關(guān)于安全柵的幾個熱門問題
2023年01月13日 11:02:48
來源：云南昌暉儀表制造有限公司 >> 進入該公司展臺
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工業(yè)生產(chǎn)工作環(huán)境會存在一些易燃材料，如原油和一些原油的衍生物，酒精，天然氣，粉末等，這些物品的泄漏或是使用不正當都會造成爆炸環(huán)境，為工廠和個人的安全，必須要確保工作環(huán)境不會引起爆炸。其中，作為本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵接口單元-，起到了非常重要的作用。
關(guān)于安全柵選型要素、安全柵繼電器輸出和晶體管輸出、溫度安全柵精度換算、安全柵獨立供電/回路供電/輸出回路供電、安全柵使用注意事項等幾個熱門問題小編整理出來，希望能幫助大家對安全柵的理解和選型。
安全柵的五個選型要素安全柵電氣參數(shù)需匹配現(xiàn)場儀表/控制室儀表/電源的接口信號，基本上我們可以通過危險側(cè)信號、安全側(cè)信號、電源、通道數(shù)、安裝方式這五個素完成基礎(chǔ)選型：
開關(guān)量輸入安全柵，選晶體管/電平輸出還是繼電器輸出？開關(guān)頻率在10Hz以下的信號一般選繼電器輸出。典型的現(xiàn)場儀表包括：閥位開關(guān)、液位、物位開關(guān)、流量計低速單位脈沖(每立方一個脈沖)等；繼電器輸出的好處是無極性，可驅(qū)動電流大(2A)，安全柵為繼電器輸出的缺點是只適合于低速，不適合高速。
開關(guān)頻率在10Hz-50KHz的信號一般選晶體管/電平輸出。典型的現(xiàn)場儀表包括：轉(zhuǎn)速開關(guān)、編碼器、流量計高速瞬時量脈沖等；晶體管、電平輸出的優(yōu)點是適合于高速信號，無機械壽命限制。安全柵為晶體管/電平輸出的缺點是有極性，可驅(qū)動電流小(小于40mA)。
溫度量輸入安全柵轉(zhuǎn)換精度怎么算？舉例：熱電阻RTD輸入，量程范圍為0-100℃，量程相對誤差=(100℃-0℃)×0.1%=0.1℃＜0.2℃，因此轉(zhuǎn)換精度選量程.2℃。
如何區(qū)別模擬量輸入安全柵獨立供電、回路供電、輸出回路供電？獨立供電和回路供電一般指安全柵模塊的電源供電方式；輸出回路供電通常指信號回路是無源，需要外部供電。獨立供電是指安全柵需要單獨24V電源供電；回路供電是指無需給安全柵單獨供電，電源和信號在同一個回路里。
需要注意的是：1、回路供電輸出精度會低于獨立供電；2、注意這個公式Uo=Ue-0.02×RL-Ud，要求Uo≥現(xiàn)場變送器工作電壓；例如：安全柵的安全側(cè)供電電壓Ue=24V，現(xiàn)場二線制變送器負載電阻為300歐姆，安全柵的電壓跌落Ud=6V，那么Uo=24-0.02×300-6=12V。如果這個二線制變送器工作電壓為15V，則配電不夠，變送器無法正常工作。
此時，可通過以下方法解決問題：◆減小Ud，選擇電壓跌落較小的安全柵；
◆減小RL，選擇負載電阻較小的變送器；
◆選擇工作電壓范圍更廣的變送器，使其在12V也能正常工作；
◆增大Ue，即增大安全柵的供電電壓(安全柵工作電壓35V)。
◆以昌暉儀表生產(chǎn)的安全柵為例：為二進二出/模擬量輸出隔離式安全柵(回路供電)輸出回路供電：輸出部分是“回路供電”的，即輸出為無源信號，需要PLC/DCS提供電源。
◆以昌暉儀表生產(chǎn)的安全柵為例：為一進一出/模擬量輸入隔離式安全柵(輸出回路供電)
補充說明：同昌暉常規(guī)安全柵輸出的是有源信號，適配PLC/DCS的IO端口不提供電源的情況。如PLC/DCS的IO端口提供電源，需要安全柵輸出無源4-20mA信號。
如何區(qū)別有源信號和無源信號？首先要了解以下基礎(chǔ)概念：電流源(四線制變送器的輸出通常是電流源信號)，三線制變送器，二線制變送器。1、電流型變送器將物理量轉(zhuǎn)換成標準4~20mA電流輸出，必然要有外電源為其供電：2、四線制變送器：最典型的是變送器需要兩根電源線，加上兩根電流輸出線，總共要接4根線，稱之為四線制變送器。通常4線制變送器的輸出是電流源3、三線制變送器：電流輸出可以與電源公用一根地線，可節(jié)省一根線，稱之為三線制變送器。4、二線制變送器：4-20mA變送器兩線制的居多，4-20mA電流本身就可以為變送器供電。變送器在電路中相當于一個特殊的負載，兩線制即電源、負載串聯(lián)在一起，而現(xiàn)場變送器與控制室儀表之間的信號聯(lián)絡(luò)及供電僅用兩根電線。變送器的耗電電流在4-20mA之間根據(jù)傳感器輸出而變化。
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◆以昌暉安全柵為例：(一進一出/模擬量輸入隔離式安全柵)先來分清不同線制里的4-20mA信號采集回路和配電回路二線制變送器：信號采集回路和配電回路共用一個回路()；三線制變送器：配電回路()，信號采集回路()；電流源(四線制變送器)：信號采集回路()；電源由其他電源設(shè)備提供；
擴展知識◆有源信號，無源信號的定義(關(guān)注的永遠是信號采集回路是否需要外部供電)。◆有源信號：在4-20mA信號回路中，信號發(fā)生端自身具有電壓驅(qū)動，無需其他電源設(shè)備給回路供電，則該4-20mA為有源信號。一般情況下，四線制變送器，三線制變送器為有源輸出。◆無源信號：在4-20mA信號采集回路中，信號發(fā)生端自身不具有電壓驅(qū)動，需要其他電源設(shè)備給回路供電，則該4-20mA為無源信號。二線制變送器為無源輸出。
現(xiàn)場判斷是否需要供電的方法：斷開信號采集回路，在現(xiàn)場設(shè)備(變送器)端兩線上接電壓表，如果有電壓，則輸出的是有源信號，信號采集設(shè)備無需供電。如果沒有電壓，則輸出的是無源信號，需要信號采集設(shè)備供電。
使用安全柵的三個注意事項1、安全柵安裝在安全區(qū)域；2、安全柵只能與本安儀表(含簡單設(shè)備)相連構(gòu)成本安系統(tǒng)，不能與其他防爆型式連接構(gòu)成本安防爆系統(tǒng)；3、安全柵不能與非本安儀表連接而達到提高該儀表防爆等級的目的。
《關(guān)于安全柵的幾個熱門問題》為安全柵專業(yè)技術(shù)人員編寫，信息如有錯誤歡迎指正。
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