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中級(jí)會(huì)員 | 第18年

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SICK安全柵工作原理,SICK

時(shí)間:2011-2-23閱讀:2116
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SICK安全柵工作原理,SICK、39529829、39529839
SICK安全柵是介于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制室設(shè)備之間的個(gè)限能電路,用來把控制室供給現(xiàn)場(chǎng)儀表的電能量限制在既不能產(chǎn)生足以引爆危險(xiǎn)氣體的火花,又不能產(chǎn)生足以引爆危險(xiǎn)氣體的儀表表面溫度,從而消除了引爆源。在選擇安全柵時(shí)必須考慮其型號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)儀表類型相適應(yīng),還須考慮安全柵與本質(zhì)安全儀表要求相兼容及形成的本安系統(tǒng)中阻抗匹配的問題。
我國采用“回路認(rèn)證”這種方式認(rèn)證本安系統(tǒng),即根據(jù)危險(xiǎn)環(huán)境使用儀表的聯(lián)合取證情況,選擇已與其聯(lián)合取證的安全柵,經(jīng)聯(lián)合取證,現(xiàn)場(chǎng)儀表與安全柵便固定組合構(gòu)成本安系統(tǒng)。實(shí)踐中,這種方式對(duì)安全柵和現(xiàn)場(chǎng)儀表的選擇有很大的局限性。目前廣泛采用是進(jìn)年來逐漸形成的種本質(zhì)安全認(rèn)證技術(shù),即“參量認(rèn)證”。按照“參量認(rèn)證”方式認(rèn)證的本安設(shè)備和關(guān)聯(lián)設(shè)備需要組安全參數(shù),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(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)部未被保護(hù)的電容。   Li―本安現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)部未被保護(hù)的電感。 SICK安全柵工作原理,SICK、39529829、39529839  Pmaxo ― 關(guān)聯(lián)設(shè)備允許輸入的zui大功率。   “參量認(rèn)證”關(guān)系式為:Vmax>Voc,Imax>Isc,Pmaxi>Pmaxo,Ci+Cc結(jié)合“參量認(rèn)證”可知安全柵的選用:1)與安全柵相連的安全設(shè)備的工作電壓不得超過安全柵的zui高允許電壓。否則,應(yīng)采用光電隔離等技術(shù)使之與系統(tǒng)隔離開來,或者采用隔離安全柵;2)“參量認(rèn)證”公式的Vmax,Imax,Pmaxi即為本安現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的正常參數(shù),選用時(shí)應(yīng)該逐對(duì)比。3)“參量認(rèn)證”公式中引入Cc,Lc這兩個(gè)變量實(shí)際是引出了控制電纜的選用問題,從而限制了電纜長度。實(shí)際使用中還應(yīng)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(fù)載阻抗Ro,對(duì)于輸出回路,作為安全儀表的調(diào)節(jié)器或I/O卡的輸出通道等,它們的允許負(fù)載阻抗是制造廠商提供的。對(duì)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(fù)載阻抗取決于其輸出電壓和現(xiàn)場(chǎng)儀表的無負(fù)載工作電壓。無論輸入還是輸出回路,選用安全柵時(shí)其阻抗?jié)M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(qū)和危險(xiǎn)區(qū)之間雙向轉(zhuǎn)遞電信號(hào),并可限制因故障引起的安全區(qū)向危險(xiǎn)區(qū)和能量轉(zhuǎn)遞。般安全柵有齊納式、隔離式.   本安型安全柵應(yīng)用在本安防爆系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,它是安裝于安全場(chǎng)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(xiàn)場(chǎng)本安回路的能量,從而防止非本安電路的危險(xiǎn)能量串入本安電路,它在本安防爆系統(tǒng)中稱為關(guān)聯(lián)設(shè)備,是本安系統(tǒng)的重要組成部分。   本安防爆系統(tǒng)關(guān)聯(lián)設(shè)備,是指安裝在安全場(chǎng)所,本安電氣設(shè)備與非本安電氣設(shè)備之間的相連的電氣設(shè)備。   由于安全柵被設(shè)計(jì)為介于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制室設(shè)備之間的個(gè)限制能量的接口,因此無論控制室設(shè)備處于正常或故障狀態(tài),安全柵都能確保通過它傳送給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的能量是本質(zhì)安全的。   儀器儀表防爆安全監(jiān)督站是中華人民共和國地區(qū)監(jiān)督安全防爆產(chǎn)品的機(jī)構(gòu),對(duì)本安型安全柵產(chǎn)品有著嚴(yán)格、科學(xué)、詳細(xì)的規(guī)定,只有通過該監(jiān)督站認(rèn)證的企業(yè)及其所開發(fā)的產(chǎn)品才具備符合標(biāo)準(zhǔn)的安全,否則可能會(huì)給使用方的設(shè)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(shí)現(xiàn)容易,價(jià)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),顯然這樣的要求是十分苛刻并在實(shí)際工程應(yīng)用中難以保證。   2、要求來自危險(xiǎn)區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)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(hào)無法正確傳送,并且由于信號(hào)接地,直接降低信號(hào)抗干擾能力,影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。   3、齊納式安全柵對(duì)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。
隔離式安全柵、39529829、39529839
SICK安全柵的主要功能就是限制安全場(chǎng)所的危險(xiǎn)能量進(jìn)入危險(xiǎn)場(chǎng)所,及限制送往危險(xiǎn)場(chǎng)所的電壓和電流。(2)(1張)齊納管Z用于限制電壓。當(dāng)回路電壓接近安全限壓值時(shí),齊納管導(dǎo)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(dāng)電壓被限制后,適當(dāng)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(hào)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(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)儀表的回路供電電路和用于儀表信號(hào)采集的檢測(cè)電路。信號(hào)處理單元?jiǎng)t根據(jù)安全柵的功能要求進(jìn)行信號(hào)處理。   工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)又要對(duì)輸入的電流信號(hào)進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算、和進(jìn)行抗干擾處理后,再輸出隔離的電流和電壓信號(hào),供后面的二次儀表或其它儀表使用。 但些特殊的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不但需要兩線制傳輸,既提供配電電源又有信號(hào)隔離功能,同時(shí)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(hào)之間的混觸,利用電流、電壓雙重化限制回路,把進(jìn)入危險(xiǎn)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(cè)端安全柵和操作端安全柵兩種類型。檢測(cè)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(zhuǎn)換器或電氣閥門配套使用。也有信號(hào)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(xiǎn)能量從本安端子進(jìn)入危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng),提高系統(tǒng)的本安防爆,而且還增加了系統(tǒng)的抗干擾能力,大大提高了系統(tǒng)運(yùn)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(cè)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(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?.2-1VDC后,送入模塊內(nèi)進(jìn)行采集、放大、運(yùn)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(hào),供后面的二次儀表或其它儀表使用。模塊還需輸出個(gè)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(xiǎn)信號(hào)竄入危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)。   操作端隔離式安全柵的原理是:將調(diào)節(jié)器或操作器輸出的4-20mA DC信號(hào)隔離后再輸出4-20mA DC 的信號(hào),通過本安能量限制電路供給電氣轉(zhuǎn)換器或現(xiàn)場(chǎng)的電氣閥門定位器使用。
、39529829、39529839

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