سیفتی بریر (Safety Barriers)

بریر در ابزار دقیق چیست؟

بریر ابزار دقیق (Barriers) در بین سیستم کنترل و تجهیزات سایت نصب می شوند و از انتقال انرژی اضافی سیستم های کنترل به منطقه پرخطر جلوگیری می کنند.

این انرژی اضافی می تواند از یک منبع تغذیه آزاد شود و یا اینکه در یک خازن و یا سلف ذخیره شده باشد.

مدار های I.S به نحوی طراحی مشوند که تحت شرایط عادی، انرژی مدار ایمن باشد و در صورت رخداد مشکل بریر ها از مدار محافظت می کنند و انرژی آن را کمتر از حد لازم برای وقوع انفجار قرار می دهند.

بریرها معمولاً از دو قسمت تشکیل شده‌اند: یک بخش ورودی و یک بخش خروجی که از طریق یک فرآیند تحت فشار یا سیگنال، انتقال داده می‌شود.

معرفی و طراحی اولیه بریر

از آنجایی که در کارخانجات و پلنت های صنعتی ضد انفجار بودن بخش مهمی از طراحی هر سیستم به شمار می رود، بریر ها جهت جداسازی به منظور ضد انفار بودن استفاده می شوند.

هدف از طراحی بریر های ایزوله (Isolated Barriers) برای ضد انفجار بودن و جلوگیری و یا به حداقل رساندن احتمال انفجار در یک قطعه از تجهیزات در امتداد شبکه مجاری به تجهیزات سایت می باشد.

انواع بریرها

بریر های زنر یا پسیو(Passive Barries):

دسته اول بریر ها را بریر های پسیو و یا زنر نام گذاری می کنند که این نوع از بریر ها نیاز به تغذیه ندارند و به وسیله مقاومت، جریان مدار را در حد مجاز نگه می دارند

و از طریق دیود زنر ولتاژ مدار را در حد مطلوب و رضایت بخش حفظ می کنند.

در این Barriers ولتاژ اضافی از طریق زنر به زمین منتقل میشود به همین دلیل نیاز به اتصال زمین دارند.

مقدار مقاومت زمین باید در حد 1 اهم باشد و بریر میبایست مستقیما به زمین وصل شود.

در زیر شماتیک این نوع بریر ها نشان داده شده است.

اکتیو بریرها (Isolated Barriers):

بریر های ایزوله یا اکتیو به وسیله ترانس، رله و یا اپتو کوپلر سیستم کنترل را از مدار مربوطه ایزوله می کنند

و نیاز به تغذیه دارند و تجهیزی که به بریر متصل می گردد تغذیه خود را از طریق Barriers تامین می کند

اما بر خلاف بریر های پسیو به اتصال زمین نیاز ندارند . شماتیک این مدل از بریر ها را در زیر می بینیم:

بریر های برند PEPPERL+FUCHS :

Barriers ایمنی ذاتی برند pepperl+fuchs انرژی موجود در مدار را محدود کرده و به وسیله آن مناطق خطرناک را از انرژی اضافی محافظت می کند.

از طریق محدود کردن انرژی به سطح ایمن، مدار های ذاتی ایمن از احتراق جوهای احتمالی جلوگیری می کنند.

این موضوع باعث می شود تعمیر و نگهداری مدار های EX i ساده تر شود.

برند آلمانی Pepperl+Fuchs انواع بریر های ایمنی ذاتی را برای کاربرد های مختلف ارائه می دهد

و بین Barriers ایزوله و بریر های زنر که انتقال ایمن سیگنال را در محیط های خطرناک تضمین می کنند، می توانید بر حسب نیاز انتخاب کنید.

بریر های ایزوله پپرل فوکس (Pepperl+Fuchs Isolated barriers):

برند پپرل فوکس متنوع ترین انتخاب محصولات را برای محافظت از سیگنال های الکتریکی واقع در مناطق خطرناک ارائه می دهد.

این ماژول ایمنی ذاتی ویژگی های محدود کننده انرژی یک بریر زنر را با خاصیت ایزوله سازی گالوانیک ترکیب می کنند.

