(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
幹線に接続されて電源及び／又は信号を危険な領域に供給するための多支線フィールドバスバリアの配置であって、複数の支線はそれぞれ、バリア機器を経て前記幹線に接続され、前記バリア機器は、防爆接続による前記幹線へのプラグイン接続のために配置された取り外し可能に搭載されたモジュラユニットを有する多支線フィールドバスバリアの配置。
【請求項２】
モジュラユニットそれぞれは、前記支線に関連するサージプロテクタに接続するプラグインコネクタを含む請求項１に記載の配置。
【請求項３】
前記モジュラユニットは、前記配置内部の支持部材の上に搭載されるように配置される請求項１、又は２に記載の配置。
【請求項４】
前記支持部材は、キャリアを有する請求項３に記載の配置。
【請求項５】
前記キャリアは、バックプレーンを有する請求項４に記載の配置。
【請求項６】
前記サージプロテクタは、前記配置内部に取り外し可能に搭載される請求項２に記載の配置。
【請求項７】
前記幹線に対するインタフェースを提供する防爆コネクタを有する幹線サージプロテクタを含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の配置。
【請求項８】
前記バリア機器のそれぞれは、前記インタフェースを経て前記幹線に接続される請求項７に記載の配置。
【請求項９】
前記幹線サージプロテクタは、取り外し可能に搭載され、かつ防爆コネクタを有する請求項７、又は８に記載の配置。
【請求項１０】
冗長なモジュラバリア機器を含む請求項１〜９のいずれか一項に記載の配置。
【請求項１１】
前記冗長なモジュラバリア機器は、機能しなくなったバリア機器に関連する支線アウトレットに接続されるように配置される請求項１０に記載の配置。
【請求項１２】
前記冗長なモジュラバリア機器は、前記機能しなくなったバリア機器の故障に応答可能な方法で、前記支線に前記接続されるように配置される請求項１１に記載の配置。
【請求項１３】
前記冗長なモジュラバリア機器の前記支線への前記接続を設定する制御手段をさらに含む前記請求項１１、又は１２に記載の配置。
【請求項１４】
取り外し可能に搭載される支線サージプロテクタ機器を受け入れるように配置される請求項１〜１３のいずれか一項に記載の配置。
【請求項１５】
多支線フィールドバスバリアシステムに、幹線と、支線アウトレットとの間に取り外し可能に搭載されて電源及び／又は信号を危険な領域に供給するためのフィールドバスバリア機器であって、前記機器は、前記システムの前記幹線への接続のための防爆コネクタ手段を含むフィールドバスバリア機器。
【請求項１６】
前記防爆コネクタ手段は、前記フィールドバスバリア機器の前記取り外し可能な搭載のために配置されるプラグコネクタを有する請求項１５に記載のフィールドバスバリア機器。
【請求項１７】
前記多支線フィールドバスバリアシステムのサージプロテクタに接続するプラグコネクタ手段を含む請求項１５、又は１６に記載のフィールドバスバリア機器。
【請求項１８】
多支線フィールドバスバリアシステムの支持手段に前記防爆コネクタ手段によって搭載されるように配置される請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のフィールドバスバリア機器。
【請求項１９】
プラグイン機器を迅速に取り外し可能なモジュラを有する請求項１５〜１８のいずれか一項に記載のフィールドバスバリア機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源及び／又は信号を危険な領域に供給する本質安全（ＩＳ）システムの一部を形成し、フィールドバスバリア（fieldbus barrier）という名称でよく知られるフィールドバス絶縁カプラに関する。より詳細には、本発明は、ＩＳ環境内の様々な種々の機器に電力及び／又は信号を供給する多支線フィールドバスバリアの配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
危険な領域内で作動するＩＳフィールド機器へ供給する単一のフィールドバスバリア機器を提供することに加えて、多支線フィールドバスバリアの配置は、幹線接続バスを接続する幹線接続手段を有し、適当な数の様々な遠隔フィールド機器に提供及び／又は対処可能な複数の支線アウトレットを用意することが知られる。
【０００３】
