安全栅的基本知识
安全栅
我们现在使用的安全栅种类有 ： 模拟量输入式隔离安全栅（MTL4041B）， 模拟量输出式隔离安全栅（MTL4045C）， 温度隔离式安全栅（MTL3052） MTL4073为智能温度变送器，内部可以组态。
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对于输入和输出安全栅，单回路的输入和输出，接线图比较明确。在此不再 讲述。 重点介绍温度安全栅。 每个MTL831可以连接16路热电偶信号，每个MTL838可以连接2MTL831。 MLT831和M TL838之间通过两对冗余的电缆进行数据传送，MTL838通过 MODBUS协议同DCS进行通讯。每个DCS通讯卡（ALR121）可以连接31个 MTL838，因此最多可连接992个热电偶。
加制氢C2101B机组轴承温度，上次值班人员反映为铂电阻坏， 取消了报警点，强制了一个值保持显示。在这次检查过程中， 无论是给温度值还是断开线路，室内都没有反映，当时以为是 室内问题，经过互换通道检查，确定室内是正确的，很多人不理解 这个现象，在室内如果取消开路报警，高低限报警，连接错误报警， 等这些报警，在现场开路后，室内不会闪烁，以后如果再次出现 温度点在发射器断开后，室内同一发射器上其他温度点闪烁， 而有一个不闪烁的现象，就要在组态上查看报警信息。 查看方法如下：
限压电路 ： 当回路电压接近安全限压值时，限压管导通放电， 使限压管两端的电压始终保持在安全限压值以下。
限流电路： 由电路和晶体管组成，当电压被限制后，适当选择 限流电路，即可将回路电流限制在安全值以下。 隔离式安全栅在采用快速切断，限流，限压等措施基础上，还 实现了电源，输入信号与输出信号的安全隔离。增强了系统的抗 干扰能力，提高了系统正常运行的可靠性。
安全栅概述
概述 安全栅是一种安全场所的本安防爆关联设备，其防护性能体现在当电路发生故 障时，限制危险电压和电流侵入危险区，保护现场设备和人员的安全。
安全栅基础知识
安全栅基础知识重复式齐纳安全栅1. 齐纳式安全栅应安装在非危险场所，通往现场（危险场所）的软铜导线截面积必须大于0.5mm2。
连接导线的绝缘强度应大于500V。
2. 齐纳式安全栅本安端（有蓝色标记）和非本安端电路配线，不得接错和混淆。
本安导线宜选用蓝色作为本安标记。
本安导线和非本安导线在汇线槽中应分开铺设，采用各自保护套管。
齐纳式安全栅的本安侧，不允许混有其它电源，包括其它本安电路的电源。
3. .齐纳式安全栅与一次仪表组成本安安全防爆系统时，必须经国家指定的防爆检验机构检验认可。
WP8000-EX系列齐纳式安全栅由国家防爆检验中心（CQST ），给出的Co，Lo分布参数是相对与IIC 级（氢气级）的最大允许值，对于IIB级环境可把该参数乘以３，对于IIA级环境可把该参数乘以８。
传输线选用不同规格的电缆时，其本身的电缆参数应予高度重视，不得超过规定值。
4. 对齐纳式安全栅进行单独通电调试时，必须注意齐纳式安全栅的型号、电源极性、电压等以及齐纳式安全栅外壳接线端上的标号。
5. 严禁用兆欧表测试齐纳式安全栅端子之间的绝缘性。
若要检查系统线路绝缘性时，应先断开全部齐纳式安全栅接线，否则会引起内部器件损坏。
6. 凡与齐纳式安全栅相连接的现场仪表，均应为有关防爆部门进行防爆试验并取得防爆合格证的仪表。
7. 如齐纳式安全栅内部模块损坏需要维修或更换时，原则上应由制造厂承担。
用户自行维修时，应按照有关的注意事项，具体方法请按照维修的章节进行（本质安全型仪表的维修仅限于所述的范围进行，其外的维修应与制造厂商量）。
经检修后方能重新投入运行，不允许随意更换影响防爆性能的元件或结构。
8. 齐纳式安全栅的安装、使用和维护应严格遵照GB 3836.152000《爆炸性气体环境用电气设备第15部分：危险场所电气安装（煤矿除外）》的有关条款进行。
9. 安全栅应有可靠接地，接地电阻不大于4Ω，接地线电阻不大于1 Ω。
隔离式检测端、操作端安全栅1．隔离式安全栅应安装在非危险场所。
安全栅本安参数
安全栅本安参数在工业安全领域，安全栅（Safety Barrier）是一种常用的安全设备，用于保护人员和设备免受危险环境的伤害。