شرکت سازنده Pepperl+fuchs سیستم هایی را برای کاربردها و نصب های مختلف ارائه می دهند.

نوع سیگنال

1. آنالوگ
2. دیجیتال

بریر آنالوگ چیست

بریر آنالوگ یک نوع تجهیزات الکترونیکی هستند که برای جداسازی و انتقال سیگنال‌های آنالوگ از یک بخش به بخش دیگر در سیستم‌های کنترل و اتوماسیون صنعتی استفاده می‌شوند.

این Barriers در اصل برای ایمنی و کنترل دقیق در فرآیندهای صنعتی طراحی شده‌اند.

بریرهای آنالوگ اغلب برای انتقال سیگنال‌های مانند ولتاژ یا جریان به صورت آنالوگ از یک بخش به بخش دیگر در سیستم‌های کنترل استفاده می‌شوند.

این Barriers معمولاً برای انتقال اطلاعات مربوط به دما، فشار، جریان و سایر متغیرهای فیزیکی به صورت آنالوگ به کار می‌روند.

به عنوان مثال، یک Barriers آنالوگ می‌تواند داده‌هایی مربوط به دما یک سیستم را به صورت یک سیگنال ولتاژ یا جریان متغیر نشان دهد که این اطلاعات می‌تواند به صورت پیوسته و بدون وقفه در طول زمان انتقال پیدا کند.

این نوع بریرها معمولاً برای کنترل فرآیندها، مانیتورینگ داده‌های فیزیکی و کنترل دقیق در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت و گاز، شیمیایی، خودروسازی و سایر صنایع از اهمیت بسیاری برخوردارند.

یک نمونه از محصولات برند PEPPERL+FUCHS که دارای سیگنال آنالوگ است: RTD Converter KFD0-TR-Ex1

بریر دیجیتال چیست

بریرهای دیجیتال نوع دیگری از تجهیزات الکترونیکی هستند که برای انتقال سیگنال‌های دیجیتال از یک بخش به بخش دیگر در سیستم‌های کنترل و اتوماسیون صنعتی به کار می‌روند.

این Barriers برای کنترل دقیق و انتقال داده‌های دیجیتالی به صورت گسسته و با استفاده از صفر و یک استفاده می‌شوند.

Barriers دیجیتال معمولاً از طریق سیگنال‌های دیجیتالی مانند پروتکل‌های ارتباطی مانند Profibus، Modbus، HART و یا Foundation Fieldbus به سیستم‌های کنترل متصل می‌شوند.

این بریرها می‌توانند اطلاعات مانند وضعیت، داده‌های تشخیصی، اطلاعات مربوط به ایمنی، و داده‌های دیگر را به صورت دیجیتال منتقل کنند.

به عنوان مثال، یک Barrier دیجیتال ممکن است وضعیت یک سنسور را به صورت یک کد دیجیتال ارسال کند که این کد ممکن است یک مقدار باینری مانند صفر و یک باشد که نمایانگر وضعیت مشخصی مانند روشن یا خاموش بودن یک دستگاه است.

از Barriers دیجیتال در صنایع مختلفی از جمله صنایع فرآیندی، خودروسازی، اتوماسیون صنعتی و سایر صنایع برای انتقال داده‌ها به صورت دیجیتال و ارتباط با سیستم‌های کنترل استفاده می‌شود.

نمونه هایی از محصولات برند PEPPERL+FUCHS که دارای سیگنال دیجیتال هستند:

• Switch Amplifier HiC2831

• Switch Amplifier HiC2841

• Switch Amplifier HiC2842

• Switch Amplifier HiC2821

• Switch Amplifier HiC2822

• Switch Amplifier HiC2831R1

 عملکرد بریر

1. جداسازی و ایزولاسیون:

Barriers به عنوان واسطه‌ای بین دو بخش مجزا در یک سیستم الکتریکی یا الکترونیکی عمل می‌کنند و اجازه نمی‌دهند که نویزها، جریان‌های ناخواسته یا خطرات برقی از یک بخش به بخش دیگر منتقل شوند.