このような公知のシステムにおいて、それぞれが複数の支線アウトレットのバリア保護を提供する様々なフィールドバスバリア機器が提供される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような公知のシステム、及び配置は、価格、及び使用の容易性の問題に対して不利な点、及び制限を有することが判明している。具体的には、危険である可能性がある環境内に、多支線配置自体を配置する必要がある場合である。具体的には、このような機器は、大規模なワイヤ接続が必要であり、不必要な大きさ、及び複雑さにつながり、また、作業コスト、並びに必要な筐体の数、形式、及び全体的な大きさについて、問題性、及び制限が明確に示される可能性がある。システムを変更／修理する必要がある場合、フィールドバスの幹線電源を落とす必要がある。また、サージリミッタを交換するときに、近接チャネルがショートする危険性を伴い、特定の環境の特定の特性によっては、全ての電力を切断するためにガスを除去する必要がある可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような公知の配置を超える利点を有する多支線フィールドバスバリア配置を提供することを探求する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に従うと、幹線接続手段を有する多支線フィールドバスバリアの配置であって、複数の支線はそれぞれ、バリア機器、及びサージプロテクタ機器により幹線に接続され、バリア機器それぞれは、危険でない接続を提供するために、防爆接続によって幹線にプラグイン接続するように配置される取り外し可能に搭載されるモジュラユニットを有する多支線フィールドバスバリアの配置が提供される。
【０００７】
取り外し可能に搭載されるモジュラユニットの形式のバリア機器を供給することにより、配置の配線の大きさが減少するとともに、配置全体の大きさを削減することに大いに役立つ。具体的には、上述の防爆コネクタを幹線の接続に使用することにより、危険である可能性がある環境内で多支線配置を有利に使用するという効果を奏する。
【０００８】
有利には、幹線接続、モジュラバリアユニット、及びサージプロテクタは、システムの支持手段に搭載するように配置される。
【０００９】
具体的には、支持手段は、バックプレーンを有してもよく、有利には、サージプロテクタは、幹線から電力を取り除く必要なく、かつサージプロテクタが搭載される支線への電力を取り除く必要なく配置内部に取り外し可能に搭載してもよい。
【００１０】
本発明の１つの態様に従うと、多支線の配置は、機能しなくなったユニットに関連する支線アウトレットに相互接続されるように配置される冗長なモジュラバリア機器ユニットを具備してもよい。
【００１１】
具体的には、冗長なモジュラバリア機器は、機能しなくなったユニットの故障の表示に応答可能な方法で、機能しなくなったユニットの支線アウトレットに相互接続されるように配置されてもよい。
【００１２】
さらに、本発明は、冗長なモジュラバリア機器ユニットの支線アウトレットへの接続を設定する制御手段を提供する。
【００１３】
具体的には、モジュラバリアユニットそれぞれは、複数の支線アウトレットの保護を提供するように配置されてもよい。
【００１４】
さらにまた、取り外し可能に搭載される幹線サージプロテクタ機器及び／又は取り外し可能に搭載される終端機器が提供され、かつ防爆コネクタを包含してもよい。
【００１５】
本発明の他の態様に従うと、多支線フィールドバスバリアシステムに、幹線コネクタと、支線アウトレットとの間に取り外し可能に搭載され、かつシステムの幹線に接続する防爆コネクタ手段を有するように配置されるフィールドバスバリア機器が提供される。
【００１６】
有利には、防爆コネクタ手段は、フィールドバスバリア機器の取り外し可能に搭載されるように配置されるプラグコネクタを有する。
【００１７】
さらに、フィールドバスバリア機器は、多支線フィールドバスバリアシステムのサージプロテクタを接続するプラグコネクタ手段を具備してもよい。
【００１８】
さらにまた、フィールドバスバリア機器は、バックプレーンを有する多支線フィールドバスバリアシステムの支持手段に防爆コネクタにより搭載されるように配置されてもよい。
【００１９】
したがって、フィールドバスバリア機器は、プラグイン機器を迅速に取り外し可能なモジュラを有してもよいことが理解されるべきである。
【発明の効果】
【００２０】
