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      德國P+F倍加福安全光柵的用途范圍及類別選取注意

P+F安全柵，接在本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路之間。將供給本質(zhì)安全電路的電壓電流限制在一定安全范圍內(nèi)的裝置。

P+F安全柵又稱安全限能器，是本安系統(tǒng)中的重要組成部分。

P+F安全柵主要有齊納式P+F安全柵和隔離式P+F安全柵兩大類。

齊納式P+F安全柵的核心元件為齊納二極管，限流電阻及快速熔斷絲。

隔離式P+F安全柵不但有限能的功能，還有隔離功能，它主要由回路限能單元，信號和電源隔離單元、信號處理單元組成。

P+F安全柵的主要功能為限流限壓，保證現(xiàn)場儀表可得到的能量在安全范圍內(nèi)。

P+F安全柵又稱安全保持器。本安回路的安全接口，它能在安全區(qū)（本質(zhì)安全）和危險區(qū)（非本質(zhì)安全）之間雙向傳遞電信號，并可限制因故障引起的危險區(qū)向安全區(qū)的能量轉(zhuǎn)遞。一般P+F安全柵有齊納式和隔離式。

本安型P+F安全柵應(yīng)用在本安防爆系統(tǒng)的設(shè)計中，它是安裝于安全場所并含有本安電路和非本安電路的裝置，電路中通過限流和限壓電路限制了送往現(xiàn)場本安回路的能量，從而防止非本安電路的危險能量串入本安電路，它在本安防爆系統(tǒng)中稱為關(guān)聯(lián)設(shè)備，是本安系統(tǒng)的重要組成部分。

本安防爆系統(tǒng)關(guān)聯(lián)設(shè)備，是指安裝在安全場所，本安電氣設(shè)備與非本安電氣設(shè)備之間的相連的電氣設(shè)備。

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

中國國家儀器儀表防爆安全監(jiān)督站是中華人民共和國地區(qū)監(jiān)督生產(chǎn)安全防爆產(chǎn)品的機構(gòu)，對本安型P+F安全柵產(chǎn)品有著嚴(yán)格、科學(xué)、詳細(xì)的規(guī)定，只有通過該監(jiān)督站認(rèn)證的企業(yè)及其所開發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)品才具備符合標(biāo)準(zhǔn)的安全性能，否則可能會給使用方的設(shè)備、人員和生產(chǎn)造成無可估量的損害。

齊納式P+F安全柵

電路中采用快速熔斷器、限流電阻或限壓二極管以對輸入的電能量進行限制，從而保證輸出到危險區(qū)的能量。

1． 安裝位置必須有非常可靠的接地系統(tǒng)，顯然這樣的要求是十分的苛刻并在實際工程應(yīng)用中難以保證。

3． 齊納式P+F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P+F安全柵的損壞。

4．由于齊納式P+F安全柵的電路原理需要吸收輸入回路的能量，所以易造成輸出不穩(wěn)定。

隔離式P+F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(jié)構(gòu)，同時符合本安型限制能量的要求。與齊納式安全相比，雖然價格較貴，但它性能上的突出優(yōu)點卻為用戶應(yīng)用帶來了更大的受益：

1．由于采用了三方隔離方式，因此無需系統(tǒng)接地線路，給設(shè)計及現(xiàn)場施工帶來極大方便。

2．對危險區(qū)的儀表要求大幅度降低，現(xiàn)場無需采用隔離式的儀表。

3．由于信號線路無需共地，使得檢測和控制回路信號的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強，從而提高了整個系統(tǒng)的可靠性。

4．隔離式P+F安全柵具備更強的輸入信號處理能力，能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等信號，這是齊納式P+F安全柵所無法做到的。

5．隔離式P+F安全柵可輸出兩路相互隔離的信號，以提供給使用同一信號源的兩臺設(shè)備使用，并保證兩設(shè)備信號不互相干擾，同時提高所連接設(shè)備相互之間的電氣安全絕緣性能。

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

本安設(shè)備標(biāo)志定義

其中：EX —防爆標(biāo)志

（ia）—防爆等級

ⅡC —氣體組別

本公司產(chǎn)品防爆級別：EX（ia）ⅡC

① 隔離式P+F安全柵與齊納式P+F安全柵相比，雖然價格要高一些，但是它許多優(yōu)點和特點還是給用戶帶來許多方便，使越來越多用戶偏向的選擇隔離式P+F安全柵。

②使用隔離式P+F安全柵，可以將危險區(qū)的現(xiàn)場回路信號和安全區(qū)回路信號有效隔離。這樣本安自控系統(tǒng)不需要本安接地系統(tǒng)，簡化了本安防爆系統(tǒng)應(yīng)用時的施工。

