Помощь в объяснении работы барьера искрозащиты S1-ExB [Exia] IIC

[Southern]

Добрый день уважаемые форумчане!
Нужна Ваша помощь в объяснении принципа работы барьера искрозащиты S1-ExB [Exia] IIC, в схеме, без и т.д. для дальнейшего правильного выбора барьеров.

Информация:
1. Барьер искрозащиты S1-ExB [Exia] IIC (производитель: LABOR-ASTER, Польша) (далее - барьер)
Технические характеристики:

Таблица №1.jpg

2. ЭПП-Ex-1У1 (производитель: ПАО Саранский приборостроительный завод, Россия) (далее - ЭПП)

Таблица №2.jpg

3. Задатчик сигнала РЗУ-420 (далее - РЗУ)
Технические характеристики:

Таблица №3.jpg

1-е, подключаю оборудование так:
РЗУ ко входу барьера, к выходу барьера ЭПП. Провожу измерения:

Таблица №4.jpg

Вопрос №1, почему на входе барьера упало напряжение с 24В до 2,8В при 4 мА и т.д. и соответственно почему на выходе напряжение при 4 мА 0,49В.

Если просто подавать напряжение с лабораторного БП, то получаем следующую таблицу

Таблица №5.jpg

Вопрос №2, почему здесь по-другому?

Собственно, все это один большой вопрос как правильно выбрать барьер искробезопасности т.к. если к этому барьеру подключить другой ЭПП, например SMC 8001 то он не работает, питание есть а сигнал управления 4…20 мА не проходит.

Технические характеристики SMC:

Таблица №6.jpg

Спасибо, буду рад любой помощи.

[Southern]

Технический паспорт на барьер S1-ExB [Exia] IIC

СТР1.jpg

СТР2.jpg

СТР3.jpg

СТР4.jpg

[alex45]

с 24В до 2,8В при 4 мА и т.д. и соответственно почему на выходе напряжение при 4 мА 0,49В

По закону Ома.
Если через ЭПП течёт ток 4 мА, а его входное сопротивление 115 Ом, то падение напряжения на нём будет 0,004*115=0,46 В, т.е. почти ваши 0,49. Аналогично для падения напряжения на барьере.

Если просто подавать напряжение

Ваш ЭПП чем управляется? Током? Вот ток и подавайте, а не напряжение. Не изобретайте велосипед, а изучите, как работает токовая петля.

[Southern]

Это все понятно, про падение по формуле U=I*R, и про токовую петлю где + пропускается через устройства (датчики, позиционеры и т.д.) на конце соединяется с -) и расчет необходимого сопротивления линии R нагрузка. Как правильно выбрать барьер исходя из всего вышесказанного? И опять же если мы знаем сопротивление (нагрузку) если оно постоянное! Но в замерах оно меняется, почему? Второй момент питание приборов происходит через линию по токовой петле от 10В до 30В и здесь напряжение ни как нельзя исключать из расчета т.к. питание не от (мА), а именно от (В). Если одному прибору хватит напряжения для работы то другому не хватит.

[olexsa]

Если одному прибору хватит напряжения для работы то другому не хватит.

Поподробнее, пожалуйста. К одному барьеру несколько приборов? А так можно?

[alex45]

Но в замерах оно меняется, почему?

Тогда рассказывайте, как измеряли. Схему в студию. Чудес-то не бывает.

Если одному прибору хватит напряжения для работы то другому не хватит.

Верное замечание.
Давайте рассуждать. Токовая петля состоит из:
- датчика, который формирует сигнал 4-20 мА;
- вторичного прибора или контроллера, который измеряет ток в токовой петле;
- источника питания, который всё это дело питает и включен последовательно в токовую петлю.
У каждого датчика есть в технических характеристиках такой параметр: максимальное сопротивление нагрузки, т.е. входного канала вторичного прибора или контроллера. Вот если это сопротивление превысить, то на этом сопротивлении упадёт больше напряжения, чем нужно для работы датчика.
Т.е. хоть речь тут идёт о напряжении, но подбор оборудования ведётся по сопротивлению.
А теперь переходим к:

Как правильно выбрать барьер

Барьер также добавляет в токовую петлю какое-то сопротивление, которое указано в технических характеристиках барьера. И вот надо, чтобы суммарное сопротивление барьера и вторичного прибора не превышало то, которое указано в тех. характеристиках датчика.

