ISB安全保持器綜合介紹

1、ISB安全保持器綜合介紹2一、安全防爆的基本知識 二、齊納式安全保持器 三、輸入式安全保持器一、基本定義爆炸性混合物、安全火花、本安型防爆系統(tǒng)、非本安型防爆系統(tǒng)二、基本原理1、調(diào)制式直流放大器的工作原理（24V電源經(jīng)過DC/AC/DC變換，向變送器隔離式供電；420mA電流經(jīng)過DC/AC/DC變換，向調(diào)節(jié)器隔離式傳遞信號）2、過流保護的工作原理34一、安全防爆的基本知識（一）概論自燃物質(zhì)+助燃物質(zhì)=爆炸性混合物5化工生產(chǎn)的現(xiàn)場，經(jīng)常含有氫、甲烷、乙烷、苯等易燃易爆的氣體這些易燃易爆的氣體都是自然物質(zhì)，他們和空氣中的助燃物質(zhì)（氧）和在一起構(gòu)成爆炸性混合物爆炸性混合物都是危險的，其危險程度是不一樣

2、的。一、安全防爆的基本知識 按照最大不傳爆間隙 自燃溫度 最小引爆電流 三項指標對它們進行分級分組：爆炸性混合物按最大不傳爆間隙分為4級1級 最大不傳爆間隙 2級 0.6mm最大不傳爆間隙 3級 0.4mm450b組 300自燃溫度450c組 200自燃溫度300d組 135自燃溫度200e組 100120m A 70m A最小引爆電流120m A 最小引爆電流70m A78含有爆炸性混合物的現(xiàn)場稱為危險場所我國規(guī)定的三類危險場所含有可燃性粉塵或纖維含有可燃性氣體或蒸氣火災(zāi)QGH第一類危險場所根據(jù)危險程度不同可分為三級9正常情況下，能形成爆炸性混合物的現(xiàn)場Q-1正常情況下不能形成，僅在不正常情

3、況下能形成爆炸性混合物的現(xiàn)場Q-2不正常情況下，僅在局部地區(qū)能形成爆炸性混合物的現(xiàn)場Q-3類別型號安全型A隔離型B充油型C通風充氣型F安全火花（本質(zhì)安全）型H特殊型T10我國防爆電氣設(shè)備的分類經(jīng)常使用的自動化裝置一般都是防爆隔離型和防爆安全型隔離型在外殼的內(nèi)部發(fā)生爆炸時，不引起外部爆炸性混合物爆炸的電氣設(shè)備。安全型在正?；蚴鹿薁顟B(tài)下產(chǎn)生的火花都不能引起爆炸性混合物爆炸的電氣設(shè)備。11正常狀態(tài)在設(shè)計規(guī)定條件下正常工作（實驗時，在實驗裝置中產(chǎn)生短路或斷路視為正常）事故狀態(tài)在電路中，非保護性元件損壞或產(chǎn)生短路、斷路、接地及電源故障等情況12（二）概念1、安全火花其能量不足以引起周圍爆炸性混合物起火或

4、爆炸的火花。2、安全火花型儀表在正?；蚴鹿薁顟B(tài)下產(chǎn)生的火花均不能引起爆炸性混合物爆炸的儀表。3、非安全火花型防爆系統(tǒng)通過“配電器”向現(xiàn)場儀表供電和向控制室儀表傳輸信號的系統(tǒng)為非安全火花型防爆系統(tǒng)。4、安全火花型防爆系統(tǒng)通過“安全保持器”向現(xiàn)場儀表供電和向控制室儀表傳輸信號的系統(tǒng)為安全火花型防爆系統(tǒng)。(現(xiàn)場儀表必須是本安儀表)5、關(guān)聯(lián)設(shè)備與安全火花型電路相聯(lián)，并影響其安全火花性能的有關(guān)設(shè)備。（這里意指安裝在控制室，但又和現(xiàn)場儀表有聯(lián)系）1314變送器配電器配電器調(diào)節(jié)閥控制室儀表調(diào)節(jié)閥控制室儀表安保器電源箱變送器安保器電源箱現(xiàn)場現(xiàn)場220V220V24V24V安全火花型防爆系統(tǒng)隔爆型和安全火花型自

