安全栅的作用

为什么在进入PLC的输入信号前加上安全栅，就可以起到防爆的作用~

安全栅应用在本安防爆系统的设计中，它是安装于安全场所并含有本安电路和非本安电路的装置，电路中通过限流和限压电路限制了送往现场本安回路的能量，从而防止非本安电路的危险能量串入本安电路，是本安系统的重要组成部分。
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（非本质安全）和危险区（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。一般安全栅有齐纳式和隔离式。
本安型安全栅应用在本安防爆系统的设计中，它是安装于安全场所并含有本安电路和非本安电路的装置，电路中通过限流和限压电路限制了送往现场本安回路的能量，从而防止非本安电路的危险能量串入本安电路，它在本安防爆系统中称为关联设备，是本安系统的重要组成部分。
本安防爆系统关联设备，是指安装在安全场所，本安电气设备与非本安电气设备之间的相连的电气设备。

1）隔离式安全栅最主要的作用是与现场本安仪表组成本安防爆系统
2）同时隔离式安全栅可以提高系统的抗干扰能力，提高系统的稳定性
3）通过隔离式安全栅以后，当某一路仪表出现问题后不会影响其他仪表及整个系统的正常运行
隔离式安全栅是由齐纳式安全栅发展而来。隔离式安全栅无一例外的包含了齐纳式安全栅的限压限流部分。隔离式安全栅在齐纳式安全栅的基础上增加了前后级隔离，使得故障情况下共模部分的能量不需要通过大地来吸收（因为隔离式安全栅前后级呈高阻态）。因此这里的隔离式安全栅原理没有介绍齐纳式安全栅部分（齐纳式安全栅的工作原理，朋友们可以通过浏览怡贝官网查询）。隔离式安全栅主要通过以下几种方式实现。
第一、光电隔离。使用光电耦合元件作为前后级隔离的方式称为光电隔离，主要有几种情况会用到光电隔离。一，开关量信号安全栅的隔离一般使用光电耦合，开关信号经过采用整形后，可以很好的利用光电耦合方式进行隔离。二，通信信号（数字信号）安全栅可以采用光电隔离，通信信号一般用0、1来表示，即高低电平，可以利用光电耦合进行隔离。三、频率信号安全栅采用光电隔离。四、智能型安全栅可以采用光电隔离。智能型安全栅对现场物理量进行采样后采用PWM方式输出，此PWM信号一般通过光电耦合进行本安侧与非本安侧的隔离。五、早期有些国外品牌的模拟量信号也通过光电隔离，具体做法是将电压信号通过V/F电路转换成频率信号，再通过光电耦合元件传递到另一侧，再通过F/V及V/I电路转换成需要电压信号，或者电流信号。不过此种方式由于受环境电磁干扰影响太大，渐渐被弃用。总之安全栅中有很多类型是用到光电隔离的，但是在光电隔离元件时一定要考虑到频率范围，及过流过压保护。
第二、磁电隔离。利用电磁效应，采用变压器隔离的电路称为磁电隔离。一般安全栅的
电压部分均采用磁电隔离。隔离式安全栅内的电压隔离电路与普通的DC/DC电路有一定区别。在作为安全栅隔离元件使用的变压器，一定需要注意到本安与分本安侧的物理距离。本安与非本安侧不能跨接去耦电容。反馈电路的设计也需要考虑到与本安侧的隔离。
第三、磁电耦合+调制解调方式隔离。传递模拟量信号，一般将模拟量信号调制，叠加在
变压器原边的震荡电路上。经过变压器隔离后，通过电路将此信号解调出来。用磁电隔离，调制解调技术的模拟量信号安全栅具有精度高，抗干扰能力强，温飘小等特点。

接在本质全电路和非本质安全电路之间。将供给本质安全电路的电压或电流限制在一定安全范围内
安全栅的主要功能为限流限压，保证现场仪表可得到的能量在安全范围内。

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。

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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、电路实现容易，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：

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（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，输出模块电路所需要的多种电压。

（1）检测端隔离式安全栅的原理

模块电路将通过本安能量限制电路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，通过本安能量限制电路做为供给两线制变送器的工作电压。本安能量限制电路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，通过本安能量限制电路供给电气转换器或现场的电气阀门定

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陆炒泰亚： 接在本质全电路和非本质安全电路之间.将供给本质安全电路的电压或电流限制在一定安全范围内 安全栅的主要功能为限流限压,保证现场仪表可得到的能量在安全范围内.

黎平县18074309798： 安全栅(电路装置) - 搜狗百科？
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黎平县18074309798： 安全栅的主要功能有哪些 - ？
陆炒泰亚： 最主要的是限制能量. 其次是信号隔离,信号转换,信号变送 等.

黎平县18074309798： 请教安全栅和DCS机柜的作用 - ？
陆炒泰亚： DCS和现场中间使用安全栅是由于现场安全防护的要求.安全栅配合本质安全仪表构成安全回路,这样现场故障情况下也不会造成爆炸.但是如果现场仪表是防爆(隔爆)表,就不需要安全栅勒. 如果现场不是防爆区,那么防暴就不需要了,安全栅也就不需要了.慢慢学吧,在工作中多多留意多多请教,会成为高手的.

黎平县18074309798： 请问安全栅的作用是什么,现场应用有几种类型?？
陆炒泰亚： 限能,所选仪表需要本安的,否则可能驱动不了,达不到工作电源.

黎平县18074309798： 什么 是安全栅 - ？
陆炒泰亚： 安全栅是本质安全型防爆仪器仪表的关联设备,在正常情况下不影响测量系统的功能.它设置在安全场所的一侧,当本安防爆系统发生故障时,能将窜入危险场所的能量(电能)限制在安全值以内,从而保证现场生产安全.

黎平县18074309798： 请问一下dcs机柜中的安全栅和继电器具体的作用.谢谢了~ - ？
陆炒泰亚： DCS中: 安全栅的主要作用为限流限压,保证现场仪表供电和通讯都在在安全范围内. 继电器的主要作用是隔离交流电压,即24VDC和220VAC隔离. 以上两个东西都是为了保护DCS卡件,防止过压过流情况发生(比如交流传入了直流系统中)造成仪表和DCS卡件烧毁.

黎平县18074309798： 请问安全栅用在什么地方啊,有几种啊? - ？
陆炒泰亚： 安全栅用在本安回路中,为本安防爆方式必不可少的元件.本安防爆方式是唯一可以用在危险0区的防爆方法.若现场使用本安型仪表,则必须使用安全栅.通常安装在控制室内 PLC/DCS 的I/O之前.通过限制进入现场的能量避免火花产生,从...