Technical Summary

隔离式安全栅

(隔离栅)是本质安全防爆系统中"安放在安全区、连接危险区本安设备与安全区控制系统"的接口仪表,核心职能是三件事:限能——把送往危险区的电能(电压 / 电流 / 功率)限制在点火能量以下;隔离——在危险区与安全区之间提供可靠的电气隔离;传输——双向传递信号(4-20mA / 开关量 / 热电偶 / 热电阻 /HART)并可同时完成信号制转换。它与齐纳式安全栅构成安全栅的两大技术路线:齐纳栅靠限压限流元件 +精密接地系统实现限能,隔离栅靠隔离变压器 + 独立限能回路实现,无需齐纳栅那样的等电位接地系统,且天生具备信号隔离与转换能力。在本系列回路接口家族中,隔离栅是危险区本安回路的"能量闸门与信号桥梁",与信号隔离器(非防爆场合)、配电器(两线制变送器馈电)构成接口仪表的完整谱系,广泛用于石化、化工、油气储运等爆炸危险场所的 DCS / PLC 回路配套。

隔离式安全栅

所属系列:显示仪表系列

TECHNOLOGY & APPLICATION

理解原理,精准选型

从测量原理到现场应用,了解隔离式安全栅的技术特点与选型要点。

01

TECHNICAL GUIDE

概述

(隔离栅)是本质安全防爆系统中"安放在安全区、连接危险区本安设备与安全区控制系统"的接口仪表,核心职能是三件事:限能——把送往危险区的电能(电压 / 电流 / 功率)限制在点火能量以下;隔离——在危险区与安全区之间提供可靠的电气隔离;传输——双向传递信号(4-20mA / 开关量 / 热电偶 / 热电阻 /HART)并可同时完成信号制转换。它与齐纳式安全栅构成安全栅的两大技术路线:齐纳栅靠限压限流元件 +精密接地系统实现限能,隔离栅靠隔离变压器 + 独立限能回路实现,无需齐纳栅那样的等电位接地系统,且天生具备信号隔离与转换能力。在本系列回路接口家族中,隔离栅是危险区本安回路的"能量闸门与信号桥梁",与信号隔离器(非防爆场合)、配电器(两线制变送器馈电)构成接口仪表的完整谱系,广泛用于石化、化工、油气储运等爆炸危险场所的 DCS / PLC 回路配套。