5、動化裝置的符號標記B 3 d15H e隔爆型按爆炸性混合物傳爆能力來分為3級按爆炸性混合物自燃溫度來分為d級安全火花型按爆炸性混合物最小引爆電流分為級按爆炸性混合物自燃溫度來分為e級(一)用途齊納式安全保持器的三種規(guī)格 BARD-300 和熱電阻配合使用，構(gòu)成本安防爆系統(tǒng)。BARD-200和熱電偶配合使用，構(gòu)成本安防爆系統(tǒng)。BARD-400（演示）和兩線制變送器、執(zhí)行器配合使用，構(gòu)成本安防爆系統(tǒng)。16二、齊納式安全保持器接線方式：17BARD-200STED溫度變送器STED溫度變送器BARD-300危險場所安全場所在變送器前面 18BARD-400SLPC調(diào)節(jié)器BARD-400SDBT配電器

6、危險場所安全場所(二)BARD-200齊納式安全保持器1、構(gòu)成19AB21R2R1F2F1過壓保護信號傳輸2、原理信號傳輸電路A、R1、F1、1B、R2、F2、2過壓保護電路V1、V2、V3V4、V5、V62021(一)用途 給二線制變送器供電， 把二線制變送器的輸出電流1:1地傳送到調(diào)節(jié)器。三、ISB安全保持器22(二)方框圖調(diào)節(jié)器整流濾波器互感器調(diào)制器變送器限能器整流濾波器多諧振蕩器24VDC420m A420m A危險場所安全場所 24VDC多諧振蕩器 8KHz方波 整流濾波器 24VDC 限能器給二線制變送器提供24VDC23 二線制變送器產(chǎn)生420m ADC 限能器 調(diào)制器8KHz方

7、波電流互感器整流濾波器420m ADC 調(diào)節(jié)器輸出420m ADC 24V電源DC/AC/DC的變換過程，向變送器隔離式供電（變壓器）420m A信號DC/AC/DC的變換過程， 向調(diào)節(jié)器隔離式傳輸信號（變壓器）設(shè)置了過電壓（30V）限制器設(shè)置了過電流（30mA）限制器24防止高能量（大電壓）從安全場所串入危險場所防止高能量（大電流）從安全場所串入危險場所（三）特點隔離將危險場所的儀表和安全場所的儀表用變壓器實現(xiàn)電氣隔離。使危險場所和安全場所之間只有磁的聯(lián)系，沒有電的聯(lián)系。25限能利用電壓、電流限制電路，把可能竄入危險場所的大電壓大電流限制在安全定額之內(nèi)。防止變壓器原副邊擊穿時，原邊高壓信號竄

8、入危險場所，破壞其安全火花性能保證危險場所的安全 （四）ISB-5262安全保持器 多諧振蕩器+調(diào)制式直流放大器+限能器 1、多諧振蕩器 省略2627 2、調(diào)制式直流放大器 （1）作用 對420 m ADC進行DC/AC/DC轉(zhuǎn)換傳遞。 （2）構(gòu)成 調(diào)制器電流互感器整流濾波器28T1420mA DC15V DCV13R7C4V15C5R8V147845-+C7R9C2R4V5V8T2R6R5V12V11R10R11V9V10C3限能器 輸入BA+-420mA DC為了便于分析，次要環(huán)節(jié)用方框圖替代，主要環(huán)節(jié)用電路圖表示，畫出的電路圖29T1的副邊、V5V8、R4、C2、R9、C7T2的副邊、V

9、13、V14、R7、C4、V15、C5、R8橋式整流濾波電路全波整流濾波電路給變送器提供電源方波變成420mADCT1的副邊、V11、V12、R6、V9、V10、C3、R11、R10、R5、T2的原邊調(diào)制器420mADC變成方波30 （3）原理 24VDC 多諧振蕩器8KHz的方波 從T1原邊耦合到副邊， V5V8的橋式全波整流脈動信號 R4C2阻容濾波UC7=24VDC 二線制變送器獲得24VDC電源之后就產(chǎn)生了420m ADC。31 T1的副邊方波的正半周為、，因此V11截止，V12導(dǎo)通。 I0經(jīng)過： C7限能器AB限能器V9V10的c、eT2原邊（下）V12 T1副邊中心抽頭 R5C7

