專題剖析

workers at machine control panel; 控制面板工程師; 防爆設備控制面板

HazLoc 防爆設備所應用的標準,隨著科技變革亦須不斷更新,其中最值得注意的正是針對產品使用手冊的要求有逐步增加的趨勢。繼我們曾經概念性解析防爆產品使用手冊要求的基本清單,為持續協助客戶更加理解如何規劃並有系統地透過手冊將資訊正確傳達給使用者,我們即藉由兩個不同產品案例加以補充說明。

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作者:UL Solutions 能源暨工業自動化事業部‧石油與天然氣及危險區域 (HazLoc) 資深專案工程師 Oswald Chang

我們曾經透過《解析防爆產品使用手冊要求:基礎概念篇》專文,針對了手冊需涵蓋的內容範圍進行基本盤點,然而我們了解客戶在如此巨大的資訊量中,或多或少仍對在實作上,產品該如何考慮應有資訊,及資訊該詳列到什麼程度不那麼確信,因此我們將透過以下兩個產品案例,試圖幫助您以更容易理解的方式,了解該如何規劃且有系統呈現您的產品使用手冊,並且最重要的是能將資訊正確傳達給使用者。

如何應用於特定產品

產品一:模組化可程式控制器 (Modular PLC)

此產品是以當應用標準 IEC 60079-0 與 IEC 60079-7 為範例,如【圖一】產品示意。

【圖一】示例產品:模組化可程式控制器 (Modular PLC)

手冊項目  指引資訊要求
產品概要
  • 製造商公司名稱:ABC Company
  • 產品名稱:Industrial PLC modular model DEF series
  • 產品防爆證書號與發證單位:IECEx UL 23.9999X
  • 防爆環境等級與完整防爆標示字串:Ex ec IIC T4 Gc
  • 產品使用環境溫度:-40 °C ≤ Tamb ≤ +75 °C
  • 產品應用標準資訊 (或標示於產品證書):IEC 60079-0 Edition: 7;IEC 60079-7 Edition: 5
安裝架設方法/條件 &
系統組成使用規劃
安全組裝指引:

根據此模組的型態,需考慮呈現以下特徵並考慮其組裝順序 ──

  • 安裝基板 (baseplate) 與底板 (backplane) 裝置的組合選擇,如 4/8/12 插槽並提供各插槽資訊與擴充插槽選項。
  • 安裝基底板裝置需注意事項:
    • 基底板尺寸標示
    • 後金屬板標位鑽孔,使用固定方法 (如 M4*12 mm 螺絲)
    • 周圍應保持淨空範圍 (clearance) 的尺寸要求
    • 安裝方位直立或水平,不同方位若搭配不同條件 (如溫度/負載/擴充等) 需一併說明
  • 底板選擇所對應的各模組安裝順序,如插槽 1 限定電源供應單元;插槽 2 限定 CPU 單元;插槽 3-12 為 I/O 單元,並且附上如何正確將各單元與底板連接固定/移除的指引。
  • 底板擴充使用條件,如擴充線材長度資訊、擴充連接方法、擴充底板的搭配等等。
  • 底板與各插槽內單元的安全接地資訊 (如線徑、螺絲、接地位置)。
  • 各模組終端配接圖 (wiring diagram)
  • 終端接點:
    • 指定緊定扭力值,如 8 in/lbs (0.9 Newton-meter)
    • 對於任何必要的安排與調整,以用來搭配使用不同粗細導線的部分,須加以明確指出,如電源供應模組終端可接受一條 2.5 mm² (AWG 14) 或兩條 1.5 mm² (AWG 16) 的使用方式
    • 根據終端接線處結構給予合適導線安裝資訊,如 DO 模組終端可接 0.5 mm² (AWG 20) ~ 1.5 mm² (AWG 16)
    • 導線絕緣皮剝線要求,如移除 8mm 絕緣皮長度

設備的特殊使用條件:

  • 安裝環境汙染等級要求,如 IEC 60664-1 定義的潔淨度需優於汙染等級 2。
  • 安裝於適合之外殼防護等級,如 IEC 60079-0 的 IP 54 外殼等級條件。
  • 安裝於需工具才可開啟的機櫃外殼內,如需要特定工具方可開關殼體。
  • 產品可能有需要額外在輸入電源端前加上具備特定規格的突波保護器,如需安裝箝制電壓低於 119Vdc 的外部突波保護器。
  • 最終外殼連接埠口的安裝連接資訊 (connection on the exterior of enclosures)。
  • 現場低能量導線接線條件 (nonincendive field wiring connections)。
  • 對可更換之零件 (component replacement) 或可斷接之設備 (equipment disconnection) 需有對應警語。
產品應用選擇與設定 使用與設定:

