1.現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線，
　　·現(xiàn)場(chǎng)總線電源；
　　·現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；
　　·現(xiàn)場(chǎng)總線終端器；
　　·適當(dāng)長(zhǎng)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(chǎng)總線中，總線電源只應(yīng)該設(shè)置一個(gè)，而且要設(shè)置在距總線一端不超過(guò)60m的非危險(xiǎn)場(chǎng)所(當(dāng)然，在用其他防爆型式保護(hù)起來(lái)時(shí)也可以設(shè)置在危險(xiǎn)場(chǎng)所中)；連接在分支線上的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)量最多不得超過(guò)32臺(tái)；終端器最多兩個(gè)，設(shè)置在總線的兩端。
　　
　　圖6現(xiàn)場(chǎng)總線示意圖
　　1-現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(lái)，分布在一定的空間中，數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)傳輸線與計(jì)算機(jī)連接在一起，構(gòu)成一個(gè)局域控制系統(tǒng)。
　　本質(zhì)安全型現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線的特征。
　　(2)防爆安全水平
　　本質(zhì)安全型現(xiàn)場(chǎng)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(xiǎn)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(jí)別(ⅡA級(jí)、ⅡB級(jí)或ⅡC級(jí))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(hù)級(jí)別(“ai”級(jí)、“ib”級(jí)或“ic”級(jí))的要求。
　　在設(shè)計(jì)本質(zhì)安全型現(xiàn)場(chǎng)總線時(shí)，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(lái)槲
線應(yīng)該具有的防爆安全水平。
　　通常情況下，現(xiàn)場(chǎng)總線運(yùn)行的環(huán)境可能會(huì)包括爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)，有時(shí)候可能還會(huì)包含非危險(xiǎn)區(qū)域。
　　因而，人們?cè)谶x擇總線上所連接的設(shè)備時(shí)就應(yīng)該選擇與環(huán)境相適應(yīng)的防爆型式、防爆級(jí)別、溫度組別以及合適的設(shè)備保護(hù)級(jí)別。
　　例如，假若本質(zhì)安全型現(xiàn)場(chǎng)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(jí)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(jí)和(或)“ib”級(jí)甚至‘ib”級(jí)、“ic”級(jí)的本質(zhì)安全型設(shè)備。
　　這里有一個(gè)原則，那就是，對(duì)于某一特定場(chǎng)所，本質(zhì)安全型現(xiàn)場(chǎng)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(jí)的設(shè)備決定的，不管總線中設(shè)備有幾種等級(jí)。例如，對(duì)于ⅡB級(jí)可燃性氣體的1區(qū)場(chǎng)所，當(dāng)一個(gè)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(shí)，則總線的防爆安全水平應(yīng)該按ExibⅡBT4 Gb來(lái)考慮。這一點(diǎn)是很容易理解的。
　　當(dāng)然，現(xiàn)場(chǎng)總線上所連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備有可能一部分運(yùn)行在某種可燃性氣體的0區(qū)，而另一部分則運(yùn)行在1區(qū)。此時(shí)，人們應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總線本質(zhì)安全理論和現(xiàn)場(chǎng)情況作出具體的判斷和處理。
　　2.現(xiàn)場(chǎng)總線中的設(shè)備
　　在本質(zhì)安全型現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線用電源
　　在本質(zhì)安全型現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(shí)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(fù)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(duì)于“ia”級(jí)和…ib級(jí)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(chǎng)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(hù)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)。
　?、僖訥B 3836.19(爆炸性環(huán)境第19部分：現(xiàn)場(chǎng)總線本質(zhì)安全概念(FISCO))?？刂?、保護(hù)和啟動(dòng)裝置安裝應(yīng)按圖紙要求進(jìn)行，一般應(yīng)裝在電動(dòng)機(jī)的附近。電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流和短路保護(hù)裝置、單相接地保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)和低電壓保護(hù)
