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第十七章:基于本安防爆称重系统的设计(广州锐拓自动化)
发布时间:2015-12-31作者:来源:浏览次数:2469

(2)防本安回路与非本安回路混触。控制室到现场的本安电缆与非本安电缆分别敷设在各自的汇线槽内,中间用隔板分开,汇线槽带盖,以防外部机械操作损伤。

(3)现场接线盒或汇线槽引到本安仪表的电缆敷设在钢管内,以防机械损伤及电磁感应引起的  危险。本安电缆和非本安电缆不公用一根金属线管和同一个现场接线盒。

(4)连接电缆及其钢管、端子板应有蓝色标志(或缠上蓝色胶带),以便识别。

(5)齐纳式安全栅的接地汇流条及接地装置须满足安全栅的使用说明书及国家有关电气安全规程的要求。

(6)多个本安电路或关联电路不应共用同一电缆(电缆线芯分别屏蔽者除外)或共处同一钢管内(用屏蔽导线除外)。

4安全栅选择,安全栅主要有齐纳式安全栅和隔离式安全栅两大类。

(1)齐纳式安全栅

  齐纳式安全栅(图1)采用在电路回路中串联快速熔断丝、限流电阻和并联限压齐纳二极管实现能量的限制,保证危险区仪表与安全区仪表信号连接时安全限能。它采用器件非常少、体积小、价格低,但也有一些致命的缺陷,使应用范围受到较大的限制。目前采用显下降趋势。

    图1齐纳式安全栅

1)、使用齐纳式安全栅,工厂必须要有专门的本安接地系统,本安电路接地电阻必须小于lQ。危险区现场奉安表必须为隔离型的,非隔离型的仪表不能采用。

2)、使用齐纳式安全栅,对供电电源电压响非常大,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。

3)、使用齐纳式安全栅,信号负极均要接至本安接地,这样大大降低系统信号抗干扰能力,影响系统的可靠性,特别对DCS系统影响尤为明显。

(2)隔离式安全栅

    隔离式安全栅不但有限能功能,还有隔离功能,它主要由回路限能单元、信号、电源隔

离单元和信号处理单元组成。其基本功能框图如图2

它包括独立供电隔离式安全栅和回路供电隔离式安全栅两大类。

1)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。

2)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。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。

3)使用隔离式安全栅,允许现场仪表接地,允许现场仪表为非隔离型的。

4)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

5)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变为420rnA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。

6)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。

5安全栅的接地分析

  齐纳式安全栅如果不接地,如图3所示。若当安全区内配电故障导致~个对地高电势(交流220V的相线)落在安全栅上时齐纳管只限制齐纳式安全栅导线之间的电压Lo,但无法限制任何一线对地的电势,该电势被引入危险区,一旦现场仪表对地绝缘隔离不好,对地产生短路,立即产生强大的地电流,这样的高电势和对地电流的能量并没有得到限制,因此,极可能产生火花而引起危险。

    图3齐纳式安全栅不接地

  若安全栅有可靠接地,如图4所示。当同样的故障发生时,齐纳管限制了对地的电势,故电流只能在安全区内流过,这样确保危险区的现场安全。这个接地也叫“本安接地”。采用隔离式安全栅的情况如图5

4齐纳式安全栅可靠接地

    图5采用隔离式安全栅

  当故障发生时,由于隔离式安全栅内有可靠的隔离单元,它对地产生电势,但对地电流不可能从可靠隔离单元流向危险区,因此在安全栅的本安电路侧不需要专门本安接地,只要按照一般要求。如利用屏蔽电缆的话,在现场仪表侧或控制室一侧把电缆屏蔽接地即可,如图

6利用屏蔽电缆的隔离式安全栅

结语

    在以人为本、安全生产的意识的前提下。本安防爆称重系统能在各行各业发挥重要的作用,为保障人民生命财产安全保驾护航。称重计量技术的发展,要求我们必须重视相关配套系统的设计和研发。本文重在抛砖引玉,推进本安防爆技术在称重领域的快速发展,以满足相关的应用。


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