MTL安全柵-MTL5541AS工作原理

MTL安全柵-MTL5541AS工作原理：

1. 安全柵原理—簡介

　　安全柵一般出現在本安系統中，首先介紹一個電氣知識，本質安全是系統防爆技術，指通過設計等手段使生產設備或生產系統本身具有安全性，即使在誤操作或發生故障的情況下也不會造成事故的功能。而安全柵是本安防爆系統中常用的關聯設備。

　　安全柵是介于現場設備和控制室之間的一個回路限制能量的電路，如下圖所示。其基本功能有兩個：第一使危險場所的本安設備能正常工作;第二用來把控制室供給現場儀表的電能量限制在既不能產生足以引爆危險氣體的火花的范圍，又不能產生足以引爆危險氣體的儀表表面溫度的范圍，即使本安設備自身發生故障，只要安全柵的限流限壓電路工作正常，也不會產生任何足以引燃爆炸環境的火花或表面溫度。因此無論安全場所的控制室設備還是危險場所的本安設備發生故障，整個系統在電路上都會處于本質上的安全狀態，不會產生爆炸。

　　由于安全柵被設計為介于現場設備與控制室設備之間的一個限制能量的接口，因此無論控制室設備處于正常或故障狀態，安全柵都能確保通過它傳送給現場設備的能量是本質安全的。

2. 安全柵原理—分類

　　安全柵作為控制室的非本安設備與危險場所的本安設備之間的關聯設備，是本安爆系統中的重要組成部分，安全柵按結構分為齊納式安全柵和隔離式安全柵兩大類。

　　1)、齊納式安全柵

　　齊納式安全柵采用在電路回路中串聯快速熔斷絲、限流電阻和并聯限壓齊納二極管實現能量的限制，保證危險區儀表與安全區儀表信號連接時安全限能。它采用器件非常少、體積小、價格低，但也有一些致命的缺陷，使應用范圍受到較大的限制。

　　2)、隔離式安全柵

　　隔離式安全柵采用了將輸入、輸出以及電源三方之間相互電氣隔離的電路結構，不但有限能功能，還有隔離功能，同時符合本安型限制能量的要求，它主要由回路限能單元、信號、電源隔離單元和信號處理單元組成。與齊納式安全相比，雖然價格較貴，但它性能上的突出優點卻為用戶應用帶來了更大的受益其基本功能框圖如下：

　　對比齊納式和隔離式安全柵的特點和性能后可以看出，隔離式安全柵有著突出的優點和更為廣泛用途，雖然其價格略高于齊納式安全柵，但從設計、施工安裝、調試及維護成本來考慮，其綜合成本可能反而低于齊納式安全柵。在要求較高的工程現場幾乎無一例外地采用了隔離式安全柵作為主要本安防爆儀表，隔離式安全柵已逐漸取代了齊納式安全柵，在安全防爆領域得到了日益廣泛的應用。

3. 安全柵原理—工作原理

　　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，下面具體分析兩種安全柵的工作原理：

　　齊納安全柵的穩壓二極管限制了從非本安端傳到本安端的電壓，電阻限制了電流，快速熔斷器用于保護穩壓二極管不被過大的電流燒壞。通過電路的限壓和限流，把傳輸到危險區的能量限制在安全值之內。它的特點是電路元器件少，故障率低，成本低，回路信號保真性好，但由于必須加限能電阻再加上智能變送器的采樣電阻，過大的電壓降低往往會導致回路供電不足，而且在工程中要可靠接地，否則會失去防爆安全保護功能。如下圖所示：

　　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。隔離式安全柵以安全柵的電路作為本安電路，實現限流和限壓，并用脈沖變壓器或光電器件隔離本安電路與非本安電路，它容易實現信號一入兩出等分配功能，因為電源、輸入、輸出相互隔離，組成系統時不需要接地，信號*浮空，檢測和控制回路的信號穩定性和抗干擾能力大大加強，從而提高了整個系統的可靠性。如下圖所示：

　　其核心的電路為安全柵基本限能電路，隔離單元包括變壓器隔離組件、模頻轉換和頻模轉換電路，信號處理單元則根據各種隔離柵功能要求進行信號處理。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，其中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

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　　安全柵作為控制室的非本安設備與危險場所的本安設備之間的關聯設備，是本安爆系統中的重要組成部分，安全柵按結構分為齊納式安全柵和隔離式安全柵兩大類。

　　1)、齊納式安全柵

　　齊納式安全柵采用在電路回路中串聯快速熔斷絲、限流電阻和并聯限壓齊納二極管實現能量的限制，保證危險區儀表與安全區儀表信號連接時安全限能。它采用器件非常少、體積小、價格低，但也有一些致命的缺陷，使應用范圍受到較大的限制。

　　2)、隔離式安全柵

　　隔離式安全柵采用了將輸入、輸出以及電源三方之間相互電氣隔離的電路結構，不但有限能功能，還有隔離功能，同時符合本安型限制能量的要求，它主要由回路限能單元、信號、電源隔離單元和信號處理單元組成。與齊納式安全相比，雖然價格較貴，但它性能上的突出優點卻為用戶應用帶來了更大的受益其基本功能框圖如下：

　　對比齊納式和隔離式安全柵的特點和性能后可以看出，隔離式安全柵有著突出的優點和更為廣泛用途，雖然其價格略高于齊納式安全柵，但從設計、施工安裝、調試及維護成本來考慮，其綜合成本可能反而低于齊納式安全柵。在要求較高的工程現場幾乎無一例外地采用了隔離式安全柵作為主要本安防爆儀表，隔離式安全柵已逐漸取代了齊納式安全柵，在安全防爆領域得到了日益廣泛的應用。

