关于安全栅的几个热门问题
2023年01月13日 11:02:48
来源：云南昌晖仪表制造有限公司 >> 进入该公司展台
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工业生产工作环境会存在一些易燃材料，如原油和一些原油的衍生物，酒精，天然气，粉末等，这些物品的泄漏或是使用不正当都会造成爆炸环境，为工厂和个人的安全，必须要确保工作环境不会引起爆炸。其中，作为本质安全防爆系统中的一个关键接口单元-，起到了非常重要的作用。
关于安全栅选型要素、安全栅继电器输出和晶体管输出、温度安全栅精度换算、安全栅独立供电/回路供电/输出回路供电、安全栅使用注意事项等几个热门问题小编整理出来，希望能帮助大家对安全栅的理解和选型。
安全栅的五个选型要素安全栅电气参数需匹配现场仪表/控制室仪表/电源的接口信号，基本上我们可以通过危险侧信号、安全侧信号、电源、通道数、安装方式这五个素完成基础选型：
开关量输入安全栅，选晶体管/电平输出还是继电器输出？开关频率在10Hz以下的信号一般选继电器输出。典型的现场仪表包括：阀位开关、液位、物位开关、流量计低速单位脉冲(每立方一个脉冲)等；继电器输出的好处是无极性，可驱动电流大(2A)，安全栅为继电器输出的缺点是只适合于低速，不适合高速。
开关频率在10Hz-50KHz的信号一般选晶体管/电平输出。典型的现场仪表包括：转速开关、编码器、流量计高速瞬时量脉冲等；晶体管、电平输出的优点是适合于高速信号，无机械寿命限制。安全栅为晶体管/电平输出的缺点是有极性，可驱动电流小(小于40mA)。
温度量输入安全栅转换精度怎么算？举例：热电阻RTD输入，量程范围为0-100℃，量程相对误差=(100℃-0℃)×0.1%=0.1℃＜0.2℃，因此转换精度选量程.2℃。
如何区别模拟量输入安全栅独立供电、回路供电、输出回路供电？独立供电和回路供电一般指安全栅模块的电源供电方式；输出回路供电通常指信号回路是无源，需要外部供电。独立供电是指安全栅需要单独24V电源供电；回路供电是指无需给安全栅单独供电，电源和信号在同一个回路里。
需要注意的是：1、回路供电输出精度会低于独立供电；2、注意这个公式Uo=Ue-0.02×RL-Ud，要求Uo≥现场变送器工作电压；例如：安全栅的安全侧供电电压Ue=24V，现场二线制变送器负载电阻为300欧姆，安全栅的电压跌落Ud=6V，那么Uo=24-0.02×300-6=12V。如果这个二线制变送器工作电压为15V，则配电不够，变送器无法正常工作。
此时，可通过以下方法解决问题：◆减小Ud，选择电压跌落较小的安全栅；
◆减小RL，选择负载电阻较小的变送器；
◆选择工作电压范围更广的变送器，使其在12V也能正常工作；
◆增大Ue，即增大安全栅的供电电压(安全栅工作电压35V)。
◆以昌晖仪表生产的安全栅为例：为二进二出/模拟量输出隔离式安全栅(回路供电)输出回路供电：输出部分是“回路供电”的，即输出为无源信号，需要PLC/DCS提供电源。
◆以昌晖仪表生产的安全栅为例：为一进一出/模拟量输入隔离式安全栅(输出回路供电)
补充说明：同昌晖常规安全栅输出的是有源信号，适配PLC/DCS的IO端口不提供电源的情况。如PLC/DCS的IO端口提供电源，需要安全栅输出无源4-20mA信号。
如何区别有源信号和无源信号？首先要了解以下基础概念：电流源(四线制变送器的输出通常是电流源信号)，三线制变送器，二线制变送器。1、电流型变送器将物理量转换成标准4~20mA电流输出，必然要有外电源为其供电：2、四线制变送器：最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。通常4线制变送器的输出是电流源3、三线制变送器：电流输出可以与电源公用一根地线，可节省一根线，称之为三线制变送器。4、二线制变送器：4-20mA变送器两线制的居多，4-20mA电流本身就可以为变送器供电。变送器在电路中相当于一个特殊的负载，两线制即电源、负载串联在一起，而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线。变送器的耗电电流在4-20mA之间根据传感器输出而变化。
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◆以昌晖安全栅为例：(一进一出/模拟量输入隔离式安全栅)先来分清不同线制里的4-20mA信号采集回路和配电回路二线制变送器：信号采集回路和配电回路共用一个回路()；三线制变送器：配电回路()，信号采集回路()；电流源(四线制变送器)：信号采集回路()；电源由其他电源设备提供；
扩展知识◆有源信号，无源信号的定义(关注的永远是信号采集回路是否需要外部供电)。◆有源信号：在4-20mA信号回路中，信号发生端自身具有电压驱动，无需其他电源设备给回路供电，则该4-20mA为有源信号。一般情况下，四线制变送器，三线制变送器为有源输出。◆无源信号：在4-20mA信号采集回路中，信号发生端自身不具有电压驱动，需要其他电源设备给回路供电，则该4-20mA为无源信号。二线制变送器为无源输出。
现场判断是否需要供电的方法：断开信号采集回路，在现场设备(变送器)端两线上接电压表，如果有电压，则输出的是有源信号，信号采集设备无需供电。如果没有电压，则输出的是无源信号，需要信号采集设备供电。
使用安全栅的三个注意事项1、安全栅安装在安全区域；2、安全栅只能与本安仪表(含简单设备)相连构成本安系统，不能与其他防爆型式连接构成本安防爆系统；3、安全栅不能与非本安仪表连接而达到提高该仪表防爆等级的目的。
《关于安全栅的几个热门问题》为安全栅专业技术人员编写，信息如有错误欢迎指正。
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