SICK安全柵工作原理，SICK

SICK安全柵工作原理，SICK、39529829、39529839
SICK安全柵是介于現場設備與控制室設備之間的個限能電路，用來把控制室供給現場儀表的電能量限制在既不能產生足以引爆危險氣體的火花，又不能產生足以引爆危險氣體的儀表表面溫度，從而消除了引爆源。在選擇安全柵時必須考慮其型號與現場儀表類型相適應，還須考慮安全柵與本質安全儀表要求相兼容及形成的本安系統中阻抗匹配的問題。
我國采用“回路認證”這種方式認證本安系統，即根據危險環境使用儀表的聯合取證情況，選擇已與其聯合取證的安全柵，經聯合取證，現場儀表與安全柵便固定組合構成本安系統。實踐中，這種方式對安全柵和現場儀表的選擇有很大的局限性。目前廣泛采用是進年來逐漸形成的種本質安全認證技術，即“參量認證”。按照“參量認證”方式認證的本安設備和關聯設備需要組安全參數，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― 本安現場設備內部未被保護的電容。 　　Li―本安現場設備內部未被保護的電感。 SICK安全柵工作原理，SICK、39529829、39529839　　Pmaxo ― 關聯設備允許輸入的zui大功率。 　　“參量認證”關系式為：Vmax>Voc，Imax>Isc，Pmaxi>Pmaxo，Ci+Cc結合“參量認證”可知安全柵的選用：1）與安全柵相連的安全設備的工作電壓不得超過安全柵的zui高允許電壓。否則，應采用光電隔離等技術使之與系統隔離開來，或者采用隔離安全柵；2）“參量認證”公式的Vmax，Imax，Pmaxi即為本安現場設備的正常參數，選用時應該逐對比。3）“參量認證”公式中引入Cc，Lc這兩個變量實際是引出了控制電纜的選用問題，從而限制了電纜長度。實際使用中還應考慮阻抗匹配問題。zui后的公式中，Ra安全柵阻抗，Rl電纜阻抗，安全儀表的允許負載阻抗Ro，對于輸出回路，作為安全儀表的調節器或I/O卡的輸出通道等，它們的允許負載阻抗是制造廠商提供的。對于輸入回路，作為安全儀表的顯示儀表或I/O卡的輸入通道等，它們的允許負載阻抗取決于其輸出電壓和現場儀表的無負載工作電壓。無論輸入還是輸出回路，選用安全柵時其阻抗滿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安全柵又稱安全保持器。本安回路的安全接口，它能在安全區和危險區之間雙向轉遞電信號，并可限制因故障引起的安全區向危險區和能量轉遞。般安全柵有齊納式、隔離式. 　　本安型安全柵應用在本安防爆系統的設計中，它是安裝于安全場所并含有本安電路和非本安電路的裝置，電路中通過限流和限壓電路限制了送往現場本安回路的能量，從而防止非本安電路的危險能量串入本安電路，它在本安防爆系統中稱為關聯設備，是本安系統的重要組成部分。 　　本安防爆系統關聯設備，是指安裝在安全場所，本安電氣設備與非本安電氣設備之間的相連的電氣設備。 　　由于安全柵被設計為介于現場設備與控制室設備之間的個限制能量的接口，因此無論控制室設備處于正常或故障狀態，安全柵都能確保通過它傳送給現場設備的能量是本質安全的。 　　儀器儀表防爆安全監督站是中華人民共和國地區監督安全防爆產品的機構，對本安型安全柵產品有著嚴格、科學、詳細的規定，只有通過該監督站認證的企業及其所開發的產品才具備符合標準的安全，否則可能會給使用方的設備、人員和造成無可估量的損害。、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]理簡單、電路實現容易，價格低廉，但因由于其自身原理的缺陷使其應用中的可靠性受到很大影響，并限制了其應用范圍，其原因如下： 　　1、安裝位置必須有非常可靠的接地系統，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，顯然這樣的要求是十分苛刻并在實際工程應用中難以保證。 　　2、要求來自危險區的現場儀表必須是隔離型，否則通過齊納式安全柵的接地端子與大地相接后信號無法正確傳送，并且由于信號接地，直接降低信號抗干擾能力，影響系統穩定性。 　　3、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。
隔離式安全柵、39529829、39529839
SICK安全柵的主要功能就是限制安全場所的危險能量進入危險場所，及限制送往危險場所的電壓和電流。（2）（1張）齊納管Z用于限制電壓。當回路電壓接近安全限壓值時，齊納管導通，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。當電壓被限制后，適當選擇電阻值，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，輔助有用于驅動現場儀表的回路供電電路和用于儀表信號采集的檢測電路。信號處理單元則根據安全柵的功能要求進行信號處理。 　　工業現場般需要采用兩線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，同時又要對輸入的電流信號進行采集、放大、運算、和進行抗干擾處理后，再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。 但些特殊的工業現場不但需要兩線制傳輸，既提供配電電源又有信號隔離功能，同時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之間的混觸，利用電流、電壓雙重化限制回路，把進入危險場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；操作端安全柵與電氣轉換器或電氣閥門配套使用。也有信號輸入等類型隔離式安全柵。 　　由于隔離式安全柵采用了限壓、限流、隔離等措施，不僅能防止危險能量從本安端子進入危險現場，提高系統的本安防爆，而且還增加了系統的抗干擾能力，大大提高了系統運行的可靠性。 24VDC 電源經DC-AC-DC變換后，輸出模塊電路所需要的多種電壓。 　　檢測端隔離式安全柵的原理是：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變為0.2-1VDC后，送入模塊內進行采集、放大、運算和進行抗干擾處理后，再經變壓器調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場。 　　操作端隔離式安全柵的原理是：將調節器或操作器輸出的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換器或現場的電氣閥門定位器使用。
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