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-------石化冶金自动化生产过程的安全卫士
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一、本安型安全栅介绍
本安型安全栅是运用于需要本安防爆的系统中,它将现场本安仪表与控制(试验)室之间进行有效限能或隔离(如下图)。防止和限制非本安设备的危险能量串入本安设备造成危害,是安装在控制(试验)室一侧,是本安系统中间的重要组成部分。
该设备是属于国家强检范围,它的电路设计和结构设计必须通过国家防爆安全监督站的检定,所以每台安全栅都应该注明批准号,使用未鉴定的安全栅会带来极大的安全隐患。 |
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二、MSB隔离式安全栅
该安全栅的核心技术是在本安限制的同时, 将输入、输出以及电源三个物理量之间互相电气隔离。与齐纳式安全栅相比,加强其自身内部电路的安全性,各信号之间没有共地(浮地结构)。虽然价格略高,但各方面的突出优点却为应用带来了更大受益。
1.由于无需系统共地和接地处理,给设计及现场施工带来极大方便。减少了地线汇流条;。
2.对于现场使用的仪表不一定需要隔离要求;
3.由于信号无需共地,就不会出现各路信号之间的干扰和接地电阻以及串扰,从而提高了测量精度,系统稳定性和抗干扰能力,提高了整个系统的可靠性;
4.具备输入信号处理能力,增加了相应的电路,可以直接处理热电偶、热电阻、频率等现场信号,将信号输入与隔离功能合为一体,这是齐纳式安全栅所无法做到的。
5.还可以起到信号分配器的作用,一路输入可以分为两路相互隔离的输出信号,同时提供给两台设备使用,它们互相隔离,不影响前端(上流)设备的输出阻抗和带载能力,保证了上下游设备的安全。
三、MSB重复式(齐纳式)安全栅:
该安全栅是通过当非本安端的电流突然增加,引起各的二极管(DZ1)产生雪崩效应,在其上的压降上升,使三极管的基极(Q1)失去维持正常工作的电位,从而使开关管(Q2)切断与本安端的回路连接。达到限能的作用,故称为齐纳式。当电流恢复正常时,齐纳管又恢复正常管压降时,调整管和开关管恢复正常工作,故又称为重复式。

结构原理图
由于原理简单、电路实现容易,价格低廉,受到广泛使用。但它的功能比较单一,主要是配电型,所以在应用上有比较多的限制和电路本身的不安全性。
1、要求来自危险区的现场仪表必须是隔离型,因为它自身没有其功能;
2、对供电电压要求非常大,因为电源电压的波动会引起齐纳二极管的电流泄漏,引起误动作,和误差,甚至会造成安全栅的损坏。
该种安全栅自身不需要电源,它只是一个能量变化量的传感器,当输入能量超过一定量时,进而控制本安端与非本安端的连通开关。所以它的信号损失小,同时线性度好,灵敏性好。同时,它也不需要快速熔断器,只是瞬时切断输入输出通道,所以它可以自动恢复并重复使用。
四、比较
对比二种安全栅,可以发现,隔离式安全栅有着突出的优点和更多的功能,所以运用更为广泛。虽然其价格略高于重复式安全栅,但从设计、施工安装、调试及维护总体成本来考虑,一定是低于重复式安全栅。目前大量的石化行业,DCS系统几乎无一例外地采用了隔离式安全栅作为现场信号测量的一部分,隔离式安全栅已逐渐取代了重复式安全栅,在本安防爆领域得到了日益广泛的应用。
MSB隔离式安全栅,采用符合国家防爆要求的图路设计和外壳结构设计,运用表面贴装(SMT)工艺,整机结构紧凑,精度高(±0.2%F.S),温漂小(±200ppm/℃)。采用电磁隔离技术,输入/输出/电源三者之间完全隔离,极大地提高了系统的可靠性。
MSB系列隔离式安全栅体积小,重量轻,外形精巧美观;采用标准DIN35mm外形尺寸,DIN导轨卡装结合底座螺栓接线的安装方式,并可带电插拔与更换,装卸方便,极大地提高了系统的可维护性。
随着石油、化工、冶金等工业的迅速发展,生产安全已引起社会各界的普遍重视。特别是由于生产规模的不断扩大和自动化程度的不断提高,对本质安全的需求更为普遍。同时,随着DCS的广泛运用,对现场数据的处理和隔离是必须的,使用隔离式安全栅是保证现场本安、DCS系统安全和降低系统成本(将DCS测量点转移到安全栅)的一个有效解决方案。
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