安全栅的定义及主要功能

一、安全栅的定义及主要功能

安全栅又称安全保持器。本安回路的安全接口，它能在安全区（本质安全）和危险区（非本质安全）之间双向传递电信号，并可限制因故障引起的安全区向危险区的能量转递。

安全栅的主要功能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。

二、安全栅的分类

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、威廉希尔官方网站 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）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。

齐纳管用于限制电压。与齐纳安全栅相比，隔离式安全栅除具有限压与限流作用之外，还带有电流隔离的功能。

2.隔离式安全栅

隔离式安全栅主要由回路限能单元，信号和电源隔离单元、信号处理单元组成。它不但有限能的功能，还有隔离功能，隔离式安全栅，基本有检测端安全栅和操作端安全栅两种类型。

检测端安全栅与两线制变送器配套使用；由于隔离式安全栅采用了限压、限流、隔离等措施，不仅能防止危险能量从本安端子进入危险现场，提高系统的本安防爆性能，而且还增加了系统的抗干扰能力，大大提高了系统运行的可靠性。 24VDC 电源经DC-AC-DC变换后，输出模块威廉希尔官方网站 所需要的多种电压。

（1）检测端隔离式安全栅的原理

模块威廉希尔官方网站 将通过本安能量限制威廉希尔官方网站 输入的电流或电压信号转变为0.2-1VDC后，送入模块内进行采集、放大、运算和进行抗干扰处理后，再经变压器调制成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。模块还需输出一个隔离的18.5∽28.5VDC电压，通过本安能量限制威廉希尔官方网站 做为供给两线制变送器的工作电压。本安能量限制威廉希尔官方网站 能限制大电流或高电压的危险信号窜入危险现场。

（2）操作端隔离式安全栅的原理

将调节器或操作器输出的4-20mA DC信号隔离后再输出4-20mA DC 的信号，通过本安能量限制威廉希尔官方网站 供给电气转换器或现场的电气阀门定位器使用。

三、选择隔离式安全栅的应用优点

隔离式安全栅与齐纳式安全栅相比，虽然价格要高一些，但是它许多优点和特点还是给用户带来许多方便，使越来越多用户偏向选择隔离式安全栅。

（1）使用隔离式安全栅，可以将危险区的现场回路信号和安全区回路信号有效隔离。这样本安自控系统不需要本安接地系统，简化了本安防爆系统应用时的施工。

（2）使用隔离式安全栅，大大增强了检测和控制回路的抗干扰能力，提高系统可靠性。

（3）使用隔离式安全栅，允许现场仪表接地，允许现场仪表为非隔离型的。

（4）隔离式安全栅有许多保护功能威廉希尔官方网站 ，意外损坏的可能性较小，允许现场仪表带电检修，这样可缩短工程开车准备时间和减少停车时间。

（5）隔离式安全栅有较强的信号处理能力。如开关量输入状态控制、mV、Pt100变为4～20mA等等。这样给现场仪表和控制系统的应用提供了更大的方便、合理和有效性。

（6）当用户同时应用DCS和ESD时，选用一进二出的安全栅，可以有效地将两个系统隔离开来，避免系统之间互相影响。

（7）回路供电隔离式安全栅既保持有源隔离式安全栅的优点，又有齐纳式安全栅一样的接线方便，不需要另外24V电源供电，特别适合配I/O卡直接供电的DCS系统。

四、安全栅常见故障的处理方法 

1.电源指示灯不亮或液晶不显示

（1）检查仪表供电电源接入是否正确可靠。 

（2）检查供电电压是否正常。

（3）检查24V电源正负是否接反。 

2.输出无信号

（1）输入信号是否已正确接入输入端子。 

（2）输入信号类型是否与仪表输入类型一致。 

（3）输出接线端子是否紧固。 

（4）可拆卸的外部接线端子是否插接到位。 

（5）外部输出回路开路。

3.输出值偏差大 

（1）热电偶输入时正、负引线是否接反。 

（2）热电阻输入时三线接法是否正确。 

（3）输出接线的正、负极性是否接反。 

（4）电流输出时，外接负载电阻总和是否大于规定的欧姆（4-20mA输出时）。 

（5）电压输出时，外接负载电阻是否小于500千欧姆。 

（6）电源电压过低。 

4.输出信号不稳定 

（1）检查接线是否牢固。 

（2）检查输入信号是否稳定。 

（3）检查输出回路接线是否可靠。 

（4）检查仪表周围环境是否有大功率的电磁设备。