安全栅通常由传感器、控制器和执行器等组成，并具有一些参数需要注意，包括以下几个方面：1. 安全级别（Safety Integrity Level，SIL）：安全栅的安全级别是根据风险评估结果来确定的，用于确定安全栅的可靠性要求。
SIL级别划分为SIL1、SIL2、SIL3和SIL4，级别越高，对于安全栅的可靠性和性能要求也越高。
2. 响应时间（Response Time）：安全栅的响应时间是指从检测到危险事件发生到触发保护动作的时间。
响应时间应符合相关的标准和规定，以确保在危险情况下及时采取措施。
3. 安全距离（Safety Distance）：安全栅需要设置适当的安全距离，以保证在触发保护动作时，人员或设备能够安全地远离危险区域。
安全距离应根据具体情况和规范要求进行计算和设置。
4. 适用环境（Operating Environment）：安全栅的适用环境包括环境温度、湿度、防护等级等因素。
安全栅的参数和设计应满足相关的环境要求，以确保其正常运行和可靠性。
5. 故障诊断（Fault Diagnosis）：安全栅通常具备故障诊断功能，能够实时监测设备状态并报告故障。
参数设置应考虑故障报警的可靠性和有效性，以便及时发现和解决问题。
安全栅的参数设置和要求可能会根据不同的安全标准、规范和应用场景而有所不同。
正确的参数设置和合规性评估对于安全栅的正常运行和有效性至关重要。
建议参考相关的安全标准和规范，与相关安全专业人员或供应商进行沟通和咨询，以确保安全栅的设计和参数满足应用需求。
安全栅原理及使用介绍
安全栅原理及使用介绍安全栅是一种用于保护人们和物体不受伤害的装置，通过物理隔离或监控来防止危险事件的发生。
安全栅的原理和使用方法是保护人们免受伤害、保护物品免受损坏的关键，下面将详细介绍相关内容。
一、安全栅的原理：安全栅的原理主要有以下几个方面：1.物理隔离原理：安全栅通过物理的隔离，将人们和危险区域或设备分开，使人们无法接触到危险源。
比如，在工业设备的周围安装栏杆、护栏或围栏，可以有效地阻止人员进入危险区域，起到保护的作用。
2.电子感应原理：安全栅通常采用红外线、超声波等感应技术，可以实时检测到人体或物体的存在与否，并根据需要触发相应的报警或停机机制。
当有人或物体靠近危险区域时，安全栅会发出警报或自动停止工作，防止危险发生。
3.视觉监控原理：安全栅通常配备有摄像头、传感器等设备，可以实时监控危险区域的情况。
当有人员或物体进入危险区域时，安全栅会立即发出警报，同时将视频图像传输到监控中心，以便及时采取相应的措施。
4.定位识别原理：安全栅可以通过技术手段对人员进行定位识别，比如使用RFID技术、条码识别等。
当有人员进入危险区域时，安全栅会自动识别其身份，并根据设置的权限进行相应的控制，确保只有具备相应权限的人员才能进入危险区域。
二、安全栅的使用介绍：1.工业领域：在工业生产中，安全栅常常用于保护周边的工作人员不受设备伤害。
例如，在流水线生产中，安全栅可以用来隔离危险设备，防止工人接触到机械或电器设备，避免发生意外伤害。
此外，安全栅还可以用于限制人员进入特定区域，确保只有经过培训和授权的人员才能接近特定的设备。
2.公共场所：在公共场所，安全栅主要用于维护秩序和保护人们的安全。
例如，在机场和火车站等人员聚集的地方，可以设置安全栅来引导人流，避免人群拥堵，同时防止恐怖分子等不法分子携带危险物品进入。
另外，在游乐园和游泳池等娱乐场所，安全栅可以用来限制人员进入危险区域，防止意外事件的发生。
3.家庭和办公场所：在家庭和办公场所，安全栅通常用于保护儿童和宠物的安全。
安全栅基础知识
本质安全型电气设备(Ex i)
本质安全设备是指其内部的所有电路都是本质安全 电路的电气设备, 即该电路在标准规定条件下,产生的任 何火花或热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境. 本质安全是基于限制电气线路中储能原理为基础的 防爆技术.按本安电路使用场所和安全程度分为ia和ib两 个等级. 本质安全是唯一考虑现场导线故障的保护概念.