1.1 隔离栅与齐纳栅、信号隔离器的对比

1.2 发展简史

1960~1970 年代 齐纳栅时代1980~1990 年代 隔离栅出现

  1. 01

    2000年代 2010年代至今智能化与认证深化

  2. 02

    薄型化与功能集成 认证(部分型号达SIL2/SIL3);在线回路诊断(断线/短路/

概述 · 项目 / 说明对照查阅
项目说明
产品定位本安防爆系统限能隔离接口:安装在安全区(控制室 / 现场安全侧),一侧接危险区本安设备(变送器 / 阀门定位器 / 热电偶 / 开关),另一侧接安全区控制系统(DCS / PLC / 记录仪);职能 = 限能(Uo / Io / Po 三参数约束)+ 电气隔离 + 信号双向传输与制式转换;导轨安装(35mm DIN),是本安回路配套量最大的接口仪表
核心价值危险区点火能量约束(认证限能参数,故障态也不输出危险能量);免等电位接地系统(齐纳栅 最重的工程负担);信号隔离(地环路 / 共模干扰 / 设备间电位差一并解决);信号制转换(危险区热电偶进安全区变 4-20mA、开关量进变模拟量等);HART 透传(智能变送器远程组态经栅直达)
输入(危险侧)模拟量:4-20mA / 0-10mA(二线制变送器,栅向其馈电);热电偶:K / E / J / T / S 等分度(毫伏小信号);热电阻:Pt100 三线制;开关量:干接点 / 接近开关 / 本安型数字输入(NAMUR);电位器 / 应变桥等特殊信号
输出(安全侧)模拟量:4-20mA / 0-10mA / 0-5V / 1-5V(有源或无源);开关量:继电器触点 / 晶体管 / 电平信号(可带反相与故障动作);中继器 / 驱动器形态;HART 信号双向透传(可选)
市场格局国际厂商(PEPPERL+FUCHS、MTL、TURCK、R. STAHL 等)与国产厂商(含各 DCS 配套厂)双轨供货;单通道 400~1500 元(国产)至 1500~3500 元(进口);石化化工大项目按回路数百通道批量配套
对比维度隔离式安全栅(本篇)齐纳式安全栅信号隔离器
防爆职能限能 + 隔离(本安认证)限能(本安认证)无(非防爆产品)
限能原理隔离电源 + 独立限压限流回路齐纳二极管钳位 + 限流电阻—
接地要求无需等电位接地系统必须精密接地(≤1Ω 级等电位系统)无需
信号处理隔离 + 转换 + 馈电一体仅传输不隔离(共地)隔离 + 转换(无防爆认证)
供电24VDC 导轨配电,驱动危险 区二线制仪表回路自供电(串在信号回 路)24VDC 导轨配电
概述 · 单通道价格 / 400~3500 元对照查阅
单通道价格400~3500 元200~800 元200~600 元
典型场合石化化工 DCS / PLC 本安回路接地条件好的改造项目非爆炸危险场所地环路治 理
时期阶段技术特征
1960~1970 年代齐纳栅时代本安防爆起步:齐纳二极管限压 + 电阻限流;依赖现场到控制室的等 电位接地系统;无隔离能力,共地干扰问题突出
1980~1990 年代隔离栅出现变压器隔离 + 独立限能回路摆脱接地依赖;早期体积大、单通道成本 高;石化大项目开始整柜配套
2000 年代薄型化与功能集成导轨式薄型模块(12.5~20mm 厚);一进二出 / 信号转换 / 中继器等形态齐全;HART 透传进入标配序列
2010 年代至今智能化与认证深化总线型可组态隔离栅(软件切换量程与信号制);SIL 认证(部分型号达 SIL2 / SIL3);在线回路诊断(断线 / 短路 / 超量程状态上报);与 DCS 系统厂商预认证配套目录对接
02

MEASUREMENT PRINCIPLE

工作原理

以"隔离变换 + 双重限能"为核心架构

导轨 24VDC 先经 DC/DC变换与变压器隔离,生成与安全区完全隔离的浮地工作电源,该电源再经限压(齐纳钳位)与限流(电阻 +电子限流)双重限能后,成为送往危险区的本安电源——即使栅内或安全侧电源发生故障,危险侧端子上的电压/ 电流 / 功率也不会超过认证参数(Uo / Io / Po)。信号路径上,危险侧本安信号经调制 / 放大 / 光电或磁隔离送到安全侧输出,安全侧的控制信号(如阀门指令)同样经隔离与限能反向送入危险区,形成双向隔离传输;

