本质安全防爆接口装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种本质安全防爆接口装置，用来连接危险场所的一次仪表和安全场所的控制系统之间的关联设备，本装置包括接线端子、安全栅模块、配电模块、信号调理电路及与所述控制系统连接的连接器。其中，安全栅模块，双向连接接线端子，通过限流限压来限制送往现场安全场所的能量；配电模块，通过安全栅模块的限制能量作用，给所述一次仪表提供电源；信号调理电路，其输入端连接安全栅模块，其输出端连接连接器，用于将从一次仪表中传送回来的信号转换成控制系统所匹配的各种信号；连接器，用于将各种信号传送至所述控制系统。利用上述装置，可以稳定信号精度，减少连线，提高系统的传输可靠性和集成性，并实现了与控制系统的无缝连接。

Intrinsically safe explosion-proof interface device

The invention relates to a safety anti explosion interface device and related equipment between the control system to a dangerous place and safe connection places, the device comprises a connecting terminal, safety gate module and distribution module, signal conditioning circuit and the control system is connected with the connector. The safety gate module, two-way connection terminal, the voltage and current limit to limit to on-site safety site energy; power distribution module, by limiting the energy safety gate module, to the primary instrument power supply; the signal conditioning circuit, the input end is connected with the safety gate module, the output end is connected with the connector the signal transmitted from the back, for an instrument of converting the signal matching control system; connector for a variety of signals to the control system. By using the device, the signal precision can be stabilized, the connection can be reduced, the transmission reliability and the integration of the system can be improved, and the seamless connection with the control system can be realized.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动控制
，特别是涉及工业防爆要求及配合控制系统实现本质安全防爆要求的一种本质安全防爆接口装置。
技术介绍
本质安全防爆接口装置主要应用于本质安全防爆控制系统。它将危险场所的一次仪表(如现场智能变送器)和安全场所的二次仪表(如控制系统)连接起来，在本质安全防爆系统中起到安全保护作用。随着工业过程自动化控制系统及仪器仪表的发展，对本质安全防爆技术的要求也越来越高，本质安全防爆接口装置也呈现出前所未有的多样性。目前，本质安全防爆接口装置主要有以下三类(1)采用点对点接线方式的本质安全防爆接口装置，该装置是以隔离式安全栅或齐纳式安全栅为代表；(2)采用现场总线方式的本质安全防爆接口装置，代表装置为现场总线本安中继器、安全网桥、本安配电链接模块和本安配电链接现场模盒等；(3)采用从点对点接线到总线(Point to Bus)的本质安全防爆接口装置，即远程I/O方案，代表装置为远程I/O型隔离栅和本安型的远程I/O。后面两类的本质安全防爆接口装置，由于其关键的技术只被少数公司所垄断，因此整体方案的价格较高。由于此，目前国内的系统供应商主要还是采用价格相对便宜的第(1)类本质安全防爆接口装置。但是，采用第1类的本质安全防爆接口装置应用在安全防爆控制系统中，存在以下缺陷(1)由于采用安全栅的本质安全防爆接口装置与控制系统不能直接匹配，由此，现有本质安全防爆控制系统一般由现场智能变送器、接线端子、安全栅模块、连接器和控制系统组成的，其连接方式为现场智能变送器连接到安全栅模块，然后安全栅模块连接到控制系统的信号处理端子板，最后通过信号处理端子板连接到控制系统中。这种方案的局限性是显而易见的，在实际应用时系统的连接线比较麻烦，很容易导致误接线引起的不安全因素，而且除了安全栅之外还需要增加一些信号调理等辅助设计，最后才能够连入到控制系统中。因此，由于与传统的安全栅方案所存在的连接线繁琐，在实际应用时系统的连接线比较麻烦，很容易导致误接线引起的不安全，从而影响了系统的安全性能。(2)与控制系统接口的连接线没有采用标准的连接器，其连接器的接口与系统间的连线复杂，不便于用户与现场工程人员的使用与安装；连接器也没有备用接口，当某一路断路或者是因为没有连接的缘故都会引起信号不能够传输的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种连接危险场所的一次仪表和安全场所的控制系统之间的本质安全防爆接口装置，以解决现有技术中所述本质安全防爆装置与一次仪表和控制系统之间存在连线繁琐，存在可能的误接引起的不安全，从而影响系统的安全性能的技术问题。