远程 I/O 与集中控制柜：工程实践中的取舍
远程 I/O 与集中控制柜：工程实践中的取舍
长期以来，工业控制系统遵循一个核心原则：将所有信号集中接入主控制柜。来自现场的传感器、开关、阀门及各类仪表，通常通过电缆直接连接至集中控制系统。 在装置规模较小、工艺相对简单的情况下，这种架构运行良好。但随着工业装置规模扩大、系统复杂度提升，集中控制柜的局限性逐渐显现。 因此，越来越多工程师开始将远程 I/O 架构作为更实际的解决方案。
根据客户的需求而精确设计的UPS
当R. STAHL着手为非洲沿岸的一处海上系统设计不间断电源供应（UPS）时，面临了三个独特的挑战：
- 针对防爆环境
- 对抗酷热
- 适用于海洋上的气候
尽管海上钻井平台的环境条件极其苛刻，停电或者供电中断必须以安全的方式来避免。客户选择了R. STAHL，因为他们相信我们能满足这一独特需求。
美丽的天气却带来了困难的条件
除了需要将防爆环境（Ex区域1）的保护措施融入设计之外，还必须考虑热带气候和海洋空气的影响。平台经常持续暴露在35°C甚至更高的气温下，有时温度甚至达到50°C。在如此高的环境温度下，UPS电池充电器的运行面临着特殊的挑战，因为该设备的功率耗散（即散热）非常大。
为了防止过热，R. STAHL将充电器安装在尺寸最大的CUBEx箱体中。采用了多项特殊功能来导出耗散功率产生的热量：使用一种专利的传导装置（冷却板技术），将热量直接从隔爆保护箱体中传出。为了方便从正面进行维护工作，这个散热器安装在箱体的侧面。
产生空气流通的特殊部件
受监控的不锈钢防爆风扇安装于箱体上方以加速散热。该风扇要经过特殊设计，以适应这些极端的防爆1区的条件下使用。强制冷却的控制和监控是智能化的；风扇的运行模式根据实时环境温度进行调整。尽管运行条件恶劣，这些特殊的设计能在正常的表面散热之外增加1000W的额外散热量。。由于采取了这些措施，电池充电时产生的大量废热可以在不对充电器功能造成任何不利影响的情况下散发到环境中。
与R. STAHL的所有UPS解决方案一样，用于1区的防爆要求由一个特殊功能提供：一个集成的Ex UPS保护装置检查充电器和电池（这些也位于危险区域）是否根据ATEX指令和IEC/EN 60079等标准正确运行，从而确保它们的安全操作。
并联电源实现不间断照明
为了确保照明具有不间断的电源供应，另外配备了一个并联安全配电盘，提供正常和后备两路电源。该照明配电盘的两路供电是切换使用的。此外，每路输出都单独配有接地故障检测。所有功能都可以从外部操作。通过手柄位置清楚地指示每个输出回路的状态。
将Ex d隔爆型CUBEx箱体和增安箱体拼接使用，可以实现非常紧凑、轻便的设计，适用于海上平台上有限的安装空间。耐海水腐蚀的CUBEx箱体上的所有外部金属部件均采用SS316不锈钢制成，带来的优点就是即使在海洋环境也无需额外的表面处理。
危险区域的100%工艺可靠性
STAHL为石油和天然气平台以及类似的E防爆环境设计定制的特定应用不间断电源供应（UPS），在这些环境中，系统的100%可用性至关重要。特别是在无人平台上，这些系统确保在停电情况下，关键设备（如阀门、泵和导航及信号设备，如GPS装置和闪光报警灯）可以持续供电一段指定的时间。这样就可以井然有序地获取并保存数据，使平台能够保证处于安全状态。
模块化的UPS解决方案详细说明
STAHL提供了一套模块化的防爆不间断电源供应系统，拥有多种组件可供选择。它们可以以多种不同的方式组合，并且可以根据特定应用的要求进行特殊设备设计，以实现最佳效果。UPS解决方案可以设计为连续电池供电或后备电池切换方式。R. STAHL的UPS系统能够为设备单独供电，并持续运行5分钟到数小时。该模块化系统包括充电器、各种防爆型式保护的电池、带报警指示的充电监控设备、直流配电盘和适用于不同功率范围的逆变器。R. STAHL还提供多种不同的防爆箱体。
除了整个模块化系统外，R. STAHL可以为单个模块设计定制的防爆保护，以满足客户的要求，并提供必要的认证。通过使用坚固的组件和防爆保护型式，可以使系统能够承受极端条件，如高温或低温、高湿度和高盐雾性的环境。如果需要，可以随时对定制系统的功率输出和功能进行调整。R. STAHL在系统实施和运行的每个阶段都提供帮助和建议，包括项目工程设计阶段、交付、调试和现场服务阶段。