  • 各模組單元的使用方式,如電氣額定、環境溫度等其他安全運作限制值。
  • 電源供應模組需有輸入與輸出電氣參數值與其他附加可使用功能資訊,如 120/240 Vac 或 125 Vdc input、30 W total output;24V/1A relay output、RS-485 serial port。
  • 類比輸出模組需有輸出電氣參數值,如 0 to +10 V,4-20 mA。
  • 光纖通訊模組若有插拔式光纖模組如 SFP,需要有可允許使用搭配的 SFP 模組資訊。
  • 記憶體備用電池 (memory backup battery) 更換指引:
    • 電池資訊,如製造商 XYZ,型號 123
    • 僅可更換指定使用電池的說明
    • 更換步驟指引,如
      1. 更換需要由受過電氣安全訓練與更換程序訓練之合格電氣人員執行。
      2. 確認產品周遭無爆炸性環境 (explosive atmosphere) 存在。
      3. 清楚標示電池位置,移除電池上蓋後可見電池安裝於電池座上。小心脫開扣夾,在移動電池時並注意不要使用金屬物件。舊電池換下後注意不要與新電池混放。
      4. 小心地將新電池以 45 度角切入座上,並確認電池極性與標示相吻合,且與電池座正確扣住。接著將電池上蓋扣回。
維護保養、故障排除、檢查、售後聯絡 維護保養:

  • 清潔要求,如確認接地 O 型端子與接合面的清潔,以避免影響接地電阻。
  • 連接緊定維護,如定期確認模組終端連接緊定狀況,若高度震動環境即應每季進行。
  • 備份建議,如 CPU 模組內記憶體的組態備份。

修復:

  • 移除模組的資訊,如移除 I/O 模組用以替換新品。
  • 備品資訊,如備料號碼與數量。
  • 修復要求的文件化。
  • 重啟設備所需的確證與試驗資訊。
  • 製造商聯繫資訊。
  • 技術支援網站。
  • 傳真號碼與各區域聯絡電話號碼。

產品二:工業用崁入式控制器 (Industrial panel mount controller)

如【圖二】產品示意。

工業用崁入式控制器 (Industrial panel mount controller)【圖二】示例產品:工業用崁入式控制器

手冊項目  指引資訊要求
產品概要
  • 製造商公司名稱:ABC Company
  • 產品名稱:Industrial panel mount controller model DEF series
  • 產品防爆證書號與發證單位:IECEx UL 23.9998X
  • 防爆環境等級與完整防爆標示字串:Ex ec IIC T4 Gc
  • 產品使用環境溫度:-40 °C ≤ Tamb ≤ +60 °C
  • 產品應用標準資訊 (或於產品證書) :IEC 60079-0 Edition: 7;IEC 60079-7 Edition: 5
安裝架設方法/條件 &
系統組成使用規劃
安全組裝指引:

根據此崁入安裝型態,需考慮呈現以下特徵並考量其組裝順序。安裝控制器應注意事項如下 ──

  • 確認控制器與安裝配件料號與數量是否正確。
  • 確認安裝箱體開窗 (cutout) 尺寸,如高 330 mm,寬 385 mm,最大圓角半徑 15 mm。
  • 確認安裝貼面厚度,如至少厚度 2mm。
     確認有足夠後空間深度可供安裝,如須確保 400 mm 後空間。
  • 確認安裝位置不受 UV 光影響,如有對應遮蔽物。
  • 若膠條或 O 型環需使用者組裝,須提供橡膠膠條或 O 型環詳細安裝定位與確認方式。如提供膠條或 O 型環料號確認指引,如何展開與貼合順序等。
  • 詳述固定扣件安裝方式與順序。如對角扣件先些微固定後,再上最後扭力 1.5 N-m (13.3 lbf-in)。
  • 周圍應保持淨空範圍 (clearance) 的尺寸要求,如安裝後確保主機後方各面保持 50 mm 淨空距離。
  • 安裝儲存裝置,如 CFast card/SSD 的安裝指引
  • 安全接地資訊 (如線徑、螺絲、接地位置)。
  • 各埠口終端腳位標示,如 VGA port pin assignments。
  • 終端接點:
    • 指定緊定扭力值,如 8 in/lbs (0.9 Newton-meter)。
    • 對於任何必要的安排與調整,來搭配使用不同粗細導線的部分,須明確指出,如電源供應模組終端可接受一條 2.5 mm² (AWG 14) 或兩條 1.5 mm² (AWG 16) 的使用方式。
    • 根據終端接線處結構給予合適導線安裝資訊,如 DO 模組終端可接 0.5 mm² (AWG 20) ~ 1.5 mm² (AWG 16) 。
    • 導線絕緣皮剝線要求,如移除 8mm 絕緣皮長度。