董洪伟
库柏电气（上海）有限公司
2013年7月25日星期四
Cooper Industries: Confidential
1、防爆知识简介
爆炸三角形原理
具有潜在爆炸危险的环境产生爆炸必须具备下列三个条件：
• • •
点燃源(点燃能量） ---- 电火花、热表面等； 爆炸性物质 ---助燃剂 ---可燃性物质或粉尘等；
增安型电气设备(Ex e)
增安型电气设备是一种在正 常条件下不会产生电弧,火花或可 能点燃爆炸性混合物的高温的设 备结构上,采取措施提高安全程度 ,以避免在正常和认可的过载条件 下出现这些现象的电气设备,即它 是一种依靠高质量的材料,设计和 装配来消除电火花或局部过热的 结构技术.
典型应用为:感应电动机.照 明设备.接线盒及防冻加热器等.
<故障>是指决定设备安全性的元器件的故障
本质安全是唯一考虑现场导 线故障的保护概念
本质安全的等级
Ex ia
二个故障 保持本质安全
Ex ib
一个故障保持 本质安全
0 区,1区和2区
1区和2区
<故障>是指决定设备安全性的元器件的故障
本质安全是唯一考虑现场导
安全栅基础知识
安全栅基础知识目录一、基本概念 (2)1.1 安全栅的定义 (3)1.2 安全栅的作用 (4)二、工作原理 (4)2.1 电气隔离原理 (5)2.2 信号处理原理 (6)三、类型与结构 (7)3.1 一拖一安全栅 (8)3.2 一拖二安全栅 (9)3.3 四遥安全栅 (10)四、选型与配置 (12)4.1 选择依据 (13)4.2 配置步骤 (14)五、安装与调试 (16)5.1 安装要求 (16)5.2 调试方法 (17)六、维护与故障排除 (18)6.1 日常检查 (19)6.2 常见故障及处理 (20)七、安全规范与标准 (20)7.1 国家标准 (22)7.2 行业标准 (22)八、应用案例 (24)8.1 工业自动化领域 (25)8.2 电力系统领域 (26)九、发展趋势与展望 (27)9.1 技术创新方向 (28)9.2 市场前景分析 (29)一、基本概念也被称为安全隔离栅或者安全防护栅，在现代社会的工业、商业和家庭环境中扮演着重要的安全防护角色。
它是一种特定的设备或系统，用于阻止未经授权的人员或物体进入特定区域，同时允许授权人员安全、方便地通过。
安全栅的主要目的是确保特定区域的安全性和隐私性，防止潜在的风险和危险。
定义与功能：安全栅是一种物理障碍，用于隔离和划分区域，确保只有授权的人员和物体能够进入特定区域。
它通常配备有门禁系统、报警装置和监控设备等，以增强安全性和监控能力。
类型与结构：根据不同的应用场景和需求，安全栅有多种类型和结构。
常见的有围栏式安全栅、通道式安全栅、道路安全栅等。
它们可以是固定的也可以是移动的，可以是电子控制的也可以是机械控制的。
安全性与可靠性：安全栅的核心是其安全性和可靠性。
其设计需符合相关的安全标准，如防火、防撞击、防攀爬等，确保无法轻易被非法入侵。
安全栅还需配备报警系统和监控设备，能够在非法入侵发生时及时发出警报并通知相关人员。
应用场景：安全栅广泛应用于工业厂区、军事设施、监狱、住宅小区、公共设施等需要高度安全保障的场所。
安全栅的种类和应用
安全栅的种类和应用安全栅是一种用于保护人们的安全的装置，常用于工业设备、建筑物、交通设施等场所。
它们根据不同的应用需求和功能特点，可分为多种类型。
一、机械安全栅：1.固定式安全栅：这种安全栅是指固定在设备上，以阻挡人员接近危险区域，避免发生意外伤害。
它可以是钢制栅栏、防护围栏、护栏等。
应用场所：围绕高危设备、能源系统、危险区域等。
2.旋转门式安全栅：这种安全栅是通过旋转门或转门进行限制人员的进出，从而实现控制人员进入危险区域的目的。
它采用电子感应技术，可与设备或系统进行联动，提高安全性。
应用场所：涉及机械设备、工业生产线等。
二、电子安全栅：1.光幕式安全栅：这种安全栅通过发射红外光束形成一个屏障，当有物体进入屏障时，将触发安全栅停机，避免意外发生。
它具有高精度、高响应速度等优点。
应用场所：用于保护人员在危险区域附近操作设备时的安全，如焊接机床、激光切割设备等。
