SICK安全柵工作原理,，SICK,、39529829,、39529839
SICK安全柵是介于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制室設(shè)備之間的個(gè)限能電路，用來(lái)把控制室供給現(xiàn)場(chǎng)儀表的電能量限制在既不能產(chǎn)生足以引爆危險(xiǎn)氣體的火花，又不能產(chǎn)生足以引爆危險(xiǎn)氣體的儀表表面溫度,，從而消除了引爆源,。在選擇安全柵時(shí)必須考慮其型號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)儀表類(lèi)型相適應(yīng)，還須考慮安全柵與本質(zhì)安全儀表要求相兼容及形成的本安系統(tǒng)中阻抗匹配的問(wèn)題,。
我國(guó)采用“回路認(rèn)證”這種方式認(rèn)證本安系統(tǒng),，即根據(jù)危險(xiǎn)環(huán)境使用儀表的聯(lián)合取證情況，選擇已與其聯(lián)合取證的安全柵,，經(jīng)聯(lián)合取證,，現(xiàn)場(chǎng)儀表與安全柵便固定組合構(gòu)成本安系統(tǒng)。實(shí)踐中,，這種方式對(duì)安全柵和現(xiàn)場(chǎng)儀表的選擇有很大的局限性,。目前廣泛采用是進(jìn)年來(lái)逐漸形成的種本質(zhì)安全認(rèn)證技術(shù)，即“參量認(rèn)證”,。按照“參量認(rèn)證”方式認(rèn)證的本安設(shè)備和關(guān)聯(lián)設(shè)備需要組安全參數(shù),，包括： Vmax― 在正常工作或故障條件下，能接受并能保持其本安的zui高電壓,。 Imax ―在正常工作或故障條件下,，能接受并保持其本安的zui高電流。 Ci― 本安現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)部未被保護(hù)的電容,。 Li―本安現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)部未被保護(hù)的電感,。 SICK安全柵工作原理，SICK,、39529829,、39529839 Pmaxo ― 關(guān)聯(lián)設(shè)備允許輸入的zui大功率。 “參量認(rèn)證”關(guān)系式為：Vmax>Voc,，Imax>Isc,，Pmaxi>Pmaxo，Ci+Cc結(jié)合“參量認(rèn)證”可知安全柵的選用：1）與安全柵相連的安全設(shè)備的工作電壓不得超過(guò)安全柵的zui高允許電壓,。否則，應(yīng)采用光電隔離等技術(shù)使之與系統(tǒng)隔離開(kāi)來(lái),，或者采用隔離安全柵,；2）“參量認(rèn)證”公式的Vmax，Imax,，Pmaxi即為本安現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的正常參數(shù),，選用時(shí)應(yīng)該逐對(duì)比。3）“參量認(rèn)證”公式中引入Cc,，Lc這兩個(gè)變量實(shí)際是引出了控制電纜的選用問(wèn)題,，從而限制了電纜長(zhǎng)度。實(shí)際使用中還應(yīng)考慮阻抗匹配問(wèn)題。zui后的公式中,，Ra安全柵阻抗,，Rl電纜阻抗，安全儀表的允許負(fù)載阻抗Ro,，對(duì)于輸出回路,，作為安全儀表的調(diào)節(jié)器或I/O卡的輸出通道等，它們的允許負(fù)載阻抗是制造廠(chǎng)商提供的,。對(duì)于輸入回路,，作為安全儀表的顯示儀表或I/O卡的輸入通道等，它們的允許負(fù)載阻抗取決于其輸出電壓和現(xiàn)場(chǎng)儀表的無(wú)負(fù)載工作電壓,。無(wú)論輸入還是輸出回路,，選用安全柵時(shí)其阻抗?jié)M足上式即可保證回路的正常工作。SICK安全柵工作原理,，SICK,、39529829、39529839
SICK安全柵又稱(chēng)安全保持器,。本安回路的安全接口,，它能在安全區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)之間雙向轉(zhuǎn)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)和能量轉(zhuǎn)遞,。般安全柵有齊納式,、隔離式. 本安型安全柵應(yīng)用在本安防爆系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，它是安裝于安全場(chǎng)所并含有本安電路和非本安電路的裝置,，電路中通過(guò)限流和限壓電路限制了送往現(xiàn)場(chǎng)本安回路的能量,，從而防止非本安電路的危險(xiǎn)能量串入本安電路，它在本安防爆系統(tǒng)中稱(chēng)為關(guān)聯(lián)設(shè)備,，是本安系統(tǒng)的重要組成部分,。 本安防爆系統(tǒng)關(guān)聯(lián)設(shè)備，是指安裝在安全場(chǎng)所,，本安電氣設(shè)備與非本安電氣設(shè)備之間的相連的電氣設(shè)備,。 由于安全柵被設(shè)計(jì)為介于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制室設(shè)備之間的個(gè)限制能量的接口，因此無(wú)論控制室設(shè)備處于正?