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02 luglio 2014
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La semplice guida di Chris alla tecnologia di comunicazione per il rilevamento del gas

L'emergere di tecnologie digitali e di comunicazione significa che molte più informazioni possono essere comunicate a un sistema di controllo, con l'ulteriore vantaggio di ridurre i costi di cablaggio. Quindi, ho pensato che potrebbe essere utile fornire una panoramica delle varie tecnologie disponibili.

La sicurezza dei gas è molto importante. I pericoli esplosivi da gas e vapori di idrocarburi, i gas tossici come il solfuro di idrogeno e gli ambienti di ossigeno impoverito possono essere rischi significativi per i lavoratori.

Le teste dei rivelatori di gas sono spesso collegate a un sistema di controllo centralizzato che mostra i livelli di gas attuali e fa scattare eventuali allarmi. I rivelatori devono percepire il gas in concentrazioni abbastanza basse da rispondere ben prima che la situazione diventi pericolosa. Mentre i rivelatori di gas sono situati in aree valutate a rischio di accumulo di gas, il sistema di controllo dovrebbe essere montato dove può essere monitorato in relativa sicurezza.

Detectors have traditionally been connected to the control system via cables using ‘point-to-point’ cabling, where each detector connects to a separate input on the control system with an individual cable. These systems use analogue signals, which can only communicate a limited amount of information from the detector; typically gas value (4-20mA), fault (<3mA), and gas reading over-scale (>21.5mA).

Il protocollo di comunicazione HART(www.hartcomm.org) completa i sistemi convenzionali 4-20mA ponendo informazioni diagnostiche aggiuntive sul segnale 4-20MA. Questi dati possono essere utilizzati per diagnosticare i guasti, gestire la taratura del sistema e la manutenzione utilizzando un dispositivo abilitato HART.

Mentre la funzione di sicurezza del rilevatore è ancora eseguita dal segnale analogico 4-20mA e dal controller convenzionale, i dati HART consentono di accedere a informazioni extra, tra cui la temperatura del dispositivo, il numero di serie, la calibrazione, l'ultima data di calibrazione, lo stato di errore, la tensione di alimentazione, la corrente del segnale, ecc.

Modbus è un protocollo basato su indirizzi che comunica con ogni rilevatore di gas usando un indirizzo unico. Le informazioni, come il livello di gas, l'allarme e lo stato di errore, sono memorizzate in registri all'interno del rilevatore, e il sistema di controllo 'Modbus Master' indirizza abitualmente i singoli 'nodi' del rilevatore per recuperare i dati - una guida completa al Modbus può essere scaricata da www.modbus.org/docs/PI_MBUS_300.pdf.

Come il protocollo di comunicazione HART, Modbus può essere usato insieme al segnale analogico per fornire informazioni aggiuntive sul rilevatore, o può essere usato come mezzo primario di comunicazione con un sistema di controllo, come un PLC (Programmable Logic Controller) o un sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition).

Un altro protocollo ben consolidato è il Foundation Fieldbus, che offre l'opportunità di usare interfacce di cablaggio alternative. I dati possono essere trasferiti tramite cavi convenzionali in rame o in fibra ottica, o tramite interfacce a sicurezza intrinseca (I.S.) - si può trovare di più su www.fieldbus.org.

Tutte queste tecnologie permettono di installare i rilevatori in una configurazione di cavo indirizzabile piuttosto che nella topologia convenzionale punto a punto. Questo permette di ridurre significativamente i costi di installazione dei cavi collegando più rilevatori su un unico cavo in cui il cavo passa da un rilevatore all'altro.

La comunicazionesenza fili è una proposta attraente quando non è pratico far passare cavi aggiuntivi a rivelatori nuovi o aggiuntivi. I rivelatori possono essere alimentati localmente (tramite cavi, batterie o pannelli solari) e trasmettere i livelli di gas e le informazioni di stato a un sistema di controllo tramite un segnale radio. Sebbene siano disponibili vari prodotti wireless, non è ancora stato stabilito uno "standard" globale per il protocollo e la frequenza utilizzati, quindi l'idoneità dipenderà dai regolamenti locali.

Per le nuove installazioni, le tecnologie di comunicazione come il Foundation Fieldbus possono fornire una buona soluzione generale per migliorare i sistemi analogici tradizionali. Tuttavia, ognuna ha i suoi pro e contro, e non è un'opzione adatta per ogni progetto. Come sempre la valutazione individuale del caso di sicurezza è il fattore critico determinante.

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