[olexsa]

1-е, подключаю оборудование так:

Нарисуйте схему проведения эксперемента. Не на словах описательно, а схему.

[Southern]

Если одному прибору хватит напряжения для работы то другому не хватит.

Поподробнее, пожалуйста. К одному барьеру несколько приборов? А так можно?

Небольшое недопонимание, исправляю, если к барьеру подключить ЭПП (Российского производства) то он работает, если к барьеру подключить ЭПП (Японского производства) то он не работает.

Отправлено спустя 6 минут 19 секунд:

Но в замерах оно меняется, почему?

Тогда рассказывайте, как измеряли. Схему в студию. Чудес-то не бывает.

Если одному прибору хватит напряжения для работы то другому не хватит.

Верное замечание.
Давайте рассуждать. Токовая петля состоит из:
- датчика, который формирует сигнал 4-20 мА;
- вторичного прибора или контроллера, который измеряет ток в токовой петле;
- источника питания, который всё это дело питает и включен последовательно в токовую петлю.
У каждого датчика есть в технических характеристиках такой параметр: максимальное сопротивление нагрузки, т.е. входного канала вторичного прибора или контроллера. Вот если это сопротивление превысить, то на этом сопротивлении упадёт больше напряжения, чем нужно для работы датчика.
Т.е. хоть речь тут идёт о напряжении, но подбор оборудования ведётся по сопротивлению.
А теперь переходим к:

Как правильно выбрать барьер

Барьер также добавляет в токовую петлю какое-то сопротивление, которое указано в технических характеристиках барьера. И вот надо, чтобы суммарное сопротивление барьера и вторичного прибора не превышало то, которое указано в тех. характеристиках датчика.

По порядку:
В самом начале все написал, может конечно не понятно исправляю:

1-е, подключаю оборудование так:
РЗУ ко входу барьера, к выходу барьера ЭПП. Провожу измерения:

т.е. первый столбец это и есть изменяемое сопротивление т.е. подаю 4 мА сопротивление = 720, 6 мА = 570, 8 мА = 490 и т.д. с шагом в 2 мА.
Далее:
Токовая петля при замерах состоит из: РЗУ - БАРЬЕР - ЭЛЕКТРОПНЕВМОПОЗИЦИОНЕР.
Питание идет в данном случае от РЗУ.

Барьер конечно добавляет сопротивление, но ОНО МЕНЯЕТСЯ. Если к примеру взять активный барьер то при аналогичных измерениях сопротивление не меняется.

[olexsa]

вопросы, вопросы, вопросы .... Вопросы - это хорошо. Но если хотите получить ответы, то пожалуйста, идите навстречу просьбам тех, кто пытается оказать помощь. Это ведь не им надо понять, это Вам надо понять.
По своему опыту "скажу" - чем более понятно и подробно описана проблема, вопрос, с предоставление наиболее полной информации, тем более понятен он будет читающим его. И не надо будет домысливать что то.
Вот, к примеру:

Тогда рассказывайте, как измеряли. Схему в студию. Чудес-то не бывает.

и еще , причем не сговариваясь с предыдущим автором

Нарисуйте схему проведения эксперимента. Не на словах описательно, а схему.

И где?

Теперь к вопросам. Предлагаю не все вместе, а поочередно. Вполне возможно, что при поиске ответа на один из вопросов, и на другие найдется ответы.
У меня первый вопрос - ответ на свой вопрос №1 , точнее на вторую его половину понятен, почему напряжение менялось от 0,49 до 2,3 В при изменении тока от 4 до 20 мА?

[olexsa]

Теперь немного об ином. Об общих подходах выбора барьеров искрозащиты. Не исключено, что в чем то ошибусь. Надеюсь в таком случае на помощь "зала".
Требования к барьеру, как правило описываются в документации на оборудование, которое находится во взрывоопасной зоне.
1. Иногда это жесткое требование - то есть к примеру с оборудованием А применять только оборудование В. И никак иначе. И никуда не деться. Требования Ростехнадзора таковы, что все должно соответствовать документации. И даже письмо от предприятия - изготовителя не поможет. Потому как такое изменение должно пройти процедуру проверки для выдачи соответствия требованиям нормативной документации.
2. Иногда это немного помягче требование - с оборудованием А надо применять барьер типа В, но можно и иное которое соответствует определенным требованиям. Требования указываются в документации оборудования А.
3. А порой это совсем лояльные требования - применяйте любой барьер, который соответствует определённым требованиям. По сути он мало чем отличается.

