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MTL安全柵-MTL5541AS工作原理:
1. 安全柵原理—簡介
安全柵一般出現(xiàn)在本安系統(tǒng)中,首先介紹一個電氣知識,本質(zhì)安全是系統(tǒng)防爆技術(shù),指通過設(shè)計等手段使生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)系統(tǒng)本身具有安全性,即使在誤操作或發(fā)生故障的情況下也不會造成事故的功能。而安全柵是本安防爆系統(tǒng)中常用的關(guān)聯(lián)設(shè)備。
安全柵是介于現(xiàn)場設(shè)備和控制室之間的一個回路限制能量的電路,如下圖所示。其基本功能有兩個:第一使危險場所的本安設(shè)備能正常工作;第二用來把控制室供給現(xiàn)場儀表的電能量限制在既不能產(chǎn)生足以引爆危險氣體的火花的范圍,又不能產(chǎn)生足以引爆危險氣體的儀表表面溫度的范圍,即使本安設(shè)備自身發(fā)生故障,只要安全柵的限流限壓電路工作正常,也不會產(chǎn)生任何足以引燃爆炸環(huán)境的火花或表面溫度。因此無論安全場所的控制室設(shè)備還是危險場所的本安設(shè)備發(fā)生故障,整個系統(tǒng)在電路上都會處于本質(zhì)上的安全狀態(tài),不會產(chǎn)生爆炸。
由于安全柵被設(shè)計為介于現(xiàn)場設(shè)備與控制室設(shè)備之間的一個限制能量的接口,因此無論控制室設(shè)備處于正常或故障狀態(tài),安全柵都能確保通過它傳送給現(xiàn)場設(shè)備的能量是本質(zhì)安全的。
2. 安全柵原理—分類
安全柵作為控制室的非本安設(shè)備與危險場所的本安設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)設(shè)備,是本安爆系統(tǒng)中的重要組成部分,安全柵按結(jié)構(gòu)分為齊納式安全柵和隔離式安全柵兩大類。
1)、齊納式安全柵
齊納式安全柵采用在電路回路中串聯(lián)快速熔斷絲、限流電阻和并聯(lián)限壓齊納二極管實現(xiàn)能量的限制,保證危險區(qū)儀表與安全區(qū)儀表信號連接時安全限能。它采用器件非常少、體積小、價格低,但也有一些致命的缺陷,使應(yīng)用范圍受到較大的限制。
2)、隔離式安全柵
隔離式安全柵采用了將輸入、輸出以及電源三方之間相互電氣隔離的電路結(jié)構(gòu),不但有限能功能,還有隔離功能,同時符合本安型限制能量的要求,它主要由回路限能單元、信號、電源隔離單元和信號處理單元組成。與齊納式安全相比,雖然價格較貴,但它性能上的突出優(yōu)點卻為用戶應(yīng)用帶來了更大的受益其基本功能框圖如下:
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(yōu)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(shè)計、施工安裝、調(diào)試及維護(hù)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(xiàn)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(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。
3. 安全柵原理—工作原理
安全柵的主要功能就是限制安全場所的危險能量進(jìn)入危險場所,及限制送往危險場所的電壓和電流,下面具體分析兩種安全柵的工作原理:
齊納安全柵的穩(wěn)壓二極管限制了從非本安端傳到本安端的電壓,電阻限制了電流,快速熔斷器用于保護(hù)穩(wěn)壓二極管不被過大的電流燒壞。通過電路的限壓和限流,把傳輸?shù)轿kU區(qū)的能量限制在安全值之內(nèi)。它的特點是電路元器件少,故障率低,成本低,回路信號保真性好,但由于必須加限能電阻再加上智能變送器的采樣電阻,過大的電壓降低往往會導(dǎo)致回路供電不足,而且在工程中要可靠接地,否則會失去防爆安全保護(hù)功能。如下圖所示:
齊納管Z用于限制電壓。當(dāng)回路電壓接近安全限壓值時,齊納管導(dǎo)通,使齊納管兩端的電壓始終保持在安全限壓值以下。電阻R用于限制電流。當(dāng)電壓被限制后,適當(dāng)選擇電阻值,可將回路電流限制在安全限流值以下。