したがって、有利には本発明は、多支線フィールドバスバリア配置内の適当な数のフィールドバスバリア機器の供給のための効果的な「プラグアンドプレイ」ソリューションの効果を奏する。これにより、配置内で冗長性を迅速に提供できる。モジュラプラグインフィールドバスバリア機器は、必要なときに容易、かつ迅速に搭載可能であるので、機器の保守、及び全体的なシステム配置の保守が同様に強化される。
【００２１】
したがって、全体的なシステムは、迅速にテストされ、適当な調整及び／又は交換は、全てが取り付けられる前に必要なときに行われる。
【００２２】
危険な領域内の多支線の配置に関して、Ｚｏｎｅ１環境内で迅速に搭載される一方、活線での切断／再接続もまた可能である。また、従来の技術と比較するとき、筐体の全体的な体積、及び実際に必要な筐体の数は、著しく減少し、有利には価格に密接に関係する。
【００２３】
システムを構築するときに手動で入力することがなく、具体的には広大な配線の必要が取り除かれるが、全体的なシステムは、より信頼性が高いことが理解される。バリア機器の必要な交換は、電力を切断することなく、すなわちガスを除去する必要なく実施できる。同様に、支線サージプロテクタの挿入／交換／除去、及び／又はタンクサージプロテクタの挿入／交換／除去、及び／又は終端の挿入／交換／除去は、システムの動作中に実施できる。
【００２４】
本発明は、添付した図面を参照して単なる例示として以下にさらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の多支線フィールドバスバリア配置の平面図である。
【図２】図１の機能と同様な機能を提供するが、本発明の実施形態に従う多支線フィールドバスバリア配置を説明する同様なブロックを示す図である。
【図３】図本発明の他の実施形態に従う多支線フィールドバスバリア配置を説明する同様なブロックを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１をまず参照すると、入力幹線に接続され、かつ１６個の支線の出力信号を供給するように配置される１６個の従来の多支線フィールドバスバリアシステムの典型的な平面図が提供される。
【００２７】
以下の説明から理解されるであろうように、１６個の支線は、それぞれが４つの支線バリアから信号を提供される４つのグループに分割される。
【００２８】
図１に示されるように、Ｅｘｅ端子ブロック１と、関連する幹線サージプロテクタ２と、Ｅｘｄｅ安全防爆スイッチ３とが提供される。Ｅｘｄｅ安全防爆スイッチ３のそれぞれは、４つの支線バリアのそれぞれ１つに供給し、４つの支線バリアは、出力サージプロテクタ５、及び端子ブロック６を経由して供給される４つの支線アウトレットに接続される出力を同様に有する。
【００２９】
４つの支線バリア４のそれぞれは、防爆スイッチ３が動作を停止することなしに、接続にアクセスすることを防止するとともに、接続が取り除かれることを防止する役目を果たすセキュリティカバー７に関連する。また、終端ユニット８は、端子ブロック１への接続が提供される。
【００３０】
遠隔機器１０の支線の実際の外部配線は、それぞれの端子ブロック６からつながる。また内部配線及びトランキング１１は、幹線への外部配線１３と、端子ブロック１との間の接続のために提供される。同様に、配線１１は、端子ブロック１と、安全防爆スイッチ３との間の接続のために提供される。さらに、内部配線１２は、防爆スイッチ３からバリア４への供給のために提供され、内部配線１４、及び１５は、バリア４と、端子ブロック６との間の接続のために提供され、さらにサージプロテクタ５と端子ブロック６との間の接続のために提供される。また、図に示されるように、サージプロテクタ５のそれぞれは、外部配線１３により直接供給される。
【００３１】
理解されるであろうように、端子ブロック８、幹線サージプロテクタ２、防爆スイッチ３、及び関連する配線接続１１は、別個の筐体２０の内部に提供される。
【００３２】
図に示されるように、４つの支線バリア４と、関連するサージプロテクタ５と、端子ブロック６とを有し、かつ外部配線１３、及び内部配線１２の関連する内部配線、及び素子を当然に有するシステムの他の部分は、別個の主要な筐体２１の内部に提供される。
【００３３】
先に説明したように、様々な不利な点が公知のシステムに関して生じる。特に、多様な機器を取り外すとき、具体的には４つの支線バリア４を取り外すときにガスを除去する必要があること及び／又は電源を落とす必要があることである。また、多重の防爆スイッチ３を要することにより、高価になり、かつ大きくなることが理解される。
