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P+F安全柵（safety barrier），接在本質安全電路和非本質安全電路之間。將供給本質安全電路的電壓電流限制在一定安全范圍內的裝置。

P+F安全柵又稱安全限能器，是本安系統中的重要組成部分。

P+F安全柵主要有齊納式P+F安全柵和隔離式P+F安全柵兩大類。

齊納式P+F安全柵的核心元件為齊納二極管，限流電阻及快速熔斷絲。

隔離式P+F安全柵不但有限能的功能，還有隔離功能，它主要由回路限能單元，信號和電源隔離單元、信號處理單元組成。

P+F安全柵的主要功能為限流限壓，保證現場儀表可得到的能量在安全范圍內。

P+F安全柵又稱安全保持器。本安回路的安全接口，它能在安全區(qū)（本質安全）和危險區(qū)（非本質安全）之間雙向傳遞電信號，并可限制因故障引起的危險區(qū)向安全區(qū)的能量轉遞。一般P+F安全柵有齊納式和隔離式。

本安型P+F安全柵應用在本安防爆系統的設計中，它是安裝于安全場所并含有本安電路和非本安電路的裝置，電路中通過限流和限壓電路限制了送往現場本安回路的能量，從而防止非本安電路的危險能量串入本安電路，它在本安防爆系統中稱為關聯設備，是本安系統的重要組成部分。

本安防爆系統關聯設備，是指安裝在安全場所，本安電氣設備與非本安電氣設備之間的相連的電氣設備。

由于P+F安全柵被設計為介于現場設備與控制室設備之間的一個限制能量的接口，因此無論控制室設備處于正常或故障狀態(tài)，P+F安全柵都能確保通過它傳送給現場設備的能量是本質安全的。

中國國家儀器儀表防爆安全監(jiān)督站是中華人民共和國地區(qū)監(jiān)督生產安全防爆產品的機構，對本安型P+F安全柵產品有著嚴格、科學、詳細的規(guī)定，只有通過該監(jiān)督站認證的企業(yè)及其所開發(fā)生產的產品才具備符合標準的安全性能，否則可能會給使用方的設備、人員和生產造成無可估量的損害。

齊納式P+F安全柵

電路中采用快速熔斷器、限流電阻或限壓二極管以對輸入的電能量進行限制，從而保證輸出到危險區(qū)的能量。

1． 安裝位置必須有非?？煽康慕拥叵到y，顯然這樣的要求是十分的苛刻并在實際工程應用中難以保證。

3． 齊納式P+F安全柵對電源影響較大，同時也易因電源的波動而造成齊納式P+F安全柵的損壞。

4．由于齊納式P+F安全柵的電路原理需要吸收輸入回路的能量，所以易造成輸出不穩(wěn)定。

隔離式P+F安全柵

采用了將輸入、輸出以及電源三方之間相互電氣隔離的電路結構，同時符合本安型限制能量的要求。與齊納式安全相比，雖然價格較貴，但它性能上的突出優(yōu)點卻為用戶應用帶來了更大的受益：

1．由于采用了三方隔離方式，因此無需系統接地線路，給設計及現場施工帶來極大方便。

2．對危險區(qū)的儀表要求大幅度降低，現場無需采用隔離式的儀表。

3．由于信號線路無需共地，使得檢測和控制回路信號的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強，從而提高了整個系統的可靠性。

4．隔離式P+F安全柵具備更強的輸入信號處理能力，能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等信號，這是齊納式P+F安全柵所無法做到的。

5．隔離式P+F安全柵可輸出兩路相互隔離的信號，以提供給使用同一信號源的兩臺設備使用，并保證兩設備信號不互相干擾，同時提高所連接設備相互之間的電氣安全絕緣性能。

因此，對比齊納式和隔離式P+F安全柵的特點和性能后可以看出，隔離式P+F安全柵有著突出的優(yōu)點和更為廣泛用途，雖然其價格略高于齊納式P+F安全柵，但從設計、施工安裝、調試及維護成本來考慮，其綜合成本可能反而低于齊納式P+F安全柵。在要求較高的工程現場幾乎無一例外地采用了隔離式P+F安全柵作為主要本安防爆儀表，隔離式P+F安全柵已逐漸取代了齊納式P+F安全柵，在安全防爆領域得到了日益廣泛的應用.

本安設備標志定義

其中：EX —防爆標志

（ia）—防爆等級

ⅡC —氣體組別

本公司產品防爆級別：EX（ia）ⅡC

① 隔離式P+F安全柵與齊納式P+F安全柵相比，雖然價格要高一些，但是它許多優(yōu)點和特點還是給用戶帶來許多方便，使越來越多用戶偏向的選擇隔離式P+F安全柵。

②使用隔離式P+F安全柵，可以將危險區(qū)的現場回路信號和安全區(qū)回路信號有效隔離。這樣本安自控系統不需要本安接地系統，簡化了本安防爆系統應用時的施工。

③ 使用隔離式P+F安全柵，大大增強了檢測和控制回路的抗干擾能力，提高系統可靠性。

④使用隔離式P+F安全柵，允許現場儀表接地，允許現場儀表為非隔離型的。

⑤ 隔離式P+F安全柵有許多保護功能電路，意外損壞的可能性較小，允許現場儀表帶電檢修，這樣可縮短工程開車準備時間和減少停車時間。

⑥隔離式P+F安全柵有較強的信號處理能力。如開關量輸入狀態(tài)控制、mV、Pt100變?yōu)?～20mA等等。這樣給現場儀表和控制系統的應用提供了更大的方便、合理和有效。