2. محافظت از سیستم:

این تجهیزات برای محافظت از دستگاه‌ها، سنسورها، تجهیزات الکترونیکی و حفظ عملکرد صحیح آن‌ها در برابر ولتاژها یا جریان‌های ناخواسته که ممکن است سیستم را آسیب ببیند، استفاده می‌شوند.

3. انتقال سیگنال:

Barriers از سیگنال‌های آنالوگ یا دیجیتال برای انتقال اطلاعات به صورت پیوسته یا گسسته بین دو بخش استفاده می‌کنند.

این اطلاعات ممکن است از سنسورها، دستگاه‌های اندازه‌گیری، یا دیگر تجهیزات برای کنترل و مانیتورینگ فرآیندها و داده‌ها بهره می‌برند.

با کمک بریرها، امکان اتصال دقیق و ایمن بین قسمت‌های مختلف یک سیستم فراهم می‌شود و خطرات ناشی از انتقال نویزها یا خطرات الکتریکی بین این بخش‌ها کاهش می‌یابد.

برند های سیفتی بریر

• Pepperl+fuchs
• STAHL
• MTL
• PR
• GM(General monitor)

نحوه تست بریر

تست کردن بریرهای ایمنی (Safety Barriers) در سیستم‌های ابزار دقیق و کنترل صنعتی به منظور اطمینان از عملکرد صحیح و ایمنی آنها انجام می‌شود.

برای تست یک بریر، مراحل زیر را می‌توان دنبال کرد:

مراحل تست بریر ایمنی

1. آمادگی برای تست

• بررسی مستندات: پیش از هر کاری، دفترچه راهنما، نقشه‌های مدار و مستندات فنی مربوط به بریر مورد نظر را مطالعه کنید تا با جزئیات و نحوه عملکرد آن آشنا شوید.
• تجهیزات مورد نیاز: اطمینان حاصل کنید که تمامی تجهیزات و ابزارهای مورد نیاز برای تست بریر را در اختیار دارید. این تجهیزات ممکن است شامل مولتی‌متر، منبع تغذیه، سیگنال ژنراتور و دستگاه‌های اندازه‌گیری دیگر باشد.
• ایمنی: قبل از شروع هر تستی، اطمینان حاصل کنید که همه مراحل ایمنی رعایت شده و تمامی تجهیزات ایمنی لازم در دسترس هستند.

2. تست بصری (Visual Inspection)

• بررسی ظاهری: بریر را از نظر فیزیکی بررسی کنید. به دنبال نشانه‌های خرابی، آسیب، خوردگی، یا هر گونه ناهنجاری ظاهری باشید.
• اتصالات: اطمینان حاصل کنید که تمامی اتصالات به درستی برقرار شده‌اند و هیچ کابل یا سیمی قطع یا شل نیست.

3. تست پیوستگی (Continuity Test)

• پیوستگی مدار: با استفاده از یک مولتی‌متر، پیوستگی مدارهای ورودی و خروجی بریر را بررسی کنید. این تست به شما کمک می‌کند تا مطمئن شوید که هیچ قطعی در مدار وجود ندارد.

4. تست عملکردی (Functional Test)

• ورودی سیگنال: سیگنال‌های ورودی مشخصی را به بریر اعمال کنید و خروجی‌های آن را اندازه‌گیری کنید تا مطمئن شوید که بریر به درستی کار می‌کند.
• تست ولتاژ و جریان: ولتاژ و جریان ورودی و خروجی بریر را بررسی کنید و مقادیر را با مقادیر مشخص شده در دفترچه راهنما مقایسه کنید.

5. تست ایزولاسیون (Isolation Test)

• ایزولاسیون الکتریکی: با استفاده از تستر ایزولاسیون، مقاومت ایزولاسیون بین بخش‌های مختلف بریر را بررسی کنید. این تست به شما کمک می‌کند تا مطمئن شوید که بریر به درستی ایزوله شده و هیچ جریان ناخواسته‌ای منتقل نمی‌شود.

