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1、KF系列隔离栅 应用指南 PEPPERL FUCHS KF 系列隔离式安全栅 隔离式安全栅 限制回路电能量从而实现本质安全防爆功 能的回路限能关联设备通常被称为安全栅 而带 有电流隔离功能的安全栅 则被称为隔离式安全 栅 简称隔离栅 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 如图 1 所示 回 路限能单元中最核心的电路为安全栅基本限能电 路 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 电流隔离 单元包括变压器隔离组件 模频转换和频模转换 电路 信号处理单元则根据各品种隔离栅的功能 要求实施信号处理 为什么选用隔离栅 齐纳式安全栅 详见齐纳式
2、安全栅的章节 和隔离式安全栅都能实现本质安全防爆的功能 与简单廉价的齐纳栅相比 隔离栅会给用户带来 哪些利益呢 1 隔离栅可将危险区的现场回路与主控室安全区 的控制系统有效隔离 这种隔离可同时带来三 大好处 其一 隔离栅无需本安接地 简化了 本安防爆应用时的工程施工 其二 大大增强 了检测和控制回路的抗干扰能力 其三 允许 现场仪表接地 且现场仪表接地将不会与控制 系统接地之间产生相互影响 2 应用隔离栅可缩短开车准备时间和减少停车时 间 这是因为隔离栅具有比齐纳栅强得多的自 我保护能力 意外损坏的可能性较小 同时 隔离栅允许现场仪表带电检修 从而减少了停 车 3 隔离栅具有较强的信号处理功能
3、 给现场仪表 和控制系统的应用提供了更大的选择空间 从 而使整个系统的配置更合理和有效 4 当用户同时应用 DCS 和 ESD 时 选用一进 二出的隔离栅 可以有效地将两个系统隔离开 来 从而避免一个系统的故障影响另一个系 统 P F 公司有哪几个系列的隔离栅 P F 公司已有 40 年研发和生产隔离栅的 经验 现共有 4 个系列的隔离栅畅销世界各地 1 KF 系列隔离栅 这是销售量最大 应用最广 泛的隔离栅系列 本样本将详细介绍 2 KS 系列远程 I O 型隔离栅 这是最新型的隔 离栅系列 它在隔离栅基础上又集成了远程 I O 的功能 可安装在现场危险区 Zone 2 多 达 125 台隔
4、离栅可通过一根通讯总线与 DCS 系统联接 其应用可为用户节省控制系统的总 体投资 另有样本做专门介绍 3 E Card 系列隔离栅 其特点为欧洲 19 标 准 机架的安装方式 机柜整洁 美观 高雅 维 护十分方便 深得欧洲用户喜爱 在我国也得 到很多用户的青睐 另有样本做专门介绍 4 HiD 系列隔离栅 其特点为完全的母板安装方 式 现场侧和系统侧的接线均在母板上完成 隔离栅上没有接线 维护隔离栅时完全不触动 任何接线端子 可采用 DCS 系统电缆与隔离 栅母板联接 特别适用于 DCS 和隔离栅总成 调试验收后 需要拆散 搬运至现场 再重新 安装联接的场合 有关 HiD 隔离栅另有样本 做专
5、门介绍 回路限 能单元 电流隔 离单元 信号处 理单元 图 1 KF 系列隔离栅的主要特点 KF 系列隔离式安全栅满足欧洲最新的防 爆认证要求 并取得 ATEX 认证 在中国 KF 系列隔离栅满足中国国家标 准 并取得 NEPSI 认证 KF 系列隔离栅在市场上的成功 主要基 于三个重要 而且独特的设计理念 其一 被称 为全能的隔离栅系列 就是尽可能在一个系列里 面 满足用户的各种应用功能 其二 被称为信 息化的隔离栅系列 这表现在全面支持模拟量回 路的智能通讯和完善现场线路故障监测及其故障 信息的收集报警 其三 被称为对工程友好的隔 离栅系列 就是尽可能地多为工程施工和日常维 护着想 1 全