二线制变送器的 4-20mA 信号由栅的本安电源直接馈电驱动,HART频移键控信号叠加在环路上经栅双向透传。

2.1 本安限能的认证参数体系

2.2 信号链六大子系统

2.3 关键原理分析

工作原理 · 参数 / 含义对照查阅
参数含义选型核对要点
Uo(最大输出电压)故障态下危险侧端子可出现的最高电压;必须 ≤ 危险区设备的最大允许输入电压 Ui与现场设备 Ui 逐回路核对;是"栅 - 设备相容性"的第一判据
Io(最大输出电流)故障态下危险侧端子可输出的最大电流;必须 ≤ 危险区设备的最大允许输入电流 Ii本安现场设备铭牌 Ii 对照;短路电流考核点
Po(最大输出功率)故障态输出功率上限;必须 ≤ 危险区设备的最大允许输入功率 Pi小功率敏感设备(如部分定位器)逐项核对
Co(最大外部电容)栅端可外接的危险区最大电容(含电缆分布电 容);必须 ≥ 回路实际电容之和(电缆电容 + 设备等效 Ci)电缆长度与分布电容核算:电缆 Ci = 单位长度电容 × 长度,加设备 Ci 后须不超过栅的 Co
Lo(最大外部电感)栅端可外接的危险区最大电感(含电缆分布电 感);必须 ≥ 回路实际电感之和长电缆回路重点核算;L/R 比值法在部分认证体系下替代核算
Um(最高非本安电压 )安全侧可施加的最高电压,超过则栅的限能保 证失效安全侧接线不得并入更高电压回路;DCS 卡件供电等级核对
工作原理 · 序号 / 子系统对照查阅
序号子系统功能与实现要点
工作原理 · 1 / 导轨电源输入对照查阅
1导轨电源输入24VDC(典型 20~35V 宽范围)导轨汇流或端子供电;冗余电源二极管解耦(关键回路 );电源反接与过压保护
2隔离变换级变压器隔离的 DC/DC 变换(隔离耐压 1.5~2.5kV);生成浮地本安工作电源;开关频 率避开信号频段防串扰;这是隔离栅区别于齐纳栅的核心硬件
3限能回路齐纳二极管 / TVS 限压钳位;功率电阻限流 + 电子限流回折特性(电流超限快速压降输出电压);限能元件按认证工况降额设计(1.5 倍安全系数惯例);故障态参数以认证证书(Uo / Io / Po)为准
4危险侧接口本安端子(蓝色标识,接线与安全侧分区);二线制变送器馈电(回路电压与负载能力 核算);热电偶冷端补偿(温度输入型);NAMUR 开关量激励(8V / 2mA 级)
5信号传输与转换模拟量:调制解调跨隔离传输,精度 0.1~0.2 级;热电偶 / 热电阻输入带线性化与量程变换;开关量:继电器 / 晶体管输出,故障安全动作(断线导向安全态)可选;一进二出 / 信号分配形态
6HART 透传与诊断HART 频移信号(1200 / 2200Hz)双向耦合透传,支持手持 HART 通信器(第 51 篇)在安全侧组态;在线诊断:断线 / 短路 / 超量程状态;总线型栅经 RS-485 上报诊断
工作原理 · 分析项 / 机理说明对照查阅
分析项机理说明
为什么隔离栅不需要齐纳栅 的接地系统齐纳栅的限能依靠齐纳管把浪涌能量泄放入地,故要求危险区与控制室之间 ≤1Ω 级等电 位接地;隔离栅的限能发生在隔离变压器之后的独立回路内,故障能量不流向大地而由限 能元件吸收,两侧之间只有磁 / 光耦合没有电气通路——接地仅作为一般电磁兼容要求,不再是本安性能前提
限能回路的回折特性电子限流的回折(foldback)设计:负载电流超限时输出电压快速跌落,把电流压回安全 值以内,比纯电阻限流允许更高的正常工作电压;这也是同一栅 Uo 较高而 Io 仍受控的原因;代价是故障清除后需确认自动恢复特性
电缆分布电容 / 电感的储能效应本安评定的储能判据:电容与电感在故障瞬间的放电能量必须低于相应气体组别的点火曲 线;电缆是回路中最大的分布参数来源,长距离本安回路必须按"电缆 Ci + 设备 Ci ≤ 栅 Co"与"电缆 L + 设备 Li ≤ 栅 Lo"核算,这是本安回路设计与验收的核心计算
HART 透传的实现约束HART 信号叠加在 4-20mA 环路上(±0.5mA 频移);隔离栅须在隔离边界处对叠加信号做双向耦合,且隔离变换级不得滤除 1200 / 2200Hz 频段;部分早期隔离栅因调制带宽不足不支持 HART——选型时"HART 透传"是独立选项必须显式确认
故障安全型开关量输出的语 义开关量中继输出可组态"激励 / 去激励报警":线路断线或栅故障时输出导向预先定义的安 全态(如报警继电器释放触发联锁);与工艺安全方向一致是组态核心——这不是 SIL 认证的替代品,SIL 回路须选用带 SIL 等级认证的型号并按 SIL 文档设计
03

PRODUCT STRUCTURE

产品结构

采用 35mm DIN 导轨卡装结构

窄长形模块外壳(厚 12.5~20mm 级)可高密度并排安装在专用机柜或系统机架内,危险侧(本安端子,蓝色)与安全侧端子分区布置并设隔离挡板,模块内部以隔离变压器为界分成两侧电路,电源经导轨汇流条或独立端子引入。整机为无风扇自然散热设计,高密度安装时按厂商给出的并排数量与负载降额曲线核算温升。

3.1 整机结构分解

隔离变压器

阻燃工程塑料外壳;厚度 12.5 / 16 / 20mm 等规格(按通道数与功能);本安端子蓝色并标注"本安侧 / Intrinsically Safe";面板铭牌标注防爆认证标记(如 Ex ia IIC T6 Ga)与认证编号;可插拔接线端子(带电拔插维护):隔离栅核心部件:初次级间加强绝缘(隔离耐压 1.5~2.5kV AC);为 DC/DC 与信号双向调制传输共用;变压器参数同时决定 Uo 上限与传输精度;灌封工艺保证振动环境可靠性