⑦ 當用戶同時應用DCS和ESD時，選用一進二出的P+F安全柵，可以有效地將兩個系統隔離開來，避免系統之間互相影響。

⑧回路供電隔離式P+F安全柵既保持有源隔離式P+F安全柵的優(yōu)點，又有齊納式P+F安全柵一樣的接線方便，不需要另外24V電源供電，特別適合配I/O卡直接供電的DCS系統。

齊納式P+F安全柵

齊納P+F安全柵的原理簡單、電路實現容易，價格低廉，但因由于其自身原理的缺陷使其應用中的可靠性受到很大影響，并限制了其應用范圍，其原因如下：

1．安裝位置必須有非?？煽康慕拥叵到y，并且該齊納式P+F安全柵的接地電阻必須小于1Ω，否則便失去防爆安全保護性能，顯然這樣的要求是十分苛刻并在實際工程應用中難以保證。

2．要求來自危險區(qū)的現場儀表必須是隔離型，否則通過齊納式P+F安全柵的接地端子與大地相接后信號無法正確傳送，并且由于信號接地，直接降低信號抗干擾能力，影響系統穩(wěn)定性。

3．齊納式P+F安全柵對電源影響較大，同時也易因電源的波動而造成齊納式P+F安全柵的損壞。

隔離式P+F安全柵齊納屏障為過程自動化系統中的各種應用提供節(jié)省成本的防爆保護。轉移到危險場所的能量被限制在不能點燃爆炸性環(huán)境的安全水平。

Pepperl+Fuchs 的 Z 系統齊納屏障直接安裝在 35 毫米 DIN 導軌上。通過附件，可以直接在 DIN 安裝導軌上進行所需的接地。

快速安裝在 DIN 導軌上

與DIN導軌直接連接的接地

通過移除保險絲分離場回路

Z 系統齊納屏障可提供高達 2 個通道/12.5 毫米寬度的高密度。帶有現場可更換熔斷器的變體提供了一種方便的方法來斷開或打開儀器回路，而不會干擾接線，從而使調試和維護操作更加容易。

P+F安全柵的主要功能就是限制安全場所的危險能量進入危險場所，及限制送往危險場所的電壓和電流。齊納管Z用于限制電壓。當回路電壓接近安全限壓值時，齊納管導通，使齊納管兩端的電壓始終保持在安全限壓值以下。電阻R用于限制電流。當電壓被限制后，適當選擇電阻值，可將回路電流限制在安全限流值以下。

與齊納P+F安全柵相比，隔離式P+F安全柵除具有限壓與限流的作用之外，還帶有電流隔離的功能。隔離柵通常由回路限能單元、電流隔離單元和信號處理單元三部分組成，基本功能電路如圖2所示?；芈废弈軉卧獮镻+F安全柵的核心部分。此外，輔助有用于驅動現場儀表的回路供電電路和用于儀表信號采集的檢測電路。信號處理單元則根據P+F安全柵的功能要求進行信號處理。

工業(yè)現場一般需要采用兩線制傳輸方式的配電器，既要為諸如壓力變送器等一次儀表提供24V 配電電源，同時又要對輸入的電流信號進行采集、放大、運算、和進行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號，供后面的二次儀表或其它儀表使用。但一些特殊的工業(yè)現場不但需要兩線制傳輸，既提供配電電源又有信號隔離功能，同時還需要具有安全火花型防爆的性能，可靠地防止電源高壓與信號之間的混觸，利用電流、電壓雙重化限制回路，把進入危險場所的能量限制在安全定額以下的具有特殊功能的配電器—P+F安全柵。

隔離式P+F安全柵，基本有檢測端P+F安全柵和操作端P+F安全柵兩種類型。檢測端P+F安全柵與兩線制變送器配套使用；操作端P+F安全柵與電氣轉換器或電氣閥門配套使用。也有信號輸入等類型隔離式P+F安全柵。

由于隔離式P+F安全柵采用了限壓、限流、隔離等措施，不僅能防止危險能量從本安端子進入危險現場，提高系統的本安防爆性能，而且還增加了系統的抗干擾能力，大大提高了系統運行的可靠性。 24VDC 電源經DC-AC-DC變換后，輸出模塊電路所需要的多種電壓。

檢測端隔離式P+F安全柵的原理是：模塊電路將通過本安能量限制電路輸入的電流或電壓信號轉變?yōu)?.2-1VDC后，送入模塊內進行采集、放大、運算和進行抗干擾處理后，再經變壓器調制成輸出隔離的電流和電壓信號，供后面的二次儀表或其它儀表使用。模塊還需輸出一個隔離的18.5∽28.5VDC電壓，通過本安能量限制電路做為供給兩線制變送器的工作電壓。本安能量限制電路能限制大電流或高電壓的危險信號竄入危險現場。

操作端隔離式P+F安全柵的原理是：將調節(jié)器或操作器輸出的4-20mA DC信號隔離后再輸出4-20mA DC 的信號，通過本安能量限制電路供給電氣轉換器或現場的電氣閥門定位器使用。