2.安全光幕：这种安全栅在光束上设置多个感应器，当有物体进入其中的光束时，便会启动安全栅。
安全光幕可以通过调整感应器的高度实现不同高度的屏障，提高了应用的灵活性。
应用场所：物流运输线、包装线等。
三、光电安全栅：光电安全栅基于光电传感技术，能够通过感应机构实时检测设备周围的人员，并及时发出安全信号，将危险源与人员隔离开来，从而保证人员的安全。
应用场所：包括生产线、机械设备等。
四、编码器安全栅：编码器安全栅通过集成编码器和位置检测系统，可实现设备的位置监控和人员的保护。
当设备运动时，如果有人靠近危险区域，将触发安全栅，保障人员的安全。
应用场所：数控机床、自动化生产线等。
除了上述几种类型外，还有多功能安全栅、安全帘等。
它们都旨在提供人员安全保护、降低事故风险，并与其他设备或系统进行联动，实现安全可靠的生产环境。
综上所述，不同类型的安全栅根据应用需求和场景不同有不同的特点和适用范围。
选择合适的安全栅种类和功能，可以为人员提供更高的安全性，降低事故风险，提高生产效率。
安全栅的基础知识详解
安全栅的基础知识详解一、安全栅的作用本质安全（IS）是仪表系统采用的防爆技术，安全栅设置在安全区域的控制室设备与危险区域的本安设备之间，传输信号或能量。
安全栅利用电路限流限压，从而约束安全区域传递能量给危险区域设备。
处于危险场所的本安设备在这样的能量下能够正常工作，但这样的能量不足以引燃爆炸环境，即使本安设备自身发生故障，也不会产生任何足以引燃的电火花或发热表面。
因此，无论是安全场所的控制室设备还是危险场所的本安设备发生故障，只要安全栅的限流限压电路正常工作，整个系统都会处于安全状态，不会产生爆炸。
二、安全栅的种类安全栅分为齐纳式安全栅和隔离式安全栅两类。
齐纳式安全栅是最早出现的安全栅。
它的核心元件是齐纳二极管，限流电阻及快速熔断丝，原理图如下图所示。
齐纳式安全栅原理图齐纳管电流简单，在现场使用时容易出现系统电源波动、干扰，导致设备损坏，并且由于其需要本安接地，因此在实际应用中较少。
隔离式安全栅不仅能够限压限流，还能电流隔离。
隔离室安全栅主要由限能单元、信号及电源隔离单元、信号处理单元组成。
隔离式安全栅原理图与齐纳式安全栅相比，隔离式安全栅在性能上大大优于齐纳式安全栅：①采取三方隔离方式，不需使用隔离式仪表；②降低危险区的仪表要求，现场不需使用隔离式仪表；③运行过程中稳定性和抗干扰能力大大增强，使整个系统的可靠性大幅提高；④有强大的信号处理能力，可以接受并处理多种信号，例如热电偶、热电阻、频率等信号；⑤为同一信号源的两台设备提供两路相互隔离的信号，并且两设备信号无干扰，同时所连接设备互相之间的电气安全绝缘性能也有所提高。
1.齐纳式安全栅齐纳式安全栅的核心元件为齐纳二极管，限流电阻及快速熔断丝。
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。
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安全栅的基本知识
推荐本安型安全栅介绍
本安型安全栅应用在本安防爆系统的设计中，它是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，它在本安防爆系统中称为关联设备[见术语解释]，是本安系统的重要组成部分。
由于安全栅被设计为介于现场设备与控制室设备之间的一个限制能量的接口，因此无论控制室设备处于正常或故障状态，安全栅都能确保通过它传送给现场设备的能量是本质安全的。
中国国家仪器仪表防爆安全监督站是中华人民共和国地区监督生产安全防爆产品的权威机构，对本安型安全栅产品有着严格、科学、详细的规定，只有通过该监督站认证的企业及其所开发生产的产品才具备符合标准的安全性能，否则可能会给使用方的设备、人员和生产造成无可估量的损害。
术语解释：关联设备
一种安装在安全场所，本安电气设备与非本安电气设备之间的相连的电气设备。
安装位置安全栅安装于安全场所，接收来自危险区的信号,输出安全信号到安全区或危险区。
安全栅的结构形式常见的安全栅结构形式分为齐纳式和隔离式。
