183545. lajstromszámú szabadalom • Váltókapcsoló rendszer, különösen robbanásveszélyes térben működtetett irányítástechnikai rendszerek számára
1 183545 9 A találmány tárgya robbanásveszélyes terekben működtethető irányítástechnikai berendezés (távmérő, távmegfigyelő, koncentráció-jelző, veszélyjelző, tehát mérési-, vezérlési-, vagy szabályozási rendszer), ahol az érzékelni kívánt fizikai jellemzőt villamos jellé átalakító — a feladattól függően tetszőleges számú — jelátalakító, és egyetlen jelfeldolgozó egység közötti kapcsolat feltétlenül robbanásbiztos, akkor is, ha a jelfeldolgozás nem robbanásbiztos helyen és nem robbanásbiztos eszközökkel történik; és ezt a biztonságot minden lehetséges esetre, — még egyes elemek meghibásodásának esetére is — három külön intézkedés egymástól függetlenül biztosítja. Ugyanakkor a rendszerben a jelátalakítók és a jelfeldolgozó egység közötti kapcsolat a feladatnak megfelelően alakítható ki. A termelés fokozott mértékű automatizálásával egyre növekszik az igény arra, hogy robbanásveszélyes munkahelyeken egyre több fizikai jellemző érzékelésére, és ezeknek a jellemzőknek központi helyen történő mérésére, (vagy a jelek további feldolgozására) legyen lehetőség annak érdekében, hogy a biztonság, az üzemmenet, és az optimális termelés akár kézi beavatkozással, akár automatikusan biztosítható legyen. Ennek megfelelően ezek a berendezések lehetnek egyszerű telemetrikus berendezések', amikor mérni kell az adott jellemzőket, (hőmérsékletet, nyomást, koncentrációt, stb.) és a mérés eredményének műszeren történő leolvasása elegendő a termelést irányitó dolgozónak a szükséges intézkedések megtételére. Szükség lehet a mért értékek regisztrálására is az utólagos ellenőrzés érdekében. Előfordulnak olyan esetek, amikor az élet-, és vagyonbiztonság érdekében jelezni kell egy bizonyos határérték elérését vagy megközelítését (ezek az ún. „alarm” berendezések, pl. explozív gázoknál az alsó robbanási határt megközelítő koncentráció jelzésére, ill. ilyen esetekben történő általános riasztásra). Ugyanakkor számtalan esetben szükség lehet a fizikai jellemző pillanatnyi értékének ismeretére a termelési folyamatba szükséges beavatkozások céljára, akár kézi úton, akár irányíztástechnikai berendezések (vezérlési vonalak vagy szabályozási körök) üzemeltetéséhez. Ilyenkor, ha a folyamat megfelelő tehetetlenséggel bír, gazdaságos egyetlen jelfeldolgozó (mérőműszer, telemetrikai rendszer) alkalmazása, amelyhez az igényeknek megfelelő különböző számú, és különböző helyeken elhelyezett jelátalakító csatlakozik, és amely a különböző helyeken mért értékeket egyetlen kijelzőn méri, ill. regisztrálja, — vezérlési vonalak és szabályozási körök alkalmazása esetén az éppen üzemeltetett jelfeldolgozó által meghatározott mérési pontnak megfelelő helyen végzi el az irányítástechnikai rendszer a szükséges beavatkozást, azaz módosítja a szabályozott jellemzőt. Ilyen célra jelenleg a veszélyes terekben megfelelően kialakított robbanásbiztos (ún. „RB” fokozatú) jelát - alakítókat, robbanásbiztosan szerelt vezetékrendszert alkalmaznak, amelyeknek kialakítása rendkívül költséges. Ismeretes, hogy a biztonsági előírások csak azt a berendezést minősítik I/a osztályú robbanásbiztos berendezésnek, amely két alkatrész (áramkö) egyidejű meghibásodása esetén is biztosítja a megfelelő védelmet, így a csatlakozó jelfeldolgozó rendszer ilyen kiépítése a berendezést