安全栅基础知识

1、P+FP+F安全栅的基础知识安全栅的基础知识仪表四车间仪表四车间 陈高科陈高科 P+FP+F安全栅的基础知识安全栅的基础知识1.安全栅的定义安全栅的定义 2.齐纳式安全栅齐纳式安全栅3.隔离式安全栅隔离式安全栅4.常用隔离式安全栅的接线常用隔离式安全栅的接线5.温变式安全栅的组态温变式安全栅的组态6.安全栅的常见故障及处理方法安全栅的常见故障及处理方法主要主要内容内容安全栅定义安全栅定义定义定义 限制回路电能限制回路电能量，从而实现本量，从而实现本质安全防爆功能质安全防爆功能的回路限能关联的回路限能关联设备设备，通常被称通常被称为安全栅。为安全栅。安装安装 安装位置：安装位置：安全栅安装于安安

2、全栅安装于安全场所，接收来全场所，接收来自危险区的信号自危险区的信号, ,输出安全信号到输出安全信号到安全区或危险区。安全区或危险区。定义定义 限制回路电能限制回路电能量，从而实现本量，从而实现本质安全防爆功能质安全防爆功能的回路限能关联的回路限能关联设备设备，通常被称通常被称为安全栅。为安全栅。安装安装安装位置：安全安装位置：安全栅安装于安全场栅安装于安全场所，接收来自危所，接收来自危险区的信号险区的信号, ,输输出安全信号到安出安全信号到安全区或危险区。全区或危险区。结构结构 安全栅的结安全栅的结构形式：常见的构形式：常见的分为齐纳式和隔分为齐纳式和隔离式安全栅离式安全栅。定义定义齐纳安全

3、栅齐纳安全栅 定义定义电路中采用快速熔电路中采用快速熔断器、限流电阻或断器、限流电阻或限压二极管以对输限压二极管以对输入的电能量进行限入的电能量进行限制，从而保证输出制，从而保证输出到危险区的能量。到危险区的能量。齐纳式安全栅特点齐纳式安全栅特点1原理简单，电路实现容易原理简单，电路实现容易2价格低廉价格低廉3可靠性不高可靠性不高4应用范围窄应用范围窄齐纳式安全栅安装要求齐纳式安全栅安装要求要求一：要求一： 必须有非常可靠的接地系统，并且齐纳式安全栅的必须有非常可靠的接地系统，并且齐纳式安全栅的接地电阻必须小于接地电阻必须小于1 1欧姆欧姆，否则便失去防爆安全保护性能，否则便失去防爆安全保护性

4、能，显然这样的要求是十分苛刻并在实际工程应用显然这样的要求是十分苛刻并在实际工程应用 中难以保中难以保证证。要求二：要求二： 来自危险区的现场仪表必须是隔离型，否则通过齐来自危险区的现场仪表必须是隔离型，否则通过齐纳式安全栅的接地端子与大地相接后信号无法正确传送，纳式安全栅的接地端子与大地相接后信号无法正确传送，并且由于信号接地，直接降低信号抗干扰能力，影响系并且由于信号接地，直接降低信号抗干扰能力，影响系统稳定性。统稳定性。齐纳式安全栅安装要求齐纳式安全栅安装要求要求三：要求三： 齐纳式安全栅对电源影响较大，同时也易因电源的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

5、损坏波动而造成齐纳式安全栅的损坏，因此使用齐纳式安全，因此使用齐纳式安全栅的场所对电源的稳定性要求较高栅的场所对电源的稳定性要求较高。要求四：要求四： 由于齐纳式安全栅的电路原理需要吸收输入回路的由于齐纳式安全栅的电路原理需要吸收输入回路的能量，所以易造成输出不稳定。能量，所以易造成输出不稳定。定义定义隔离式安全栅隔离式安全栅 定义定义 带有电流隔离带有电流隔离功能的安全栅，称功能的安全栅，称为隔离式安全栅，为隔离式安全栅，简称隔离栅。简称隔离栅。定义定义隔离式安全栅隔离式安全栅结构组成结构组成通常由回路限能单元、电流隔离单元、信号处理单元通常由回路限能单元、电流隔离单元、信号处理单元回路限能

6、单元中最核心的电路为安全栅基本限能电路，辅助有用于回路限能单元中最核心的电路为安全栅基本限能电路，辅助有用于驱动现场仪表的回路供电电路和用于仪表信号采集的检测电路。驱动现场仪表的回路供电电路和用于仪表信号采集的检测电路。电流隔离单元包括变压器隔离组件、模频转换和频模转换电路。电流隔离单元包括变压器隔离组件、模频转换和频模转换电路。信号处理单元则根据各品种隔离栅的功能要求实施信号处理。信号处理单元则根据各品种隔离栅的功能要求实施信号处理。隔离式安全栅原理隔离式安全栅原理 危险场危险场所电路所电路认证的认证的变压器变压器认证的元件认证的元件能量限制能量限制安全场所安全场所接线端接线端危险场危险场