限能元件组

阻燃工程塑料外壳;厚度 12.5 / 16 / 20mm 等规格(按通道数与功能);本安端子蓝色并标注"本安侧 / Intrinsically Safe";面板铭牌标注防爆认证标记(如 Ex ia IIC T6 Ga)与认证编号;可插拔接线端子(带电拔插维护):齐纳二极管 / TVS(多级并联提高钳位可靠性);功率限流电阻(无源本质安全元件, 不失效模式明确);电子限流电路(回折特性);限能部分为认证覆盖范围,维修不得 触碰

信号电路

阻燃工程塑料外壳;厚度 12.5 / 16 / 20mm 等规格(按通道数与功能);本安端子蓝色并标注"本安侧 / Intrinsically Safe";面板铭牌标注防爆认证标记(如 Ex ia IIC T6 Ga)与认证编号;可插拔接线端子(带电拔插维护):危险侧:变送器馈电 / 冷端补偿 / NAMUR 激励 / 线性化;安全侧:模拟量输出驱动(有源 / 无源)、继电器与晶体管开关输出;HART 耦合回路(可选);量程与信号制组态(拨码或软件)

导轨与配电

阻燃工程塑料外壳;厚度 12.5 / 16 / 20mm 等规格(按通道数与功能);本安端子蓝色并标注"本安侧 / Intrinsically Safe";面板铭牌标注防爆认证标记(如 Ex ia IIC T6 Ga)与认证编号;可插拔接线端子(带电拔插维护):35mm DIN 导轨卡装;导轨汇流条配电(多模块共电免逐台接线);冗余电源模块与解 耦二极管;机柜内按本安 / 非本安接线分区布线(隔离挡板 + 线槽分设)

状态指示

阻燃工程塑料外壳;厚度 12.5 / 16 / 20mm 等规格(按通道数与功能);本安端子蓝色并标注"本安侧 / Intrinsically Safe";面板铭牌标注防爆认证标记(如 Ex ia IIC T6 Ga)与认证编号;可插拔接线端子(带电拔插维护):电源指示灯(逐模块);故障 / 信号状态指示(断线 / 短路 / 超限);高配型继电器故障触点输出汇总到系统;总线型经通信上报诊断细节

04

TECHNICAL GUIDE

优缺点

的价值在"限能 + 隔离 + 转换"三合一与对工程接地条件的宽容;代价是单通道成本高于齐纳栅、且需要导轨配电与柜内安装空间。在新建石化化工项目中它已是事实上的主流选择。

产品优势

免等电位接地系统

说明:摆脱齐纳栅最重的工程负担(现场到控制室 ≤1Ω 级等电位);旧装置改造 / 接地条件差的场合几乎是唯一选择

限能 + 隔离 + 转换一体

说明:一台模块同时完成防爆限能、地环路隔离与信号制转换;省去信号隔离器、配电器等独立设备 ;柜内配线量显著下降

信号处理能力强

说明:热电偶 / 热电阻输入带线性化与量程变换;一进二出信号分配;开关量中继带故障安全组态;HART 透传支持智能设备全功能远程组态

维护安全性好

说明:可插拔端子带电更换模块(本安侧断电不影响其他回路);故障指示与诊断;模块化备件互换 (同型号免重新认证核对)

系统配套成熟

说明:与主流 DCS / PLC 系统厂商有预认证配套目录;SIL2 / SIL3 认证型号可选(安全仪表系统配套);工程设计与验收规范齐全(GB / T 3859 系列、IEC 60079-25)

局限

说明:说明与对策

单通道成本高于齐纳栅

说明:隔离栅单价约为齐纳栅的 2~4 倍;但齐纳栅的接地系统工程费用常反超——全寿命周期比较 而非单价比较;大回路量项目按通道数核算总价

需要导轨配电

说明:24VDC 供电与冗余电源系统是额外配套;齐纳栅从信号回路自取电则无此需求;配电容量与 模块负载逐柜核算(含降额)

传输精度与负载约束

说明:模拟量传输精度 0.1~0.2 级,但输出负载能力(如 4-20mA 带载 ≤500Ω)须与 DCS 卡件输入阻抗核算;超载时波形削顶读数错误;长回路压降一并核算

