一种基于DCS的现场仪表自带信号控制安全栅的制作方法

本实用新型涉及电气装置技术领域，具体涉及一种基于DCS的现场仪表自带信号控制安全栅。

背景技术：

在化工生产行业过程控制中DCS控制系统应用非常普遍，即集散控制系统，通过现场分散的仪表数据进行集中采集控制，系统中的安全栅又称安全限能器，接在本质安全电路和非本质安全电路之间，将供给本质安全电路的电压电流限制在一定安全范围内的装置是本安系统中的重要组成部分,它能在安全区(非本质安全)和危险区(本质安全)之间双向传递电信号，并可限制因故障引起的安全区向危险区的能量转递。安全栅的主要功能就是限制安全场所的危险能量进入危险场所，及限制送往危险场所的电压和电流。

一典型的安全栅，齐纳管Z用于限制电压，当回路电压接近安全限压值时，齐纳管导通，使齐纳管两端的电压始终保持在安全限压值以下。电阻R用于限制电流。当电压被限制后，适当选择电阻值，可将回路电流限制在安全限流值以下。工业现场一般需要采用两线制传输方式的配电器，既要为诸如压力变送器等一次仪表提供24V配电电源，同时又要对输入的电流信号进行采集、放大、运算和进行抗干扰处理后，再输出隔离的电流和电压信号，供后面的二次仪表或其它仪表使用。但一些特殊的工业现场不但需要两线制传输，既提供配电电源，又有信号隔离功能，同时还需要具有安全火花型防爆的性能，可靠地防止电源高压与信号之间的混触，利用电流、电压双重化限制回路，把进入危险场所的能量限制在安全定额以下的具有特殊功能的配电器—安全栅。

最常用的安全栅譬如P+F安全栅，P+F安全栅有源隔离器与无源隔离器，齐纳式安全栅和隔离式安全栅。P+F安全栅、齐纳式、隔离式安全栅等能与各种现场的一次仪表如：4－20mA的压力、温度、流量、电信号变送器；电器转换器、电气阀门定位器、各类热电偶、热电阻、开关量、报警器、脉冲信号等各种特殊仪表，组成本质安全防爆系统，用于现代化工业的自动化过程控制，广泛地用于石油化工、冶金、医药、船舶等领域，可限制危险能量进入具爆炸性危险气体环境的可靠设备。

目前现场仪表需断电检修时只能从机柜端子处断电或是现场带电作业，虽然大多现场仪表只有24V电压，但难免拆线过程中碰到电路板或触碰仪表外壳而接地，造成回路短路烧坏保险导致局部停电影响生产，或现场湿气、雨水及接触不良等原因也会造成短路或断路，导致局部仪表或整体系统掉电造成事故。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺点，提供一种结构简单、可提高现场维护操作的方便性与安全性、基于DCS的现场仪表自带信号控制安全栅。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种基于DCS的现场仪表自带信号控制安全栅，安装于DCS机柜中，其通过信号线与现场一次仪表连接，在安全栅中具有内置信号控制器(I/O信号控制器)，其特征在于：在安全栅中还设有电阻检测模块(可以理解，此电阻检测模块为各种仪器中常用的电阻检测机构，属于现有技术，无需在此赘述)，电阻检测模块与内置信号控制器连接，在安全栅上设有可对内置信号控制器进行参数设置的参数调节按钮及电子显示屏，在安全栅上还设有用于强制断电或强制送电的强断/送电按钮，参数调节按钮、电子显示屏及强断/送电按钮分别与内置信号控制器连接；DCS机柜通过信号线与安全栅的内置信号控制器连接，现场一次仪表通过信号线与安全栅的电阻检测模块连接。

进一步地，所述参数调节按钮为用于调节安全栅与现场一次仪表之间电流信号及电压信号的调节按钮，通过参数调节按钮将安全栅与现场一次仪表之间通过信号线传输的4-20mA电流信号设置为上限21mA、下限3mA，或将传输的1-5V电压信号设置为上限6V、下限0.1V。

