隔离式安全栅本安电路
安全栅原理及使用介绍
安全栅原理及使用介绍第一部分仪表防爆原理与本质安全技术1.爆炸发生的条件当下列三个条件同时满足时，爆炸就会发生：a)现场存在易爆物质，如易爆气体。
b)现场存在氧气。
c)现场存在引爆源，如足够能量的火花或足够高的物体表面温度。
2.仪表防爆原理显然，消除上述三个条件中的任何一个，就能防爆，由于氧气无处不在，难以控制，所以控制易爆气体、引爆源和控制爆炸范围为常用的防爆原理。
2.1.原理一、控制易爆气体人为地在危险现场营造出一个没有易爆气体的空间，将仪表安装其中。
典型代表为正压型防爆方法Ex p 。
工作原理是在一个密封的箱体内，充满不含易爆气体的洁净空气或惰性气体，并保持箱内气压略大于箱外气压，而将仪表安装在箱内。
常用于在线分析仪表的防爆和将计算机、PLC、操作站、打印机或其他仪表置于现场的正压型防爆仪表盘。
2.2.原理二、控制爆炸范围人为地将爆炸局限在一个有限的范围内，使该范围内的爆炸不至于引起更大范围的爆炸。
典型代表为隔爆型防爆方法 Ex d 。
工作原理是为仪表设计一个足够坚固的外壳或将仪表及电器安置在一个足够坚固的壳体内，严格地按标准设计，制造和安装所有的界面，使在机壳内发生的爆炸不至于引发机壳外危险性气体的爆炸。
显然这是一种苛刻的防爆方法，不仅设计和制造的规范极其严格，而且安装、接线和维修的操作规程也非常严格，容不得一点差错。
2.3.原理三、控制引爆源人为地消除引爆源，既消除足以引爆的火花，又消除足以引爆的仪表表面温升。
典型代表为本质安全防爆方法Ex i 。
工作原理是利用安全栅技术，将提供给现场仪表的电能量限制在既不能产生足以引爆的火花，又不能产生足以引爆的仪表表面温升的安全范围内。
依照中国国家标准和国际标准，当安全栅安全区一侧所接设备发生任何故障（不超过 250V电压）时，本质安全防爆方法能确保现场的防爆安全。
Ex ia级本质安全设备在正常工作、发生一个故障、发生两个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物。
隔离式安全栅的工作原理
编号：SY-AQ-09365( 安全管理)单位：_____________________审批：_____________________日期：_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑隔离式安全栅的工作原理Working principle of isolated safety barrier隔离式安全栅的工作原理导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。
在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。
安全栅的主要功能就是限制安全场所的危险能量进入危险场所，及限制送往危险场所的电压和电流。
齐纳管Z用于限制电压。
当回路电压接近安全限压值时，齐纳管导通，使齐纳管两端的电压始终保持在安全限压值以下。
电阻R用于限制电流。
当电压被限制后，适当选择电阻值，可将回路电流限制在安全限流值以下。
与齐纳安全栅相比，隔离式安全栅除具有限压与限流的作用之外，还带有电流隔离的功能。
隔离栅通常由回路限能单元、电流隔离单元和信号处理单元三部分组成，基本功能电路如图2所示。
回路限能单元为安全栅的核心部分。
此外，辅助有用于驱动现场仪表的回路供电电路和用于仪表信号采集的检测电路。
信号处理单元则根据安全栅的功能要求进行信号处理。
工业现场一般需要采用两线制传输方式的配电器，既要为诸如压力变送器等一次仪表提供24V配电电源，同时又要对输入的电流信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后，再输出隔离的电流和电压信号，供后面的二次仪表或其它仪表使用。
但一些特殊的工业现场不但需要两线制传输，既提供配电电源又有信号隔离功能，同时还需要具有安全火花型防爆的性能，可靠地防止电源高压与信号之间的混触，利用电流、电压双重化限制回路，把进入危险场所的能量限制在安全定额以下的具有特殊功能的配电器—安全栅。
