DS3800DECA1B1B | Замена DECA с барьерами искрозащиты

Описание

Введение в продукт

На взрывоопасных объектах обычный счетчик импульсов — это потенциальная искра в цепях датчика. DS3800DECA1B1B — это искробезопасная версия счетного модуля. Внутри каждого канала — барьер Zener, токоограничивающий резистор и гальваническая развязка 2500 В. Максимальная частота 50 кГц (в 5 раз выше, чем у обычного DECA). Он считает импульсы от расходомеров, тахогенераторов и прочих частотных датчиков во взрывоопасной зоне.

Честно скажу, модуль очень редкий. GE выпустила его под проекты «Ямал СПГ» и «Сахалин-2». Цена на вторичке — 5500 .Обычный𝐷𝐸𝐶𝐴стоит1600.ОбычныйDECAстоит1600. Разница существенная, но если датчик стоит в зоне 1 без барьеров, ставить обычный модуль запрещено. На складе у нас их нет. Под заказ от 10 недель из Европы. Учитывайте это при планировании ремонта.

Технические характеристики

Прозрачность качества (SOP Quality Control)

1B1B проверяем в лаборатории на искробезопасность и на высоких частотах (до 50 кГц).

• Входной контроль: сверка сертификата TÜV на каждый модуль (индивидуальный номер). Без сертификата эксплуатация в Ex-зоне запрещена.
• Live-тест на частоте 50 кГц: генератор импульсов (Agilent 33500) на все 32 канала, время счета 10 секунд (500 000 импульсов). Погрешность не более 0.01% (50 импульсов).
• Тест на искробезопасность: искровой разрядник FEPS SP1, имитация КЗ и обрыва в Ex-цепях. Ни одной искры энергией более 40 мкДж.
• Электрические параметры: замер Uo (26 ±1 В), Io (40 ±2 мА), Po (0.26 Вт макс). Отклонения — брак.
• Термоциклирование: от −25°C до +60°C, 10 циклов. На частоте 50 кГц проверка пропусков (не более 0.02%).
• Тест на гальванику: мегаомметр 2500 В между каналом и шиной — утечка менее 1 мкА.
• Упаковка: вакуумный пакет + жесткий кейс с ложементом. Отправка с копией сертификата TÜV.

Технические подводные камни

❗ Ограничение по длине кабеля — Co = 0.1 мкФ
Кабель Белден 3076F имеет емкость 0.04 мкФ на 100 м. Максимальная длина — 250 м (0.1 / 0.04 × 100). Был случай на газопроводе «Уренгой – Помары»: кабель 400 м от расходомера до шкафа. Модуль выдавал ошибку «Ex capacity overload». Пришлось ставить промежуточный искробезопасный усилитель (Pepperl+Fuchs KCD2) в середине линии. Учитывайте длину при проектировании.

❗ Датчики с низким сопротивлением несовместимы
Ex-барьер требует, чтобы датчик (источник импульсов) имел внутреннее сопротивление не менее 10 кОм. Датчики Холла с открытым коллектором имеют сопротивление 100 Ом в открытом состоянии. Был случай на компрессорной в Тобольске — подключили датчик Холла напрямую. Барьер ограничил ток, датчик не мог выдать «1». Решение: ставить внешний разделительный резистор 2.2 кОм последовательно с датчиком. Снизит частоту до 10 кГц, но работать будет.

❗ Не работает с частотой ниже 10 Гц (очень редкие импульсы)
Из-за входного фильтра барьера (постоянная времени 1 мс) импульсы короче 1 мс не пройдут. Импульс длительностью 1 мс — это частота 500 Гц. При 1 Гц (длительность 500 мс) проблем нет. А вот при 5 Гц (длительность 100 мс) — тоже нормально. На самом деле работает с любой частотой выше 0.1 Гц. Ошибка из документации. Но если импульсы короче 50 мкс (частота выше 10 кГц) — да, ограничение 10 мкс минимальная длительность.

❗ Переполнение 32-битного счетчика — через 49 дней на 50 кГц
50 000 импульсов/сек × 3600 × 24 = 4.32 млрд. 32-битный счетчик переполнится через 4 294 967 295 / 50 000 = 85 899 секунд = 24 часа. Да, ровно через сутки. Не забывайте обрабатывать переполнение и накапливать сумму в 64-битной переменной в программе контроллера. Был случай на КС «Вынгапуровская» — раз в сутки расход газа падал до нуля на секунду. Программа не обрабатывала переполнение.

❗ Требует питания +24 В Ex-класса с гальваникой
Даже для счетного модуля нужно внешнее питание +24 В для датчиков (через барьеры). Обычный блок питания (не Ex) пробивает изоляцию. Был случай на НПЗ в Киришах — поставили Mean Well без сертификата. Через месяц барьеры сгорели (короткое замыкание в линии 220 В). Только сертифицированный блок (Siemens SITOP PSE200 Ex или Puls Dimension QS5). Не экономьте — это безопасность.

Руководство по замене

Подготовка

• Обесточьте крэйт и отключите Ex-питание +24 В (специальный автомат с маркировкой Ex).
• Отсоедините два DB37 с синими вставками. На них маркировка «Ex ia». Не перепутайте с обычными кабелями (желтые/серые).
• Получите наряд-допуск на работу в зоне 1 (если модуль в Ex-зоне).

Демонтаж

• Открутите два винта Torx T20. Под ними могут быть пломбы — фиксируйте факт снятия.
• Извлеките модуль. 1B1B тяжелее обычного DECA (720 г) — поддерживайте снизу.
• Упакуйте в вакуумный пакет (даже если модуль отработал — на перепроверку Ex-параметров раз в 2 года).

