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，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．要求來自危險區的現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，影響系統穩定性。

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場，提高系統的本安防爆性能，而且還增加了系統的抗干擾能力，大大提高了系統運行的可靠性。 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為0.2-1VDC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場。

操作端隔離式安全柵的原理是：將調節器或操作器輸出的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場的電氣閥門定位器使用

技術參數部分節選（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

技術參數節選KCD2-STC-EX1
通用規范
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
環境條件
環境溫度-40…70°c(-40…158°F)
機械規范
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