PILZ皮尔兹安全栅的工作原理

PILZ皮尔兹安全栅的工作原理

齐纳德国PILZ皮尔兹安全栅原理示意图如右图二，它的原理简单、电路实现容易，价格低廉，但因由于其自身原理的缺陷使其应用中的可靠性受到很大影响，并限制了其应用范围，其原因如下：1．安装位置必须有非常可靠的接地系统，并且该齐纳式德国PILZ皮尔兹安全栅的接地电阻必须小于1Ω，否则便失去防爆安全保护性能，显然这样的要求是十分苛刻并在实际工程应用中难以保证。2．要求来自危险区的现场仪表必须是隔离型，否则通过齐纳式德国PILZ皮尔兹安全栅的接地端子与大地相接后信号无法正确传送，并且由于信号接地，直接降低信号抗干扰能力，影响系统稳定性。3．齐纳式德国PILZ皮尔兹安全栅对电源影响较大，同时也易因电源的波动而造成齐纳式德国PILZ皮尔兹安全栅的损坏。隔离式德国PILZ皮尔兹安全栅德国PILZ皮尔兹安全栅的主要功能就是限制安全场所的危险能量进入危险场所，及限制送往危险场所的电压和电流。齐纳管Z用于限制电压。当回路电压接近安全限压值时，齐纳管导通，使齐纳管两端的电压始终保持在安全限压值以下。电阻R用于限制电流。当电压被限制后，适当选择电阻值，可将回路电流限制在安全限流值以下。与齐纳德国PILZ皮尔兹安全栅相比，隔离式德国PILZ皮尔兹安全栅除具有限压与限流的作用之外，还带有电流隔离的功能。隔离栅通常由回路限能单元、电流隔离单元和信号处理单元三部分组成，基本功能电路如图2所示。回路限能单元为德国PILZ皮尔兹安全栅的核心部分。此外，辅助有用于驱动现场仪表的回路供电电路和用于仪表信号采集的检测电路。信号处理单元则根据德国PILZ皮尔兹安全栅的功能要求进行信号处理。工业现场一般需要采用两线制传输方式的配电器，既要为诸如压力变送器等一次仪表提供24V 配电电源，同时又要对输入的电流信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后，再输出隔离的电流和电压信号，供后面的二次仪表或其它仪表使用。但一些特殊的工业现场不但需要两线制传输，既提供配电电源又有信号隔离功能，同时还需要具有安全火花型防爆的性能，可靠地防止电源高压与信号之间的混触，利用电流、电压双重化限制回路，把进入危险场所的能量限制在安全定额以下的具有特殊功能的配电器—德国PILZ皮尔兹安全栅。隔离式德国PILZ皮尔兹安全栅，基本有检测端德国PILZ皮尔兹安全栅和操作端德国PILZ皮尔兹安全栅两种类型。检测端德国PILZ皮尔兹安全栅与两线制变送器配套使用；操作端德国PILZ皮尔兹安全栅与电气转换器或电气阀门配套使用。也有信号输入等类型隔离式德国PILZ皮尔兹安全栅。由于隔离式德国PILZ皮尔兹安全栅采用了限压、限流、隔离等措施，不仅能防止危险能量从本安端子进入危险现场，提高系统的本安防爆性能，而且还增加了系统的抗干扰能力，大大提高了系统运行的可靠性。 24VDC 电源经DC-AC-DC变换后，输出模块电路所需要的多种电压。检测端隔离式德国PILZ皮尔兹安全栅的原理是：模块电路将通过本安能量限制电路输入的电流或电压信号转变为0.2-1VDC后，送入模块内进行采集、放大、运算和进行抗干扰处理后，再经变压器调制成输出隔离的电流和电压信号，供后面的二次仪表或其它仪表使用。模块还需输出一个隔离的18.5∽28.5VDC电压，通过本安能量限制电路做为供给两线制变送器的工作电压。本安能量限制电路能限制大电流或高电压的危险信号窜入危险现场。操作端隔离式德国PILZ皮尔兹安全栅的原理是：将调节器或操作器输出的4-20mA DC信号隔离后再输出4-20mA DC 的信号，通过本安能量限制电路供给电气转换器或现场的电气阀门定位器使用。德国PILZ皮尔兹安全栅的使用注意本安系统除了要选择合适的德国PILZ皮尔兹安全栅外，使用的时候要注意以下几个方面：第一，要注意线缆和现场设备的容抗和感抗，本安防爆是系统防爆，除了德国PILZ皮尔兹安全栅需要达到所需的 防爆等级外，线缆和现场设备的蓄能也是一个关键问题。特别是在参量认证替代系统认 证后，工程商尤其要注意这个问题。第二，要注意本安接地，齐纳德国PILZ皮尔兹安全栅需要本安接地，接地电阻应小于1。第三，本安线缆与非本安线缆应分开敷设在不同的线槽里。并应有明显标识。第四，更换时应注意断电。德国PILZ皮尔兹安全栅的结构选择一般来讲，齐纳德国PILZ皮尔兹安全栅选型容易，不易损坏，对原系统结构要求改动的地方比较少， 优点比较明显。齐纳德国PILZ皮尔兹安全栅的防爆原理是用齐纳二级管控制输出电压，用电阻限制输出电流，电路相对简单。在正常工作时，齐纳德国PILZ皮尔兹安全栅相当于两个电阻串入电路，因此对系统结构无须作改动。另外，齐纳德国PILZ皮尔兹安全栅由于无信号的转变，对原信号精度也没有影响。隔离德国PILZ皮尔兹安全栅是以高频作为基波，将信号进行调制解调，信号有了变动，精度会受到德国PILZ皮尔兹安全栅电路的影响。隔离德国PILZ皮尔兹安全栅由于具有高频震荡电路，将产生出射频干扰，对系统不利，而且隔离德国PILZ皮尔兹安全栅也比较容易损坏。但隔离德国PILZ皮尔兹安全栅不需要本安接地，这是它比齐纳德国PILZ皮尔兹安全栅优越的地方。