安全栅在生产中的应用

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我公司铝线杆连铸连轧生产线，主要由铸造机，剪切机，轧机，绕线等部分组成。电气方面主要包括检测系统、传动系统、控制系统等几大部分组成∝制系统主要包括 PLC、变频器、传感器、仪表、比例控制器等低压电器组成。轧机是连铸连轧设备的核心，而轧机工作时会产生大量的高温水蒸汽和乳化液蒸汽，对工作环境带来了较大的危害。轧机工作时若机架出现堆杆，则需要第-时间需要停机，否则会给轧辊，甚至减速机带来致命损坏。而在这种恶劣的环境中要保证设备的安全稳定运行，其中运用大量的隔离式安全栅，下面就安全栅的应用作以下阐述。

安全栅又称安全保持器。本安回路的安全接口，它能在安全区和危险区之间双向传递电信号，并可限制因故障引起的安全区向危险区的能量转递。

- 般安全栅有齐纳式和隔离式。由于安全栅被设计为介于现场设备与控制窒设备之间的-个限制能量的接口，因此无论控制室设备处于正常或故障状态，安全栅都能确保通过它传送给现场设备的能量是本质安全的。

1.1齐纳式安全栅的特性齐纳式安全栅采用快速熔断器、限流电阻或限压二极管以对输入的电能量进行限制，从而保证输出到危险区的能量。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，其原因主要有以下几个方面。

①安装位置必须有非成靠的接地系统，并且该齐纳式安全栅的接地电阻必须小于 1 Q，否则便会失去防爆安全保护性能，显然这样的要求是十分的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安全栅的损坏。

④由于齐纳式安全栅的电路原理需要吸收输入回路的能量，所以易造成输出不稳定。

1.2隔离式安全栅的特性隔离式安全栅采用了将输入、输出以及电源三方之间相互电气隔离的电路结构，同时符合本安型限制能量的要求。与齐纳安全栅相比，隔离式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。

隔离式安全栅分为两种，-种是为检测端安全栅，即输入信号来自危险区，信号输出到安全区，又称为输入端安全栅，经常与两线制变送器配套使用；另-种是操作端安全栅，即输出信号到危险区，输入信号来自安全区，又称为输出端安全栅，经常与电气转换器或电气阀门配套使用。

检测端安全栅，拈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-IVDC后，送入拈内进行采集、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。拈还需输出-个隔离的18.5-28.5VDC电压，通过本安能量限制电路作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常操作端隔离式安全栅的原理是 ：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。

与齐纳式安全栅相比，虽然价格较贵，但它性能上的突出优点却为用户应用带来了更大的受益，主要表现以下几个方面。

①由于采用了三方隔离方式，因此无需系统接地线路，给设计及现场施工带来极大方便。

②对危险区的仪表要求大幅度降低，现场无需采用隔离式的仪表。

信号的稳定性和抗干扰能力大大增强，从而提高了整个系统的可靠性。

③隔离式安全栅具备更强的输入信号处理能力，能够接受并处理热电偶、热电阻、频率等信号，这是齐纳式安全栅所无法做到的。

④隔离式安全栅可输出两路相互隔离的信号，以提供给使用同-信号源的两台设备使用，并保证两设备信号不互相干扰，同时提高所连接设备相互之间的电气安全绝缘性能。

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，可以将0-10VDC信号变为4-20InA等等，这样为控制系统的应用提供了更大的方便。

2.安全栅的使用及安装注意事项①安装位置不得有强烈的机械振动、冲击，以及来自信号端、电源端及空间的大电流、火花、强电磁感应等影响。

③空气中不得有对金属、塑料件起严重腐蚀作用的气体，所以要定期对安全栅进行吹扫，保持内部的清洁。

④通往危险场所的导线应选用有蓝色标记的本安导线，导线的软铜线截面积必须大于 0.5mm!，绝缘强度应大于 500V，在进行绝缘测试时必须断开所有的接线端子。

⑤隔离式安全栅本安端 (蓝色标记)和非本安端电路的接线导线在汇线槽中应分开铺设，各自采用独立的保护套管。本安侧的配线套管内不允许有其它电源线，包括其本安电路使用的电源线。

⑥对隔离式安全栅进行单独通电调试时，必须注意隔离式安全栅的型号、电源极性、电压等级及隔离式安全栅外壳接线端上的标号。

在我们的实际生产线中，我们严格按照安全栅使用及安装要求，保证了安全栅的稳定工作，确保了现场设备的正常动作及安全运行。