工业4.0革命对自动化的重大影响

　　A)高安装密度

　　模块化产品高密度安装，如果让它们处理有潜在爆炸的混合物，则区域1的环境就不好控制，潜在的爆炸可能会出现。

　　处理易燃易爆的气体和液体时，可能造成潜在的爆炸环境。当容器安装得非常近，爆炸会从一个容器传递到另一个容器。根据德国相关安全操作条例，工厂必须考虑容器之间的间隙。

　　模块化工厂中，在危险区域操作的设备的数量比非模块工厂的数量要多，为了达到最佳的设置，必须使用混合保护类措施以防止火灾。在模块中有不同的电力提供点，采用智能设备实现实时监管，特别是安装在危险区域的没有爆炸保护的控制盒安装阀。工厂应遵守EN60079-14/ DIN VDE0165-1的安装规则，以满足安全点火防护等级。除其他事项外，规则要求此类安装不允许外部有能量输入。基于这个原因，安全型线缆通常与非安全型电缆分开铺设。由于安装的高密度性，在安装过程中，必须考虑来自温度或化学影响的高危险性。

　　B+C)模块化和标准化

　　模块是工厂的一部分，必须和整个生产车间的防爆一起考虑，生产模型和环境也包含在防爆范围之内。

　　D) 没有防爆设计的电力操作资源

　　采用Ex p或Ex d标准的闸盒或开关柜可以使电力资源和控制设备更加适合在爆炸区域工作，因此控制设备和逆变器要直接安装到模块中。点火保护的防爆型Ex d和加压型Ex p使得电力操作系统正常工作，尤其是较高的电压，必须给出在危险区域合适的安装方法。保护种类的混合使用有利有弊，需要权衡使用。

　　加压型外壳使得可以通过完整的容器构建相对大型的壳体，自动化系统和电力系统(如电机控制)可以安置其中。所需的外壳仅比类似的工业外壳稍重且无防爆要求。使用惰性气体也是一种保护方式。当工厂启动时，系统直到有足够的压缩气体时才会启动操作。在失压情况下，电力系统会立即关闭。

　　同样，Ex d型防爆保护类别也应处于壳体之中，使其爆炸的影响仅限于该壳体的内部，即无法点燃在环境中可能发生爆炸的混合物。为了抵挡爆炸产生的压力，这些外壳通常很厚。而在加压外壳中，安装的设备不会把壳体的外表面加热到周围的易爆环境可以被点燃的程度。与加压外壳相比，隔爆外壳不依赖于压缩空气的供给，并且不需要任何程序来启动。选择点火保护方式时，应当考虑到功能和为节省资源两个方面。

　　E)区域分类和操作资源的选择

　　除了Ex m之外，工厂可以应用所有的爆炸保护类措施。具体使用情况依赖于设备、模块和区域分级，对于供电、频率转换和电机控制，相应措施有Ex i, Ex ic, Ex p, Ex d, Ex e, Ex q, Ex o。其中，Ex o措施还能解决转换器的散热问题。

　　F)审批

　　根据德国操作安全条例，工厂运营者必须创建一个防爆文档。PEC或模块生产单元的制造商必须提供相应的信息作为文档的基础。

　　PEC制造商的市场定位有两种。一种是声明PEC是加工工厂或加工工厂的一部分，这意味着PEC会永久安装在制造商网点，并且是高级生产过程的一部分。在这种情况下，合规性的声明和CE认证对于PEC都不适用。但是，这种方法的劣势在于PEC的安装必须适应特定的国家，该方法目前还不能保证自由地在欧洲范围内安装。

　　另一种就是将PEC作为一个机器，并且应用机器指令，好处是可以在欧洲范围内实现自由安装，并且适合移动使用，且具有PEC的可替换性。如果PEC不是一个完整的机器，制造商就无法评估PEC安装所在位置的风险，也不再需要CE认证与合规性声明，PEC给出相关的公司声明即可。如果认为它是一个完整的机器，制造商就要评估风险。在这种情况下，制造商将根据2006/42/EC 和9419/EC给出CE认证与合规性声明。

　　实际情况下，将两种方法结合起来会更有意义。在这种情况下，我们就要更多地考虑PEC的风险。对于功能安全性来说，机器损坏带来的影响远比加工工厂损坏带来的影响要低。

　　模块供应商必须提供测试等报告，模块的交换也必须经过专家评估，但这些并不需要由具有专业资质的人来做。

　　通过提供合适的文档范例，应尽可能减少文档方面工作的投入。

　　(从防爆需求到解决方案)

　　功能安全标准

　　关键标准包括两部分，一是电力防爆安全系统的功能安全性，即通用标准(IEC 61508-1:2010)和德国版标准(EN61508-1:2010);二是功能性安全(加工工业的安全设施系统)，即框架、定义、硬件和软件标准(IEC61511-1-2003+2004)，德国版标准(EN61511-1:2004)。