Pourquoi les systèmes nécessitent leur propre norme

IEC 60079-11 certifie les dispositifs. IEC 60079-25 garantit que lorsque ces dispositifs sont connectés ensemble, la BOUCLE résultante est également sûre. Cela n’est pas trivial car :

1. La capacité / l’inductance du câble s’additionne : un câble de 500 m contribue environ 50 nF de Ci et 0,5 mH de Li à la boucle
2. Plusieurs dispositifs sur un segment (fieldbus) : la Ci et la Pi de chaque dispositif se cumulent
3. Les défauts peuvent se propager : un défaut dans un dispositif d’un segment pourrait déclencher un autre

La norme de 2003 a formalisé les règles. La révision de 2010 a intégré FISCO qui était devenu le schéma IS fieldbus dominant.

Vérification de la boucle — les 5 points de contrôle

Pour chaque boucle IS de l’installation :

1. Ui (dispositif) ≥ Uo (barrière)
2. Ii (dispositif) ≥ Io (barrière)
3. Pi (dispositif) ≥ Po (barrière)
4. Ci (dispositif) + Cc (câble) ≤ Co (barrière)
5. Li (dispositif) + Lc (câble) ≤ Lo (barrière)

Si les 5 sont vérifiés → la boucle est à sécurité intrinsèque. Documenter et procéder. Si l’un échoue → reconcevoir la boucle (barrière différente, câble plus court, dispositif à Ci plus faible).

Pour les boucles 4-20 mA DC 24 V typiques avec des barrières modernes et des transmetteurs modernes, les paramètres ont généralement beaucoup de marge. Les problèmes surviennent avec :

• Des câblages très longs (> 500 m nécessitent une vérification soigneuse de la capacité)
• Des boucles haute puissance (> 30 V ou > 100 mA)
• Des boucles HART multi-drop (plusieurs valeurs de Ci cumulées)

Simplification FISCO

Avant 1999, chaque segment fieldbus était un calcul IS personnalisé. Chaque dispositif ajouté nécessitait de refaire les calculs. FISCO a défini une “enveloppe” standardisée :

Paramètres standard de tronc Foundation Fieldbus FISCO :
- Tension de tronc : 17,5 V max
- Courant de tronc : 380 mA max
- Inductance de tronc : 5 mH max
- Capacité de tronc : Ci des dispositifs cumulés doit rester dans 5 µF
- Puissance max de tronc : 30 W

Dans ces limites, ajouter ou déplacer librement des dispositifs FISCO. La seule vérification nécessaire : le courant quiescent total de tous les dispositifs ≤ alimentation disponible. Simplification massive de la conception fieldbus.

Presque tous les segments fieldbus de process dans les installations modernes sont basés sur FISCO. Les exceptions (calculs IS personnalisés) sont principalement des équipements anciens en cours de migration progressive.

Systèmes IS dans les fonctions de sécurité (SIS)

Lorsque la boucle IS fait partie d’une fonction instrumentée de sécurité (FIS) selon IEC 61511, des considérations supplémentaires s’appliquent :

• Mode de défaillance de la barrière : les barrières Zener et les isolateurs galvaniques ont des modes de défaillance différents
• Couverture de diagnostic : les isolateurs modernes signalent les courts-circuits / circuits ouverts / défauts à la terre au DCS — pouvant être crédités comme DC dans les calculs PFD
• Cause commune : un défaut unique de barrière affectant plusieurs entrées de FIS crée des préoccupations liées au facteur beta

La pratique de sécurité moderne associe souvent des isolateurs galvaniques (meilleurs diagnostics, pas de dépendance à la terre) avec des transmetteurs redondants certifiés SIL pour les FIS SIL 2 / SIL 3.