柜内安装空间与散热

说明:高密度并排时温升约束(厂商降额曲线);大型装置数百通道需整柜甚至多柜;柜内本安 / 非本安接线分区管理增加布线复杂度

不能替代气体防爆与正 压等方案

说明:本安仅是防爆型式之一;大功率设备(无法本安化)归隔爆 / 正压 / 增安等路线;安全栅只覆盖"低能小信号回路"这一防爆面

05

APPLICATIONS

应用领域

的应用围绕"爆炸危险场所的低能信号回路"展开

凡是安装在现场爆炸危险区域、而信号要进安全区控制系统的本安设备,几乎都要经安全栅接入。按信号类型分四大类:模拟量检测回路(变送器 /温度)、开关量检测回路(NAMUR / 干接点)、模拟量控制回路(阀门定位器 / 电 /气转换器)、以及数字总线与特殊信号。

石化炼化装置

典型回路:压力 / 流量 / 液位变送器 4-20mA 回路(成百上千通道);调节阀定位器 4-20mA 指令回路 使用要点:DCS 配套预认证目录选型;HART 透传批量组态;一进二出给记录仪(第 48 / 53 篇)分支

化工与精细化工

典型回路:反应釜温度热电偶 / 热电阻回路;pH / 电导率分析仪模拟量;罐区液位与温度回路 使用要点:温度输入隔离栅带冷端补偿;量程与分度号订货 确认;腐蚀环境柜内安装防腐等级

油气储运与长输

典型回路:储罐液位雷达 / 伺服液位计回路;管线压力 温度监测;装卸区可燃气体检测器回路 使用要点:Co / Lo 电缆储能核算(长回路重点);可燃气 检测器多采用本安回路配套;联锁回路选用 SIL 认证型号

医药与生物发酵

典型回路:发酵罐温度 / 压力 / pH 回路;洁净区流量计回路 使用要点:模拟量隔离栅为主;信号转换(mV → 4-20mA)需求常见;小型项目柜内导轨安装

白酒 / 面粉 / 冶金可燃粉尘

典型回路:粉体输送压力监测;可燃气体探测回路 使用要点:粉尘环境(IIIC 组别)认证核对;本安型式对粉 尘爆炸同样适用(Ex ia IIIC)

安全仪表系统(SIS)

典型回路:SIL 回路的变送器检测与电磁阀指令回路 使用要点:选用 SIL2 / SIL3 认证型号;按 SIL 概念书核对 PFD 与结构约束;故障安全组态方向逐回路确认

06

TECHNICAL SPECIFICATIONS

技术参数表

以下参数综合国产与进口主流厂商隔离式安全栅系列的典型规格,按模拟量输入型(变送器 /温度)与开关量型分列,防爆认证参数(Uo / Io / Po / Co / Lo)以具体型号认证证书为准。

  1. 01

    选型表

选型代号由危险侧输入 / 安全侧输出 / 通道形态 / 供电 / 选项等位段组成,以下为通用位段结构(各厂商命名规则不同,订货时以厂商选型样本与认证证书为准——本安参数核对是选型的强制性环节)。

7.1 选型示例

  1. 01

    选型指南

的选型按"本安参数核对 → 信号匹配 → 功能选项 → 系统配套"四步推进,其中本安参数核对(栅与现场设备的能量相容性、电缆储能核算)是强制性环节,不通过则无论功能多合适都不能选用。

8.1 五步选型法

8.2 典型场景配置

8.3 采购验收四环节

小结

隔离式安全栅是本安防爆系统的"能量闸门与信号桥梁"——限能把点火能量挡在危险区之外,隔离把地环路与共模干扰挡在系统之外,转换与馈电把接口配套收进一台模块。它对齐纳栅的胜出不在单点性能而在工程性

:免等电位接地、信号处理一体、维护安全便捷,这使它成为新建石化化工项目的事实主流。它与家族的分工:非防爆场合的隔离转换归信号隔离器 / 配电器、智能变送器的现场组态归手持 HART 通信器(第 51篇)、危险区的本安操作显示归本安型操作器(第 42 篇)、回路校验归过程信号仿真校验仪(第 47篇)、趋势归档归记录仪(第 48 / 53 篇)、更高安全完整性回路的表决与逻辑归安全仪表系统。选型逻辑:第一看本安参数核对(五个不等式,硬约束),第二看防爆分区与组别(EPL / IIC /IIIC),第三看信号与系统匹配(含 HART 与 SIL 选项),第四看工程配套(配电 / 柜位 /备件归一)。系列至此完成第 64 份,后续沿信号转换分配家族补齐、电动执行机构配套等方向继续展开。

