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閱讀：71發(fā)布時(shí)間：2022-11-26
一、安全柵的定義及主要功能
安全柵又稱安全保持器。本安回路的安全接口，它能在安全區(qū)（本質(zhì)安全）和危險(xiǎn)區(qū)（非本質(zhì)安全）之間雙向傳遞電信號(hào)，并可限制因故障引起的安全區(qū)向危險(xiǎn)區(qū)的能量轉(zhuǎn)遞。
安全柵的主要功能是限制安全場(chǎng)所的危險(xiǎn)能量進(jìn)入危險(xiǎn)場(chǎng)所，及限制送往危險(xiǎn)場(chǎng)所的電壓和電流。
1.齊納式安全柵
齊納式安全柵的核心元件為齊納二極管，限流電阻及快速熔斷絲。它的原理簡(jiǎn)單、電路實(shí)現(xiàn)容易，價(jià)格低廉，但因由于其自身原理的缺陷使其應(yīng)用中的可靠性受到很大影響，并限制了其應(yīng)用范圍，其原因如下：
（1）安裝位置必須有非常可靠的接地系統(tǒng)，并且該齊納式安全柵的接地電阻必須小于1Ω，否則便失去防爆安全保護(hù)性能，顯然這樣的要求是十分苛刻并在實(shí)際工程應(yīng)用中難以**。
（2）齊納式安全柵對(duì)電源影響較大，同時(shí)也易因電源的波動(dòng)而造成齊納式安全柵的損壞。
齊納管用于限制電壓。與齊納安全柵相比，隔離式安全柵除具有限壓與限流作用之外，還帶有電流隔離的功能。
2.隔離式安全柵
隔離式安全柵主要由回路限能單元，信號(hào)和電源隔離單元、信號(hào)處理單元組成。它不但有限能的功能，還有隔離功能，隔離式安全柵，基本有檢測(cè)端安全柵和操作端安全柵兩種類型。
檢測(cè)端安全柵與兩線制變送器配套使用；由于隔離式安全柵采用了限壓、限流、隔離等措施，不僅能防止危險(xiǎn)能量從本安端子進(jìn)入危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)，提高系統(tǒng)的本安防爆性能，而且還增加了系統(tǒng)的抗力，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。 24VDC 電源經(jīng)DC-AC-DC變換后，輸出模塊電路所需要的多種電壓。
（1）檢測(cè)端隔離式安全柵的原理
模塊電路將通過(guò)本安能量限制電路輸入的電流或電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?.2-1VDC后，送入模塊內(nèi)進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算和進(jìn)行抗干擾處理后，再經(jīng)變壓器調(diào)制成輸出隔離的電流和電壓信號(hào)，供后面的二次儀表或其它儀表使用。模塊還需輸出一個(gè)隔離的18.5∽28.5VDC電壓，通過(guò)本安能量限制電路做為供給兩線制變送器的工作電壓。本安能量限制電路能限制大電流或高電壓的危險(xiǎn)信號(hào)竄入危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)。
（2）操作端隔離式安全柵的原理
將調(diào)節(jié)器或操作器輸出的4-20mA DC信號(hào)隔離后再輸出4-20mA DC 的信號(hào)，通過(guò)本安能量限制電路供給電氣轉(zhuǎn)換器或現(xiàn)場(chǎng)的電氣閥門定位器使用。
隔離式安全柵與齊納式安全柵相比，雖然價(jià)格要高一些，但是它許多優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)還是給用戶帶來(lái)許多方便，使越來(lái)越多用戶偏向選擇隔離式安全柵。
（1）使用隔離式安全柵，可以將危險(xiǎn)區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)回路信號(hào)和安全區(qū)回路信號(hào)有效隔離。這樣本安自控系統(tǒng)不需要本安接地系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了本安防爆系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)的施工。
（2）使用隔離式安全柵，大大增強(qiáng)了檢測(cè)和控制回路的抗力，提高系統(tǒng)可靠性。
（3）使用隔離式安全柵，允許現(xiàn)場(chǎng)儀表接地，允許現(xiàn)場(chǎng)儀表為非隔離型的。
（4）隔離式安全柵有許多保護(hù)功能電路，意外損壞的可能性較小，允許現(xiàn)場(chǎng)儀表帶電檢修，這樣可縮短工程開(kāi)車準(zhǔn)備時(shí)間和減少停車時(shí)間。
（5）隔離式安全柵有較強(qiáng)的信號(hào)處理能力。如開(kāi)關(guān)量輸入狀態(tài)控制、mV、Pt100變?yōu)?～20mA等等。這樣給現(xiàn)場(chǎng)儀表和控制系統(tǒng)的應(yīng)用提供了更大的方便、合理和有效性。
（6）當(dāng)用戶同時(shí)應(yīng)用DCS和ESD時(shí)，選用一進(jìn)二出的安全柵，可以有效地將兩個(gè)系統(tǒng)隔離開(kāi)來(lái)，避免系統(tǒng)之間互相影響。
（7）回路供電隔離式安全柵既保持有源隔離式安全柵的優(yōu)點(diǎn)，又有齊納式安全柵一樣的接線方便，不需要另外24V電源供電，特別適合配I/O卡直接供電的DCS系統(tǒng)。
四、安全柵常見(jiàn)故障的處理方法
1.電源指示燈不亮或液晶不顯示
（1）檢查儀表供電電源接入是否正確可靠。
（2）檢查供電電壓是否正常。
（3）檢查24V電源正負(fù)是否接反。
2.輸出無(wú)信號(hào)
（1）輸入信號(hào)是否已正確接入輸入端子。
（2）輸入信號(hào)類型是否與儀表輸入類型一致。
（3）輸出接線端子是否緊固。
（4）可拆卸的外部接線端子是否插接到位。
（5）外部輸出回路開(kāi)路。
3.輸出值偏差大
（1）熱電偶輸入時(shí)正、負(fù)引線是否接反。
（2）熱電阻輸入時(shí)三線接法是否正確。
（3）輸出接線的正、負(fù)極性是否接反。
（4）電流輸出時(shí)，外接負(fù)載電阻總和是否大于規(guī)定的歐姆（4-20mA輸出時(shí)）。
（5）電壓輸出時(shí)，外接負(fù)載電阻是否小于500千歐姆。
（6）電源電壓過(guò)低。
4.輸出信號(hào)不穩(wěn)定
（1）檢查接線是否牢固。
（2）檢查輸入信號(hào)是否穩(wěn)定。
（3）檢查輸出回路接線是否可靠。
（4）檢查儀表周圍環(huán)境是否有大功率的電磁設(shè)備。
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