9、工业自动化中的挑战与解决方案

工业自动化中的挑战与解决方案

1. 防爆区域设备开发要点

在防爆区域，Zone 1 和 Zone 0 的所有设备必须在铭牌上明确标识。在开发具备防爆能力（Ex-capability）的电子电路时，必须充分保持电磁兼容性（EMC），这往往会导致在防爆区域的开发中需要额外的优化开发循环。

电子设备灌封是潜在爆炸环境中电子开发的另一个关键点。电子设备的小型化程度在这里起着重要作用，因为并非所有灌封都适用于印刷电路板（PCB）、电子组件以及外壳，还需要考虑环境条件。根据经验，要避免在特定温度下灌封膨胀将组件从 PCB 上撕裂，或者防止水分渗入 PCB 和灌封之间，这既需要大量的专业知识，也需要敏锐的直觉。由于上述原因，常常不得不使用两层灌封，而两层灌封之间在温度和膨胀系数方面的兼容性又是一个挑战。

2. 适用于潜在爆炸环境的现场总线

在自动化方面，有三种完全具备防爆能力的现场总线：
- 4…20 mA HART
- PROFIBUS PA
- FF H1

此外，Pepperl+Fuchs 的 Ethernet - APL（Advanced Physical Layer）也可用于潜在爆炸环境，预计在未来几年将发挥重要作用。

3. 功能安全与安全完整性等级（SIL）

随着工厂和生产过程中设备的自动化程度不断提高，工厂安全和产品安全变得越来越重要。自 2000 年左右以来，根据 IEC 61508 和 IEC 61511 标准对测量仪器进行功能安全或安全完整性等级（SIL）认证的要求越来越高。SIL 用于评估电气、电子和可编程电子系统的安全功能可靠性，目标等级决定了为降低故障风