[发明专利]从安全环境进行位于危险环境的机器的电力线控制

说明书

设备和相关联的方法涉及提供位于安全场所中的远程控制器与位于危险场所中的机器的接口系统之间的安全的电气控制和/或通信。所述控制和/或通信是通过工业电压电力线来提供的，所述工业电压电力线横穿将所述安全场所与所述危险场所分开的屏障。通过无功耦合至工业电力线来提供控制和/或通信，所述工业电力线横穿所述屏障以将控制和/或通信信号叠加到被提供至所述机器的AC操作电力上。位于所述危险场所处的所述接口系统和位于安全场所处的所述远程控制模块中的每个都向所述工业电压电力线提供这样的无功耦合以在它们之间通信。

背景技术

一些行业要求在危险场所中工作，所述危险场所具有含有危险浓度的易燃气体或粉尘的气氛。例如，在使用工业涂料和流体处理系统的工业场所中可以找到这样的危险场所。这样的易燃气体和粉尘可能由于提供足以将所述爆炸性气氛点燃的热或电火花而被点燃。

国际电工委员会(IEC)是国际组织，其已经颁布了在这样的危险场所中进行操作的各种安全标准。这样的标准包括IEC 60079-0、IEC 60079-1、IEC 60079-11和IEC 60079-25，这些标准由此通过引用并入。北美的其它标准包括UL 1203、CSA 22.2第30号、FM 3615。危险场所被IEC定义为“危险区域”。危险区域是“存在或预期存在爆炸性气氛的区域，所述爆炸性气氛的量达到施工、安装和使用电气设备时需要采取专门预防措施的程度”。(参见例如，IEC 60079-0，定义3.2)。爆炸性气氛是“在大气条件下与具有可燃物质的空气的混合物，所述可燃物质呈气体、蒸汽、粉尘、纤维或飞絮形式且点燃后能够进行自维持传播。”(参见例如，IEC 60079-0，定义3.30)。防火壳体被定义为“能够承受爆炸性混合物的内部爆炸期间产生的压力，并防止爆炸传递到壳体周围的爆炸性气氛”的壳体。(参见例如，IEC60079-1)。已颁布的其它标准将壳体类似地定义为防爆的。本文中，防爆和防火可互换地使用。

在这样的危险场所处操作的电气装备可能存在是易燃气体或粉尘点燃的这样的风险。可以使用各种方法来防止使这样的爆炸性气氛点燃。这些方法包括使用防爆腔、将电气装备浸没在油或沙中、电气装备的安全设计等等。用于防止这些风险的这样的电气装备的安全设计被称为本质安全(IS)。出于本质安全(IS)考虑而设计的电气装备限制了可用于爆炸性气氛点火的能量、电和热量。本质安全被定义为“这样一类防护：这类防护基于对装备内的电能以及对被暴露于爆炸性气氛的互连接线限制至低于可能由于火花或热效应引起点火的水平。”(参见例如，IEC 60079-11，定义3.1.1)。

在正常操作中，一些电气装备可能在例如开关、电动机电刷、连接器和其它地方产生电弧。电气装备也可能发热，这在一些情况下可能变成点火源。即使在正常操作中装备不能生成点火源，各种部件故障也可能使这样的装备具有产生这样的点火源的潜力。例如，如果部件以短路或断路方式故障，则先前不会产生点火源的电路也可能变得能够产生这样的源。

因而，应根据安全标准与安全/危险屏障两端的装备进行通信和控制，以维持位于危险场所的装备的安全操作。

发明内容

设备和相关联的方法涉及一种用于与位于危险环境的机器相互作用的系统。所述系统包括防爆壳体、无功耦合器、通信接口和本地接口。所述无功耦合器位于所述防爆壳体内。所述无功耦合器被配置成无功耦合至工业电压电力线导体，所述工业电压电力线导体向所述位于危险环境的机器提供具有工频的AC操作电力。所述通信接口位于所述防爆壳体内并被电耦合至所述无功耦合器。所述通信接口被配置成通过所述无功耦合器从所述工业电压电力线导体接收具有通信频带内的频率的控制信号，并给予所接收的控制信号生成用于所述位于危险环境的机器的操作信号。所述本地接口被电耦合至所述通信接口并被配置成耦接至所述位于危险环境的机器以向所述位于危险环境的机器提供所生成的操作信号。

附图说明

图1是包括位于危险环境区域中、由位于无危险的环境区域中的远程控制器控制的机器的工业系统的透视图。

图2是包括位于危险环境区域中、由位于安全环境区域中的远程控制器控制的机器的工业系统的示意图。