3. 安全柵原理—工作原理

　　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，下面具體分析兩種安全柵的工作原理：

　　齊納安全柵的穩壓二極管限制了從非本安端傳到本安端的電壓，電阻限制了電流，快速熔斷器用于保護穩壓二極管不被過大的電流燒壞。通過電路的限壓和限流，把傳輸到危險區的能量限制在安全值之內。它的特點是電路元器件少，故障率低，成本低，回路信號保真性好，但由于必須加限能電阻再加上智能變送器的采樣電阻，過大的電壓降低往往會導致回路供電不足，而且在工程中要可靠接地，否則會失去防爆安全保護功能。如下圖所示：

　　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。隔離式安全柵以安全柵的電路作為本安電路，實現限流和限壓，并用脈沖變壓器或光電器件隔離本安電路與非本安電路，它容易實現信號一入兩出等分配功能，因為電源、輸入、輸出相互隔離，組成系統時不需要接地，信號*浮空，檢測和控制回路的信號穩定性和抗干擾能力大大加強，從而提高了整個系統的可靠性。如下圖所示：

　　其核心的電路為安全柵基本限能電路，隔離單元包括變壓器隔離組件、模頻轉換和頻模轉換電路，信號處理單元則根據各種隔離柵功能要求進行信號處理。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，其中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。

　　1.安全柵—EEPW百科

　　2.智能化的模擬量隔離式安全柵

英國MTL安全柵-MTL5541AS為電流隔離柵，通道數量為1，HART變送器的4/20mA被動輸入。

　　安全柵-MTL5541AS的詳細資料：

　　英國MTL安全柵

　　英國MTL安全柵-MTL5541AS用于連接危險區單獨供電的4-20mA HART變送器，同是允許在4-20mA回路中的HART信號通訊。另外MTL安全柵-MTL5541AS安全側可以作為無源信號輸出。

　　系列在應用層面是*能產品，而且操作簡單。采用技術生產制造，并得到很好的驗證。這些對比的屬性來源于進展的MTL的專門技術在光電隔離器本質安全方面的設計和制造以及MTL為達到所要求的分離和隔離電路在創新技術上的應用。這個MTL5500(DIN-rail安裝)和MTL4500(底板安裝)建議共享一個共同的設計中,不同的只在機械安裝和連接方法。

　　數字量輸入安全柵

　　底板式安裝隔離柵 DIN導軌式隔離柵 通道數量 功能

　　故障安全固態輸出+線路故障檢測（LFD）報警

　　開關/接近開關輸入，反相+線路故障檢測（LFD）

　　開關/接近開關輸入、固態輸出

　　多功能開關/接近開關輸入、固態輸出

　　開關/接近開關輸入，c/o繼電器輸出

　　開關/接近開關輸入，固態輸出

　　開關/接近開關輸入，繼電器+線路故障檢測（LFD）

　　開關/接近開關輸入，繼電器+線路故障檢測（LFD）

　　開關/接近開關輸入，繼電器+線路故障檢測（LFD）輸出

　　開關/接近開關輸入，c/o繼電器+線路故障檢測（LFD）輸出

　　開關/接近開關輸入，繼電器+線路故障檢測（LFD）輸出

　　數字量輸出安全柵

　　底板式安裝隔離柵DIN導軌式隔離柵通道數量功能

　　回路供電電磁閥驅動隔離柵器，

　　回路供電電磁閥驅動隔離柵器，

　　回路供電電磁閥驅動隔離柵器，

　　帶線路故障檢測（LFD）的電磁閥驅動隔離器，

　　帶線路故障檢測（LFD）的回路供電電磁閥驅動隔離柵器，

　　帶反相線路故障檢測（LFD）的電磁閥驅動隔離柵器，

　　帶線路故障檢測（LFD）的電磁閥驅動隔離器，

　　開關輸入，電磁閥驅動隔離柵

　　開關輸入，電磁閥驅動隔離柵，24V超馳

　　開關輸入，電磁閥驅動隔離柵，低功率

　　開關輸出，繼電器

　　振動&脈沖隔離柵

　　底板式安裝隔離柵DIN導軌式隔離柵通道數量功能

　　振動探頭隔離柵

　　脈沖隔離器，數字或模擬輸出

　　振動探頭安全柵

　　模擬量輸入安全柵

　　底板式安裝隔離柵DIN導軌式隔離柵通道數量功能

　　線制變送器隔離柵

　　變送器中繼器，有源輸入

　　變送器中繼器，有源輸入，無源輸出

　　線制變送器隔離柵，無源輸出

　　線制變送器隔離柵

　　變送器中繼器，有源輸入

　　變送器中繼器，有源輸入，無源輸出

　　線制變送器隔離柵，無源輸出

　　線制變送器隔離柵，1入2出

　　模擬量輸出安全柵

　　底板式安裝隔離柵DIN導軌式隔離柵通道數量功能

　　智能隔離驅動+線路故障檢測（LFD）

　　智能隔離驅動+oc線路故障檢測（LFD）

　　智能隔離驅動+線路故障檢測（LFD）

　　智能隔離驅動+oc線路故障檢測（LFD）

　　火災和煙霧安全柵

　　底板式安裝隔離柵DIN導軌式隔離柵通道數量功能

　　回路供電，用于火災和煙霧報警器

　　溫度信號輸入安全柵

　　底板式安裝隔離柵DIN導軌式隔離柵通道數量功能

　　溫度隔離柵，熱電偶和熱電阻信號輸入

　　溫度隔離柵，熱電阻信號輸入

　　溫度隔離柵，熱電偶信號輸入

　　隔離柵

　　隔離柵

　　通用安全柵

　　底板式安裝隔離柵DIN導軌式隔離柵通道數量功能

　　虛擬模塊

　　非本安連接模塊