隔离式安全栅 HD5500 系列产品选型手册说明书
SIHD5-PTCH-00B1隔离式安全栅HD5500系列产品选型手册概 述电气隔离技术能够实现输入/输出信号的完全隔离，从而显著提升电子系统的抗干扰性和可靠性，越来越多的工业控制对现场设备和控制室设备之间提出了采用隔离接口单元的要求。
HD5500系列隔离式安全栅通过光、电、磁等隔离技术对供电电源、输入端信号和输出端信号进行相互隔离，从而实现现场的本质安全设备和控制室设备之间数字/模拟信号的隔离传输，是现场的本质安全设备和控制室设备之间理想的隔离接口单元。
HD5500系列隔离式安全栅的设计遵循最新的国家标准GB3836.1-2010、GB3836.4-2010，符合本质安全防爆要求，具备严格的隔离及能量限制能力，可与安装在危险场所的本质安全设备共同组成本质安全防爆系统，通过内部综合性的限压、限流设计来限制流向危险区的电能量，从而保证危险场所的电器设备及人身安全。
HD5500全系列隔离式安全栅涵盖了以下设备功能：热电阻温度信号变送器、热电偶温度信号变送器、毫伏信号变送器、配电器、信号分配器以及中间驱动继电器等。
特 点∙ [Ex ia Ga]ⅡC 防爆等级，适用于最危险的0区危险场所及最危险介质。
∙ 隔离故障点，将调试维护过程中可能出现的故障限制在单侧，即使遭受如雷击等意外。
∙ 输入/输出信号及电源三端口隔离，构成完全浮空的系统，从而消除工业现场复杂的工频干扰、共模干扰等影响，极大地简化现场问题的处理。
∙ 三重冗余电路设计。
∙ 完善的线路故障指示，便于现场故障点的快速定位、查找。
∙ 无须接地，相关现场设备可视情况接地或不接地，消除接地回路带来的干扰。
∙ 低功耗及有效的散热结构设计，有效地降低密集安装条件下机柜的温升，提高产品可靠性，延长使用寿命。
∙ 高转换精度。
∙ 功能系列化，可满足信号隔离、配电、信号变送等过程控制中最广泛的功能需求。
∙ 12.5mm 超薄设计，顺应现代控制密集安装要求，节省机柜空间，提高装置的集成度。
安全栅的工作原理、作用,安全栅和隔离栅的区别
安全栅的工作原理、作用，安全栅和隔离栅的区分安全栅限制进入现场的能量，即限压限流，使现场线路无论在何种状态下都不会产生火花，从而不会引发爆炸，这种防爆方式就叫本质安全。
我们常见的安全栅有齐纳式安全栅，晶体管安全栅，变压器隔离式安全栅，这些安全栅都是本身的优点，并且都是工业生产中的帮手。
下面随贤集网我为大家介绍安全栅的工作原理、作用，以及和隔离栅的区分。
安全栅是一种统称，分为齐纳式安全栅和隔离式安全栅，隔离式安全栅简称隔离栅。
安全栅的工作原理1.信号隔离器工作原理：首先将变送器或仪表的信号，通过半导体件调制变换，然后通过光感或磁感器件进行隔离转换，然后再进行解调变换回隔离前原信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。
保证变换后的信号、电源、地之间肯定独立。
2.齐纳式安全栅的工作原理：安全栅的重要功能就是限制安全场所的不安全本领进入不安全场所，及限制送往不安全场所的电压和电流。
齐纳管Z用于限制电压。
当回路电压接近安全限压值时，齐纳管导通，使齐纳管两端的电压始终保持在安全限值以下。
电阻R用于限制电流。
当电压被限制后，适当选择电阻值，可将回路电流限制在安全限流值以下。
保险丝F的作用是防止因齐纳管被长时间流过的大电流烧断而导致回路限压失效。
当超过安全限压值的电压加在回路上时，齐纳管导通，假如没有保险丝，流经齐纳管的电流将无限上升，最后烧断齐纳管，使贿赂失去限压。
为确保贿赂限压安全，保险丝的熔断速度要比齐纳管可能被烧断的速度快十倍。
3.隔离式信号隔离安全栅的工作原理：与齐纳安全栅相比，隔离式安全栅除具有限压与限流的作用外，还带有电流隔离的功能。
隔离栅通常由回路限能单元、电流隔离单元和信号处理单元三部分构成。
回路限能单元为安全栅的核心部分。
此外，辅佑襄助有用于驱动现场仪表的贿赂供电电路和用于仪表信号采集的检测电路。
信号处理单元依据安全栅的功能要求进行信号处理。
