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西安共輝電子科技有限公司
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閱讀：72發布時間：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（本質安全）和危險區（非本質安全）之間雙向傳遞電信號，并可限制因故障引起的安全區向危險區的能量轉遞。
安全柵的主要功能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。
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性能，顯然這樣的要求是十分苛刻并在實際工程應用中難以**。
（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入危險現場，提高系統的本安防爆性能，而且還增加了系統的抗力，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。
（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場。
（2）操作端隔離式安全柵的原理
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。
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，可以將危險區的現場回路信號和安全區回路信號有效隔離。這樣本安自控系統不需要本安接地系統，簡化了本安防爆系統應用時的施工。
（2）使用隔離式安全柵，大大增強了檢測和控制回路的抗力，提高系統可靠性。
（3）使用隔離式安全柵，允許現場儀表接地，允許現場儀表為非隔離型的。
（4）隔離式安全柵有許多保護功能電路，意外損壞的可能性較小，允許現場儀表帶電檢修，這樣可縮短工程開車準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。如開關量輸入狀態控制、mV、Pt100變為4～20mA等等。這樣給現場儀表和控制系統的應用提供了更大的方便、合理和有效性。
（6）當用戶同時應用DCS和ESD時，選用一進二出的安全柵，可以有效地將兩個系統隔離開來，避免系統之間互相影響。
（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。
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、負極性是否接反。
（4）電流輸出時，外接負載電阻總和是否大于規定的歐姆（4-20mA輸出時）。
（5）電壓輸出時，外接負載電阻是否小于500千歐姆。
（6）電源電壓過低。
4.輸出信號不穩定
（1）檢查接線是否牢固。
（2）檢查輸入信號是否穩定。
（3）檢查輸出回路接線是否可靠。
（4）檢查儀表周圍環境是否有大功率的電磁設備。
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