Также для искробезопасных цепей немаловажными параметрами являются параметры кабельной линии от датчика до барьера - индуктивность, емкость. Но они более актуальны уже для самого барьера. То есть в его документации приводятся предельные значения этих параметров. Правильно - когда сумма параметров КЛ и оборудования не превышает указанных значений.
Пример:
- барьер имеет предельные параметры - 1 мГн, 1 мкФ.
- КЛ - 0,9 мГн, 0,5 мкФ;
- прибор - 0,2 мГн, 0,05 мкФ.
- суммарно КЛ + прибор = 1,1 мГн, 0,55 мкФ.
По суммарной индуктивности взрывозащита не обеспечивается. Необходимо применять иной кабель, с меньшей погонной индуктивностью.
Также имеются ограничения по максимальному напряжению и току.

А теперь читаем "Позиционеры электропневматические ЭПП, ЭПП-Ех. Руководство по эксплуатации" :
1.1.3 Позиционеры ЭПП-Ех работают с барьером искрозащиты пассивным БИП-1 (в дальнейшем – барьер БИП-1), а также с аналогичными БИП-1 барьерами искрозащиты (искробезопасности)
1.2.15 Параметры искробезопасных электрических цепей позиционеров
ЭПП-Ех:
Ui - максимальное входное напряжение 7,1 V;
Ii - максимальный входной ток 110 mA;
Ci - максимальная внутренняя емкость 0,05 pF
И если верно понимаю, то применяемый барьер не обеспечивает максимальное входное напряжение. Он его превышает. Причем многократно.

[olexsa]

Вот прям что - то снизошло, и родился гениальное предположение и вопрос: так ведь в корне неверное использование данного барьера. На входе барьера должен быть источник тока. Которым обычно и является датчик давления, или температуры с выходом 4-20 мА. Который и задает необходимое потребление тока по цепи. А барьер уже "транслирует" его на выход. Повторяя значение на входе. В описанном же случае на входе - резистивная нагрузка. Которая является пассивной нагрузкой. Ну и барьер ведет себя как ведет. Можно, конечно разобраться, почему так происходит, но это уже не важно. Это в принципе неверное применение данного барьера искробезопасности.

[Southern]

По поводу применяемости барьера пока не скажу т.к. проект был сделан до меня. Теперь попробую ещё добавить информации т.е. лучше один раз увидеть чем сто раз услышать.
Вот ссылка на видео:
https://drive.google.com/file/d/1IbYBc2 ... p=drivesdk
Подключено так:

IMG_20220901_094801.jpg

Ещё ссылка на видео:
https://drive.google.com/file/d/1Ifqt5_ ... p=drivesdk
Подключено так:

IMG_20220901_105301.jpg

[alex45]

Немного понятнее стало.
Цитата из руководства по эксплуатации РЗУ-420:

Погрешность их измерения [сопротивления нагрузки и напряжения на нагрузке] в различных ситуациях может быть значительной (не нормируется).

Так что не верьте глазам своим. То напряжение и сопротивление, которые вы видите на РЗУ - это погода на Марсе. Если уж хотите что-то измерить, подключите отдельный милиамперметр и отдельный вольтметр.
Схемы в целом верные, за исключением направления тока в минусовой цепи. Ток должен быть направлен к минусу РЗУ от минуса ЭПП. Это же токовая петля, там ток по кругу идёт.

[olexsa]

т.к. проект был сделан до меня

Так это проектные решения? Или имеется ввиду, что так было сделано до Вас?

[Southern]

т.к. проект был сделан до меня

Так это проектные решения? Или имеется ввиду, что так было сделано до Вас?

Было сделано до меня по проекту.
Т.к. производители барьеров Польша, они сейчас с нами не работают, нужны Российские варианты. Предлагаемые варианты нам неизвестны (производители уверяет, что их аналог будет работать, а на деле не знаем) т.к. уже был печальный опыт в использовании аналогов. Вот и пытаюсь понять как правильно выбирать барьеры для нашего оборудования.