安全栅的作用安全栅在很多工业中都是一种不能缺少的安全设备，他重要是处理或使用一些易燃材料，如原油和一些原油的衍生物，酒精，天然气，粉末等。
本安型防爆认证的关联设备介绍
关联设备的基本定义指内装能量限制电路和非能量限制电路，且在结构上使非能量限制电路不能对能鼠限制电路产生不利影响的电气设备。
关联设备的基本作用关联设备作为限能设备能有效地保护危险场所的现场设备，在正常工作条件下能使系统完好地工作，而在故障条件下能限制到达危险场所的电压、电流。
关联设备的分类在实践应用中常见的关联设备有安全栅，它又分为齐纳式安全栅和隔离式安全栅。
然后还有本安电源。
关联设备可以是下列两者中的任何一种：（1）具有GB 3836. 1-2010规定的另一种防爆型式，可使用在相应的爆炸性气体环境的电气设备；（2）未采用防爆型式保护，不能在爆炸性气体环境中使用的电气设备。
例如记录仪，本身不在爆炸性气体环境中，但是它与处在爆炸性气体环境中的热电偶连接，这时只有记录仪的输人电路具有限能特性。
通俗的讲，关联设备是要使用在安全场所，然后跟危险场所的本安设备进行供电或者通讯，而不影响其本安参数。
所以关联设备的输出电路必须是本安电路。
如果要使用在危险场所，那边关联设备必须要用另外一个防爆型式加以保护，例如隔爆外壳。
值得注意的是关联设备是没有温度组别之分的，常见的防爆标志如下：［Ex ia Ga］ⅡC本安电气参数：Uo、Io、Po、Co、Lo；与其他设备关联，选型一般遵循以下原则：Ui≥Uo，Ii≥Io，Pi≥Po，Ci≤Co，Li≤Lo；安全栅主要安装于安全场所并含有本安电路和非本安电路的装置，电路中通过限流和限压电路限制了送往现场本安回路的能量，从而防止非本安电路的危险能量串入本安电路。
应用举例：隔爆型电源装置给外置本安设备供电；采集器采集来自防爆区域的本安设备信号…深圳中诺检测技术有限公司立足于华南地区，是一家专注防爆认证和煤安认证的第三方检测机构，业务涵盖防爆3C认证、防爆合格证、防爆检测、ATEX认证、IECEx认证、防爆设计、现场防爆检查、防爆工程、防腐等级测试、煤安&矿安认证、KY认证、防爆培训、SIL认证等。
安全栅工作原理
工作原理1.齐纳式安全栅齐纳安全栅原理示意图，它的原理简单、电路实现容易，价格低廉,但因由于其自身原理的缺陷使其应用中的可靠性受到很大影响，并限制了其应用范围，其原因如下：1．安装位置必须有非常可靠的接地系统，并且该齐纳式安全栅的接地电阻必须小于1Ω，否则便失去防爆安全保护性能，显然这样的要求是十分苛刻并在实际工程应用中难以保证。
2．要求来自危险区的现场仪表必须是隔离型,否则通过齐纳式安全栅的接地端子与大地相接后信号无法正确传送，并且由于信号接地,直接降低信号抗干扰能力，影响系统稳定性.3．齐纳式安全栅对电源影响较大,同时也易因电源的波动而造成齐纳式安全栅的损坏。
2.隔离式安全栅安全栅的主要功能就是限制安全场所的危险能量进入危险场所,及限制送往危险场所的电压和电流.齐纳管Z用于限制电压。
当回路电压接近安全限压值时,齐纳管导通，使齐纳管两端的电压始终保持在安全限压值以下.电阻R用于限制电流.当电压被限制后，适当选择电阻值，可将回路电流限制在安全限流值以下.与齐纳安全栅相比，隔离式安全栅除具有限压与限流的作用之外，还带有电流隔离的功能。
隔离栅通常由回路限能单元、电流隔离单元和信号处理单元三部分组成，基本功能电路如图2所示。
回路限能单元为安全栅的核心部分.此外，辅助有用于驱动现场仪表的回路供电电路和用于仪表信号采集的检测电路.信号处理单元则根据安全栅的功能要求进行信号处理。
工业现场一般需要采用两线制传输方式的配电器，既要为诸如压力变送器等一次仪表提供24V 配电电源，同时又要对输入的电流信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后,再输出隔离的电流和电压信号,供后面的二次仪表或其它仪表使用。
但一些特殊的工业现场不但需要两线制传输，既提供配电电源又有信号隔离功能,同时还需要具有安全火花型防爆的性能，可靠地防止电源高压与信号之间的混触，利用电流、电压双重化限制回路,把进入危险场所的能量限制在安全定额以下的具有特殊功能的配电器-安全栅。