7、所接所接线端线端电源电源安安全全隔隔离离安全场安全场所电路所电路隔离式安全栅接线隔离式安全栅接线KFD2-STC4-Ex1KFD2-STC4-Ex1接线接线隔离式安全栅的供电隔离式安全栅的供电专用电源卡导轨供电专用电源卡导轨供电14、15号接线端子供电号接线端子供电安全供电方式安全供电方式隔离式安全栅特点隔离式安全栅特点1价格较贵价格较贵2性能突出性能突出3用途广泛用途广泛隔离式安全栅使用性能隔离式安全栅使用性能特点一：特点一： 采用了三方隔离方式，因此无需系统接地线路，给采用了三方隔离方式，因此无需系统接地线路，给设计及现场施工带来设计及现场施工带来 极大方便。极大方便。特点二：特点二： 对

8、危险区的仪表要求大幅度降低，现场无需采用隔对危险区的仪表要求大幅度降低，现场无需采用隔离式的仪表。离式的仪表。特点三：特点三： 信号线路无需共地，使得检测和控制回路信号的稳信号线路无需共地，使得检测和控制回路信号的稳定性和抗干扰能力大定性和抗干扰能力大 大增强，从而提高了整个系统的可大增强，从而提高了整个系统的可靠性。靠性。 隔离式安全栅使用特点隔离式安全栅使用特点特点四：特点四： 隔离式安全栅具备更强的输入信号处理能力，能够隔离式安全栅具备更强的输入信号处理能力，能够接受并处理热电偶、热电接受并处理热电偶、热电 阻、频率等信号，这是齐纳式阻、频率等信号，这是齐纳式安全栅所无法做到的。安全栅所

9、无法做到的。 特点五：特点五： 隔离式安全栅可输出两路相互隔离的信号，以提供隔离式安全栅可输出两路相互隔离的信号，以提供给使用同一信号源的两台设备使用，并保证两设备信号给使用同一信号源的两台设备使用，并保证两设备信号不互相干扰，同时提高所连接设备相互之间的电气安全不互相干扰，同时提高所连接设备相互之间的电气安全绝缘性能。绝缘性能。隔离式安全栅与齐纳式安全栅性能比较隔离式安全栅与齐纳式安全栅性能比较1 1、隔离式安全栅隔离式安全栅 有着突出的优点和更为广泛用途，有着突出的优点和更为广泛用途，虽然其价格略高于齐纳式安全栅，但从设计、施虽然其价格略高于齐纳式安全栅，但从设计、施工安装、调试及维护成本

10、来考虑，工安装、调试及维护成本来考虑， 其综合成本可其综合成本可能反而低于齐纳式安全栅。能反而低于齐纳式安全栅。2 2、在要求较高的工程现场几乎无一例外地采用了在要求较高的工程现场几乎无一例外地采用了隔离式安全栅作为主要本安防爆仪表，隔离式安全栅作为主要本安防爆仪表， 隔离式安隔离式安全栅已逐渐取代了齐纳全栅已逐渐取代了齐纳 式安全栅，在安全防爆领式安全栅，在安全防爆领域得到了日益广泛的应用。域得到了日益广泛的应用。P+FP+F安全栅的组态安全栅的组态 P+FP+F安全栅安全栅的组态主要指对的组态主要指对温变式安全栅的温变式安全栅的组态，下面我们组态，下面我们大概了解一下，大概了解一下，温变式

11、安全栅组温变式安全栅组态软件的安装与态软件的安装与组态组态操作操作。P+FP+F安全栅（温度）组态步骤安全栅（温度）组态步骤安装软件安装软件 插入光盘，光盘插入光盘，光盘自动运行出现下面的自动运行出现下面的画面，共有画面，共有1313个安装个安装项。点击每一项右侧项。点击每一项右侧会有安装提示，根据会有安装提示，根据说明安装自己需要的说明安装自己需要的软件。软件。注意：一般情况下，只需要安装注意：一般情况下，只需要安装第一项，第二项和第四项即可。第一项，第二项和第四项即可。P+FP+F安全栅（温度）组态步骤安全栅（温度）组态步骤设备组态设备组态 第一步，将第一步，将 K-ADP-USB K-A

12、DP-USB 电缆插入电缆插入 计算机计算机COMCOM口后，在系统的口后，在系统的“设备管理器设备管理器”中会显示中会显示”K-ADP-K-ADP-USB-P2P”,USB-P2P”,如下图。如下图。 P+FP+F安全栅（温度）组态步骤安全栅（温度）组态步骤第二步：打开第二步：打开 pactware 4.1 pactware 4.1 软件，点击软件，点击 Device Device 菜单中添菜单中添加设备加设备(Add device)(Add device)，选择，选择“P2P RS232 FDT”“P2P RS232 FDT”点点OKOK，添加这根数据线。添加这根数据线。 P+FP+F安全