【００３４】
具体的には、広大な内部配線、及びトランキング１２、１３、１４、及び１５（図示するように）は、配線、ケーブル、配線当たり２つのフェルール、熱収縮しトランキングする関連する支持体、端子ブロックの列、ＤＩＮレール、及びＤＩＮレール支持体を不都合なほどに利用する必要がある。これらによって、公知の配置の複雑さ、及び大きさが増大する。高い作業コストによって、システムの様々な機械的部分を適合するのに悩まされる。具体的にはＤＩＮレール、及び配線の支持部、フェルールの圧接部、及びケーブルプロテクタの熱圧縮部であり、これらは全て図１で説明される広大な配線に関連する。
【００３５】
必要な全ての変更は、活線ベースで実施できず、フィールドバスは、電源を落とさなければならない。これにより、危険な環境を有するプラントは、事実上停止することになるであろう。サージプロテクタ５の必要な交換のためには、支線の切断が必要になり、近接するチャネルが短絡する危険性が生じるであろう。さらに、幹線サージプロテクタ２の必要な交換のためには、ガスを除去する必要があるとともに、電源を切断する必要があるであろう。
【００３６】
また、タンクとバリアとの４つの接続部７は、他の配線と比較すると、異なる職員により変更される必要があり、これにより、価格、複雑さが大きくなるとともに、システムが稼動しない時間が長くなる可能性がある。
【００３７】
また、図１に示される配置内には、冗長性を用意する余地はない。
【００３８】
ここで、図２を参照すると、本発明の実施形態に従う多支線フィールドバスバリアシステムのブロック図が示される。
【００３９】
再び、幹線サージプロテクタ２２は、４つの支線バリア機器２４とともに提供される。４つの支線バリア機器２４それぞれは、支線アウトレット２１０の外部配線から１６個の支線のそれぞれの遠隔配置されるフィールド機器に延伸する４つのサージプロテクタ２５に関連付けられる。終端装置２８が提供され、幹線からの外部配線２３は、幹線サージプロテクタ２２を介して、システム内部に達する。
【００４０】
完全なシステムが単一の筐体３０内に提供され、幹線サージプロテクタ２２、４つの支線バリア機器２４、支線サージプロテクタ２５、及び終端装置２８のそれぞれは、全体のシステムのバックプレーンを有することができるキャリア３２にプラグインコネクタによって取り外し可能に搭載されて提供される。
【００４１】
バックプレーン３２は、説明される構成素子の間の所定の電気接続を含むことによって、従来のシステムに見られる広大な配線の必要性を取り除く。
【００４２】
重要なことに、防爆コネクタ２９を使用することによって、すなわちバリア機器２４のそれぞれと外部幹線配線２３との接続のために危険でない接続を提供するように配置されるコネクタを使用することによって、有利にはシステムそのものは、必要に応じて危険な領域に配置してもよい。
【００４３】
同様に、幹線サージプロテクタ２２、及び終端装置２８は、少なくとも「Ｚｏｎｅ１」安全に必要なレベルを危険にさらすことなく、説明される防爆コネクタ２９によってプラグイン方式でキャリア３２に提供される。またしかしながら、終端装置２８は、バックプレーンキャリア３２の一体部分として提供してもよい。
【００４４】
したがって、図２の実施形態の筐体３０の全体的な大きさは、図１に示されるような従来のシステムに使用される筐体と比較して大幅に縮小することが可能である。
【００４５】
本発明と、先行技術との間の有利な比較の他の重要な点は、図１、及び２の比較から明らかなように、具体的には、それぞれの幹線１３である。上述のように、図１に説明されるような公知のシステムの内部で、幹線１３は、Ｅｘｅｄスイッチ３に順に接続される幹線１１にまたさらに提供するために、ジャンパ、又は他の適当な手段によってコネクタ１に接続される。次いで、切替え可能な幹線１２は、介在するＥｘｅ幹線コネクション７によって、バリア５に接続される。
【００４６】
したがって、このような従来のシステムは、多重のバリア４へ適当な接続を提供するために、少なくとも２重、多くの場合３重、又はそれ以上の幹線１３が必要である。
【００４７】
ここで、図２によって提供される本発明、及び説明される実施形態を参照すると、幹線２３へのただ１つの接続が必要であることがすぐに理解されるであろう。有利には、幹線サージプロテクタ２２、及び防爆コネクタ２９の供給は、図２に説明される全てのバリア機器２４に供給する必要がある幹線２３への単一のインタフェースを提供する。