rendkívül megdrágítja. Márpedig a robbanásbiztos minőség feltétele az, hogy a teljes villamos kapcsolatban lévő rendszerre érvényes legyen ez a megállapítás. Mindez az említett rendszerek alkalmazását gazdaságtalanná teszi. E hibákon kívánunk segíteni a jelen találmány szerint. A jelen találmány olyan berendezést ismertet, amelynek kialakítása során a tetszőleges számú mérési (érzékelési) ponton elhelyezett jelátalakítók villamos jelét csoportgyűjtőhelyen gyűjtjük össze, és az egyes csoportgyűjtőhelyeken összegyűlt adatokat a berendezést működtető központi vezérmű által meghatározott időben (sorrendben stb.) jelezzük ki, illetve kapcsoljuk a célegységre, amely az említettek szerint lehet mérőműszer, regisztrálóberendezés, vagy irányítástechnikai rendszer megfelelő eleme. Ezáltal jelentősen csökken a robbanásbiztosan szerelendő és ezáltal költséges vezetékek száma. Ugyanakkor a nem robbanásveszélyes térben elhelyezett célegységnek nem kell feltétlenül „RB fokozatúnak” lennie, hanem a robbanásveszélyes térbe más úton akadályozzuk meg veszélyes értékű áramok kijuttatását. Erre a célra a vezérlőegység és az érzékelő rendszer között önmagában ismert optocsatolást, a célegység .előtt gyújtószikragátat, a kapcsolóelemen kettős szigetelést, GND rendszert, és önmagában ismert gyútjószikramentes tápegységet alkalmazunk, ami lehetővé teszi azt, hogy a berendezést a robbanásveszélyes és a robbanásbiztos tér között megfelelően megosztva úgy alakítsuk ki, hogy a költséges, robbanásbiztos vezetékek hosszát a lehető legkisebbre csökkentsük, ugyanakkor teljesítsük azt a feltételt, hogy két áramkör egyidejű meghibásodása esetén is teljes marad a védelem, miközben a célegység nem robbanásbiztos fokozatú is lehet. A találmány szerinti váltókapcsoló rendszer kialakításának egy lehetséges módját az ábrák tüntetik fel, ahol az 1. sz. ábra a váltókapcsoló rendszer tömbvázlatát, 2. sz. ábra egy csoportgyűjtőhely kialakításának elvi megoldását tünteti fel vázlatban. Az 1. sz. ábrán a 13 robbanásveszélyes tér határvonalát úgy tüntettük fel, hogy ebben a kialakításban a 7, 8, 9, 10, 11 és 12 jelátalakítók kerültek csak a 13 robbanásveszélyes térbe. Ezek a jelátalakítók az irányítástechnikából önmagukban ismert olyan berendezések, amelyek a mérni kívánt fizikai jellemzőt valamely villamos jellemzővé (és természetesen a mérni kívánt fizikai jellemző változását valamely e változással meghatározott függvénykapcsolatban lévő villamos jellemzőváltozássá) alakítják át. A jelátalakítók száma tetszőleges lehet, (az ábrán gyűjtőhelyenként kettőt tüntettünk fel) célszerű azonban a számukat kettő hatványai szerint megválasztani. Az ábra szerinti kialakításban a berendezés többi elemei a 14 nem robbanásveszélyes térben találhatók, és így a 7—12 jelátalakítókat a gyűjtőhelyekkel összekötő vezetékek lesznek robbanásbiztos kialakításúak. A 2 tápvezetékre csatolt 1 tápegység önmagában ismert, teljesítménykorlátozott, gyújtószikramentes tápegység, amely önmagában kielégíti a szükséges biztonságtechnikai feltételeket, és amely a 3 tápvonal útján össze van kapcsolva valamennyi (az ábra szerinti kialakításban) a 4, 5, és 6 gyűjtőhelyekkel, úgy, hogy ezek lényegében párhuzamosan vannak kapcsolva. A 4, 5, 6 gyűjtőhelyek lehetnek önmagukban ismert, megfelelően kiválasztott integrált áramkörök, de tartalmazhatnak egyéb kapcsolási elemeket is. így 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
