kurz i wilgoć, a także materiały łatwopalne, co stanowi dodatkową zaletę w trudnych warunkach.
W przypadku większych obszarów niebezpiecznych zamiast IS stosuje się czasami sprzęt przeciwwybuchowy. Obudowy przeciwwybuchowe są zbudowane tak, aby powstrzymać wewnętrzną eksplozję łatwopalnego gazu i bezpiecznie ją odpowietrzyć, aby nie spowodowała zapalenia materiałów na zewnątrz. 10-calowy interfejs HMI nie jest obecnie oferowany w formacie przeciwwybuchowym, ale zalecamy sparowanie go z certyfikowanym modułem interfejsu przeciwwybuchowym, jeśli potrzebny jest montaż w obszarach procesowych bardzo wysokiego ryzyka. Większość naszych klientów wybiera zamiast tego wersję IS 10-calowego interfejsu HMI, ponieważ jest ona lżejsza, łatwiejsza w instalacji i nie wymaga dodatkowej wentylacji ani konserwacji, których wymagają obudowy przeciwwybuchowe.
Widziałem na własne oczy, co się dzieje, gdy firmy pomijają certyfikację i używają standardowego sprzętu w strefach niebezpiecznych. Klient z Teksasu próbował zamontować niecertyfikowany 10-calowy interfejs HMI w pompowni swojej rafinerii (obszar Strefy 1) bez sprawdzenia certyfikatu. W ciągu sześciu miesięcy luźne złącze na HMI spowodowało niewielki łuk, który zapalił wyciekające opary węglowodorów — na szczęście nikt nie został ranny, ale HMI i pobliska pompa uległy uszkodzeniu, a produkcja była wstrzymana na trzy dni. To błąd, którego można uniknąć. Gdyby współpracowali z naszym zespołem w celu uzyskania 10-calowego interfejsu HMI z certyfikatem IS, do tego zdarzenia nigdy by nie doszło. Wszystkie nasze certyfikowane modele przechodzą testy przeprowadzane przez strony trzecie pod kątem zgodności z normami IEC 60079, więc nie musisz się o to martwić.
Kolejnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę podczas korzystania z 10-calowego interfejsu HMI w środowiskach niebezpiecznych, jest integracja. Większość systemów sterowania procesami w tych obszarach wykorzystuje zdalną sieć we/wy (wejścia/wyjścia) do łączenia urządzeń obiektowych (czujniki, zawory itp.) ze sterowniami. 10-calowy IS HMI bezproblemowo współpracuje z tymi sieciami, a pomiędzy interfejsem HMI a okablowaniem obiektowym stosujemy iskrobezpieczne bariery, aby mieć pewność, że nadmiar energii nie przedostanie się do obszaru niebezpiecznego. Jeśli potrzebujesz podłączyć wiele urządzeń terenowych, naszePrzemysłowe interfejsy HMIplatforma zawiera wbudowaną obsługę Modbus, EtherNet/IP i innych popularnych protokołów przemysłowych, dzięki czemu można monitorować i kontrolować cały proces z 10-calowego ekranu bez dodatkowego, niecertyfikowanego sprzętu.
Poczekaj, spójrzmy na powszechne błędne przekonanie: niektórzy uważają, że rozmiar interfejsu HMI ma znaczenie dla bezpieczeństwa. 10-calowy ekran nie oznacza, że urządzenie będzie mniej lub bardziej podatne na zapalenie materiału łatwopalnego. Liczy się pobór mocy i konstrukcja podzespołów wewnętrznych. Nasz 10-calowy HMI ma procesor o niskim poborze mocy, zasilany napięciem 24 V DC, co idealnie nadaje się do certyfikacji IS, ponieważ nie generuje nadmiernego ciepła. W ekranie zastosowano podświetlenie LED zamiast żarówek, co eliminuje ryzyko pęknięcia przepalonej żarówki i zapalenia znajdujących się w pobliżu materiałów. Uszczelniamy również wszystkie otwory wokół ekranu, złączy i przycisków, aby zapobiec przedostawaniu się kurzu lub gazów do środka, co jest wymagane do certyfikacji w zapylonych strefach niebezpiecznych (klasa II, dywizja 2 dla Ameryki Północnej).
A co z konserwacją? Dużą zaletą korzystania z certyfikowanego 10-calowego interfejsu HMI jest to, że został on zaprojektowany z myślą o łatwym serwisowaniu w obszarach niebezpiecznych. Nie musisz przerywać całego procesu, aby wymienić ekran lub złącze — posiadamy części, które można wymieniać w terenie i posiadają certyfikat IS, dzięki czemu możesz wymieniać komponenty bez naruszania plomby, która zapewnia bezpieczeństwo urządzenia. To ogromna oszczędność kosztów w przypadku zakładów działających 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu; Niecertyfikowany sprzęt często wymaga całkowitego wyłączenia w celu konserwacji w strefach niebezpiecznych, co może kosztować tysiące dolarów za godzinę utraconej produkcji.