6. تست انتقال سیگنال (Signal Transmission Test)

• بررسی صحت سیگنال: یک سیگنال مشخص را به ورودی بریر اعمال کنید و خروجی آن را بررسی کنید. این تست به شما کمک می‌کند تا مطمئن شوید که بریر سیگنال‌ها را به درستی انتقال می‌دهد و هیچ اعوجاج یا تغییری در سیگنال‌ها ایجاد نمی‌شود.

7. تست عملکرد حفاظتی (Protective Function Test)

• شبیه‌سازی شرایط خطرناک: شرایط خطرناک و اضطراری را شبیه‌سازی کنید تا ببینید آیا بریر به درستی عمل می‌کند و سیستم را محافظت می‌کند یا خیر. به عنوان مثال، می‌توانید افزایش ناگهانی ولتاژ یا جریان را شبیه‌سازی کنید و واکنش بریر را بررسی کنید.

8. ثبت و مستندسازی نتایج

• ثبت نتایج تست: تمامی نتایج تست‌ها را به دقت ثبت کنید و با مشخصات فنی مقایسه کنید.
• مستندسازی: یک گزارش کامل از نتایج تست‌ها تهیه کنید و در مستندات سیستم نگهداری کنید.

9. تست نویز و تداخل (Noise and Interference Test)

• شبیه‌سازی شرایط نویز: شرایط نویزی را شبیه‌سازی کنید تا ببینید آیا بریر توانایی کاهش و حذف نویز را دارد یا خیر. این تست به ویژه در محیط‌های صنعتی که نویزهای الکتریکی و الکترومغناطیسی زیاد هستند، مهم است.
• بررسی سیگنال خروجی: خروجی بریر را در شرایط نویزی بررسی کنید و مطمئن شوید که سیگنال خروجی دچار اختلال نشده و کیفیت آن حفظ می‌شود.

10. تست دمایی (Thermal Test)

• تست دمای کاری: بریر را در دماهای مختلف آزمایش کنید تا ببینید آیا در دماهای بالا و پایین به درستی عمل می‌کند یا خیر.
• شبیه‌سازی شرایط محیطی: شرایط محیطی مختلف مانند دما، رطوبت و فشار را شبیه‌سازی کنید و عملکرد بریر را در این شرایط بررسی کنید.

11. تست بارگذاری (Load Test)

• بارگذاری پیوسته: بریر را تحت بارهای پیوسته و دائمی قرار دهید تا مطمئن شوید که می‌تواند بارهای واقعی سیستم را تحمل کند.
• بررسی پایداری: پایداری عملکرد بریر را تحت بارهای مختلف بررسی کنید و مطمئن شوید که در شرایط بارگذاری مختلف به درستی عمل می‌کند.

12. تست زمان پاسخ (Response Time Test)

• اندازه‌گیری زمان پاسخ: زمان پاسخ بریر به تغییرات ورودی را اندازه‌گیری کنید تا مطمئن شوید که بریر به موقع و به درستی به تغییرات واکنش نشان می‌دهد.
• مقایسه با مشخصات: زمان پاسخ اندازه‌گیری شده را با زمان پاسخ مشخص شده در دفترچه راهنما مقایسه کنید.

13. تست‌های دوره‌ای (Periodic Testing)

• تست‌های دوره‌ای منظم: برنامه‌ای برای انجام تست‌های دوره‌ای منظم تهیه کنید تا اطمینان حاصل شود که بریر همواره در وضعیت خوبی قرار دارد.
• پایش مداوم: سیستم‌های پایش مداوم را نصب کنید تا وضعیت بریر را به صورت لحظه‌ای و مداوم پایش کنند.

14. مستندسازی و گزارش‌دهی

• تهیه گزارش جامع: پس از انجام تمامی تست‌ها، یک گزارش جامع تهیه کنید که شامل نتایج تست‌ها، مشاهدات و هر گونه توصیه‌ای برای بهبود باشد.
• ذخیره‌سازی مستندات: تمامی مستندات و گزارش‌ها را به صورت منظم ذخیره و بایگانی کنید تا در آینده به راحتی قابل دسترس باشند.

