安全栅组态课件.pptVIP

安全栅组态技术培训

第一章安全栅概述

什么是安全栅?安全栅是一种安装于安全区与危险区之间的能量限制装置,是本质安全防爆系统的核心组成部分。它通过精密设计的限流、限压电路,有效防止危险能量进入危险区域,从根本上保障系统的本质安全特性。安全栅的设计理念基于能量控制原理,即使在最不利的故障条件下,传输到危险区域的电能也不足以引起爆炸性气体的点燃。这种设计哲学确保了即使设备出现故障,系统仍然保持安全状态。能量限制限流限压保护本质安全

安全栅的核心作用1能量限制功能严格限制送往现场本安回路的能量水平,通过精确的电路设计确保传输能量始终处于安全阈值以下,有效防止非本安电路的危险能量串入危险区域。2本质安全保障确保无论控制室设备处于何种工作状态或故障模式,传送给现场设备的能量均符合本质安全标准,实现系统级的安全防护。3系统隔离保护在安全区与危险区之间建立可靠的能量屏障,防止雷电、浪涌等外部干扰能量通过信号线路进入危险区域,全面提升系统抗干扰能力。

安全栅的应用场景化工行业在石油化工生产过程中,安全栅用于隔离和保护测量易燃易爆介质的温度、压力、流量等关键工艺参数的仪表信号,确保生产安全。石油开采油气田开采及输送系统中,安全栅保护井下测量仪表与地面控制系统之间的信号传输,防止电火花引发爆炸事故。制药领域制药企业的溶剂回收、有机合成等涉及易燃易爆物质的生产环节,安全栅作为本安防爆系统的关键关联设备,保障生产过程安全可控。

安全栅在本安系统中的位置安全区控制室设备DCS/PLC系统供电电源操作站安全栅能量限制信号隔离防爆保护接口转换危险区现场仪表传感器执行机构阀门定位器

第二章安全栅工作原理深入剖析安全栅的核心工作机制,理解限流、限压、隔离等关键技术原理,掌握不同类型安全栅的电路设计思想与实现方式。

齐纳式安全栅工作原理核心技术机制齐纳式安全栅采用齐纳二极管限压、电阻限流、快速熔断器保护的经典电路结构。当回路电压超过齐纳管的击穿电压时,齐纳管导通分流,将多余能量泄放到地,同时限流电阻限制回路电流,熔断器在极端故障时切断回路。这种设计简洁高效,但其安全性能高度依赖于接地系统的可靠性。接地电阻必须小于1Ω,以确保故障电流能够快速泄放。优点电路结构简单成本相对较低维护方便响应速度快缺点必须可靠接地抗干扰能力弱应用场景受限地电位影响大

隔离式安全栅工作原理输入隔离现场信号通过光电或磁电隔离进入安全栅,实现电气完全隔离信号处理隔离后的信号经过放大、滤波、转换等处理,保证信号质量能量控制输出端限流限压电路确保传输能量符合本安要求输出隔离输出信号与控制系统隔离,提供高抗干扰性能隔离式安全栅实现输入、输出及电源三方完全电气隔离,不仅具有限压、限流功能,更通过电流隔离技术大幅提高了系统的抗干扰能力和可靠性,是现代本安系统的优选方案。

隔离式安全栅电路结构回路限能单元采用精密限流限压电路,在输出端实现本质安全能量控制,确保即使在故障状态下输出能量也不会超过安全阈值。电流隔离单元采用变压器隔离、光电耦合或电容隔离技术,实现输入输出的电气完全隔离,隔离耐压可达2500V以上。信号处理单元包含信号放大、滤波、线性化、A/D转换等功能模块,确保信号传输的准确性和稳定性。供电电路采用隔离DC/DC转换技术,为各功能单元提供独立供电,实现电源系统的完全隔离。

隔离式安全栅电路框图该框图展示了隔离式安全栅的完整信号处理流程。现场信号首先经过输入保护电路,然后通过隔离变压器或光耦实现电气隔离,隔离后的信号经过放大和线性化处理,最终通过输出限能电路输出到控制系统。整个过程中,输入、输出和电源三方保持完全的电气隔离。

第三章安全栅分类与选型全面了解齐纳式与隔离式安全栅的特点差异,掌握不同应用场景下的选型原则与配置方法,为工程设计提供科学依据。

齐纳式安全栅的技术特点接地系统依赖性齐纳式安全栅的安全性能完全依赖于接地系统的可靠性。接地电阻必须小于1Ω,接地线路需定期检测维护。在接地条件不良的场所,齐纳式安全栅的安全性能将大打折扣。现场仪表要求由于齐纳式安全栅不具备信号隔离功能,现场仪表必须采用隔离型设计,以防止地电位差引起的测量误差和系统不稳定。这在一定程度上增加了系统成本。抗干扰性能齐纳式安全栅抗干扰能力相对较弱,容易受到电磁干扰、地电位波动等因素影响,在强电磁干扰环境或精密测量场合应用受限。

隔离式安全栅的技术优势01三方隔离设计输入、输出、电源三方完全电气隔离,无需接地保护02仪表兼容性现场仪表可为非隔离型,降低系统配置成本03强抗干扰能力有效抑制共模干扰和地电位波动影响04信号处理能力集成信号调理、转换等高级功能

安全栅的类型分类检测端安全栅专门配合两线制变送器使用,为现场变送器提供本安供电,同时接收4-20mA电流信号并传输至控制系统。广泛应用于温度、压力、流量等参数检测。操作端