技术参数表 · 参数项 / 模拟量输入型对照查阅
参数项模拟量输入型开关量 / 中继型
防爆认证Ex ia IIC T6 Ga(典型气体组别;粉尘场合 IIIC);Gb / Gc 等级按 EPL 需求选同左;危险侧 NAMUR 传感器认证配套
危险侧输入二线制变送器 4-20mA(栅馈电,回路供电电压 ≥16V,负载能力按曲线);热电偶 K / E / J / T / S;热电阻 Pt100 三线制NAMUR 型接近开关(8V DC / 2mA 激励);干接点 / 本安数字输入
安全侧输出4-20mA / 0-10mA(有源,带载 ≤500Ω);1-5V / 0-10V(电压输出);一进二出可选;HART 双向透传(选项)继电器触点(250VAC / 2A,SPDT);晶体管 / 逻辑电平输出;激励 / 去激励报警组态(故障安全)
传输精度0.1~0.2 级(含线性化);温度系数 ≤0.01% / ℃动作阈值可组态(如 1.2 / 2.1mA);响应时间 ≤10ms(继电器 ≤20ms)
限能参数(典型)Uo ≤28V;Io ≤93mA;Po ≤0.65W(1 区典型值;具体以型号证书为准)同左(同平台限能回路)
外部参数(典型)Co:IIC 组别 ≤83nF(按 Uo 查点火曲线);Lo:IIC 组别 ≤3.8mH同左;长电缆回路核算 C 与 L 双项
隔离特性输入 / 输出 / 电源三隔离;隔离耐压 1.5~2.5kV AC / 1min;绝缘电阻 ≥100MΩ(500V DC)同左
供电24VDC(20~35V 宽范围);单模块功耗 1~3W;导轨汇流或端子供电;冗余电源可选同左;继电器型按触点负载另行核算
技术参数表 · 组态方式 / 拨码开关(量程 / 分度 / 输出制式);总线型软件组态(RS-485)对照查阅
组态方式拨码开关(量程 / 分度 / 输出制式);总线型软件组态(RS-485)动作阈值 / 迟滞 / 故障方向拨码组态
安装35mm DIN 导轨卡装;厚度 12.5~20mm;温度 -20~60℃;湿度 ≤95%RH;高密度并排按降额曲线同左
认证符合性GB / T 3847(等效 IEC 60079)系列防爆标准;部分型号 SIL2 / SIL3(IEC 61508);CE / ATEX / IECEx 按出口需求同左
重量 / 寿命约 100~200g;MTBF ≥30 万小时同左;继电器机械寿命 10 万次级(按负载核算)
参考价格国产 400~1500 元 / 通道;进口 1500~3500 元 / 通道国产 300~1000 元 / 通道;进口 1200~2800 元 / 通道
技术参数表 · 位段 / 代码对照查阅
位段代码含义说明
① 危险侧输入TC / RTD / mA / NAMUR / DI热电偶 / 热电阻 / 模拟量 / 接近开关 / 干接点按现场本安设备信号类型对号;二线制变送器 选 mA(含馈电)
② 安全侧输出mA / V / REL / TR / HART电流 / 电压 / 继电器 / 晶体管 / HART 透传按 DCS / PLC 卡件输入制式;HART 透传为独立选项显式勾选
③ 通道形态1 / 2 / 1-2 / 2-2一进一出 / 二进二出 / 一进二出等信号分配需求选一进二出(记录仪分支);密 度优先选二进二出(省柜位)
④ 量程与分度数值段输入量程 / 热电偶分度号温度输入型必填;改量程部分型号支持拨码重 设
⑤ 供电D24 / R2424VDC 常规 / 冗余关键回路选冗余;配电容量按柜内模块总数核 算
⑥ SIL 等级无 / SIL2 / SIL3功能安全认证选项SIS 回路必选;与安全仪表系统概念书匹配;常规 BPCS 回路可不选
⑦ 诊断与通信无 / D / BUS状态指示 / 诊断触点 / 总线上报大型装置选总线型(维护定位快);故障触点 汇总进系统报警
⑧ 安装附件导轨 / 汇流条 / 标签安装配套件批量配套按柜配齐;汇流条规格与模块数匹配
需求选型结果位段解读
