1.現(xiàn)場總線的結(jié)構(gòu)和防爆安全水平
　　(1)結(jié)構(gòu)和組成
　　在爆炸性氣體環(huán)境中使用的現(xiàn)場總線，
　　·現(xiàn)場總線電源；
　　·現(xiàn)場設(shè)備；
　　·現(xiàn)場總線終端器；
　　·適當(dāng)長度的電纜。
　　一般由以下幾部分組成(圖6)：
　　在本質(zhì)安全型現(xiàn)場總線中，總線電源只應(yīng)該設(shè)置一個，而且要設(shè)置在距總線一端不超過60m的非危險場所(當(dāng)然，在用其他防爆型式保護起來時也可以設(shè)置在危險場所中)；連接在分支線上的現(xiàn)場設(shè)備數(shù)量最多不得超過32臺；終端器最多兩個，設(shè)置在總線的兩端。
　　
　　圖6現(xiàn)場總線示意圖
　　1-現(xiàn)場總線電源(矩形特性) 2-數(shù)據(jù)線3-鰓齲　4-主干線　5-分支線　6-手持終端器　7-現(xiàn)髯潮
　　本質(zhì)安全型現(xiàn)場總線的這些組成單元應(yīng)該具有本質(zhì)安全型防爆型式或其他適當(dāng)?shù)姆辣褪?。它們由電纜連接起來，分布在一定的空間中，數(shù)據(jù)信號通過傳輸線與計算機連接在一起，構(gòu)成一個局域控制系統(tǒng)。
　　本質(zhì)安全型現(xiàn)場總線中所有組成單元的參數(shù)(包括電纜)都必須符合相應(yīng)的規(guī)定，一經(jīng)確定就不得任意更改。然而，人們可以替換某些符合相應(yīng)參數(shù)要求的設(shè)備。這是本質(zhì)安全現(xiàn)場總線的特征。
　　(2)防爆安全水平
　　本質(zhì)安全型現(xiàn)場總線應(yīng)該具有適合于它周圍環(huán)境的防爆安全水平，即應(yīng)該滿足它周圍環(huán)境的危險區(qū)域(0區(qū)、1區(qū)或2區(qū))及其中存在的可燃性氣體的防爆級別(ⅡA級、ⅡB級或ⅡC級)專溫度組別(T1組、T2組、T3組、T4組、T5組或I"6組)和相應(yīng)的設(shè)備保護級別(“ai”級、“ib”級或“ic”級)的要求。
　　在設(shè)計本質(zhì)安全型現(xiàn)場總線時，人們應(yīng)該根據(jù)總線預(yù)期使用的可燃性氣體環(huán)境情況來槲
線應(yīng)該具有的防爆安全水平。
　　通常情況下，現(xiàn)場總線運行的環(huán)境可能會包括爆炸性危險場所的0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)，有時候可能還會包含非危險區(qū)域。
　　因而，人們在選擇總線上所連接的設(shè)備時就應(yīng)該選擇與環(huán)境相適應(yīng)的防爆型式、防爆級別、溫度組別以及合適的設(shè)備保護級別。
　　例如，假若本質(zhì)安全型現(xiàn)場總線預(yù)期使用環(huán)境中包含0區(qū)，那么總線上所連接的設(shè)備都必須是“ia”級的本質(zhì)安全型設(shè)備；假若不包含0區(qū)，那么可以是“ia”級和(或)“ib”級甚至‘ib”級、“ic”級的本質(zhì)安全型設(shè)備。
　　這里有一個原則，那就是，對于某一特定場所，本質(zhì)安全型現(xiàn)場總線的防爆安全水平是由總線中所連接設(shè)備中最低等級的設(shè)備決定的，不管總線中設(shè)備有幾種等級。例如，對于ⅡB級可燃性氣體的1區(qū)場所，當(dāng)一個總線中包含防爆標(biāo)志為Exia 1I BT5 Ga和Exib II CT4 Gb的兩種設(shè)備時，則總線的防爆安全水平應(yīng)該按ExibⅡBT4 Gb來考慮。這一點是很容易理解的。
