安全隔離柵工作原理_隔離式安全柵原理圖

安全隔離柵工作原理_隔離式安全柵原理圖 
一、隔離式安全柵的工作原理 
  安全柵的主要功能就是限制安全場(chǎng)所的危險能量進(jìn)入危險場(chǎng)所，及限制送往危險場(chǎng)所的電壓和電流。 
  齊納管Z用于限制電壓。當回路電壓接近安全限壓值時(shí)，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。 
  保險絲F的作用是防止因齊納管被長(cháng)時(shí)間流過(guò)的大電流燒斷而導致回路限壓失效。當超過(guò)安全限壓值的電壓加在回路上時(shí)，齊納管導通，如果沒(méi)有保險絲，流經(jīng)齊納管的電流將無(wú)限上升，終燒斷齊納管，使回路失去限壓。為確?；芈废迚喊踩?，保險絲的熔斷速度要比齊納管可能被燒斷的速度快十倍。 
  采用圖1所示的三冗余齊納管的安全柵基本限能電路結構，能夠確保安全柵在正常工作、一個(gè)故障點(diǎn)和兩個(gè)故障點(diǎn)時(shí)均能將安全柵的輸出能量限制在安全參數規定的范圍之內，從而滿(mǎn)足i*本質(zhì)安全電路的要求。 
齊納安全柵原理示意圖如圖二，它的原理簡(jiǎn)單、電路實(shí)現容易，價(jià)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?？煽康慕拥叵到y，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 
安全保護性能，顯然這樣的要求是十分苛刻并在實(shí)際工程應用中難以保證。 
2．要求來(lái)自危險區的現場(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無(wú)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(shí)也易因電源的波動(dòng)而造成齊納式安全柵的損壞。 安全柵的主要功能就是限制安全場(chǎng)所的危險能量進(jìn)入危險場(chǎng)所，及限制送往危險場(chǎng)所的電壓和電流。齊納管Z用于限制電壓。當回路電壓接近安全限壓值時(shí)，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?；芈废弈軉卧獮榘踩珫诺暮诵牟糠?。此外，輔助有用于驅動(dòng)現場(chǎng)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(jìn)行信號處理。 
工業(yè)現場(chǎng)一般需要采用兩線(xiàn)制傳輸方式的配電器，既要為諸如壓力變送器等一次儀表提供24V 配電電源，同時(shí)又要對輸入的電流信號進(jìn)行采集、放大、運算、和進(jìn)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。但一些特殊的工業(yè)現場(chǎng)不但需要兩線(xiàn)制傳輸，既提供配電電源又有信號隔離功能，同時(shí)還需要具有安全火花型防爆的性能，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(jìn)入危險場(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，基本有檢測端安全柵和操作端安全柵兩種類(lèi)型。檢測端安全柵與兩線(xiàn)制變送器配套使用；操作端安全柵與電氣轉換器或電氣閥門(mén)配套使用。也有信號輸入等類(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，不僅能防止危險能量從本安端子進(jìn)入危險現場(chǎng)，提高系統的本安防爆性能，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(jīng)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(guò)本安能量限制電路輸入的電流或電壓信號轉變?yōu)?.2-1VDC后，送入模塊內進(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(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信號竄入危險現場(chǎng)。 
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(guò)本安能量限制電路供給電氣轉換器或現場(chǎng)的電氣閥門(mén)定位器使用。