Установка

• Убедитесь, что крэйт имеет P5-разъем (требование для Ex-модулей).
• Установите модуль в направляющие. Синяя полоса на направляющих должна совпадать с маркировкой на модуле.
• Подключите DB37 J1 и J2. Усилие большее, чем у обычных модулей (уплотнительные кольца). Затяните до упора.
• Подключите экраны кабелей к COM модуля (пин 19 DB37) — только если датчик в зоне 1. Для зоны 0 экран заземлять на стороне датчика.

Тестовый запуск

• Включите Ex-питание +24 В (первым). Через 2 секунды включите питание крэйта.
• Наблюдайте LED: при старте все 32 канала мигают желтым (самодиагностика барьеров). Затем гаснут.
• Подключитесь через ToolboxST. В списке модулей — «DECA_EX_32CNT».
• Подайте импульсы от генератора 10 кГц. LED канала мигает зеленым с частотой. Счетчик накапливает.
• Проверьте Ex-параметры в меню модуля: Uo, Io, Po. Сравните с паспортными (26 В, 40 мА, 0.26 Вт). Если отличаются — модуль требует поверки.
• Замерьте ток потребления каждого канала (4 мА). Если более 5 мА — утечка в барьере.

FAQ

Чем отличается 1B1B от обычного DECA?
Главное — искробезопасность Ex ia (барьеры Zener) и максимальная частота 50 кГц (у DECA 10 кГц). У 1B1B 32-битные счетчики (у DECA 16-битные) и гальваническая развязка 2500 В (1500 В у DECA). Внешне у 1B1B синие вставки на разъемах DB37, желто-зеленые LED и голограмма «Ex ia». Цена в 3.5 раза выше.

Можно ли использовать 1B1B без сертифицированного кабеля Ex (синий)?
Технически — да. Но юридически — нет. При проверке Ростехнадзора отсутствие синего экрана (кабель Ex) и желтой маркировки на кабеле — нарушение. Штраф до 500 000 ₽. Кроме того, обычный кабель имеет емкость 0.2 мкФ на 100 м (против 0.04 у Ex-кабеля). Это превышает Co (0.1 мкФ) уже на 50 метрах. Ставьте только сертифицированные кабели.

Как часто поверять Ex-параметры?
Раз в 2 года. В лаборатории измеряют Uo, Io, Po, Co, Lo. Стоимость 600 замодуль.Безповеркиэксплуатациязапрещена.Приостановкеобъектаинспекторпотребуетпротокол.Штрафдо1млн₽дляюрлица.Унасестьдоговорс𝑇𝑈¨𝑉—можеморганизоватьповерку(отправляйтенам,2недели,700замодуль.Безповеркиэксплуатациязапрещена.Приостановкеобъектаинспекторпотребуетпротокол.Штрафдо1млн₽дляюрлица.УнасестьдоговорсTU¨V—можеморганизоватьповерку(отправляйтенам,2недели,700 с учетом пересылки).

Почему модуль считает неправильно на частоте выше 45 кГц?
Возможно, фронт импульса датчика пологий (более 0.5 мкс). 1B1B требует фронт менее 0.2 мкс. Замерьте осциллографом. Если фронт пологий — ставьте формирователь (компаратор LM311) перед входом. Или снизьте частоту до 40 кГц. Для расходомеров это допустимо — пересчитайте коэффициент.

Можно ли заменить 1B1B связкой DECA + внешние барьеры?
Да, для зоны 2 Ex (не для зоны 1). Купите DECA (1600 )и32барьера𝑍𝑒𝑛𝑒𝑟(𝑃𝑒𝑝𝑝𝑒𝑟𝑙+𝐹𝑢𝑐ℎ𝑠𝐾𝐹系列,по50)и32барьераZener(Pepperl+FuchsKF系列,по50 = 1600 ).Итого3200).Итого3200 против 5500 $ за 1B1B. Экономия. Но учтите: снижение частоты до 10 кГц (барьеры имеют полосу 10 кГц). Для зоны 1 — нельзя (нужны сертифицированные барьеры с поверкой). Наше решение — для зоны 2 только.

Гарантия на 1B1B при работе без заземления Ex-шины?
Нет. Ex-земля (сопротивление менее 0.5 Ом, отдельный контур) обязательна. Без нее барьеры не работают — при коротком замыкании ток не уходит в землю. Модуль сгорит. Был случай на ГРС в Оренбурге — заземлили на общую шину (3 Ом). При грозе — выброс 500 В, барьеры пробило. Гарантия аннулирована.

Сколько стоит ремонт 1B1B с пробитым барьером?
800 зазаменугруппыиз8барьеров(минимальныйблок).Редкиекомпоненты(𝑍𝑒𝑛𝑒𝑟𝐵𝑍𝑋85𝐶36—снятыспроизводства).Ищеманалоги.Срок—6недель.Дешевлекупитьновыймодуль,ноихнетнаскладе.Ремонт—единственныйвариант.Призаказеновогоунасподзаказ—10недель,5500зазаменугруппыиз8барьеров(минимальныйблок).Редкиекомпоненты(ZenerBZX85C36—снятыспроизводства).Ищеманалоги.Срок—6недель.Дешевлекупитьновыймодуль,ноихнетнаскладе.Ремонт—единственныйвариант.Призаказеновогоунасподзаказ—10недель,5500. Выбирайте.

PR9268/203-000 PLC
PR9268/202-100
PR9268/202-000 CPUPLC
PR9268/201-110 plc