與齊納安全柵相比,隔離式安全柵除具有限壓與限流的作用之外,還帶有電流隔離的功能。隔離式安全柵以安全柵的電路作為本安電路,實現(xiàn)限流和限壓,并用脈沖變壓器或光電器件隔離本安電路與非本安電路,它容易實現(xiàn)信號一入兩出等分配功能,因為電源、輸入、輸出相互隔離,組成系統(tǒng)時不需要接地,信號*浮空,檢測和控制回路的信號穩(wěn)定性和抗干擾能力大大加強(qiáng),從而提高了整個系統(tǒng)的可靠性。如下圖所示:
其核心的電路為安全柵基本限能電路,隔離單元包括變壓器隔離組件、模頻轉(zhuǎn)換和頻模轉(zhuǎn)換電路,信號處理單元則根據(jù)各種隔離柵功能要求進(jìn)行信號處理。隔離柵通常由回路限能單元、電流隔離單元和信號處理單元三部分組成,其中回路限能單元為安全柵的核心部分。此外,輔助有用于驅(qū)動現(xiàn)場儀表的回路供電電路和用于儀表信號采集的檢測電路。信號處理單元則根據(jù)安全柵的功能要求進(jìn)行信號
技術(shù)頻道
嵌入式元件/連接器電源管理安防電子汽車電子EDA與制造消費電子工業(yè)電子模擬IC醫(yī)療電子測試測量通信2. 安全柵原理—分類
安全柵作為控制室的非本安設(shè)備與危險場所的本安設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)設(shè)備,是本安爆系統(tǒng)中的重要組成部分,安全柵按結(jié)構(gòu)分為齊納式安全柵和隔離式安全柵兩大類。
1)、齊納式安全柵
齊納式安全柵采用在電路回路中串聯(lián)快速熔斷絲、限流電阻和并聯(lián)限壓齊納二極管實現(xiàn)能量的限制,保證危險區(qū)儀表與安全區(qū)儀表信號連接時安全限能。它采用器件非常少、體積小、價格低,但也有一些致命的缺陷,使應(yīng)用范圍受到較大的限制。
2)、隔離式安全柵
隔離式安全柵采用了將輸入、輸出以及電源三方之間相互電氣隔離的電路結(jié)構(gòu),不但有限能功能,還有隔離功能,同時符合本安型限制能量的要求,它主要由回路限能單元、信號、電源隔離單元和信號處理單元組成。與齊納式安全相比,雖然價格較貴,但它性能上的突出優(yōu)點卻為用戶應(yīng)用帶來了更大的受益其基本功能框圖如下:
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(yōu)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(shè)計、施工安裝、調(diào)試及維護(hù)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(xiàn)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(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。
3. 安全柵原理—工作原理
安全柵的主要功能就是限制安全場所的危險能量進(jìn)入危險場所,及限制送往危險場所的電壓和電流,下面具體分析兩種安全柵的工作原理:
齊納安全柵的穩(wěn)壓二極管限制了從非本安端傳到本安端的電壓,電阻限制了電流,快速熔斷器用于保護(hù)穩(wěn)壓二極管不被過大的電流燒壞。通過電路的限壓和限流,把傳輸?shù)轿kU區(qū)的能量限制在安全值之內(nèi)。它的特點是電路元器件少,故障率低,成本低,回路信號保真性好,但由于必須加限能電阻再加上智能變送器的采樣電阻,過大的電壓降低往往會導(dǎo)致回路供電不足,而且在工程中要可靠接地,否則會失去防爆安全保護(hù)功能。如下圖所示:
齊納管Z用于限制電壓。當(dāng)回路電壓接近安全限壓值時,齊納管導(dǎo)通,使齊納管兩端的電壓始終保持在安全限壓值以下。電阻R用于限制電流。當(dāng)電壓被限制后,適當(dāng)選擇電阻值,可將回路電流限制在安全限流值以下。
與齊納安全柵相比,隔離式安全柵除具有限壓與限流的作用之外,還帶有電流隔離的功能。隔離式安全柵以安全柵的電路作為本安電路,實現(xiàn)限流和限壓,并用脈沖變壓器或光電器件隔離本安電路與非本安電路,它容易實現(xiàn)信號一入兩出等分配功能,因為電源、輸入、輸出相互隔離,組成系統(tǒng)時不需要接地,信號*浮空,檢測和控制回路的信號穩(wěn)定性和抗干擾能力大大加強(qiáng),從而提高了整個系統(tǒng)的可靠性。如下圖所示:
其核心的電路為安全柵基本限能電路,隔離單元包括變壓器隔離組件、模頻轉(zhuǎn)換和頻模轉(zhuǎn)換電路,信號處理單元則根據(jù)各種隔離柵功能要求進(jìn)行信號處理。隔離柵通常由回路限能單元、電流隔離單元和信號處理單元三部分組成,其中回路限能單元為安全柵的核心部分。此外,輔助有用于驅(qū)動現(xiàn)場儀表的回路供電電路和用于儀表信號采集的檢測電路。信號處理單元則根據(jù)安全柵的功能要求進(jìn)行信號處理。
1.安全柵—EEPW百科
2.智能化的模擬量隔離式安全柵
英國MTL安全柵-MTL5541AS為電流隔離柵,通道數(shù)量為1,HART變送器的4/20mA被動輸入。
安全柵-MTL5541AS的詳細(xì)資料:
英國MTL安全柵
英國MTL安全柵-MTL5541AS用于連接危險區(qū)單獨供電的4-20mA HART變送器,同是允許在4-20mA回路中的HART信號通訊。另外MTL安全柵-MTL5541AS安全側(cè)可以作為無源信號輸出。
系列在應(yīng)用層面是*能產(chǎn)品,而且操作簡單。采用技術(shù)生產(chǎn)制造,并得到很好的驗證。這些對比的屬性來源于進(jìn)展的MTL的專門技術(shù)在光電隔離器本質(zhì)安全方面的設(shè)計和制造以及MTL為達(dá)到所要求的分離和隔離電路在創(chuàng)新技術(shù)上的應(yīng)用。這個MTL5500(DIN-rail安裝)和MTL4500(底板安裝)建議共享一個共同的設(shè)計中,不同的只在機(jī)械安裝和連接方法。
數(shù)字量輸入安全柵
底板式安裝隔離柵 DIN導(dǎo)軌式隔離柵 通道數(shù)量 功能
故障安全固態(tài)輸出+線路故障檢測(LFD)報警
開關(guān)/接近開關(guān)輸入,反相+線路故障檢測(LFD)
開關(guān)/接近開關(guān)輸入、固態(tài)輸出
多功能開關(guān)/接近開關(guān)輸入、固態(tài)輸出
開關(guān)/接近開關(guān)輸入,c/o繼電器輸出
開關(guān)/接近開關(guān)輸入,固態(tài)輸出
開關(guān)/接近開關(guān)輸入,繼電器+線路故障檢測(LFD)
開關(guān)/接近開關(guān)輸入,繼電器+線路故障檢測(LFD)
開關(guān)/接近開關(guān)輸入,繼電器+線路故障檢測(LFD)輸出
開關(guān)/接近開關(guān)輸入,c/o繼電器+線路故障檢測(LFD)輸出
開關(guān)/接近開關(guān)輸入,繼電器+線路故障檢測(LFD)輸出
數(shù)字量輸出安全柵
底板式安裝隔離柵DIN導(dǎo)軌式隔離柵通道數(shù)量功能
回路供電電磁閥驅(qū)動隔離柵器,
回路供電電磁閥驅(qū)動隔離柵器,
回路供電電磁閥驅(qū)動隔離柵器,
帶線路故障檢測(LFD)的電磁閥驅(qū)動隔離器,
帶線路故障檢測(LFD)的回路供電電磁閥驅(qū)動隔離柵器,
帶反相線路故障檢測(LFD)的電磁閥驅(qū)動隔離柵器,
帶線路故障檢測(LFD)的電磁閥驅(qū)動隔離器,
開關(guān)輸入,電磁閥驅(qū)動隔離柵
開關(guān)輸入,電磁閥驅(qū)動隔離柵,24V超馳
開關(guān)輸入,電磁閥驅(qū)動隔離柵,低功率
開關(guān)輸出,繼電器
振動&脈沖隔離柵
底板式安裝隔離柵DIN導(dǎo)軌式隔離柵通道數(shù)量功能
振動探頭隔離柵
脈沖隔離器,數(shù)字或模擬輸出
振動探頭安全柵
模擬量輸入安全柵
底板式安裝隔離柵DIN導(dǎo)軌式隔離柵通道數(shù)量功能
線制變送器隔離柵
變送器中繼器,有源輸入
變送器中繼器,有源輸入,無源輸出
線制變送器隔離柵,無源輸出
線制變送器隔離柵
變送器中繼器,有源輸入
變送器中繼器,有源輸入,無源輸出
線制變送器隔離柵,無源輸出
線制變送器隔離柵,1入2出
模擬量輸出安全柵
底板式安裝隔離柵DIN導(dǎo)軌式隔離柵通道數(shù)量功能
智能隔離驅(qū)動+線路故障檢測(LFD)
智能隔離驅(qū)動+oc線路故障檢測(LFD)
智能隔離驅(qū)動+線路故障檢測(LFD)
智能隔離驅(qū)動+oc線路故障檢測(LFD)
火災(zāi)和煙霧安全柵
底板式安裝隔離柵DIN導(dǎo)軌式隔離柵通道數(shù)量功能
回路供電,用于火災(zāi)和煙霧報警器
溫度信號輸入安全柵
底板式安裝隔離柵DIN導(dǎo)軌式隔離柵通道數(shù)量功能
溫度隔離柵,熱電偶和熱電阻信號輸入
溫度隔離柵,熱電阻信號輸入
溫度隔離柵,熱電偶信號輸入
隔離柵
隔離柵
通用安全柵
底板式安裝隔離柵DIN導(dǎo)軌式隔離柵通道數(shù)量功能
虛擬模塊
非本安連接模塊