Дискретный или аналоговый барьер искрозащиты: полное руководство по выбору

На промышленных объектах с взрывоопасными зонами (нефтегазовая, химическая, фармацевтическая промышленность, горное дело) критически важно обеспечить безопасную передачу сигналов от датчиков и исполнительных устройств. Для этого используются барьеры искрозащиты. Однако при выборе возникает вопрос: дискретный или аналоговый нужен для конкретной задачи?

В этой статье мы подробно разберем оба типа устройств, их особенности, области применения и поможем сделать правильный выбор.

Барьер искрозащиты производства «НТК Приборэнерго»

Что такое барьер искрозащиты

Барьер искрозащиты — это устройство, предназначенное для обеспечения искробезопасности измерительных и управляющих цепей. Он защищает первичные преобразователи, установленные во взрывоопасных зонах, предотвращая передачу опасной энергии в опасную зону. Устройство устанавливается на DIN-рейку в безопасной зоне и служит связующим звеном между полевым оборудованием во взрывоопасной зоне и системой управления (ПЛК, контроллером, панелью оператора) в безопасной зоне.

Барьеры искрозащиты делятся на два основных типа:

• Аналоговые — для передачи непрерывных сигналов (4-20 мА, 0-10В, термопары, термосопротивления);

• Дискретные — для передачи двухпозиционных сигналов (сухой контакт, NAMUR, логические уровни).

Выбор правильного типа — залог корректной работы системы автоматизации и соблюдения требований взрывобезопасности.

Барьер искрозащиты ISB742

Смотреть

Барьер искрозащиты ISB752

Смотреть

Аналоговый барьер искрозащиты

Что такое аналоговый барьер

Аналоговый барьер — это устройство, предназначенное для передачи непрерывных (аналоговых) сигналов из взрывоопасной зоны в безопасную зону. Он обеспечивает гальваническую развязку между цепями и ограничивает энергию, передаваемую во взрывоопасную зону, до безопасного уровня.

Типы аналоговых сигналов

Такие устройства могут работать с различными типами сигналов:

• Токовые сигналы — 4-20 мА (самый распространенный стандарт для промышленных датчиков);

• Сигналы напряжения — 0-10В, 0-5В, 1-5В;

• Термопары — сигналы от термоэлектрических преобразователей (ТХК, ТХА, ТПП и др.);

• Термосопротивления — сигналы от датчиков температуры (50М, 100П, Pt100, Pt500);

• Потенциометры — сигналы от датчиков положения, уровня.

Применение

Аналоговые барьеры используются для подключения следующих типов полевого оборудования:

• Датчики давления, расхода, уровня, температуры с токовым выходом;

• Аналоговые датчики положения (потенциометрические);

• Термопары и термометры сопротивления;

• Позиционеры клапанов с обратной связью 4-20 мА;

• Преобразователи частоты с аналоговым управлением.

Особенности

• Высокая точность — погрешность преобразования обычно составляет ±0,1%;

• Линейность — сохраняют линейность сигнала во всем диапазоне;

• Гальваническая развязка — изолируют входные и выходные цепи;

• Искробезопасное питание — обеспечивают питание полевых датчиков от искробезопасных цепей;

• Широкий диапазон температур — работа в условиях от -40°С до +70°С.

Дискретный барьер искрозащиты

Что такое дискретный барьер

Дискретный барьер — это устройство, предназначенное для передачи дискретных (двухпозиционных) сигналов из взрывоопасной зоны в безопасную зону. Он принимает сигнал от полевого устройства (сухой контакт, датчик NAMUR, логический уровень) и передает его в безопасную зону в виде дискретного выхода (реле, оптрон, открытый коллектор).

Их акже называют барьером дискретных сигналов или для дискретных входов.

Типы дискретных сигналов

Барьер дискретных сигналов может работать с различными типами входных сигналов:

• Сухой контакт — обычный механический контакт (кнопка, концевой выключатель, геркон), который может быть замкнут или разомкнут;

• NAMUR — стандарт для датчиков приближения (EN 60947-5-6), использующий токовую петлю с двумя уровнями (около 1 мА — «не активен», около 3 мА — «активен»);

• Логический уровень — сигнал 0/24В (0/5В, 0/12В) от электронных устройств;

• Датчики с открытым коллектором — транзисторный выход типа «открытый сток» или «открытый эмиттер».

Применение

Используются для подключения следующих типов полевого оборудования:

• Концевые выключатели на задвижках и клапанах;

• Кнопки аварийной остановки (E-Stop);

• Датчики приближения (индуктивные, емкостные);

• Датчики уровня (поплавковые, электродные);

• Датчики давления и потока с дискретным выходом;

• Герконы и магнитоуправляемые контакты;

• Реле и контакторы с сигнализацией положения.