6、能的隔离栅系列 与齐纳栅相比 隔离栅的主要优点之一就 是在实现本安方便的同时 能与各种现场仪表和 各款控制系统相配 并完成用户指定的信号处理 要求 KF 系列隔离栅将这种具有广泛适应性的特 点发挥到极至 信号传递 能够简单地传递信号 即什么信号 进 什么信号出 俗称透明的隔离栅 似乎是 隔离栅中最基本的品种 采用这种隔离栅的方 便之处在于 当对控制系统的 I O 卡进行选型 时 可完全忽略隔离栅的存在 KF 系列不仅 对较易传递的 4 20mA 1 5V 0 10V mV 干接点信号 而且对难以传 递的电阻信 KF 系列隔离式安全栅 号 都能进行隔离式的精确传递 在传递检测 信号的同时 KF
7、系列隔离栅还适用于传递各 种智能通讯信号 HART Brain DE Foxcom FSM 等等 无源隔离栅 大部分隔离栅是有源的 但部分 DCS 的 I O 卡只接受无源信号 于是要求采 用无源隔离栅 KF 系列中包括了品种齐全的 无源隔离栅 从而使其适配更多的系统 I O 卡 信号转换 KF 系列中带有信号转换功能的隔 离栅品种非常丰富 从简单的 4 20mA 与 1 5V 之间的转换 到热电偶 热电阻与 4 20mA 或 1 5V 之间的转换 还有将频率 电 位器等特殊信号转换为 4 20mA 或 1 5V 常规 信号 等等 信号分配 当用户同时使用两个控制系统或一 个控制系统和一个独立
8、的记录或显示装置时 需要隔离栅完成信号一进二出的功能 KF 系 列中包括多款模拟量输入和开关量输入的一进 二出隔离栅 对频率量输入信号 KF 系列隔 离栅可以输出一个 4 20mA 模拟信 号参与控 制和一个频率信号用于计数计量 报警设定 KF 系列中包括了品种丰富的报警 设定器 这种隔离栅和报警设定器合二为一的 产品 大大简化了用户的系统配置 满足各种级别的工厂安全要求 KF 系列隔离 栅中包括有经过故障安全认证的隔离栅 用于 紧急停车系统所要求的故障安全回路 KF 系 列中还包括满足工厂安全 SIL2 或 SIL3 要求 的隔离栅 交流供电的隔离栅 一般的隔离栅多为标称直 流 24V 供电
9、 但是 为了方便某些化工机械 和机组的成套 KF 系列中包括了部分交流供 电或交直流两用供电的隔离栅 2 信息化的隔离栅系列 KF 系列隔离栅致力与在完成本安防爆的 基本功能的同时 帮助用户获得更多的信息 全面支持模拟量输入输出回路的智能通讯 该 系列隔离栅支持目前市场上应用的所有智能通 讯协议 如 HART Brain Foxcom DE 等等 在支持 HART 智能通讯方面 KF 系列隔离栅 设计得几乎无微不至 不仅普通的单通道 AI 和 AO 型号支持 HART 双通道 AI 和 AO 一 进二出 AI 同样支持 HART 不仅支持二线制 変送器的 HART 通讯 还支持 4 线制変送器
10、 的 HART 通讯 KF 系列隔离栅还细致地照顾到用户在全面应 用智能通讯时地一些特殊问题 比如 用户有 时希望支持 HART 通讯地隔离栅能兼容非智 能仪表 又如 用户希望在 DCS 系统尚未连 接时 就能够用手操器在隔离栅地系统侧调试 HART 仪表 对于这些要求 KF 系列隔离栅 都有周到地考虑 KF 系列隔离栅设计有相当完善的现场线路故 障监测功能 尤其是针对阀门控制回路的线路 监测功能非常突出和广受用户欢迎 因为比较 AI 和 DI 回路 AO 和 DO 回路的线路故障通 常更难被发现 并且更加危险 KF 系列隔离栅还设计了独特的线路故障信息 的收集和报警解决方案 如果每一台隔离栅
11、单 独地输出线路故障信息 会让整个故障信息收 集和报警工作变得非常繁琐 并占用过多资 源 KF 系列隔离栅利用其独特地轨道供电系 统 将每台隔离栅的线路故障信息通过电源轨 道传递给电源模块 由电源模块给出统一的报 警信号 同时隔离栅上设置线路故障报警指示 灯 3 对工程友好的隔离栅系列 KF 系列隔离栅注重安装 接线 上电等 工程施工的简便易行 特别采用 DIN 导轨安装方 式 可插拔接线端子和轨道供电方式 DIN 导轨安装方式 这种安装方式的特点是其 附件不仅非常简单 而且既标准化 又廉价而 通用 安装和拆卸都十分方便 同时 几乎每 个安全栅厂家都有采用这种安装方式的安全栅 品种 从而使得各