A teraz porozmawiajmy o ograniczeniach, bo uczciwie można porozmawiać o tym, czego nie potrafi HMI 10 Inch. Nie jest certyfikowany do stosowania w obszarach Strefy 0, czyli miejscach, w których gaz palny występuje w sposób ciągły lub przez długi czas (np. wewnątrz rurociągu). W przypadku Strefy 0 potrzebny byłby inny typ urządzenia iskrobezpiecznego, którego obecnie nie oferujemy w przypadku obudowy 10-calowej. Nie jest on również przystosowany do pracy w środowiskach silnie korozyjnych, takich jak strefy rozprysków morskich platform wiertniczych, chociaż oferujemy 10-calową wersję HMI do zastosowań morskich, która radzi sobie z umiarkowaną mgłą solną — w przypadku ekstremalnych warunków na morzu zalecamy konsultację z naszymi inżynierami ds. bezpieczeństwa, aby znaleźć odpowiednie rozwiązanie.
Chcę także podzielić się historią sukcesu, aby zilustrować, jak to działa w praktyce. Producent produktów farmaceutycznych w Indiach użył niedawno naszego 10-calowego interfejsu IS HMI do monitorowania procesu fermentacji, który znajduje się w strefie 1 z oparami łatwopalnego alkoholu. Zespół korzystał z mniejszych, 7-calowych interfejsów HMI, ale potrzebował większego ekranu do jednoczesnego monitorowania 12 naczyń fermentacyjnych bez konieczności przełączania między ekranami. Wybrali nasz 10-calowy interfejs HMI, ponieważ posiada certyfikat IS, jest kompatybilny z istniejącym systemem sterowania i ma wyświetlacz o wymaganym rozmiarze. Po sześciu miesiącach użytkowania zgłosili zero problemów związanych z bezpieczeństwem, a operatorzy twierdzą, że większy ekran zmniejszył liczbę błędów podczas dostosowywania parametrów fermentacji. Gdyby potrzebowali jeszcze mniejszego ekranu do kompaktowego panelu sterowania w obszarze niezagrożonym wybuchem, naszeInterfejs HMI 7-calowybyłby idealną alternatywą, ale model 10-calowy idealnie odpowiadał ich potrzebom.
Wracając do pierwotnego pytania: czy 10-calowy interfejs HMI może być używany w środowiskach niebezpiecznych? Tak, jeśli wybierzesz wersję z certyfikatem iskrobezpiecznym (IS) i pod warunkiem, że środowisko zostanie zaklasyfikowane do Strefy 1, Grupy IIB+C (lub równoważnej Klasy I, Działu 1 dla Ameryki Północnej). Jeśli Twój obszar niebezpieczny znajduje się w strefie 0 lub panują w nim ekstremalne warunki, musisz rozważyć inne możliwości, a nasz zespół może Ci w tym pomóc. Jeśli używasz HMI tylko w sterowni, która nie jest zagrożona, każda wersja będzie działać, a model 10-calowy będzie doskonałym wyborem do szczegółowego monitorowania procesu.
Jeśli pracujesz nad projektem w niebezpiecznym środowisku i chcesz sprawdzić, czy 10-calowy interfejs HMI jest dla Ciebie odpowiedni lub jeśli potrzebujesz pomocy w zaprojektowaniu bezpiecznej i zgodnej z przepisami konfiguracji HMI, nasz zespół ekspertów ds. bezpieczeństwa przemysłowego jest tutaj, aby Ci pomóc. Możemy przeprowadzić Cię przez proces certyfikacji, wyjaśnić różnice między urządzeniami IS i urządzeniami przeciwwybuchowymi oraz pomóc Ci wybrać odpowiedni rozmiar i model dla Twoich konkretnych potrzeb procesowych. Współpracowaliśmy z setkami zakładów z różnych branż przy wdrażaniu interfejsów HMI w obszarach niebezpiecznych i znamy tajniki światowych norm bezpieczeństwa, takich jak IEC 60079, NEC 500 i ATEX. Nie ryzykuj, jeśli chodzi o bezpieczeństwo — skontaktuj się z naszym zespołem, aby omówić Twoje wymagania i uzyskać rozwiązanie dostosowane do Twoich potrzeb.
Referencje
- Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna. (2019). IEC 60079: Atmosfery wybuchowe. Genewa, Szwajcaria: IEC.
- Krajowe Stowarzyszenie Ochrony Przeciwpożarowej. (2023). NFPA 70: Krajowy kodeks elektryczny (NEC). Quincy, MA: NFPA.
- Allena-Bradleya. (2024). Specyfikacje produktów przemysłowych HMI. Pobrano z /hmi/industrial-hmi.html
- Allena-Bradleya. (2024). Szczegóły certyfikatu iskrobezpiecznego HMI 10 cali. Pobrano z /hmi/hmi-10-inch.html
- Allena-Bradleya. (2024). Przewodnik po aplikacjach HMI 7 cali. Pobrano z /hmi/hmi-7-inch.html