陈洪光-安全栅在成型控制系统改造中的应用分解.doc

P+F安全栅在成型车间控制系统改造中的应用 内容摘要：本文首先介绍了安全栅的在本安控制系统中的作用及其形式、结构、分类，并对橡胶厂成型车间DCS控制系统改造中所用到的隔离式安全栅的种类、形式、作用和应用分别进行了阐述，并且简单叙述了安全栅选用、安装、调试时的一些注意事项。 关键字 图2 通过框图可以看到1、2、3端接现场侧，7、8端为安全侧，14、15端为电源供电端子。 3.1.2主要功能和应用 1、为智能变送器配电，可以为2/3制变送器配电，并能传递模拟信号到安全侧； 2、将电流源传递到安全侧，也就是4线制变送器，只传递其信号； 3、叠加在模拟信号上的数字通讯允许双向传输，可用手持终端与安全栅进行HART通信组态。 对不同变送器接线形式不同，其示意图如下： 图3 三线制变送器 两线制变送器 电流源 这次改造中，主要用到了后两种接线形式，分别举个实例： 图4 两线制 EJA差压流量变送器 安全栅 计算机卡件 图5 四线制， 质量流量计 安全栅 计算机卡件 3.2模拟量输出 KFD2-SCD-EX1.LK 3.2.1主要技术参数 单通道 允许安装在危险区ZONE2 防爆等级EEXiaIIC 短路及断路检测 HART信号传递（电气隔离） 电磁兼容性符合NAMUR NE 21 其结构框图6，如下： 图6 通过框图可以看到1、2端接现场侧，7、8端为安全侧，11、12端为导轨供电端子。 3.2.2主要功能和应用 1、将4-20mA电流从安全区传到危险区； 2、智能数字信号叠加在安全区和危险区的模拟信号上； 3、HART信号允许安全区和危险区双向传输； 4、线路监测、报警功能： 正常状态下负载电阻：100-700Ω； 线路短路：安全侧输入电阻小于50Ω； 线路开路：当ION=20mA时，安全侧输入阻抗大于2000Ω； 当负载电阻大于700Ω时，电流信号无法传输； 当线路断路时，输入阻抗大于100KΩ,电流降到1mA以下，红色故障指示灯LED闪烁。 这种类型安全栅主要时给现场阀门定位器和电气转换器传输信号，下面举一个实例： 图7 另外，由于输出安全栅有线路监测功能，当输出侧发生故障，如：线路断路、短路，或者阀门定位器、电气转换器发生故障时，面板上用于监测的红灯会自动闪烁，可以帮助我们更方便快捷的处理问题。 3.开关量输出 KFD2-SD2-EX2 3.3.1主要技术参数 双通道，通道故障报警 防爆等级EEXiaIIC 根据IEC61508，安全等级可达SIL3 其结构框图，如下： 图8 图9 通过框图可以看到1、2、3一组，4、5、6一组，接现场侧的电磁阀，7、8、9端接安全侧控制信号。 3.3.2主要功能和应用 1、输入和输出之间完全隔离，输出电压、电流可根据负载变化而变化 2、端子7和8或8和9 之间的电压通过DC/DC转换器传送，输出端开路电压约为25VDC,最大电流可达72mA 3、可对重要联锁输入/输出回路构成冗余配置，增加安全度 4、具有线路监测、报警功能，短路、断路时红色故障指示灯LED闪烁。 5、应用：成型车间有3条干燥箱生产线，使用0.9MPa蒸汽干燥胶粒，胶粒厚度不均匀、机械挤压、干燥温度过高等原因都会造成干燥箱内胶粒发生冒烟、燃烧，这时就要求消防蒸汽阀或消防水阀必须及时开启灭火，改造中我们使用了KFD2-SD2-EX2隔离安全栅，对气动线路和控制电磁阀进行了技术改造，构成了冗余回路，大大提高了安全度，装置短停消缺时的几次空投实验，情况良好。 配置如图9。 3.4开关量输入 KFD2-SR2-EX2.W 3.4.1主要技术参数 双通道，通道故障报警 防爆等级EEXiaIIC 每个通道1路信号传输 短路及断路检测 根据IEC61508，安全等级可达SIL2 其结构框图，如下图10。 图10 图11 通过框图可以看到1、2、3为一组，4、5、6为一组，接现场侧的状态信号，7、8、9为一组，10、11、12为一组，接反馈信号进安全侧控制柜DI输入卡。 3.4.2主要功能和应用 1、安全栅接收来自危险区的开关信号（符合EN60947-5-6）标准的NAMUR信号或机械触点信号。 2、输入端、输出端及电源之间相互隔离并符合EN50020， 3、端子7和8或8和9 之间的电压通过DC/DC转换器传送，输出端开路电压约为25VDC,最大电流可达72mA；此型隔离式安全栅正面有3个拨码开关，设置输入/输出的开、闭反向、故障报警等功能，投用前应检查设置是否正确。 4、可对重要联锁输入/输出回路构成冗余配置，增加安全度 5、具有线路监测