12、品牌产品之间的互换成为可 能 可插拔接线端子 不论是工程施工阶段 还是 在回路调试阶段 或是今后的维护和检查 反 复地拆线和接线总是一件让人烦恼 且容易出 错的事情 采用可插拔的接线端子 就可以有 效地避免不必要的重复拆线和接线 KF 系列 隔离栅的现场侧端子与系统侧端子用不同的颜 色来区分 如果一侧有两组或两组以上端子 则通过在端子上设置编码使端子组之间不会相 互插错 轨道供电方式 大部分隔离栅需要供电 而当 隔离栅应用数量较大时 给每一台隔离栅配电 并不是一个轻松的工作 为了简化隔离栅的配 电 P F 公司发明了轨道供电方式 其方法 是在 DIN 安装导轨中嵌装一根专用的电源轨 道 通过这
13、根电源轨道 将 24VDC 供电配给 所有安装在该轨道的隔离栅 采用轨道供电 后 隔离栅的配电就变得非常简单 易于掌 握 不易出错 而且能很方便地实现冗余配 电 现场侧线路监视报警 KF 系列隔离栅中的很 多品种具有现场线路监视报警功能 这对工程 施工和系统运行是非常有益的 比如模拟量输 出 AO 和开关量输出 DO 现场侧线路的故障 有时不能被 DCS 系统及时发现 从而造成 KF 系列隔离式安全栅 DCS 对调节阀和电磁阀的失控 用户可以在 KF 系列隔离栅中 挑选使用带有线路监视报 警功能的隔离栅 及时有效地发现线路故障 与浪涌保护器方便组合 KF 系列隔离栅可以 和 P LB 系列浪涌
14、保护器方便地组合使用 二 者可以直接插接在一起 中间不必接线 既方 便工程施工 又节省机柜空间 K 系列隔离栅 隔离器及报警设定器常用型号选型表 注 所列产品为常用产品 产品如有误 请以产品资料为准 如有其他产品需求 请与 P F 公司各办 事处联系 一 常用隔离式安全栅 现场信号 类型 型号 通道数 智 能 SIL 系统侧应用说明 KCD2 STC Ex1 单通道 是 SIL2 有源或无源 4 20mA 信号 或 1 5V 信号 KFD2 STC4 Ex1 单通道 是 SIL2 KFD2 STC4 Ex2 双通道 是 SIL2 KFD2 STC4 Ex1 2O 一进二出是 SIL2 有源 4
15、 20mA 信号 智能型 支持 HART KFD2 STC4 Ex1 Y122583 单通道 是 SIL2 AI 4 20mA 2 线制智能 或非智能 变送器 KFD2 STC4 Ex1 2O Y122582 一进二出是 SIL2 无源 4 20mA 信号 智能型 支持 HART KCD2 SCD Ex1 单通道 是 SIL2 KFD2 SCD Ex1 LK 单通道 是 SIL2 KFD2 SCD2 Ex2 LK 双通道 是 SIL2 4 20mA 信号 兼容智能 非智 能仪表 带线路故障检测功 能 KFD2 CD Ex1 32 单通道 否 SIL24 20mA 信号 AO 4 20mA 驱动
16、电气转 换器或电气 阀门定位器 KFD2 CD2 Ex2 双通道 否 SIL24 20mA 信号 T C mV KFD2 VR2 Ex1 50m 单通道 mV 信号 50mV 带线路故障检测功能 RTD 2 3 4 线制 KFD2 RR Ex1 单通道 2 3 4 线制电阻信号 KFD2 UT2 Ex1 单通道 TI 温度变送 T C RTD mV 及滑线 变阻器 KFD2 UT2 Ex2 双通道 一进二出 有源或无源 4 20mA 信号 热 电偶应用时请订购冷端补偿器 K CJC PC 机组态 可选 PW2 ADP1 USB 组态软件包 KCD2 SR Ex1 LB 一进二出 SIL2 KCD2 SR Ex2 双通道 SIL2 KFD2 SR2 Ex2 W 双通道 SIL2 KFD2 SR2 Ex1 W 单通道 SIL2 KFD2 SR2 Ex1 W LB 一进二出 SIL2 KFD2 SR2 Ex2 2S 双通道 双入四出 SIL2 KFD2 SRA Ex4 四通道 SIL2 KFD2 SR Ex1 4S LK 一进四出 SIL2 继电器干接点信号 KFD2 ST2 Ex2 双通道
