VDC:在DCS和PLC自控系統中，安全柵的的定義及作用_ADC

一、安全柵的定義

安全柵又稱安全保持器。本安回路的安全接口，它能在安全區和危險區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。

本安型安全柵應用在本安防爆系統的設計中，它是安裝于安全場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場本安回路的能量，從而防止非本安電路的危險能量串入本安電路，它在本安防爆系統中稱為關聯設備，是本安系統的重要組成部分。黃色端接線通往安全區，藍色端接線通往危險區。

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本安設備標志定義

其中：EX—防爆標志、—防爆等級、ⅡC—氣體組別

防爆級別：EXⅡC

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二、安全柵的分類

1.齊納式安全柵

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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：

安裝位置必須有非常可靠的接地系統，接地電阻必須小1Ω，否則便失去防爆安全保護性能，要求十分苛刻在實際工程應用中很難得到保證。

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要求來自危險區的現場儀表必須是隔離型，否則通過齊納式安全柵的接地端子與大地相接后信號無法正確傳送。由于信號接地，直接降低信號抗干擾能力，影響系統穩定性。

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。

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。隔離式安全柵不但有限能的功能，還有隔離功能。安全柵的主要功能為限流限壓，保證現場儀表可得到的能量在安全范圍內。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干擾能力，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。

檢測端隔離式安全柵的工作原理

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。

操作端隔離式安全柵的工作原理

將調節器或操作器輸出的4-20mADC信號隔離后再輸出4-20mADC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。

三、隔離式安全柵的優點

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。

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。

對危險區的儀表要求大幅度降低，現場無需采用隔離式的儀表。

使用隔離式安全柵，大大增強了檢測和控制回路的抗干擾能力，提高系統可靠性。

隔離式安全柵具備更強的輸入信號處理能力，能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等信號，這是齊納式安全柵所無法做到的。如開關量輸入狀態控制、mV、Pt100變為4～20mA等等。

隔離式安全柵可輸出兩路相互隔離的信號，以提供給使用同一信號源的兩臺設備使用，并保證兩設備信號不互相干擾，同時提高所連接設備相互之間的電氣安全絕緣性能。

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。

因此，對比齊納式和隔離式安全柵的特點和性能后可以看出，隔離式安全柵有著突出的優點和更為廣泛用途，雖然其價格略高于齊納式安全柵，但從設計、施工安裝、調試及維護成本來考慮，其綜合成本可能反而低于齊納式安全柵。

在要求較高的工程現場幾乎無一例外地采用了隔離式安全柵作為主要本安防爆儀表，隔離式安全柵已逐漸取代了齊納式安全柵，在安全防爆領域得到了日益廣泛的應用.

國內運用比較火的進口品牌有兩個，英國的MTL和德國的P+F。國產的有南京優倍、上海辰竹和深圳萬訊等。曾經，是進口品牌主導天下，一塊齊納安全柵都要接近1萬人民幣。當國內品牌嶄露頭角時，國外品牌價格迅速下降。工程價格甚至可以低至200元左右。國產品牌質量也是經得起考驗的，也希望大家更多的支持國產品牌。

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