Pojawienie się technologii cyfrowych i komunikacyjnych oznacza, że znacznie więcej informacji może być przekazywanych do systemu sterowania, a dodatkową korzyścią jest zmniejszenie kosztów okablowania. Pomyślałem więc, że przydatne może być przedstawienie przeglądu różnych dostępnych technologii.

Bezpieczeństwo gazowe jest bardzo ważne. Zagrożenia wybuchowe związane z gazami i oparami węglowodorów, gazami toksycznymi, takimi jak siarkowodór i środowiskiem zubożonym w tlen mogą stanowić poważne ryzyko dla pracowników.

Głowice detektorów gazu są często podłączone do scentralizowanego systemu sterowania, który pokazuje aktualne poziomy gazu i wyzwala ewentualne alarmy. Detektory muszą wyczuwać gaz w stężeniu wystarczająco niskim, aby zareagować zanim sytuacja stanie się niebezpieczna. Podczas gdy detektory gazu są umieszczane w miejscach ocenianych jako narażone na gromadzenie się gazu, system sterowania powinien być zamontowany w miejscu, w którym można go monitorować w sposób względnie bezpieczny.

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).

Protokół komunikacyjny HART(www.hartcomm.org) uzupełnia konwencjonalne systemy 4-20mA poprzez wprowadzenie dodatkowych informacji diagnostycznych do sygnału 4-20MA. Dane te mogą być wykorzystane do diagnozowania usterek, zarządzania kalibracją systemu i konserwacją przy użyciu urządzenia obsługującego protokół HART.

Podczas gdy funkcja bezpieczeństwa czujki jest nadal realizowana przez analogowy sygnał 4-20mA i konwencjonalny sterownik, dane HART umożliwiają dostęp do dodatkowych informacji, w tym temperatury urządzenia, numeru seryjnego, kalibracji, daty ostatniej kalibracji, statusu błędu, napięcia zasilania, prądu sygnału itp.

Modbus jest protokołem opartym na adresach, który komunikuje się z każdym detektorem gazu za pomocą unikalnego adresu. Informacje, takie jak poziom gazu, status alarmu i usterki, są przechowywane w rejestrach w detektorze, a system sterowania "Modbus Master" rutynowo zwraca się do poszczególnych "węzłów" detektora w celu pobrania danych - pełny przewodnik po protokole Modbus można pobrać ze strony www.modbus.org/docs/PI_MBUS_300.pdf.

Podobnie jak protokół komunikacyjny HART, Modbus może być używany w połączeniu z sygnałem analogowym w celu dostarczenia dodatkowych informacji o czujce, lub może być używany jako główny środek komunikacji z systemem sterowania, takim jak PLC (Programmable Logic Controller) lub SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition).

Innym, dobrze znanym protokołem jest Foundation Fieldbus, który zapewnia możliwość stosowania alternatywnych interfejsów okablowania. Dane mogą być przesyłane przez konwencjonalne kable miedziane lub światłowodowe, albo przez interfejsy iskrobezpieczne (I.S.) - więcej informacji można znaleźć na stronie www.fieldbus.org.

Wszystkie te technologie umożliwiają instalację czujek w adresowalnej konfiguracji kablowej, a nie w konwencjonalnej topologii punkt-punkt. Umożliwia to znaczne obniżenie kosztów instalacji kablowej poprzez połączenie wielu czujek jednym kablem, w którym kabel jest zapętlony od jednej czujki do drugiej.

Komunikacjabezprzewodowa jest atrakcyjną propozycją tam, gdzie prowadzenie dodatkowych przewodów do nowych lub dodatkowych detektorów jest niepraktyczne. Detektory mogą być zasilane lokalnie (za pomocą kabli, baterii lub paneli słonecznych) i przesyłać informacje o poziomie gazu i stanie do systemu sterowania za pomocą sygnału radiowego. Mimo że dostępne są różne produkty bezprzewodowe, nie opracowano jeszcze globalnego "standardu" stosowanego protokołu i częstotliwości, dlatego ich przydatność będzie zależeć od lokalnych przepisów.

W przypadku nowych instalacji technologie komunikacyjne, takie jak Foundation Fieldbus, mogą stanowić dobre rozwiązanie ogólne, stanowiące ulepszenie tradycyjnych systemów analogowych. Jednak każda z nich ma swoje wady i zalety i nie jest odpowiednią opcją dla każdego projektu. Jak zawsze, decydującym czynnikiem jest indywidualna ocena przypadku bezpieczeństwa.