③ 使用隔離式P+F安全柵，大大增強了檢測和控制回路的抗干擾能力，提高系統(tǒng)可靠性。

④使用隔離式P+F安全柵，允許現(xiàn)場儀表接地，允許現(xiàn)場儀表為非隔離型的。

⑤ 隔離式P+F安全柵有許多保護功能電路，意外損壞的可能性較小，允許現(xiàn)場儀表帶電檢修，這樣可縮短工程開車準(zhǔn)備時間和減少停車時間。

⑥隔離式P+F安全柵有較強的信號處理能力。如開關(guān)量輸入狀態(tài)控制、mV、Pt100變?yōu)?～20mA等等。這樣給現(xiàn)場儀表和控制系統(tǒng)的應(yīng)用提供了更大的方便、合理和有效。

⑦ 當(dāng)用戶同時應(yīng)用DCS和ESD時，選用一進二出的P+F安全柵，可以有效地將兩個系統(tǒng)隔離開來，避免系統(tǒng)之間互相影響。

⑧回路供電隔離式P+F安全柵既保持有源隔離式P+F安全柵的優(yōu)點，又有齊納式P+F安全柵一樣的接線方便，不需要另外24V電源供電，特別適合配I/O卡直接供電的DCS系統(tǒng)。

齊納式P+F安全柵

齊納P+F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(yīng)用中的可靠性受到很大影響，并限制了其應(yīng)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P+F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(yīng)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P+F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P+F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P+F安全柵的損壞。

隔離式P+F安全柵

P+F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(dāng)回路電壓接近安全限壓值時，齊納管導(dǎo)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(dāng)電壓被限制后，適當(dāng)選擇電阻值，可將回路電流限制在安全限流值以下。

與齊納P+F安全柵相比，隔離式P+F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P+F安全柵的核心部分。此外，輔助有用于驅(qū)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(jù)P+F安全柵的功能要求進行信號處理。

工業(yè)現(xiàn)場一般需要采用兩線制傳輸方式的配電器，既要為諸如壓力變送器等一次儀表提供24V 配電電源，同時又要對輸入的電流信號進行采集、放大、運算、和進行抗干擾處理后，再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。但一些特殊的工業(yè)現(xiàn)場不但需要兩線制傳輸，既提供配電電源又有信號隔離功能，同時還需要具有安全火花型防爆的性能，可靠地防止電源高壓與信號之間的混觸，利用電流、電壓雙重化限制回路，把進入危險場所的能量限制在安全定額以下的具有特殊功能的配電器—P+F安全柵。

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

由于隔離式P+F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(jīng)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P+F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(zhuǎn)變?yōu)?.2-1VDC后，送入模塊內(nèi)進行采集、放大、運算和進行抗干擾處理后，再經(jīng)變壓器調(diào)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P+F安全柵的原理是：將調(diào)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(zhuǎn)換器或現(xiàn)場的電氣閥門定位器使用。

光電安全裝置通過發(fā)射紅外線，產(chǎn)生保護光幕，當(dāng)光幕被遮擋時，裝置發(fā)出遮光信號，控制具有潛在危險的機械設(shè)備停止工作，避免發(fā)生安全事故。

　安裝光電安全保護裝置，可以有效地避免安全事故的發(fā)生，避免操作工人及第三方的危險，減少事故綜合成本，有利于公司自身、操作工人及社會。用途

（1）對于滑塊能在行程的任意位置制動停止的壓力機，可實現(xiàn)全程保護，或與凸輪開關(guān)配合，實現(xiàn)30度----180度之間行程的保護。

（2）對于滑塊不能在行程的任意位置制動停止的壓力機，只能在單次工作時實現(xiàn)上死點保護，即上一行程結(jié)束后，下一行程尚未啟動，如果光電保護裝置處于遮光狀態(tài)，下一行程無法啟動（必須保證足夠的安全距離）。

（3）該裝置主要應(yīng)用于鍛壓機械設(shè)備上。

（4）用于工業(yè)機械手，注塑機，包裝設(shè)備，切紙機械，壓濾機，自動化設(shè)備，焊裝流水。

（5）可用于檢測和防盜

安全光柵也就是光電安全保護裝置（也稱安全保護器、沖床保護器、紅外線安全保護裝置等）. 在現(xiàn)代化工廠里，人與機器協(xié)同工作，在一些具有潛在危險的機械設(shè)備上，如沖壓機械、剪切設(shè)備、金屬切削設(shè)備、自動化裝配線、自動化焊接線、機械傳送搬運設(shè)備、危險區(qū)域（有毒、高壓、高溫等），容易造成作業(yè)人員的人身傷害。