在危險性環境中安裝現場總線

　　現場總線設備采用了與傳統儀器相同的防爆技術，而且它與電源之間的相互作用也需要引起重視。

　　無論是安裝新設備還是進行系統改造更新，現場總線技術正成為儀器儀表系統的選擇對象。 就像多年前電子儀器的4 - 20mA 的輸出替代了氣動的3-15 psi 儀器一樣，數字多點通信網絡將替代點對點的連接和模擬輸入輸出卡，連接在網段（segment中的現場總線設備也將替代傳統的過程傳輸和控制閥的回路。

　　我們的討論集中在過程控制設備使用 FF 總線或者是 Profibus-PA 技術上。這兩種現場總線有相同的物理層規范，因而具有相同的防爆特性。

　　當總線應用在的危險環境過程中，連接在一起的設備的數量使總線不同于傳統的電子儀器接線。現場總線設備采用了與傳統儀器相同的防爆技術，但它與電源之間存在相互作用，而且網段的總容量會受通信技術的影響。

　　防爆系統

　　Exd 儀器一直以來被認為是最容易理解的，簡單地說，取一個堅固的大盒子，它能經受得住內部燃燒而不會引燃外部的氣霧，那么無論你放什么東西進去都可以稱為 “防爆”。

　　既然大多數現場總線設備目前都普遍以過程傳感器為基礎，輸出為 4 - 20mA ，采用防爆外殼，大多數儀器的現場總線的不同之處只是內部的一個新的電路板。

　　一些具有遠見的公司的產品外殼符合通用的安全限制，如內部容量、功耗等。如果設備的新電路板的設計是在外殼的限制要求之內，改為現場總線方式就不會太困難。然而，一些認證機構可能會有內部設計的個體差異，這會延遲但不會妨礙整體的認證過程。作為一項技術，儀器儀表的防爆技術并非只受歐洲大陸的偏愛，而且防爆總線設備出現在 FF 中的概率要大于 Profibus-PA 中。

　　將防爆設備連接在一個多點通信網絡中也會產生一些問題，主要是在使用防爆接線盒時。隨著現在總線技術的發展，平均每部分網段使用 8 到 12 臺設備，但設備維護（增加、斷開等）不能在防爆系統中帶電進行，這樣可降低每部分網段中防爆設備的數量。

　　例如，在現場打開防爆外殼也不是件容易的事情：一般來說，所有網段需要斷開，或者需要 2 個工作人員（一個拿氣體探測器，另一個用扳手）進行現場維修。雖然 Exde 插座式連接頭（plug/socket 能有效地允許獨立的分支斷開，無須斷開整個網段，但在排除故障設備時也是問題重重。

　　本安現場總線

　　過程儀器一般都采用低電壓，而且本質安全（火花能量和熱散被限制）是過程測量和控制系統的理想方案，控制系統中為保護擴大的電纜網絡和維護常規終端接入的成本會非常高。

　　然而多點的現場總線系統的重點是使用了本安技術，通過一個本安接口，驅動一個單獨的 4 - 20mA 儀器存在困難；以相同的獨立電源來驅動 8 或 12 個驅動器的要求，對于常規的技術來說太多了。交替使用電壓和電流，達到一個平衡，普通的安全柵在 IIC 中允許大約 80mA ，這等同于 4 個驅動器（假設每個為 20mA 。

　　FISCO

　　現場總線本質安全概念 （Fieldbus Intrinsically Safe Concept ， FISCO） 被認為是關于普通本質安全限制的方法，通過增加允許的符合本質安全設計標準的電流界線 ，通過典型系統組態的爆炸測試驗證安全性能。這部分的所有元件必須得到 FISCO 認證，這要求對許多供應商的現有設備進行重新驗證。 FISCO 提出網段容量需要增家（ IIC 中 110 mA 要優于 80mA,IIB 則最好為 240 mA ，但也帶來一些不利的運行限制 （ 網段長度最大為 1000 m, 分支最大為 30m, 連線必須為 FISCO 規格接線，設備也必須符合 FISCO 規范 。

　　向 FISCO 靠近的一個重要步驟是電纜和設備參數的標準化，這意味著大量的昂貴和耗時的實體參量（ Entity Parameter 記錄（ log 和分析不再需要。許多傳統的模擬設備的本安用戶會陷入實體參量分析中，因為普通的設備有許多現場儀表類型；每個回路各種不同的電纜長度和許多不同的本質安全柵都需要獨立的評估和文件。在任何危險區域系統中，實體參量分析的工程時間消耗成本可能是本安沒有成為第一選擇的原因。

　　設備接頭（Device Coupler 在現場總線中是一個非常有用的部分，它主要是一個智能包，包括所有接線附件，可進行快速安裝，并且易于運行。也可以用傳統的接線盒，但是卻很少采用：現場總線的連接使所有設備在一部分中連在一起，傳統連線技術使盒子內部像個老鼠洞一樣雜亂無章。而且，現場總線網段需要合并各種形式的獨立的分支性的短回路保護，這樣單獨的故障就不會影響整個網段，網段也需要有一個適合的終端。