13、栅（温度）组态步骤安全栅（温度）组态步骤第三步第三步: :再次点击再次点击“Device”“Device”菜单，添加菜单，添加”HiD2081”HiD2081或或KFKF* *-UT2-UT2-* *FDT”FDT”设备，即添加所需组态的安全栅。设备，即添加所需组态的安全栅。P+FP+F安全栅（温度）组态步骤安全栅（温度）组态步骤第四步第四步: :右键点击右键点击“P2P RS232 FDT”“P2P RS232 FDT”的的“参数参数(Parameter)”(Parameter)”选项，选项，communication portcommunication port设置为设置为C COMOM1

14、 1。P+FP+F安全栅（温度）组态步骤安全栅（温度）组态步骤第五步第五步: :建立连接电脑与通讯电缆的连接，建立连接电脑与通讯电缆的连接， 右键点击右键点击“P2P RS232 FDT”“P2P RS232 FDT”的的“Connect”“Connect”选项。选项。第六步第六步: :建立通讯电缆与设备的连接，右键点击建立通讯电缆与设备的连接，右键点击“HiD2081“HiD2081或或KFKF* *-UT2-UT2-* *FDT”FDT”的的“Connect”“Connect”选项。选项。P+FP+F安全栅（温度）组态步骤安全栅（温度）组态步骤第七步第七步: :计算机、通讯电缆计算机、通讯

15、电缆与设备连接成功后与设备连接成功后( (通讯电通讯电缆的缆的RXRX、TXTX灯同时闪烁灯同时闪烁), ),右键点击右键点击KFKF* *-UT2-UT2-* *FDTFDT的的“load from device”“load from device”选项，选项，将将 所连接设备的参数上传所连接设备的参数上传至计算机。至计算机。第八步第八步: :右键点击右键点击KFKF* *-UT2-UT2-* *FDTFDT的的“Parameter ”“Parameter ”选项，选项，进入设备参数编辑画面进入设备参数编辑画面, ,如如右图所示右图所示。P+FP+F安全栅（温度）组态步骤安全栅（温度）组态步

16、骤第九步第九步：设定设定InputInput（输入）参数。（输入）参数。输入设定时需要注意的几个问题：输入设定时需要注意的几个问题：一、一、热电阻输入，需要选择电阻的输入线制，主要是热电阻输入，需要选择电阻的输入线制，主要是 2 2 线制、线制、3 3 线制还是线制还是 4 4 线制。如果选择线制。如果选择 2 2 线制热电阻，则可在线制热电阻，则可在“lead “lead resistance”resistance”对话框中输入线电阻阻值，从而减少线电阻对温对话框中输入线电阻阻值，从而减少线电阻对温度测量的影响。度测量的影响。二、二、热电偶输入，需要选择是热电偶输入，需要选择是“外部补偿外部

17、补偿”还是还是“冷端温度冷端温度补偿补偿”。如果选择外部补偿，可将室温输入到。如果选择外部补偿，可将室温输入到“Ext.Ref.Temp”“Ext.Ref.Temp”外部参考温度对话框中，从而减小室温的影响。如选则内部外部参考温度对话框中，从而减小室温的影响。如选则内部补偿，则需使用补偿，则需使用 K-CJC K-CJC 补偿端子。补偿端子。三、三、在对任何选项进行改动后，都要按回车键进行确认，才在对任何选项进行改动后，都要按回车键进行确认，才能改变所选项。能改变所选项。 P+FP+F安全栅（温度）组态步骤安全栅（温度）组态步骤第十步第十步：设定设定OutputOutput输出参数。输出参数。

18、输入设定时需要注意的几个问题：输入设定时需要注意的几个问题：一、温度量程下限输入到一、温度量程下限输入到“start value”start value”对话框中，量程上限对话框中，量程上限输入到输入到“end value”end value”对话框中。对话框中。二、在二、在“Charachteristic”Charachteristic”中可选择输出的模式，一般推荐选中可选择输出的模式，一般推荐选择择“4-20mA NE43”,4-20mA NE43”,便于对线路进行监测。便于对线路进行监测。三、在三、在“error indication”error indication”中可设定现场回路断

19、路中可设定现场回路断路/ /短路状态下，短路状态下，模块输出的电流值。模块输出的电流值。“upscale”upscale”表示跑大，表示跑大，“downscale”downscale”表表示跑小。示跑小。三、如使用的是三、如使用的是 KFD2-UT2-(EX)1, KFD2-UT2-(EX)1, 则在则在“Analog input”Analog input”项中项中选选“Input 1”Input 1”。输入设定时需要注意的几个问题：输入设定时需要注意的几个问题：四、如使用的是四、如使用的是 KFD2-UT2-(EX)2KFD2-UT2-(EX)2，则：，则： 实现双通道功能，实现双通道功能，“Analog Output 1”Analog Output 1”中的中的“Analog Analog Input”Input”选选“input 1”input 1”；“Analog output 2”Analog output 2”中中“Analog input”Analo