Особенности

• Два типа выходов — релейный выход (нормально открытый или нормально закрытый) или оптронный/транзисторный выход;

• Индикация состояния — светодиодная индикация наличия входного и выходного сигнала;

• Питание полевого оборудования — искробезопасное питание для датчиков NAMUR;

• Гальваническая развязка — изоляция входных и выходных цепей;

• Возможность настройки — выбор логики работы (инвертирование сигнала).

Барьер искрозащиты: что это, принцип работы и типы защиты для опасных зон

Узнайте больше

Сравнение аналогового и дискретного барьера

Основные отличия

Что выбрать: аналоговый или дискретный?

Ответ на этот вопрос зависит исключительно от типа сигнала, который передается от полевого устройства:

• Если полевое устройство выдает аналоговый сигнал (4-20 мА, 0-10В, термопара, термосопротивление) — выбирайте аналоговый барьер искрозащиты.

• Если полевое устройство выдает дискретный сигнал (сухой контакт, NAMUR, логический уровень) — выбирайте дискретный барьер искрозащиты.

Критерии выбора барьера искрозащиты

1. Определите тип сигнала

Первый шаг — определить, какой сигнал выдает полевое устройство:

• 4-20 мА, 0-10В, термопара, термосопротивление → аналоговый;

• Сухой контакт, NAMUR, логический уровень → дискретный.

2. Определите уровень взрывозащиты

Для зон с постоянным присутствием взрывоопасной среды (зона 0 для газов, зона 20 для пыли) требуется уровень искрозащиты «ia». Для зон с вероятным присутствием (зона 1, 21) допустим уровень «ib». Для зон с маловероятным присутствием (зона 2, 22) — уровень «ic».

3. Определите количество каналов

Бывают одноканальными, двухканальными и многоканальными. Для экономии места в щите выбирайте двухканальные барьеры для двух однотипных датчиков.

4. Учитывайте условия эксплуатации

• Диапазон рабочих температур;

• Влажность и запыленность;

• Наличие агрессивных сред;

• Степень защиты корпуса.

Вопросы и ответы

1. Чем отличается аналоговый барьер искрозащиты от дискретного?

Аналоговый барьер искрозащиты предназначен для передачи непрерывных сигналов (4-20 мА, 0-10В) от датчиков давления, температуры, уровня. Он обеспечивает гальваническую развязку и линейное преобразование сигнала. Дискретный барьер искрозащиты предназначен для передачи дискретных (двухпозиционных) сигналов — контакты реле, кнопки, концевые выключатели, сигналы от датчиков приближения. Выбор зависит от типа сигнала, который нужно передать из взрывоопасной зоны.

2. Что такое дискретный барьер искрозащиты и где он применяется?

Это устройство для передачи двухпозиционных сигналов из взрывоопасной зоны. Он принимает сигнал типа «сухой контакт» (замкнут/разомкнут), сигнал от датчика приближения (NAMUR) или логический уровень и передает его в безопасную зону в виде дискретного выхода (реле, оптрон, открытый коллектор). Применяется для передачи сигналов от концевых выключателей, кнопок аварийной остановки, датчиков уровня, положения задвижек.

3. Как выбрать между аналоговым и дискретным барьером искрозащиты?

Выбор между аналоговым и дискретным барьером искрозащиты определяется типом сигнала подключаемого полевого устройства. Если датчик выдает аналоговый сигнал (4-20 мА, 0-10В, термопара, термосопротивление) — нужен аналоговый. Если датчик выдает дискретный сигнал (замкнуто/разомкнуто, есть/нет сигнала) — нужен дискретный. Важно также учитывать уровень искрозащиты (ia/ib/ic), количество каналов и дополнительные функции.

Вывод

Выбор между дискретным и аналоговым барьером искрозащиты определяется исключительно типом сигнала, который необходимо передать из взрывоопасной зоны. Аналоговые предназначены для непрерывных сигналов (4-20 мА, термопары и т.д.), дискретные — для двухпозиционных (сухой контакт, NAMUR).

При выборе важно также учитывать уровень взрывозащиты, количество каналов, условия эксплуатации и дополнительные функции. Правильно подобранный прибор обеспечит безопасную и надежную работу системы автоматизации на взрывоопасном объекте.

Заказать барьер искрозащиты производства «НТК Приборэнерго» 

Компания «НТК Приборэнерго» предлагает надежные барьеры искрозащиты для оснащения взрывоопасных производств в нефтегазовой, химической и горнодобывающей промышленности.

Не знаете, какое устройство выбрать для вашего объекта? Наши специалисты помогут подобрать оптимальную модель под ваши датчики, класс взрывоопасной зоны и условия эксплуатации. Звоните по телефону или оставляйте заявку на сайте для консультации и расчета стоимости!