P+F安全栅说明书(中文)
K 系列隔离栅、隔离器及报警设定器常用型号选型表
一、常用隔离式安全栅
现场信号 类型
型号
通道数
பைடு நூலகம்智 能
SIL
系统侧应用说明
AI，
4-20mA 2 线制智能 (或非智能) 变送器
KCD2-STC-Ex1
KFD2-STC4-Ex1 KFD2-STC4-Ex2 KFD2-STC4-Ex1.2O
单通道
是
SIL2
有源或无源 4-20mA 信号，或 1-5V 信号。
单通道 是 SIL2 有源 4-20mA 信号。智能型，
双通道 是 SIL2 支持 HART。
一进二出 是 SIL2
KFD2-STC4-Ex1-Y122583 单通道 是 SIL2 无源 4-20mA 信号。智能型，
KFD2-STC4-Ex1.2O-Y122582 一进二出 是 SIL2 支持 HART。
回路限 能单元
电流隔 离单元
信号处 理单元
P+F 公司已有 40 年研发和生产隔离栅的 经验。现共有 4 个系列的隔离栅畅销世界各地。 1. KF 系列隔离栅。这是销售量最大、应用最广
泛的隔离栅系列。本样本将详细介绍。 2. KS 系列远程 I/O 型隔离栅。这是最新型的隔
离栅系列。它在隔离栅基础上又集成了远程 I/O 的功能。可安装在现场危险区 Zone 2。多 达 125 台隔离栅可通过一根通讯总线与 DCS 系统联接。其应用可为用户节省控制系统的总 体投资。另有样本做专门介绍。 3. E-Card 系列隔离栅。其特点为欧洲 19” 标 准 机架的安装方式。机柜整洁、美观、高雅。维 护十分方便。深得欧洲用户喜爱。在我国也得 到很多用户的青睐。另有样本做专门介绍。 4. HiD 系列隔离栅。其特点为完全的母板安装方 式。现场侧和系统侧的接线均在母板上完成， 隔离栅上没有接线。维护隔离栅时完全不触动 任何接线端子。可采用 DCS 系统电缆与隔离 栅母板联接。特别适用于 DCS 和隔离栅总成 调试验收后，需要拆散、搬运至现场，再重新 安装联接的场合。有关 HiD 隔离栅另有样本 做专门介绍。
FISCO隔离式安全栅电源的设计与解析
FISCO隔离式安全栅电源的设计与解析文章介绍了安全栅在现场总线本安系统中的作用，说明FISCO安全栅和传统安全栅的区别，全面描述FISCO安全栅在国内外的现状，重点对FISCO隔离式安全栅电源的原理、参数进行了解析和研究，要求该电源具有梯形特性，能够保证通过它的能量都是本安的。
标签：现场总线；本质安全；FISCO安全栅；梯形特性引言安全栅在本质安全型（简称本安）系统中危险区和安全区之间起着能量隔离限制的栅网作用，一般都安装在安全场所且含有本安电路和非本安电路的装置，其电路设计要使非本安电路不能对本安电路产生负作用，也就是说通过限流和限压电路限制送往现场本安回路的能量，防止非本安电路的危险能量窜入本安电路。
因此，不论控制室设备是处于正常工作状态还是故障状态，安全栅都能确保通过它传送给现场设备的能量是本安的。
现场总线的优点就在于允许一条通信总线上可以挂接多台现场总线设备，这就需要从总线上吸取更大的电流，如果引用现有的安全参数和认证方法，在一条总线上只能挂接为数不多的设备，从而使现场总线的优点大打折扣。
为适应现场总线本安防爆系统的需要，德国技术物理研究所通过研究和试验发表了一篇研究报告W-39，报告提出现场总线本质安全概念的观点（即FISCO）。
FISCO认为只要满足如下条件，系统就达到了IIC等级的本质安全要求而不必进行其他的计算。
目前这一观点已被普遍接受。
（1）系统中只有一个有源的供电设备，而且它具有梯形或近似矩形的伏安特性。
最大开路电压Uo<15V，最大短路电流Io<220mA。
（2）总线其他节点只能是不少于10mA纯耗电设备，最多10个节点；（3）每台设备的未保护电容Ci<5nF，未保护电感<10μH；（4）电缆长度小于1000m，每公里电阻R、电容C和电感L应符合如下要求：R/km=15～150Ω；C/km=80～200nF；L/km=0.4～1mH；（5）总线两端配终端匹配器应满足，90Ω<R<100Ω；0<C<2.2μF。