　　當(dāng)然，現(xiàn)場總線上所連接的現(xiàn)場設(shè)備有可能一部分運行在某種可燃性氣體的0區(qū)，而另一部分則運行在1區(qū)。此時，人們應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場總線本質(zhì)安全理論和現(xiàn)場情況作出具體的判斷和處理。
　　2.現(xiàn)場總線中的設(shè)備
　　在本質(zhì)安全型現(xiàn)場總線中所連接的設(shè)備應(yīng)該滿足本質(zhì)安全型電氣設(shè)備和電路的基本性能和基本要求，而且還應(yīng)該符合以下要求。
　　(1)現(xiàn)場總線用電源
　　在本質(zhì)安全型現(xiàn)場總線中使用的電源應(yīng)該具有線性輸出特性，或者，不規(guī)則四邊形輸出特性、矩形輸出特性。這種電源在本質(zhì)安全電路中是一種關(guān)聯(lián)設(shè)備，它的最高電壓(U。)不應(yīng)該大于250V。
　　這種電源除應(yīng)該符合關(guān)聯(lián)設(shè)備的規(guī)定外還必須滿足以下要求：
　　·最大輸出電壓：14小于等于Uo小于等于17.5V；
　　·最大輸出電流和最大輸出功率符合表2中所列數(shù)值(對于矩形特性電源)；
　　·最大內(nèi)部電容：C；小于等于5nF；
　　·最大內(nèi)部電感：L；小于等于10uH。
　　表2 矩形輸出特性電源在相應(yīng)電壓條件下的最大輸出電流和最大輸出功率
　　注：1.矩形輸出特性電源，實際上，是一種恒壓恒流電源。它的輸出電壓和輸出電流是恒定的，只要符合本質(zhì)安全性能要求，不管負載是否出現(xiàn)短路或斷路非正常工作狀態(tài)，電路都是安全的。例如，穩(wěn)壓二極管(兩只并聯(lián))穩(wěn)壓電路輸出潰加上電子限流控制環(huán)節(jié)就構(gòu)成這種矩形輸出特性電源。
　　z對于“ia”級和…ib級總線電源，表中所列的電流值已施加了1.5倍安全系數(shù)。另外，現(xiàn)場總線的最大輸出電流，除按照本表外，也可以按照GB 3836.4(爆炸性環(huán)境第4部分：由本質(zhì)安全型…i 保護的設(shè)備)中的規(guī)定確定，但是不得大于本表所列相應(yīng)電壓下的最大值，例如380mA(在輸出電壓為14V的條件下)。
　　①引自GB 3836.19(爆炸性環(huán)境第19部分：現(xiàn)場總線本質(zhì)安全概念(FISCO))?？刂?、保護和啟動裝置安裝應(yīng)按圖紙要求進行，一般應(yīng)裝在電動機的附近。電動機應(yīng)裝設(shè)過電流和短路保護裝置、單相接地保護、差動保護和低電壓保護
電動機保護元件的選擇丑熱元件時，熱元件一般按電動機額定電流的1.1～1.25倍選擇。丑熔絲(片)時，熔絲(片)一般按電動機額定電流的1.5～2.5倍來選擇。電動機的啟動方式戔式感應(yīng)電動機的啟動。繞線式感應(yīng)電動機在啟動時，為了減少啟動電流和增!，可通過轉(zhuǎn)子串接電阻或頻敏變阻器啟動。籠式感應(yīng)電動機的啟動。分為直接啟動(全壓啟動)和降壓啟動。
　　(2)現(xiàn)場總線用設(shè)備
　　本質(zhì)安全型現(xiàn)場總線用設(shè)備就是連接到現(xiàn)場總線上的設(shè)備或裝置(包括終端器)。這樣的備或裝置，除應(yīng)該符合本質(zhì)安全型設(shè)備和電路的各項要求外，還應(yīng)該滿足以下規(guī)定：
　　·額定電壓：Ui大于等于17.5V：
　　·額定電流：li大于等于表10.2中的規(guī)定值，例如，在電壓為14V時，對于ⅡB級的“ia”級“ib”級設(shè)備，Ii>380mA；
　　·額定功率：Pi大于等于表10.2中的規(guī)定值，例如，在電壓為14V時，對于lIB級的“ia”級“ib”級設(shè)備。Pi大于等于5.32W；
　　·最大內(nèi)部電容：Ci小于等于5nF；