[olexsa]

То есть необходимо подобрать отечественный аналог барьера? Произвоство ОПО? Ростехнадзор проверяет? По возможности предоставьте схему управления. А чем не устаривает предалагемый барьер по документации позиционера - барьером искрозащиты пассивный БИП-1 ?

[Southern]

Немного понятнее стало.
Цитата из руководства по эксплуатации РЗУ-420:

Погрешность их измерения [сопротивления нагрузки и напряжения на нагрузке] в различных ситуациях может быть значительной (не нормируется).

Так что не верьте глазам своим. То напряжение и сопротивление, которые вы видите на РЗУ - это погода на Марсе. Если уж хотите что-то измерить, подключите отдельный милиамперметр и отдельный вольтметр.
Схемы в целом верные, за исключением направления тока в минусовой цепи. Ток должен быть направлен к минусу РЗУ от минуса ЭПП. Это же токовая петля, там ток по кругу идёт.

https://drive.google.com/file/d/1J5pcWI ... p=drivesdk

Видео с подключённым мультиметром

А с направлением тока верно, от минуса ЭПП к РЗУ, спасибо.

Отправлено спустя 1 минуту 7 секунд:

То есть необходимо подобрать отечественный аналог барьера? Произвоство ОПО? Ростехнадзор проверяет? По возможности предоставьте схему управления. А чем не устаривает предалагемый барьер по документации позиционера - барьером искрозащиты пассивный БИП-1 ?

Может и устраивает, может и работать будет, но нужно понимание для самого себя, как правильно выбрать барьер.

[Southern]

Видео с подключённым мультиметром
https://drive.google.com/file/d/1J5pcWI ... p=drivesdk

[kirillio]

Было сделано до меня по проекту.

Но это не означает, что не расхлёбывать Вам... по факту
Здесь погоду задает ЭПП.

"Just read the instructions" (c) Elon Musk

[Southern]

Но это не означает, что не расхлёбывать Вам...

Это точно, но все таки думаю что в моем случае погоду задаёт ЭПП но портит барьер.

[alex45]

Видео с подключённым мультиметром

Или тыкайте помедленнее, или фотографиями сделайте. Нифига не понятно.

[olexsa]

погоду задаёт ЭПП

Совершенно верно. И еще выходной модуль. Что все таки на выходе системы установлено?

[Southern]

Видео с подключённым мультиметром

Или тыкайте помедленнее, или фотографиями сделайте. Нифига не понятно.

Да все понятно, показания напряжения точно такие же как писалось выше и точно такие же как показывает РЗУ

Отправлено спустя 1 минуту 23 секунды:

погоду задаёт ЭПП

Совершенно верно. И еще выходной модуль. Что все таки на выходе системы установлено?

При измерениях схемы выше, при работе управляющий сигнал идёт с модуля процессора фирмы шнайдер

Отправлено спустя 13 минут 34 секунды:
Ну а если совсем интересно то так: с расходомера сигнал приходит на модуль аналогового входа, процессор обрабатывает сигнал по заданной программе, затем через модуль аналогового выхода выдаёт управляющий сигнал который идёт через барьер на ЭПП, установленном на клапане с мим.

[olexsa]

Имеется предложение для топикстартера Southern. Во вложении составленная мной схема и предлагаемая к заполнению таблица. Дабы у всех участников было понимание, что же происходит, какие измерения, где, и какие показания.
Здесь два варианта:
1 - заполнить на основе имеющихся данных.
2 - провести повторно измерения, при этом пытаясь добиться показаний амперметра согласно уже внесенных параметров. Это стандартный ряд для поверки средств измерений. Предполагаю, что этих данных будет достаточно для дальнейшего анализа.
В столбце "Примечание" вполне можно снести какие то комментарии.

[olexsa]

Вот прям что - то снизошло, и родился гениальное предположение и вопрос: так ведь в корне неверное использование данного барьера. На входе барьера должен быть источник тока. Которым обычно и является датчик давления, или температуры с выходом 4-20 мА.

После изучения документации на барьер S1-ExB признаю свою ошибку. Данный барьер как раз и передает управляющий ток из взрывобезопасной зоны во взрывоопасную.
Но при изучении документации также возник вопрос к Southern - с каком именно индексом применяется по факту? Имеется 5 вариантов модификаций - от S1-ExB1 до S1-ExВ5.