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倍加福安全柵KCD2-STC-EX1模擬量輸入導軌式工作原理

齊納安全柵的原理簡單、電路實現(xiàn)容易，價格低廉，但因由于其自身原理的缺陷使其應用中的可靠性受到很大影響，并限制了其應用范圍，其原因如下：

1．安裝位置必須有非常可靠的接地系統(tǒng)，并且該齊納式安全柵的接地電阻必須小于1Ω，否則便失去防爆安全保護性能，顯然這樣的要求是十分苛刻并在實際工程應用中難以保證。

2．要求來自危險區(qū)的現(xiàn)場儀表必須是隔離型，否則通過齊納式安全柵的接地端子與大地相接后信號無法正確傳送，并且由于信號接地，直接降低信號抗干擾能力，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。

3．齊納式安全柵對電源影響較大，同時也易因電源的波動而造成齊納式安全柵的損壞。

隔離式安全柵：

安全柵的主要功能就是限制安全場所的危險能量進入危險場所，及限制送往危險場所的電壓和電流。齊納管Z用于限制電壓。當回路電壓接近安全限壓值時，齊納管導通，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。當電壓被限制后，適當選擇電阻值，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，基本功能電路如圖2所示。回路限能單元為安全柵的核心部分。此外，輔助有用于驅動現(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安全柵的功能要求進行信號處理。

隔離式安全柵，基本有檢測端安全柵和操作端安全柵兩種類型。檢測端安全柵與兩線制變送器配套使用；操作端安全柵與電氣轉換器或電氣閥門配套使用。也有信號輸入等類型隔離式安全柵。

由于隔離式安全柵采用了限壓、限流、隔離等措施，不僅能防止危險能量從本安端子進入危險現(xiàn)場，提高系統(tǒng)的本安防爆性能，而且還增加了系統(tǒng)的抗干擾能力，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性。 24VDC 電源經DC-AC-DC變換后，輸出模塊電路所需要的多種電壓。

檢測端隔離式安全柵的原理是：模塊電路將通過本安能量限制電路輸入的電流或電壓信號轉變?yōu)?.2-1VDC后，送入模塊內進行采集、放大、運算和進行抗干擾處理后，再經變壓器調制成輸出隔離的電流和電壓信號，供后面的二次儀表或其它儀表使用。模塊還需輸出一個隔離的18.5∽28.5VDC電壓，通過本安能量限制電路做為供給兩線制變送器的工作電壓。本安能量限制電路能限制大電流或高電壓的危險信號竄入危險現(xiàn)場。

操作端隔離式安全柵的原理是：將調節(jié)器或操作器輸出的4-20mA DC信號隔離后再輸出4-20mA DC 的信號，通過本安能量限制電路供給電氣轉換器或現(xiàn)場的電氣閥門定位器使用

技術參數部分節(jié)選（僅供參考）：
單通道隔離屏障
24v DC電源(電源軌)
輸入2線SMART變送器和電流源
輸出為4 mA…20ma或1v…5伏
外殼寬度12.5 mm
至SIL 2 (SC 3) acc。IEC/ en61508

技術參數節(jié)選KCD2-STC-EX1
通用規(guī)范
信號類型模擬輸入
功能安全相關參數
安全完整性等級(SIL
系統(tǒng)能力(SC
供應
連接動力導軌或端子9+，10-
額定電壓19…30v dc
紋波≤10%
24v和20ma源模式輸出時額定電流≤45ma
功耗≤800mw
功耗≤1.1 W
輸入
連接側字段側
連接端子1+、2-;3 + 4 -
輸入信號4…20毫安限制到大約。26日馬
開路電壓/短路電流端子1+、2-:22v / 26ma
壓降端子3+，4-:約。5伏
可用電壓端子1+，2-:≥15v時，20ma;≥18v，電壓為4ma
輸出
連接端控制端
連接端子5-，6+
端子5-，8+為HART電阻
load 0…350 Ω(源模式)
輸出信號源模式:4…20ma或1…5v(內部電阻:250 Ω， 0.1%)
Sink mode: 4…20ma，工作電壓10…30 V
對于額外的內部或外部負載(例如端子+8)，必須考慮電壓降，例如250 Ω x 20 mA = 5 V。
紋波20毫伏均方根
傳輸特性
20°C(68°F)時的偏差
& lt;全量程的0.1%，包括非線性和滯后(源模式和匯模式4…20 mA)
≤±0.2%，包括非線性和滯后(源模式1…5 V)
環(huán)境溫度及溫度的影響;2 μ a / k(-20…70°c(-4…158°F));& lt;4 μ a / k(-40…-20°c(-40…-4°F))(源模式和匯模式4…20 ma)
& lt;0.5 mV/K(-20…70°c(-4…158°F));& lt;1 mV/K(-40…-20°c(-40…-4°F))(源模式1V)
頻率范圍場側進入控制側:帶寬帶0.5 Vpp信號0…3 kHz (-3 dB)
控制端進場端:帶寬帶0.5 Vpp信號0…3 kHz (-3 dB)
沉淀時間≤50ms
上升/下降時間≤10ms
電隔離
輸入/輸出基本絕緣符合IEC/EN 61010-1，額定絕緣電壓300 Veff
輸入/電源加強絕緣符合IEC/EN 61010-1，額定絕緣電壓300 Veff
輸出/電源基本絕緣符合IEC/EN 61010-1，額定絕緣電壓300 Veff
指標/設置
顯示元件led
控制元件dip開關
通過撥碼開關進行配置
正面貼標空間
指令一致
電磁兼容性
指令2014/30/ eu en 61326-1:2013(工業(yè)場所)
整合
電磁兼容性ne 21:2017
EN 61326 - 3 - 2:2018
防護等級iec 60529:2001
電擊防護ul 61010-1:2012
環(huán)境條件
環(huán)境溫度-40…70°c(-40…158°F)
機械規(guī)范
防護等級ip20
連接螺釘端子
質量約。100克
尺寸12.5 × 119 × 114毫米(0.5 × 4.7 × 4.5英寸)(寬×高×深)，外殼類型A2
安裝在35mm DIN安裝軌上。EN 60715:2001

倍加福安全柵KCD2-STC-EX1模擬量輸入導軌式工作原理