；蚬收蠣顟B(tài),，安全柵都能確保通過(guò)它傳送給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的能量是本質(zhì)安全的。 儀器儀表防爆安全監(jiān)督站是中華人民共和國(guó)地區(qū)監(jiān)督安全防爆產(chǎn)品的機(jī)構(gòu),，對(duì)本安型安全柵產(chǎn)品有著嚴(yán)格,、科學(xué)、詳細(xì)的規(guī)定,，只有通過(guò)該監(jiān)督站認(rèn)證的企業(yè)及其所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品才具備符合標(biāo)準(zhǔn)的安全,，否則可能會(huì)給使用方的設(shè)備,、人員和造成無(wú)可估量的損害。,、39529829,、39529839
SICK安全柵原理示意圖如右圖二，它的原 齊納安全柵原理示意圖
[1]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?？煽康慕拥叵到y(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),，顯然這樣的要求是十分苛刻并在實(shí)際工程應(yīng)用中難以保證,。 2、要求來(lái)自危險(xiǎn)區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)儀表必須是隔離型,，否則通過(guò)齊納式安全柵的接地端子與大地相接后信號(hào)無(wú)法正確傳送,，并且由于信號(hào)接地，直接降低信號(hào)抗干擾能力,，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性,。 3、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,。
隔離式安全柵、39529829,、39529839
SICK安全柵的主要功能就是限制安全場(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。（2）（1張）齊納管Z用于限制電壓,。當(dāng)回路電壓接近安全限壓值時(shí),，齊納管導(dǎo)通，使齊納管兩端的電壓始終保持在安全限壓值以下,。電阻R用于限制電流,。當(dāng)電壓被限制后，適當(dāng)選擇電阻值,，可將回路電流限制在安全限流值以下,。 與齊納安全柵相比,，隔離式安全柵除具有限壓與限流的作用之外,，還帶有電流隔離的功能。隔離柵通常由回路限能單元、電流隔離單元和信號(hào)處理單元三部分組成,，基本功能電路如圖2所示,。回路限能單元為安全柵的核心部分,。此外,，輔助有用于驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)儀表的回路供電電路和用于儀表信號(hào)采集的檢測(cè)電路。信號(hào)處理單元?jiǎng)t根據(jù)安全柵的功能要求進(jìn)行信號(hào)處理,。 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)般需要采用兩線(xiàn)制傳輸方式的配電器,，既要為諸如壓力變送器等次儀表提供24V 配電電源，同時(shí)又要對(duì)輸入的電流信號(hào)進(jìn)行采集,、放大,、運(yùn)算、和進(jìn)行抗干擾處理后,，再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。 但些特殊的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不但需要兩線(xiàn)制傳輸,，既提供配電電源又有信號(hào)隔離功能,，同時(shí)還需要具有安全火花型防爆的，可靠地防止電源高壓與信號(hào)之間的混觸,，利用電流,、電壓雙重化限制回路，把進(jìn)入危險(xiǎn)場(chǎng)所的能量限制在安全定額以下的具有特殊功能的配電器—安全柵,。 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(lèi)型。檢測(cè)端安全柵與兩線(xiàn)制變送器配套使用,；操作端安全柵與電氣轉(zhuǎn)換器或電氣閥門(mén)配套使用,。也有信號(hào)輸入等類(lèi)型隔離式安全柵。 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,，而且還增加了系統(tǒng)的抗干擾能力，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。 檢測(cè)端隔離式安全柵的原理是：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(xiàn)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),。 操作端隔離式安全柵的原理是：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(mén)定位器使用,。
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