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.
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 большеСравнение аналогового и дискретного барьера
Основные отличия
|
Критерий |
Аналоговый |
Дискретный |
|
Тип сигнала |
Непрерывный (4-20 мА, 0-10В) |
Двухпозиционный (замкнут/разомкнут) |
|
Точность |
Высокая (0,1%) |
Не требуется (дискретный) |
|
Питание датчика |
От барьера или внешнее |
От барьера (для NAMUR) или внешнее |
|
Выходной сигнал |
Аналоговый (4-20 мА) |
Реле, оптрон, открытый коллектор |
|
Гальваническая развязка |
Есть (обычно 3-х портовая) |
Есть (вход-выход-питание) |
|
Применение |
Давление, температура, расход, уровень |
Положение, приближение, сигнализация |
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!
