SFA-1504信号隔离器隔离式安全栅有较强的信号处理能力

蓝宇仪表

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3. SFA-1504信号隔离器安全防爆场所的两种应用解决方案
（1）从点对点接线到点对点接线（Point to Point）解决方案
即传统DCS/PLC/IO板卡+安全栅方案。这类本安防爆接口以隔离式和齐纳式安全栅为代表。应用特点是本安防爆现场仪表以点对点的接线方式通过电缆接至安全区控制柜内的安全栅，安全栅再以点对点的接线方式接至控制系统（DCS/PLC/IO板卡）的通用I/O卡。这是传统的本安防爆接口技术。
目前，在我国大部分企业生产过程底层的测控自动化系统中，仍采用这种点对点接线到点对点接线的方式。采用这种方式，生产现场各处的参数通过统一的模拟信号，如0-1MPa的气压信号，0-10mA、4-20mA的直流电流信号，1-5V直流电压信号等，送往集中控制室这一传统的控制系统体系结构。模拟信号变化缓慢，提高计算速度与精度的开销、难度都较大，信号传输的抗干扰能力也较差。点对点的连接，需要大量的电缆和接线端子，系统施工时要耗费大量的人力，且很难保证连接的可靠性。为数众多的连接点及故障诊断的困难，也给日后系统的检修及维护带来了很大的不便。隔离式安全栅 采用了将输入、输出以及电源三方之间相互电气隔离的电路结构，同时符合本安型限制能量的要求。与齐纳式安全相比，虽然价格较贵，但它性能上的突出优点却为用户应用带来了更大的受益： 由于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极大方便。 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。 由于信号线路无需共地，使得检测和控制回路信号的稳定性和抗干扰能力大大增强，从而提高了整个系统的可靠性。 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。 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。
 
（2）从点对点接线到总线（Point to Bus） 解决方案
即本安防爆远程分布式I/O方案，产品核心包括总线式隔离安全栅。其中极具代表性的是智允电子的ZY系列总线式隔离安全栅。见图所示：安全栅安装在隔爆的箱体内部，直接安装在Ex.Zone 1区，通过点对点电缆连接至Ex.Zone 0区的本安仪表。
 
SFA-1504信号隔离器其应用特点是：现场仪表仍可以采用传统4～20mA本安仪表，以点对点的接线方式接至分布式I/O既总线式隔离安全栅，安全栅不仅仅具有安全栅功能，为现场回路提供本质安全防爆，而且把现场点的仪表信号转换为MODBUS通讯协议的RS485信号。齐纳式安全栅对供电电源电压影响较大，电源电压的波动可能会引起齐纳二极管的电流泄漏，从而引起信号的误差或者发出错误电平，严重时会使快速保险丝烧断而永久损坏，按规定齐纳式安全栅内部齐纳管、限流电阻、保险丝整体浇封，一旦损坏无法修复
采用这种方案，
 一根双绞线可连接多台设备，从而减少导线数量，降低配线成本。
 由于采用数字式传输方式，可以处理高精度的信息，品质管理更加严密。
 由于实现了多重通信，可以传送现场仪表PV值、MV值以外的信息。
 现场仪表之间可以通信，实现了现场仪表的自律分散控制。
 由于确保了相互运用性，不同厂家的仪表可以组合。
 不限定厂家、机型，选择范围广，构成了最佳的系统。
 实现了仪表测量、电机、分析仪等各种系统的综合化。
 在仪表室可以对现场仪表进行部分调试、点检。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。
 多种诊断功能，为系统的维护带来了极大的方便。
因此可以给用户带来巨大的收益：
 大量节省用户I/O成本及工程材料成本；
 简化用户设计、施工工作，优化系统线路结构;
 提高系统的安全性可靠性；隔离式安全栅有许多保护功能电路，意外损坏的可能性较小，允许现场仪表带电检修，这样可缩短工程开车准备时间和减少停车时间。 隔离式安全栅有较强的信号处理能力。如开关量输入状态控制、mV、Pt100变为4～20mA等等。这样给现场仪表和控制系统的应用提供了更大的方便、合理和有效。 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。 回路供电隔离式安全栅既保持有源隔离式安全栅的优点，又有齐纳式安全栅一样的接线方便，不需要另外24V电源供电，特别适合配I/O卡直接供电的DCS系统。
从以上的特点可以看出，应用现场总线构成全新系统成为解决传统控制系统诸多缺陷的一个最佳的选择。这一结论，从目前众多的现场总线应用实例中能够得到很好的验证。全面采用现场总线技术已是大势所趋。

SFA-1504信号隔离器齐纳式安全栅对供电电源电压影响较大，电源电压的波动可能会引起齐纳二极管的电流泄漏，从而引起信号的误差或者发出错误电平，严重时会使快速保险丝烧断而永久损坏，按规定齐纳式安全栅内部齐纳管、限流电阻、保险丝整体浇封，一旦损坏无法修复结构形式 齐纳式安全栅 电路中采用快速熔断器、限流电阻或限压二极管以对输入的电能量进行限制，从而保证输出到危险区的能量。 安装位置必须有非常可靠的接地系统，显然这样的要求是十分的苛刻并在实际工程应用中难以保证。 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。 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。