工業(yè)4.0革命對(duì)自動(dòng)化的重大影響

　　A)高安裝密度

　　模塊化產(chǎn)品高密度安裝，如果讓它們處理有潛在爆炸的混合物，則區(qū)域1的環(huán)境就不好控制，潛在的爆炸可能會(huì)出現(xiàn)。

　　處理易燃易爆的氣體和液體時(shí)，可能造成潛在的爆炸環(huán)境。當(dāng)容器安裝得非常近，爆炸會(huì)從一個(gè)容器傳遞到另一個(gè)容器。根據(jù)德國相關(guān)安全操作條例，工廠必須考慮容器之間的間隙。

　　模塊化工廠中，在危險(xiǎn)區(qū)域操作的設(shè)備的數(shù)量比非模塊工廠的數(shù)量要多，為了達(dá)到最佳的設(shè)置，必須使用混合保護(hù)類措施以防止火災(zāi)。在模塊中有不同的電力提供點(diǎn)，采用智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)管，特別是安裝在危險(xiǎn)區(qū)域的沒有爆炸保護(hù)的控制盒安裝閥。工廠應(yīng)遵守EN60079-14/ DIN VDE0165-1的安裝規(guī)則，以滿足安全點(diǎn)火防護(hù)等級(jí)。除其他事項(xiàng)外，規(guī)則要求此類安裝不允許外部有能量輸入。基于這個(gè)原因，安全型線纜通常與非安全型電纜分開鋪設(shè)。由于安裝的高密度性，在安裝過程中，必須考慮來自溫度或化學(xué)影響的高危險(xiǎn)性。

　　B+C)模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化

　　模塊是工廠的一部分，必須和整個(gè)生產(chǎn)車間的防爆一起考慮，生產(chǎn)模型和環(huán)境也包含在防爆范圍之內(nèi)。

　　D) 沒有防爆設(shè)計(jì)的電力操作資源

　　采用Ex p或Ex d標(biāo)準(zhǔn)的閘盒或開關(guān)柜可以使電力資源和控制設(shè)備更加適合在爆炸區(qū)域工作，因此控制設(shè)備和逆變器要直接安裝到模塊中。點(diǎn)火保護(hù)的防爆型Ex d和加壓型Ex p使得電力操作系統(tǒng)正常工作，尤其是較高的電壓，必須給出在危險(xiǎn)區(qū)域合適的安裝方法。保護(hù)種類的混合使用有利有弊，需要權(quán)衡使用。

　　加壓型外殼使得可以通過完整的容器構(gòu)建相對(duì)大型的殼體，自動(dòng)化系統(tǒng)和電力系統(tǒng)(如電機(jī)控制)可以安置其中。所需的外殼僅比類似的工業(yè)外殼稍重且無防爆要求。使用惰性氣體也是一種保護(hù)方式。當(dāng)工廠啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)直到有足夠的壓縮氣體時(shí)才會(huì)啟動(dòng)操作。在失壓情況下，電力系統(tǒng)會(huì)立即關(guān)閉。

　　同樣，Ex d型防爆保護(hù)類別也應(yīng)處于殼體之中，使其爆炸的影響僅限于該殼體的內(nèi)部，即無法點(diǎn)燃在環(huán)境中可能發(fā)生爆炸的混合物。為了抵擋爆炸產(chǎn)生的壓力，這些外殼通常很厚。而在加壓外殼中，安裝的設(shè)備不會(huì)把殼體的外表面加熱到周圍的易爆環(huán)境可以被點(diǎn)燃的程度。與加壓外殼相比，隔爆外殼不依賴于壓縮空氣的供給，并且不需要任何程序來啟動(dòng)。選擇點(diǎn)火保護(hù)方式時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到功能和為節(jié)省資源兩個(gè)方面。

　　E)區(qū)域分類和操作資源的選擇

　　除了Ex m之外，工廠可以應(yīng)用所有的爆炸保護(hù)類措施。具體使用情況依賴于設(shè)備、模塊和區(qū)域分級(jí)，對(duì)于供電、頻率轉(zhuǎn)換和電機(jī)控制，相應(yīng)措施有Ex i, Ex ic, Ex p, Ex d, Ex e, Ex q, Ex o。其中，Ex o措施還能解決轉(zhuǎn)換器的散熱問題。

　　F)審批

　　根據(jù)德國操作安全條例，工廠運(yùn)營者必須創(chuàng)建一個(gè)防爆文檔。PEC或模塊生產(chǎn)單元的制造商必須提供相應(yīng)的信息作為文檔的基礎(chǔ)。

　　PEC制造商的市場定位有兩種。一種是聲明PEC是加工工廠或加工工廠的一部分，這意味著PEC會(huì)永久安裝在制造商網(wǎng)點(diǎn)，并且是高級(jí)生產(chǎn)過程的一部分。在這種情況下，合規(guī)性的聲明和CE認(rèn)證對(duì)于PEC都不適用。但是，這種方法的劣勢在于PEC的安裝必須適應(yīng)特定的國家，該方法目前還不能保證自由地在歐洲范圍內(nèi)安裝。

　　另一種就是將PEC作為一個(gè)機(jī)器，并且應(yīng)用機(jī)器指令，好處是可以在歐洲范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)自由安裝，并且適合移動(dòng)使用，且具有PEC的可替換性。如果PEC不是一個(gè)完整的機(jī)器，制造商就無法評(píng)估PEC安裝所在位置的風(fēng)險(xiǎn)，也不再需要CE認(rèn)證與合規(guī)性聲明，PEC給出相關(guān)的公司聲明即可。如果認(rèn)為它是一個(gè)完整的機(jī)器，制造商就要評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)。在這種情況下，制造商將根據(jù)2006/42/EC 和9419/EC給出CE認(rèn)證與合規(guī)性聲明。

　　實(shí)際情況下，將兩種方法結(jié)合起來會(huì)更有意義。在這種情況下，我們就要更多地考慮PEC的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于功能安全性來說，機(jī)器損壞帶來的影響遠(yuǎn)比加工工廠損壞帶來的影響要低。

　　模塊供應(yīng)商必須提供測試等報(bào)告，模塊的交換也必須經(jīng)過專家評(píng)估，但這些并不需要由具有專業(yè)資質(zhì)的人來做。

　　通過提供合適的文檔范例，應(yīng)盡可能減少文檔方面工作的投入。

　　(從防爆需求到解決方案)

　　功能安全標(biāo)準(zhǔn)

　　關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)包括兩部分，一是電力防爆安全系統(tǒng)的功能安全性，即通用標(biāo)準(zhǔn)(IEC 61508-1:2010)和德國版標(biāo)準(zhǔn)(EN61508-1:2010);二是功能性安全(加工工業(yè)的安全設(shè)施系統(tǒng))，即框架、定義、硬件和軟件標(biāo)準(zhǔn)(IEC61511-1-2003+2004)，德國版標(biāo)準(zhǔn)(EN61511-1:2004)。