安全柵的定義及主要功能

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）和危險區(qū)（非本質(zhì)安全）之間雙向傳遞電信號，并可限制因故障引起的安全區(qū)向危險區(qū)的能量轉(zhuǎn)遞。

安全柵的主要功能是限制安全場所的危險能量進(jìn)入危險場所，及限制送往危險場所的電壓和電流。

二、安全柵的分類

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。它的原理簡單、電路實現(xiàn)容易，價格低廉，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際工程應(yīng)用中難以保證。

（2）齊納式安全柵對電源影響較大，同時也易因電源的波動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，信號和電源隔離單元、信號處理單元組成。它不但有限能的功能，還有隔離功能，隔離式安全柵，基本有檢測端安全柵和操作端安全柵兩種類型。

檢測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，不僅能防止危險能量從本安端子進(jìn)入危險現(xiàn)場，提高系統(tǒng)的本安防爆性能，而且還增加了系統(tǒng)的抗干擾能力，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性。 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）檢測端隔離式安全柵的原理

模塊電路將通過本安能量限制電路輸入的電流或電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)?.2-1VDC后，送入模塊內(nèi)進(jìn)行采集、放大、運算和進(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，供后面的二次儀表或其它儀表使用。模塊還需輸出一個隔離的18.5∽28.5VDC電壓，通過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信號竄入危險現(xiàn)場。

（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信號隔離后再輸出4-20mA DC 的信號，通過本安能量限制電路供給電氣轉(zhuǎn)換器或現(xiàn)場的電氣閥門定位器使用。

三、選擇隔離式安全柵的應(yīng)用優(yōu)點

隔離式安全柵與齊納式安全柵相比，雖然價格要高一些，但是它許多優(yōu)點和特點還是給用戶帶來許多方便，使越來越多用戶偏向選擇隔離式安全柵。

（1）使用隔離式安全柵，可以將危險區(qū)的現(xiàn)場回路信號和安全區(qū)回路信號有效隔離。這樣本安自控系統(tǒng)不需要本安接地系統(tǒng)，簡化了本安防爆系統(tǒng)應(yīng)用時的施工。

（2）使用隔離式安全柵，大大增強了檢測和控制回路的抗干擾能力，提高系統(tǒng)可靠性。

（3）使用隔離式安全柵，允許現(xiàn)場儀表接地，允許現(xiàn)場儀表為非隔離型的。

（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)場儀表帶電檢修，這樣可縮短工程開車準(zhǔn)備時間和減少停車時間。

（5）隔離式安全柵有較強的信號處理能力。如開關(guān)量輸入狀態(tài)控制、mV、Pt100變?yōu)?～20mA等等。這樣給現(xiàn)場儀表和控制系統(tǒng)的應(yīng)用提供了更大的方便、合理和有效性。

（6）當(dāng)用戶同時應(yīng)用DCS和ESD時，選用一進(jìn)二出的安全柵，可以有效地將兩個系統(tǒng)隔離開來，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，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.輸出無信號

（1）輸入信號是否已正確接入輸入端子。

（2）輸入信號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）外部輸出回路開路。

3.輸出值偏差大

（1）熱電偶輸入時正、負(fù)引線是否接反。

（2）熱電阻輸入時三線接法是否正確。

（3）輸出接線的正、負(fù)極性是否接反。

（4）電流輸出時，外接負(fù)載電阻總和是否大于規(guī)定的歐姆（4-20mA輸出時）。

（5）電壓輸出時，外接負(fù)載電阻是否小于500千歐姆。

（6）電源電壓過低。

4.輸出信號不穩(wěn)定

（1）檢查接線是否牢固。

（2）檢查輸入信號是否穩(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。