نکات اضافی برای تست بریر

• تست در شرایط واقعی: در صورت امکان، بریر را در شرایط واقعی کاری تست کنید تا اطمینان حاصل شود که عملکرد آن در محیط عملیاتی صحیح است.
• آموزش کارکنان: کارکنانی که مسئول تست و نگهداری بریرها هستند را به طور کامل آموزش دهید تا بتوانند به درستی و با دقت بالا تست‌ها را انجام دهند.
• به‌روزرسانی نرم‌افزارها: اگر بریر دارای نرم‌افزار یا سیستم کنترلی است، اطمینان حاصل کنید که نرم‌افزارها و فریمورک‌ها به‌روز هستند و از آخرین نسخه‌ها استفاده می‌شود.

نکات مهم

• مطمئن شوید که تست‌ها در شرایط ایمن انجام می‌شوند و هیچ خطر جانی یا مالی ایجاد نمی‌شود.
• همواره از تجهیزات تست کالیبره و معتبر استفاده کنید تا نتایج دقیق و قابل اعتماد باشند.
• در صورت مشاهده هر گونه ناهنجاری یا خرابی، بریر را تعویض یا تعمیر کنید.

این مراحل به شما کمک می‌کند تا بریرهای ایمنی را به درستی تست کنید و از عملکرد صحیح و ایمنی آنها اطمینان حاصل کنید. اگر نیاز به اطلاعات دقیق‌تر و جزئیات بیشتری دارید، حتماً به مستندات فنی و دفترچه راهنمای بریر مراجعه کنید.

جمع بندی

پروسه استفاده از Barriers بر اساس استاندارد IEC60079-11 و یا استاندارد EN50020 عنوان شده است

که تجهیزاتی که در این استاندارد طراحی و ساخته می شوند تاییدیه ضد انفجار Intrinsically safe(Ex ia) را دریافت می کنند

و با توجه به نزدیک بودن تجهیزات ابزار دقیقی به منطقه خطر، تجهیزات مطابق با این استاندارد به گونه ای طراحی می شوند که در محدوده جریان و ولتاژ بسیار پایین کار کنند و هیچ گونه انرژی اضافی در سیستم آزاد نکنند.

مدار هایی که این تجهیزات را به سیستم کنترل وصل میکنند باید دارای ویژگی های زیر باشند؛

سيستم هاي كنترلی كـــه در منطقه ايمن که اصطلاحا به آن Safe area نیز می گویند نصب شده اند، هيچگونه حفاظتي ندارند و بايد به نحوي از انتقال انرژي اضافي آن ها به منطقه پرخطر جلوگيري شود.

بدين منظور جهت جداسازي سيستم كنترل از منطقه پرخطر، در مسير سيم كشي هاي اتاق كنترل و سايت، تجهيزاتي به نام بریر (جداكننده) قرار مي دهند.

Barrier ميزان انرژي كه از سمت سيستم كنترل به تجهيزات سايت انتقال مي يابد را در حد ايمن نگه مي دارد.

و در هنگام وقوع مشكل در مدارات از انتقال انرژي اضافي به مدار جلو گيري مي كند.

مدارهايي كه بدين شكل مورد بهره برداري قرار مي گيرند را Circuit Safe Intrinsically، يا مدارهاي ذاتاً ايمن مي نامند.

بنابراین در پروژه ها برای حفظ ایمنی و کارکرد اصولی استفاده از Barriers الزامی است.

شرکت فرتاک ایمن ویژن با داشتن موجودی بالا و قابلیت تامین انواع بریر ها به خصوص برند Pepperl+fuchs میتواند نیاز شما را در استفاده از این تجهیزات برطرف سازد.

خرید بریر

برای اطلاع از قیمت و لیست قیمت سیفتی بریر (Safety Barriers) با کارشناسان فروش ما با شماره 88800705-88800719 تماس حاصل فرمایید.

محصولات سیفتی بریر (Safety Barriers)

• بریر ایزوله شده Pepperl+Fuchs مدل KFD2-VR4-Ex1.26
  
  • بیشتر بخوانید
• بریر دیود زنری Pupperl+Fuchs مدل Z896
  
  • بیشتر بخوانید