設備的特殊使用條件:

  • 安裝環境汙染等級要求,如 IEC 60664-1 定義的潔淨度需優於汙染等級 2。
  • 崁入式安裝完成後之外殼防護等級,如 IEC 60079-0 的 IP 54 外殼等級條件。
  • 安裝於需工具才可開啟之機櫃外殼內,如需要特定工具方可開關殼體。
  • 安裝於低機械撞擊危害的環境。
  • 產品可能有需要額外於輸入電源端前加特定規格的突波保護器,如需安裝箝制電壓低於 161 Vac 的外部突波保護器。
產品應用選擇與設定 使用與設定:

  • 主機與 IO 的使用方式,如電氣額定、環境溫度等其他安全運行限制值。
  • 電源需有輸入電氣參數值,如 115/230 Vac 50/60 Hz、100W。
  • 光纖通訊模組若有插拔式光纖模組如 SFP,需要有可允許使用搭配的 SFP 模組資訊。
  • 記憶體備用電池 (memory backup battery) 更換指引:
    • 電池資訊,如製造商 XYZ,型號 456
    • 僅可更換使用指定電池的聲明
    • 更換步驟指引,如
      1. 更換需要由受過電氣安全訓練與更換程序訓練的合格電氣人員執行。
      2. 確認產品周遭無爆炸性環境 (explosive atmosphere) 存在。
      3. 清楚標示電池位置,移除電池上蓋後可見電池安裝於電池座上。小心脫開扣夾,在移動電池時並注意不要使用金屬物件。舊電池換下後注意不要與新電池混放。
      4. 小心地將新電池以 45 度角切入座上,並確認電池極性與標示相吻合,且與電池座正確扣住。接著將電池上蓋扣回。
維護保養、故障排除、檢查、售後聯絡 維護保養:

  • 清潔要求,如確認接地 O 型端子與接合面的清潔,避免影響接地電阻。
  • 緊定維護,如定期確認模組終端連接緊定狀況,若屬高度震動環境應每季進行。
  • 主機前框確認,如確認前框外殼部分是否有受損,或可能影響 IP 條件的狀況。
  • 靜電消除方式,如定期使用建議靜電消除裝置,以排除表面累積的電荷。
  • 備份建議,如 CPU 模組內記憶體的組態備份。

修復:

  • 移除可替換裝置的資訊,如移除損壞的固態硬碟且用以替換新品的步驟。
  • 備品資訊,如備料號碼與數量。
  • 修復要求的文件化。
  • 重啟設備所需的確證與試驗資訊。
  • 製造商聯繫資訊。
  • 技術支援網站。
  • 傳真號碼與各區域聯絡電話號碼。

產品手冊的提供方式

針對手冊文件,建議以紙本形式隨附於產品包裝,提供給使用者。不過根據 UL 121201 標準條文 18.6 與 IECEx TAG Decision sheet DS 2012/010A,以電子媒介提供手冊資訊還是可以當成選項之一,然而一旦使用者提出紙本要求時,製造商仍應提供紙本手冊。

另需特別注意,此電子媒介方式並不適用於 ATEX 認證產品。

當手冊資訊以電子媒介方式提供時,產品裝置上需要有標示國際警告標誌、手冊文件號碼、版本,以及如何取得電子檔案的連結 (如 url、QR 碼)。這樣一來,使用者即能依據這些資訊,經由電子媒介取得手冊文件後,再與產品裝置上的文件號碼及版本做比對,確認取得文件的正確性。

總結

從實作面來看,使用手冊對於產品能否被安全使用至關重要。過去在標準 IEC 60079-0內所闡述的規則確實較為一般性,然而標準改版後,在安全使用上的應用著墨明顯加深。而循此脈絡,我們建議製造商應著眼於如何幫助使用者更加了解產品安裝與應用條件,進而得以按安全使用指引維持產品裝置的防爆能力。此外,十分重要的一點,對現場人員而言,當後續安全檢查稽核有所疑慮時,則可因手上持有詳細的安裝使用手冊,而能做為回覆的依據。

若對此一主題有興趣,或需要更多個別諮詢,歡迎提交諮詢表單直送需求至我們的 HazLoc 防爆安全服務團隊了解更多。

註:本文為參考之用,若對文章描述或內容有爭議,敬請參考本文的原文出處或聯絡我們。

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