石化装置压力变送器回路,DC S 4-20mA 输入,需 HARTmA 输入 + mA 输出 + 一进一出 + D24 + HART 透传二线制变送器经栅馈电;HART 手操器(第 51 篇)安全侧接入组态;Uo / Io / Po 与变送器 Ui / Ii / Pi 核对通过
反应釜热电偶测温回路,DCS 要 4-20mATC-K 输入 + mA 输出 + 一进二出 + D24K 分度 0~600℃ 量程;冷端补偿在栅内;一路进 DCS 一路进记录仪(第 48 / 53 篇)
装卸区可燃气探测器,联锁停 泵mA 输入 + REL 输出 + SIL2 + 冗余供电 + 故障触点SIL 认证型号;去激励报警组态(断线导向停 泵安全态);冗余电源保供电
技术参数表 · 步骤 / 判断内容对照查阅
步骤判断内容决策规则
1. 本安参数核对栅的 Uo / Io / Po / Co / Lo 与现场设备 Ui / Ii / Pi / Ci / Li 及电缆参数是否相容?五个不等式逐项核对:Uo ≤ Ui、Io ≤ Ii、Po ≤ Pi、Co ≥ 电缆 C + 设备 Ci、Lo ≥ 电缆 L + 设备 Li;任一不满足即换栅型;这是本安回路设计的硬约束
2. 防爆等级匹配危险区域分区与气体组别?0 区选 Ga(ia 等级);1 区 Ga / Gb;2 区 Ga / Gb / Gc;气体组别 IIC 覆盖氢气乙炔(IIB / IIA 递减);粉尘场合核对 IIIC 认证
3. 信号与系统匹配危险侧信号类型与安全侧系统输 入制式?输入按现场设备对号;输出按 DCS / PLC 卡件制式选择;带载能 力与卡件阻抗核算;信号分配需求(一进二出)在此确定
4. 功能选项勾选HART 透传?SIL 等级?诊断与总线?智能变送器回路一律勾 HART;SIS 回路按 SIL 概念书选认证等级;大装置选总线型诊断(巡检定位效率)
5. 工程配套核算配电容量?柜位与散热?备件策 略?逐柜核算 24VDC 容量(含冗余);模块并排密度按降额曲线;备 件按型号归一(减少种类);与 DCS 厂商配套目录交叉确认
场景推荐配置配置理由
DCS 大回路量变送器配套mA-mA 一进二出 + HART + 导轨汇流配电一进二出给记录仪分支;HART 批量组态;汇流条省逐台接线工时
反应釜温度检测回路TC / RTD 输入 + mA 输出 + 拨码量程栅内冷端补偿与线性化;量程现场可改;精度 0.2 级满足工艺监视
SIS 联锁回路SIL2 / SIL3 认证型 + 冗余供电 + 故障触点认证等级与概念书一致;故障安全组态方向逐回路确 认;冗余电源保可用性
长电缆罐区回路低 Co / Lo 约束型 + 电缆储能核算书电缆 C / L 随长度线性增长;超限则加粗线径换低电 容电缆或改就近安装方案;核算是验收必查项
NAMUR 开关量检测NAMUR 输入 + 晶体管 / 继电器输出本安接近开关标准激励;阈值与迟滞按传感器特性设 定;响应时间与 PLC 输入匹配
环节验收要点
1. 到货核对型号位段逐位核对(输入 / 输出 / 通道 / 量程 / 供电 / 选项);防爆合格证编号与铭牌标记一致(证书有效期与发证机构官网复核);SIL 认证型号核对证书覆盖版本
2. 本安参数复核证书 Uo / Io / Po / Co / Lo 与选型计算书一致;现场设备 Ui / Ii / Pi 铭牌逐一登记核对;电缆分布参数实测或按样本核算(长回路重点)
技术参数表 · 3. 精度与功能试验 / 信号源三点校验(变送器回路 4 / 12 / 20mA);温度输入型量程与冷端补偿实测;开关量动作阈值与故障安全方向逐台验证;HART 透传实测(手持通信器读写)对照查阅
3. 精度与功能试验信号源三点校验(变送器回路 4 / 12 / 20mA);温度输入型量程与冷端补偿实测;开关量动作阈值与故障安全方向逐台验证;HART 透传实测(手持通信器读写)
4. 系统联调与文档与 DCS / PLC 卡件联调(带载与读数);总线型诊断上报验证;本安回路计算书 / 接线图 / 认证证书归档(防爆验收必备文档包);备件台账与周期检查计划(1 年,校验参见过程信号仿真校验仪第 47 篇)

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