为解决上述问题，本专利技术提供了一种本质安全防爆接口装置，用来连接危险场所的一次仪表和安全场所的控制系统，包括用于连接所述一次仪表和本装置的接线端子、安全栅模块、配电模块、信号调理电路及与所述控制系统连接的连接器，其中所述安全栅模块，双向连接接线端子，通过限流限压来限制送往现场安全场所的能量； 所述配电模块，通过安全栅模块的限制能量作用，给所述一次仪表提供电源；所述信号调理电路，其输入端连接所述安全栅模块，其输出端连接所述连接器，用于将从所述一次仪表中传送回来的信号转换成所述控制系统所匹配的各种信号；所述连接器，用于将所述的各种信号传送至所述控制系统。所述装置还包括设置在信号调理电路和所述连接器之间的信号滤波网络，通过滤波作用来保存传输信号的稳定准确。所述安全栅模块包括齐纳式安全栅模块和隔离式安全栅模块。所述齐纳式安全栅模块由限流元件、限压元件和快速熔断保险丝组成，其中熔断器是一种快速熔断保险丝，用于防止输入信号的电流过大，当输入信号的电流值超过熔断器额定值时，熔断器本身熔断并断开电路，以保证电路的安全性；齐纳二极管是一种限压元件，当输入电压超过齐纳二级管的额定值时，齐纳二级管导通将能量释放到大地，并且熔断器快速熔断，保证电路的安全性；限流电阻是一种限流元件，其输入端连接所述齐纳二极管的输出端，其输出信号至一次仪表，用于限制输入到所述一次仪表的电流信号大小；肖特基二极管用于防止输出电压信号反向串入一次仪表而引起的不安全因素；上述齐纳式安全栅模块包括至少二个以上并联的齐纳二极管。其中，所述配电模块包括DC/DC隔离电路和短路保护电路；所述DC/DC隔离电路将输入的直流电压信号转化成隔离的直流电压信号的电路，以使各路信号之间互相独立，其输入的直流电压信号连接外界提供的直流稳压电源信号；所述短路保护电路，其输入端与DC/DC隔离电路相连，其输出端连接安全栅模块，用于在过流短路情况下实现整体配电模块的安全性能的保护电路。所述连接器采用标准的DB-25接口的连接器。所述DB-25接口采用两条DB-25线并联来实现信号的冗余传输，提高了信号可靠性。所述安全栅模块通过接插件与本质安全防爆接口装置的底层面板连接。所述接线端子与所述一次仪表是通过端子排连接，所述连接器与所述控制系统通过接插件连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果由于本专利技术提供一种本质安全防爆接口的端子板，具有安全栅模块、配电模块和信号采样滤波的一体化装置。该装置采用了接线端子与拔插接口，并严格区分了本安区域与非本安区域；大大简化了走线与接线的复杂度；不仅保证了对现场设备供电的稳定、提高了安全性能，而且一体化的设计减小了误差，保证了信号的精确度；同时本质安全防爆接口装置实现了多路信号的防爆隔离要求，不仅提高的整个系统的集成性，而且安全栅模块概念集成了系统的可靠性与便利性。附图说明图1是本专利技术的本质安全防爆接口装置的整体结构框图；图2是本专利技术的本质安全防爆接口装置的实施例原理框图；图3是本专利技术的本质安全防爆接口装置的隔离配电模块框图；图4是本专利技术的本质安全防爆接口装置的安全栅模块框图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。请参见图1，其为本专利技术的本质安全防爆接口装置的整理结构示意图。它设置在危险场所的一次仪表和安全场所的控制系统之间，包括接线端子1、安全栅模块2、配电模块3、信号调理电路4、信号滤波网络5和连接器6，其中 接线端子1是本质安全防爆接口装置用来连接一次仪表的信号线的连接装置，它与一次仪表之间是双向连接；安全栅模块2是一种本质安全防爆的安全栅，主要是通过限流和限压电路限制送往现场本安回路的能量，它与接线端子1也是双向连接；配电模块3，其输出端连接至安全栅模块2，用于给一次仪表提供电源，可以是多路输出、路路隔离的配电模块；信号调理电路4，其输入端连接安全栅模块2的输出端，是把一次仪表传送回来的信号转换成控制系统所匹配的信号；所述匹配信号包括电流信号、电压信号、开关量信号等等；信号滤波网络5，其输入端连接信号调理电路4，主要是通过滤波作用保证传输电压信号稳定准确；连接器6，其输入端连接信号滤波网络5，输出端连接控制系统，是本质安全防爆接口装置用来连接控制系统的连接装置。上述一次仪表可以是现场智能变送器，通过本质安全防爆接口装置这种关联设备的连接来实现现场智能变送器与控制系统之间的本质安全防爆。并且，本专利技术的本质安全防爆接口装置可以把与现场智能变送器、控制系统之间的连接线减少到最小，比如，通过两根线与现场智能变送器之间进行连接，与控制系统连接的连接器采用标准的连接器，如采用DB-25接口的连接器，DB-25本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种本质安全防爆接口装置，用来连接危险场所的一次仪表和安全场所的控制系统之间的关联设备，其特征在于，用于连接所述一次仪表和本装置的接线端子、安全栅模块、配电模块、信号调理电路及与所述控制系统连接的连接器的一体化装置。其中：所述安全栅 模块，双向连接接线端子，通过限流限压来限制送往现场安全场所的能量；所述配电模块，通过安全栅模块的限制能量作用，给所述一次仪表提供电源；所述信号调理电路，其输入端连接所述安全栅模块，其输出端连接所述连接器，用于将从所述一次仪表 中传送回来的信号转换成所述控制系统所匹配的各种信号；所述连接器，用于将所述的各种信号传送至所述控制系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟鸣泉，江竹轩，陆卫军，陈宇，郦金成，
申请(专利权)人：浙江中控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]