VDC:在DCS和PLC自控系统中，安全栅的的定义及作用

一、安全栅的定义

安全栅又称安全保持器。本安回路的安全接口，它能在安全区和危险区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。

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。黄色端接线通往安全区，蓝色端接线通往危险区。

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本安设备标志定义

其中：EX—防爆标志、—防爆等级、ⅡC—气体组别

防爆级别：EXⅡC

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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安装位置必须有非常可靠的接地系统，接地电阻必须小1Ω，否则便失去防爆安全保护性能，要求十分苛刻在实际工程应用中很难得到保证。

要求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。由于信号接地，直接降低信号抗干扰能力，影响系统稳定性。

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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。

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。隔离式安全栅不但有限能的功能，还有隔离功能。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。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。

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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。

检测端隔离式安全栅的工作原理

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。

操作端隔离式安全栅的工作原理

将调节器或操作器输出的4-20mADC信号隔离后再输出4-20mADC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位器使用。

三、隔离式安全栅的优点

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。

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。

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。

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。

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、热电阻、频率等信号，这是齐纳式安全栅所无法做到的。如开关量输入状态控制、mV、Pt100变为4～20mA等等。

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。

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。

因此，对比齐纳式和隔离式安全栅的特点和性能后可以看出，隔离式安全栅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、施工安装、调试及维护成本来考虑，其综合成本可能反而低于齐纳式安全栅。

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，隔离式安全栅已逐渐取代了齐纳式安全栅，在安全防爆领域得到了日益广泛的应用.

国内运用比较火的进口品牌有两个，英国的MTL和德国的P+F。国产的有南京优倍、上海辰竹和深圳万讯等。曾经，是进口品牌主导天下，一块齐纳安全栅都要接近1万人民币。当国内品牌崭露头角时，国外品牌价格迅速下降。工程价格甚至可以低至200元左右。国产品牌质量也是经得起考验的，也希望大家更多的支持国产品牌。

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