齐纳式安全栅结构原理
电路中采用快速熔断器、限流电阻或限压二极管以对输入的电能量进行限
制，从而保证输出到危险区的能量。
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。
隔离式安全栅
采用了将输入、输出以及电源三方之间相互电气隔离的电路结构，同时符合本安型限制能量的要求。
与齐纳式安全相比，虽然价格略高，但它其它方面的突出优点却为用户应用带来了更大的受益：
1.由于采用了三方隔离方式，因此无需系统接地线路，给设计及现场施工带来极大方便。
2.对危险区的仪表要求大幅度降低，现场无需采用隔离式的仪表。
3.由于信号线路无需共地，使得检测和控制回路信号的稳定性和抗干扰能力大大增强，从而提高了整个系统的可靠性。
4.隔离式安全栅具备更强的输入信号处理能力，能够接受并处理热电偶、热电阻、频率等信号，这是齐纳式安全栅所无法做到的。
5.隔离式安全栅可输出两路相互隔离的信号，以提供给使用同一信号源的
两台设备使用，并保证两设备信号不互相干扰，同时提高所连接设备相互之间的电气安全绝缘性能。
因此，对比齐纳式和隔离式安全栅的特点和性能后可以看出，隔离式安全栅有着突出的优点和更为广泛用途，虽然其价格略高于齐纳式安全栅，但从设计、施工安装、调试及维护成本来考虑，其综合成本可能反而低于齐纳式安全栅。
在要求较高的工程现场几乎无一例外地采用了隔离式安全栅作为主要本安防爆仪表，隔离式安全栅已逐渐取代了齐纳式安全栅，在安全防爆领域得到了日益广泛的应用。
本安设备标志定义其中：
Ex —防爆标志
(ia)—防爆等级
ⅡC—气体组别
本公司产品防爆级别：Ex (ia)ⅡC
防爆等级
ia：在正常工作状态下，1 个故障或 2 个故障状态下都不会点燃危险气体，回路必须保证在两个故障同时出现时仍然保证安全特性。
“ia ”类电气设备对易受干扰的元器件必须采用“三重化”设计。
“ib”类电气设备只能保证在 1 个故障状态下不会点燃危险气体。
气体组别
Ⅰ组电气设备：用于易受甲烷影响的煤矿环境中。
Ⅱ组电气设备：可用于除煤矿以外的爆炸危险环境中。
Ⅱ组电气设备根据易燃性物质的不同点燃能量进一步细分。
各子组用大写英文子母区分，从下表中可以看出，C 子组所需要的点燃能量最少，即在该组电气设备中，C 组设备具备通用性。
常见易燃性物质的分组
爆炸性危险场所的区域划分
在安全防爆系统的设计及防爆产品的选型中，除了需要对爆炸性环境中存在的气体进行分级、分组外，还应根据爆炸性气体出现的频繁程度和持续时间对爆炸性气体危险场所进行区域划分：本公司产品适用于 0 区，同时适用 1 区和 2 区。
色标
黄色端（非本安侧）接线通往安全区
蓝色端（本安侧）接线通往危险区
安装方式参见本手册中《外形及安装》
安装中的注意事项
1.安全栅应安装在安全场所，并环境条件能满足本手册《通用技术指标》中的“使用条件”的要求。
2.隔离式安全栅本安端（蓝色标记）和非本安端电路的接线导线在汇线槽中应分开铺设，各自采用独立的保护套管。
本安侧的配线套管内不允许有其它电源线，包括其本安电路使用的电源线。
3.通往危险场所的导线应选用有蓝色标记的本安导线，铜软导线的面积必须大于 0.5mm2，绝缘强度应大于 500V。
4.在对隔离式安全栅进行通电调试前，必须注意隔离式安全栅的型号、接
线方法、线路极性等，是否符合设计及产品要求中的规定，否则可能对人身及设备造成伤害。
5.严禁用兆欧表测试隔离安全栅端子之间的绝缘强度。
如要检查系统的绝
缘强度，应先断开全部的接线，否则可能引起安全栅内部快速熔断器熔断。
6.在现场对安全栅进行编程前，必须先将所有接线断开再接入编程器，然后通电编程，否则可能引起不良后果。
7.与隔离式安全栅相连的现场仪表，均应通过经国家认定的防爆检验部门的防爆试验、并取得防爆合格证的仪表。
8.在设计、安装、使用、维护隔离式安全栅时，应同时遵守本产品手册中
的说明及《GB3836.15-2000 爆炸性气体环境用电气设备第十五部分：危险场所电气安装（煤矿除外）》、《GB50058-1992 爆炸和火灾危险环境电力设置设计规范》。