1  引言
       現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)應(yīng)用在工藝過(guò)程中必須滿足一定的要求。除了功能方面以外，常常必須遵循安全技術(shù)規(guī)定。在石油、化工爆炸危險(xiǎn)區(qū)(Ex—區(qū))內(nèi)，“EExi—本質(zhì)安全防爆方式”是經(jīng)常使用的防爆方法，它在設(shè)計(jì)、制造開(kāi)銷和可操作性方面明顯地優(yōu)于其他方式(EEx e，EEx d和EEx m等)。
       自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)和置于危險(xiǎn)區(qū)生產(chǎn)設(shè)備的用戶對(duì)此極感興趣，因?yàn)楸景卜辣瑧?yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)無(wú)疑是十分有益的。
       1990年，德國(guó)聯(lián)邦物理工程研究院(PTB)作為防爆檢測(cè)與認(rèn)證中心和一些知名的PNO會(huì)員企業(yè)合作研究現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)本質(zhì)安全防爆問(wèn)題。當(dāng)時(shí)選擇了物理層國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案IEC61158—2作為研究的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)之一。
       1993年，研究成果"Fieldbus Intrinsically Safe Concept，現(xiàn)場(chǎng)總線本質(zhì)安全防爆構(gòu)想”，簡(jiǎn)稱FISCO—模型開(kāi)始進(jìn)入PROFIBUS—PA技術(shù)的范疇。FISC0使得PROFIBUS—PA以本質(zhì)安全防爆方式安裝、應(yīng)用在Ex—區(qū)中成為可能，以十分經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的方式解決了現(xiàn)場(chǎng)總線的防爆問(wèn)題。
       FISCO適用于EEx ia IIc—和EEx ib IIC／IIB本安防爆方式。研究表明，掛接于PROFIBUS—PA分段上的現(xiàn)場(chǎng)儀表數(shù)量只受段耦合器(Segmentkoppler)電力特性的限制；每段可掛接的現(xiàn)場(chǎng)儀表數(shù)量達(dá)到了最大值，明顯地多于其他現(xiàn)場(chǎng)總線；分段可以在FISCO的限制內(nèi)擴(kuò)充，但無(wú)須重新進(jìn)行本安核算；不同生產(chǎn)廠的現(xiàn)場(chǎng)儀表可以互換，也無(wú)須再進(jìn)行本安核算。尤其重要的一點(diǎn)是無(wú)須系統(tǒng)認(rèn)證，只須對(duì)一些主要參數(shù)的匹配進(jìn)行驗(yàn)證即可；工程設(shè)計(jì)與計(jì)算，安裝與維護(hù)大為簡(jiǎn)化，費(fèi)用明顯節(jié)省；極大地提高了生產(chǎn)安全性。
      FISCO—模型的上述優(yōu)點(diǎn)對(duì)PROFIBUS—PA(IEC 61158，Parts 2—6，Type3)有Ex—區(qū)中應(yīng)用的迅速擴(kuò)大，無(wú)疑起了重要的推動(dòng)作用。
       本報(bào)告概述迄今為止還鮮為人知的FISCO—模型的基本概念規(guī)則、結(jié)論及應(yīng)用。最后簡(jiǎn)要提及當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)狀況。
2  “i”—現(xiàn)場(chǎng)總線(PROFIBUS)基礎(chǔ)
2．1  典型結(jié)構(gòu)

2.2  電氣設(shè)備的防爆
      眾所周知，電火花和熾熱表面在一定的前提下能夠點(diǎn)燃爆炸性混合物。但在許多情況下，不可能將潛在的引爆源—電器—由爆炸危險(xiǎn)區(qū)中消除掉。所以，必須采取一些防爆措施：盡量避免引爆源，使之失效或大大減小它起引爆作用的概率。必要的防爆措施的范圍是針對(duì)爆炸氣氛出現(xiàn)的頻度而定的。
2.2.1  爆炸危險(xiǎn)范圍的地區(qū)劃分
    就爆炸性氣氛存在的概率(時(shí)間上的和地點(diǎn)上的)而言，并作為確定防爆措施范圍的基礎(chǔ)，可燃?xì)怏w、蒸汽或霧同空氣的混合物存在于以下3個(gè)不同的地區(qū)：
    0區(qū)：經(jīng)常地或持久地存在著爆炸氣氛(如液化氣罐中的氣室)；
    1區(qū)：爆炸氣氛偶爾出現(xiàn)(如在反應(yīng)容器安全閥的四周)；
    2區(qū)：爆炸氣氛罕見(jiàn)且短時(shí)出現(xiàn)(如石化企業(yè)空曠區(qū))。
    大多數(shù)情況為1區(qū)，防爆措施通常是針對(duì)該地區(qū)制訂的。
2.2.2  本質(zhì)安全防爆方式
      EN50020以此有下列定義：
      本質(zhì)安全防爆電路：在此電路中，在本標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的試驗(yàn)條件下(包括正常運(yùn)行條件和出現(xiàn)一定事故的條件)出現(xiàn)的火花和熱效應(yīng)不能引爆一定的爆炸氣氛。本安電路或電器分為兩類，即“ ia”和“ib”，其中“ia”同“ib"相比有更高的安全水準(zhǔn)。從基本結(jié)構(gòu)來(lái)看,“ia"是在0區(qū)應(yīng)用的先決條件，而“ib”則相當(dāng)于在1區(qū)中使用。
       定義中有兩種具有不同物理特征的引爆源，即電火花(火花引爆)和熾熱表面(熱引爆)。對(duì)前者進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性研究，所使用的儀器是符合VDE 0171并由IEC和EN50020推薦的標(biāo)準(zhǔn)電火花試驗(yàn)儀，由德國(guó)PTB研制，見(jiàn)圖PTB—3。</f