【００４８】
理解されるであろうように、重要なことに、バリア機器２４と、実際にはサージプロテクタ２５と、幹線サージプロテクタ２２と、終端装置２８とは、必要な程度の安全性を維持し、システムの故障時間を要することなく、ガスを除去する必要がなく、かつ支線バリア機器２４の取り外し、及び交換以外の特別な手動の動作を必要なく、プラグイン／プラグアウト方式で迅速に取り外し、及び交換が可能である。
【００４９】
ここで図３を参照すると、本発明のさらなる実施形態の平面図が示される。ここでは、先に利用した符号には類似する符号が付される。ここで、２つ（又は容易に３つ以上にできる）の分離するキャリア３２が提供される。それぞれのキャリア３２は、２つ以上の多重支線バリア機器２４、及び関連する支線サージプロテクタ２５が取外し可能なように搭載されて配置される。
【００５０】
単一のバックプレーンを効果的に達成するようなキャリア３２の接続は、防爆ジャンパ３０によって、達成される。これは、キャリア３２内部のソケットに係合する防爆コネクタ２９によって集中的に接続されるように配置され、さもなければ終端装置２８により占有できる。この１つは、右側のキャリア３２に示される。
【００５１】
次いで、適当な数のキャリア３２は、本発明のフィールドバスバリアシステムからの適当な数の支線アウトレットを提供するように、直列に接続できる。
【００５２】
本発明のさらなる利点として、モジュラフィールドバスバリアユニット２４の１つを冗長ユニットとして選択する動作によって、適当な程度の冗長性をシステムに導入できる。
【００５３】
図２、及び３の実施形態で示されるように、このような冗長性は、具体的にはフィールドバスバリアユニット２４のモジュラ特性の観点から本発明に容易に導入できる。さらに、冗長ユニット２４と支線サージプロテクタ２５、又は必要によって、機能しなくなったバリアユニットに関連する支線アウトレット１０との間の制御化された接続性を提供できる。
【００５４】
次いで、機能しなくなったモジュラバリアユニット２４は、電力を切断することなく、かつガスを除去する必要なく、迅速かつ簡明にプラグを抜くことができる。
【００５５】
さらに理解されるように、本発明のサージプロテクタ２２、及び２５は、システムの全体的な動作に影響を及ぼすことなく容易に交換でき、終端装置２８は、システムが活線状態であるときに、システムが作動している適当な期間に、導入し、取り外し、又は交換することができる。
【００５６】
バリアユニット２４のモジュラ機能は、他のバリア機器を切断する必要なく交換可能である。本発明の「プラグアンドプレイ」ソリューションは、人が現場にいる必要がある時間を大幅に減少する。図３を参照して説明されるようなシステムのさらなる拡張は、電力を切断することなく、またはガスを除去する必要なく実行できる。同様に、適当な程度の冗長性の迅速な導入によって、システム内部の関連する活線修理が可能になる。
【００５７】
具体的には、本発明は、従来のシステムで見られるねじ端子を使用するよりむしろ、防爆コネクタ２９を有利に採用する。実際には、現在公知のような防爆スイッチ３を使用するよりむしろ、防爆コネクタ２９を有利に採用する。
【００５８】
キャリア３２は、現在のシステムから生じる大量の配線と比較して、簡素化され、かつ安全な代替的な選択肢を提供する。システムの機能性を混乱させずに活線プラグが可能なサージ機器を使用することによって、さらなる利点が提供されるとともに、システムの冗長性の機能ためにキャリアボート機器、又はバックプレーン機器によって、さらなる利点が提供される。
【００５９】
本発明は、上述の実施形態の詳細に限定されないこと、及び本質的安全の保護の適当な程度の必要性、又は提案に応じて、適当な構成のモジュラフィールドバスバリアユニット、及びサージコネクタ、そして実際にキャリアボードを提供できることは、当然に理解すべきである。さらにまた、図２を具体的に参照すると、合計１６個の支線は、４つのバリアユニット２４によって提供されるが、他の構成は、容易に可能である。例えば、１６個の出力支線を用意する単一のバリアユニットが提供でき、またそれぞれが８つの出力支線を用意する２つのバリアユニットが提供できる。必要に応じて、他の構成が可能である。
【図１】
0005592373.tif 000002
【図２】
0005592373.tif 000003
【図３】
0005592373.tif 000004