　　·最大內(nèi)部電感：對于“ia”級和“ib”級設(shè)備，Li小于等于10μH；對于“ic”級設(shè)備，Li小于等于20μH；
　　·所有接線端子都應(yīng)該與地保持絕緣。
　　這里需要指出的是，假若某些現(xiàn)場設(shè)備還由其他電源供電時，連接現(xiàn)場總線的接線端子和；其他電源的接線端子之間必須有可靠的隔離；而且，這樣的設(shè)備還應(yīng)該符合其他防爆型式的相應(yīng)規(guī)定。
　　(3)現(xiàn)場總線用終端器
　　本質(zhì)安全型現(xiàn)場總線應(yīng)該設(shè)置兩個終端器。
　　終端器，顧名思義，應(yīng)該設(shè)置在現(xiàn)場總線的兩端，是一段現(xiàn)場總線的終結(jié)。
　　這樣的終端器，從原理上講，就是一個簡單的“阻容吸收裝置”。它的主要作用是能夠避免總線信號在長距離傳輸時可能會在總線兩端產(chǎn)生信號波反射，造成信號失真。對于本質(zhì)安全型現(xiàn)場總線來說，它還能夠吸收總線中可能出現(xiàn)的危險能量，防止這樣的能量侵害現(xiàn)場設(shè)備，防止這樣的能量可能造成點燃危險。
　　3.現(xiàn)場總線的電纜
　　本質(zhì)安全型現(xiàn)場總線所用的電纜，通常為屏蔽雙絞線，除應(yīng)該符合爆炸性氣體環(huán)境中所用電纜的相關(guān)要求外，還應(yīng)該符合下列要求。
　　(1)電纜參數(shù)
　　·電纜電阻不應(yīng)該大于150D/km；
　　·電纜電感不應(yīng)該大于1mH/km：
　　·電纜電容不應(yīng)該大于200nF/km。
　　(2)電纜長度
　?、倜織l主干線(包括支線)，對于ⅡB級總線，不應(yīng)該大于5km；對于Ⅱc級總線，不應(yīng)該大于1km。
　?、诿織l分支線，對于ⅡB級和ⅡC級總線，均不應(yīng)該大于60m。
　　需要指出的是，這里提出的電纜長度是一個最大限值。然而，在實際確定電纜長度時，人們應(yīng)該通過計算求得。
　　我們已經(jīng)知道，在本質(zhì)安全系統(tǒng)中，一定長度的電纜所具有的電纜電容(C。)和電纜電感(Lc)不得大于關(guān)聯(lián)設(shè)備上標(biāo)志的最大外部電容(Co)和最大外部電感(Lo)與所連接的本質(zhì)安全型設(shè)備所具有的最大內(nèi)部電容(Ci)和最大內(nèi)部電感(五)之差。于是，人們在計算時可以先確定這個差值，然后根據(jù)這個差值和電纜單位長度所具有的電容值和電感值就可以求得所需的電纜長度。
　　當(dāng)然，在計算時，人們也可以使用參數(shù)：電纜電感(Lc)與電纜電阻(Rc)之比(Lc/Rc).
　　4.現(xiàn)場總線接線端子的隔離
　　現(xiàn)場總線的所有接線端子都應(yīng)該與地隔離開來。此外，總線上有一些設(shè)備可能由其他電源供電時，總線的接線端子必須與這些電源的接線端子隔離開來。
　　這樣的隔離，主要是保持本質(zhì)安全型現(xiàn)場總線的所有接線端子處于“無源”狀態(tài)，消除總線以外其他能量源對總線的侵害，保證總線傳輸數(shù)據(jù)的安全性和總線系統(tǒng)的本質(zhì)安全性能。
　　現(xiàn)場總線的接線端子，與地之間可以采用加強絕緣的措施進行這種隔離，與其他電源之間可以用絕緣隔板進行隔離，也可以用接地的金屬板進行隔離。當(dāng)然，現(xiàn)場總線的接線端子與非現(xiàn)場總線的接線端子之間還可以采用間隔至少50ram的方法進行隔離。
　　5.現(xiàn)場總線的接地
　　在本質(zhì)安全型現(xiàn)場總線中，通常情況下，供電電源可以接地，其他的必須與地隔離，不得接地。
　　通常情況下，現(xiàn)場總線用電纜應(yīng)該是屏蔽電纜。此時，電纜的屏蔽層必須接地，而且，不管是主干線還是分支線，所有的屏蔽層必須連接在一起、在一點接地。