電動(dòng)機(jī)保護(hù)元件的選擇丑熱元件時(shí)，熱元件一般按電動(dòng)機(jī)額定電流的1.1～1.25倍選擇。丑熔絲(片)時(shí)，熔絲(片)一般按電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5～2.5倍來(lái)選擇。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式戔式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，為了減少啟動(dòng)電流和增!，可通過(guò)轉(zhuǎn)子串接電阻或頻敏變阻器啟動(dòng)?；\式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。分為直接啟動(dòng)(全壓?jiǎn)?dòng))和降壓?jiǎn)?dòng)。
　　(2)現(xiàn)場(chǎng)總線用設(shè)備
　　本質(zhì)安全型現(xiàn)場(chǎng)總線用設(shè)備就是連接到現(xiàn)場(chǎng)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(xiàng)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(shí)，對(duì)于ⅡB級(jí)的“ia”級(jí)“ib”級(jí)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(shí)，對(duì)于lIB級(jí)的“ia”級(jí)“ib”級(jí)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(duì)于“ia”級(jí)和“ib”級(jí)設(shè)備，Li小于等于10μH；對(duì)于“ic”級(jí)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(chǎng)設(shè)備還由其他電源供電時(shí)，連接現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線用終端器
　　本質(zhì)安全型現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)該設(shè)置兩個(gè)終端器。
　　終端器，顧名思義，應(yīng)該設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)總線的兩端，是一段現(xiàn)場(chǎng)總線的終結(jié)。
　　這樣的終端器，從原理上講，就是一個(gè)簡(jiǎn)單的“阻容吸收裝置”。它的主要作用是能夠避免總線信號(hào)在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)可能會(huì)在總線兩端產(chǎn)生信號(hào)波反射，造成信號(hào)失真。對(duì)于本質(zhì)安全型現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)說(shuō)，它還能夠吸收總線中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)能量，防止這樣的能量侵害現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，防止這樣的能量可能造成點(diǎn)燃危險(xiǎn)。
　　3.現(xiàn)場(chǎng)總線的電纜
　　本質(zhì)安全型現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)度
　　①每條主干線(包括支線)，對(duì)于ⅡB級(jí)總線，不應(yīng)該大于5km；對(duì)于Ⅱc級(jí)總線，不應(yīng)該大于1km。
　?、诿織l分支線，對(duì)于ⅡB級(jí)和ⅡC級(jí)總線，均不應(yīng)該大于60m。
　　需要指出的是，這里提出的電纜長(zhǎng)度是一個(gè)最大限值。然而，在實(shí)際確定電纜長(zhǎng)度時(shí)，人們應(yīng)該通過(guò)計(jì)算求得。
　　我們已經(jīng)知道，在本質(zhì)安全系統(tǒng)中，一定長(zhǎng)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?cè)谟?jì)算時(shí)可以先確定這個(gè)差值，然后根據(jù)這個(gè)差值和電纜單位長(zhǎng)度所具有的電容值和電感值就可以求得所需的電纜長(zhǎng)度。
　　當(dāng)然，在計(jì)算時(shí)，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(chǎng)總線接線端子的隔離
　　現(xiàn)場(chǎng)總線的所有接線端子都應(yīng)該與地隔離開來(lái)。此外，總線上有一些設(shè)備可能由其他電源供電時(shí)，總線的接線端子必須與這些電源的接線端子隔離開來(lái)。
　　這樣的隔離，主要是保持本質(zhì)安全型現(xiàn)場(chǎng)總線的所有接線端子處于“無(wú)源”狀態(tài)，消除總線以外其他能量源對(duì)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(chǎng)總線的接線端子，與地之間可以采用加強(qiáng)絕緣的措施進(jìn)行這種隔離，與其他電源之間可以用絕緣隔板進(jìn)行隔離，也可以用接地的金屬板進(jìn)行隔離。當(dāng)然，現(xiàn)場(chǎng)總線的接線端子與非現(xiàn)場(chǎng)總線的接線端子之間還可以采用間隔至少50ram的方法進(jìn)行隔離。
　　5.現(xiàn)場(chǎng)總線的接地
　　在本質(zhì)安全型現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線用電纜應(yīng)該是屏蔽電纜。此時(shí)，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(diǎn)接地。