10、流經(jīng)二線制變送器的電流為下+上流經(jīng)T2原邊的電流為上+下 T1的副邊方波的負半周、 +、+，因此V11導(dǎo)通，V12截止。 I0經(jīng)過： C7 限能器AB 限能器V9V10的c、eT2原邊（上）V11T1副邊中心抽頭R5C7 32流經(jīng)二線制變送器的電流為下+上流經(jīng)T2原邊的電流為上 下+無論T1副邊的方波相位如何變化，二線制變送器流過的電流始終是一個方向。所以是直流電流。流經(jīng)互感器T2的電流卻不是一個方向，一會兒從中心抽頭向下流動，一會兒從中心抽頭向上流動。所以是交變電流。33 互感器T2原邊的交變電流耦合到副邊后，再經(jīng)V13 、V14全波整流。 R7 、C4阻容濾波流經(jīng)負載電阻時又變成420m

11、ADC。 結(jié)論： 從信號的角度來看，在二線制變送器為DC，在T2為AC，在RL上為DC。3435 3、限制器 (1)作用 限制進入危險場所的大電壓和大電流。 采取雙工備用的措施 （2）過流保護36過流BAV38 V39V36F3 V9V37R6C8V35V34V33V32V22V26V20V17V21V27V31F2C724VR1522用于限制反向電壓（即AB電壓接反）安全場所a、正常狀態(tài) Ii=420mA 24VDC經(jīng)過V21給V17提供基極電流，使V17飽和導(dǎo)通，流經(jīng)V17的電流Ii=420mA。R15上的最大壓降UR15=440mV，使V20截止。流經(jīng)V17的電流=變送器的輸入電流Ii=

12、420mA。37IiUR15=440mVR15V17V2124VF2V2022b、事故狀態(tài) Ii30mA 變送器出現(xiàn)故障，若Ii30mA時，R15上的最大壓降UR15 660mV，V20變?yōu)閷?dǎo)通。因此分流了V17的基極電流。使V17由飽和區(qū)進入了放大區(qū)。38IiUR15=660mVV17在放大區(qū)時，Ic17=I b17，IC17=Ii隨Ib17的變化而變化，Ii Ii R15 V20導(dǎo)通好 IC20 Ib17 IC17=Ii負反饋過程，使Ii得到限制，不能過大。R15V17V2124VF2V202239過流BAV38 V39V36F3 V9V37R6C8V35V34V33V32V22V26V2

13、7V31F2C724V用于限制反向電壓（即AB電壓接反）安全場所過流 正常時UC7=24V 故障時UC730V F2/F3熔斷(3)過壓保護a、正常狀態(tài) UC7=24V 正常狀態(tài)，二線制變送器的供電電壓UC7=24Vb、事故狀態(tài)UC730V供電電壓UC730V，V27V31在高壓作用反向擊穿導(dǎo)通，V37也處于導(dǎo)通狀態(tài)，使電壓穩(wěn)定在某一個值上，限制UC7的變化。若UC7再高，則F2、F3熔斷，把UC7和現(xiàn)場切斷，防止大電壓竄入危險場所。40 (穩(wěn)壓管V32和二極管V33限制開路電壓，二極管V38V39用于限制反向電壓，防止UC7接反。)41作業(yè)：1-14、什么是安全火花和安全火花防爆系統(tǒng)？2-1

14、2、在過程控制系統(tǒng)中，安全保持器處于（ ）儀表和（ ）儀表之間，與變送器配合使用的叫（ ）安全保持器；與執(zhí)行器配合使用的叫（ ）安全保持器。2-13、ISB安全保持器采取哪些措施，使其具有安全火花防爆性能？2-14、ISB安全保持器的限制器如何實現(xiàn)過壓保護和過流保護？4243作業(yè)答案：1-14、答：1、安全火花其能量不足以引起周圍爆炸性混合物起火或爆炸的火花。2、安全火花型防爆系統(tǒng)通過“安全保持器”向現(xiàn)場儀表供電和向控制室儀表傳輸信號的系統(tǒng)為安全火花型防爆系統(tǒng)。(現(xiàn)場儀表必須是本安儀表)2-12、答：在過程控制系統(tǒng)中，安全保持器處于（一次）儀表和（二次）儀表之間，與變送器配合使用的叫（輸入式）安全保持器；與執(zhí)行器配合使用的叫（ 輸出式）安全保持器。2-13、答：采用了隔離和限能的措施，隔離使用了變壓器，限能使用了大電壓和大