进一步地，所述安全栅通过一机架安装在DCS机柜中。

进一步地，在安全栅上还设有安全栅拨码。

例如电流信号设置为上限21mA、下限3mA，当实际电流低于下限或高于上限时，控制器触发触点断开完成断电，这样无论现场短路或是断路都能及时断开电源，既使得现场维护更加方便，又能避免事故的发生；因线路断开后电阻检测模块检测到的电阻值为无限大或者1000KΩ以上，线路接通后现场一次仪表内电阻仅为10KΩ以下，所以此时安全栅会检测到电阻值变化。当排查原因处理完故障后，现场恢复一次仪表接线，电阻小于10KΩ时完成自动送电，也可按强制送电按钮进行送电，两种方式结果完全相同。当现场环境存在隐患需停电检修时，无需带电作业或拆卸安全栅接线端子可直接按此按钮进行断电即可，从而为仪表及时高效的运行提供了保障。

本实用新型通过在安全栅上设置强断/送电按钮、参数调节按钮及电阻检测模块等机构与内置信号控制器配合使用，可以通过调节内置信号控制器的参数，使安全栅自动实现断电和送电，同时也可以通过按压强断/送电按钮实现断电和送电，不仅操作方便，而且可以防止因短路或断路导致局部仪表或整体系统掉电造成事故，提高维护过程中的安全性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型与DCS机柜及现场一次仪表的接线安装示意图；

图3为本实用新型安全栅的接线示意框图；

图4为本实用新型电气原理图。

图中，1为强断/送电按钮、2为参数调节按钮、3为电子显示屏、4为安全栅拨码、5为内置信号控制器、6为安全栅、7为现场一次仪表、8为信号线、9为DCS机柜、10为机架、11为电阻检测模块。

具体实施方式

本实施例中，参照图1和图2，所述基于DCS的现场仪表自带信号控制安全栅，安装于DCS机柜9中，其通过信号线8与现场一次仪表7连接，在安全栅6中具有内置信号控制器5(I/O信号控制器)和电阻检测模块11，电阻检测模块11与内置信号控制器5连接，在安全栅6上设有可对内置信号控制器5进行参数设置的参数调节按钮2及电子显示屏3，在安全栅6上还设有用于强制断电或强制送电的强断/送电按钮1，参数调节按钮2、电子显示屏3及强断/送电按钮1分别与内置信号控制器5连接；DCS机柜9通过信号线8与安全栅6的内置信号控制器5连接，现场一次仪表7通过信号线8与安全栅6的电阻检测模块11连接。

所述参数调节按钮2为用于调节安全栅6与现场一次仪表7之间电流信号及电压信号的调节按钮，通过参数调节按钮2将安全栅6与现场一次仪表7之间通过信号线8传输的4-20mA电流信号设置为上限21mA、下限3mA，或将传输的1-5V电压信号设置为上限6V、下限0.1V。

所述安全栅6通过一机架10安装在DCS机柜9中。

在安全栅6上还设有安全栅拨码4。

例如电流信号设置为上限21mA、下限3mA，当实际电流低于下限或高于上限时，控制器触发触点断开完成断电，这样无论现场短路或是断路都能及时断开电源，既使得现场维护更加方便，又能避免事故的发生；因线路断开后电阻检测模块11检测到的电阻值为无限大或者1000KΩ以上，线路接通后现场一次仪表7内电阻仅为10KΩ以下，所以此时安全栅6会检测到电阻值变化。当排查原因处理完故障后，现场恢复一次仪表7接线，电阻小于10KΩ时完成自动送电，也可按强制送电按钮进行送电，两种方式结果完全相同。当现场环境存在隐患需停电检修时，无需带电作业或拆卸安全栅接线端子可直接按此按钮进行断电即可，从而为仪表及时高效的运行提供了保障。

参照图4，图中SB为强断/送电开关，当强制断电后KM1线圈得电，KM1常闭触点断开完成断电。电流/电压检测模块KM2有检测线路电流及电压的功能，假设内置KM2线圈，当检测到电流/电压信号处于正常量程范围内时电流/电压检测模块KM2得电，其常闭触点断开，常开触点闭合，完成供电；当检测到电流/电压信号超出正常量程范围时电流/电压检测模块KM2失电，其触点保持不变；电阻检测模块KM3同理，当检测到电阻信号小于10KΩ时电阻检测模块KM3线圈得电，电阻检测模块KM3常开触点断开，常闭触点闭合，反之亦然。以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。