W automatyzacji przemysłowej technologia bezpieczeństwa wewnętrznego (IS) odgrywa kluczową rolę w ochronie urządzeń elektrycznych działających w środowiskach niebezpiecznych.jako kluczowe elementy bezpiecznych systemówObecnie na rynku dominują dwa główne rodzaje barier: bariery izolowane i bariery Zenera.Podczas gdy oba osiągają wewnętrzne bezpieczeństwoW niniejszej analizie analizowane są ich kluczowe różnice, aby kierować inżynierów w podejmowaniu świadomych decyzji.

Zastanówmy się nad następującym scenariuszem: w zakładzie chemicznym przepływają łatwopalne gazy, a pojedyncza iskra może wywołać katastrofalne eksplozje.Technologia bezpieczeństwa wewnętrznego tworzy krytyczną linię obrony w takich strefach wysokiego ryzykaBariery bezpieczeństwa służą jako mosty łączące bezpieczne obszary z niebezpiecznymi, a ich wybór ma bezpośredni wpływ na niezawodność systemu i bezpieczeństwo personelu.Nieodpowiedni wybór może zagrozić wydajności lubA co gorsza, narażać życie.

Izolowane bariery czerpią swoją nazwę i podstawową korzyść z technologii izolacji elektrycznej, która całkowicie oddziela urządzenia polowe od systemów sterowania,dostarczanie wielokrotnych ulepszeń wydajności:

Łączniki naziemne często zakłócają systemy automatyki przemysłowej, powodując zniekształcenie sygnału, błędy pomiarowe i uszkodzenie sprzętu.Izolowane bariery zapobiegają tworzeniu się pętli podłożowych poprzez izolację elektrycznąPonieważ przewidywanie wszystkich potencjalnych pętli naziemnych podczas debugowania systemu okazuje się trudne, izolowanie sygnałów pola stanowi najlepszą praktykę.

W przeciwieństwie do barier Zenera, które wymagają dedykowanego uziemienia I.S. z izolowanym przewodu kablowego, bariery izolowane eliminują ten wymóg, zmniejszając koszty instalacji i wysiłki konserwacyjne.Unikają również okresowych kontroli oporu uziemienia (zapewniając, że wartości pozostają poniżej 1Ω), które wymagają wyłączenia urządzeń.

Izolowane bariery zwykle zmniejszają, a nie zwiększają obciążenie pętli, co stanowi kluczową zaletę dla zastosowań wrażliwych na obciążenie, zwiększającą ogólną stabilność systemu.

W zastosowaniach o wysokim napięciu w trybie wspólnym (takich jak uziemione termopary w pobliżu źródeł napięcia) bariery Zenera mogą powodować błędy pomiarowe.Izolowane bariery skutecznie eliminują zakłócenia w trybie wspólnym, zapewniając dokładność systemu sterowania.

While Zener barriers merely pass signals unchanged—leaving low-level thermocouple and RTD temperature signals vulnerable to electromagnetic interference—isolated barriers often incorporate signal conditioningKonwersja tych sygnałów na silne sygnały prądu 4 ⋅ 20 mA poprawia odporność na hałas i umożliwia dłuższe odległości transmisji.

Większość izolowanych barier może przekształcać sygnały prądu biernego w sygnały aktywne (i odwrotnie),umożliwiające optymalne "spalanie pętli" pomiędzy urządzeniami terenowymi a kartami wejściowymi PLC.

Bariery Zenera mają wyższe tempo wybuchu bezpieczników, co wymaga wyłączenia obwodu do wymiany.często automatycznie przywraca działanie po rozwiązaniu usterki.

Pomimo korzyści wynikających z wydajności pojedynczych barier bariery Zenera pozostają istotne w konkretnych scenariuszach:

W przypadku projektów o ograniczonych budżetach i skromnych wymaganiach dotyczących wydajności bariery Zenera oferują opłacalne rozwiązania ze względu na prostszą konstrukcję i niższe koszty produkcji.

Ich kompaktowa konstrukcja sprawia, że bariery Zenera są lepsze w przypadku ograniczonej przestrzeni paneli sterowania lub pola.

Jako urządzenia pasywne, które nie wymagają zasilania zewnętrznego, bariery Zenera nadają się do zastosowań o ograniczonej dostępności zasilania.

Wyższa precyzja pomiarów:Izolowane bariery zapewniają dokładność monitorowania temperatury/ciśnienia.

Ryzyko związane z pętlą naziemną:Izołowane bariery zapobiegają zakłóceniom w dużych systemach automatyki.

Długodystansowa transmisja:Izolowane bariery umożliwiają niezawodne przekazywanie sygnału do monitoringu rurociągu/na odległość.

Ograniczenia przestrzeni:Bariery Zenera nadają się do kompaktowych instalacji.

Ograniczenia budżetowe:Bariery Zenera oferują ekonomiczne rozwiązania dla niekrytycznych zastosowań.

Wymagania konwersji sygnału:Izolowane bariery umożliwiają przekształcanie sygnału aktywnego/pasywnego.

Podczas gdy bariery Zenera przynoszą początkowe korzyści kosztowe, bariery izolowane zapewniają lepszą długoterminową wartość dzięki izolacji elektrycznej, wzmocnieniu sygnału, zmniejszonej konserwacji,i poprawiono niezawodnośćWybór powinien zrównoważyć wymagania dotyczące aplikacji, warunki środowiskowe i ograniczenia budżetowe, aby zapewnić bezpieczne i wydajne działania.

• Inteligentna diagnostyka:Monitoring stanu w czasie rzeczywistym z przewidywaniem usterek
• Integracja sieci:Wsparcie protokołów komunikacji przemysłowej
• Projekt modułowy:Funkcjonalność połączona z modułami I/O i modułami zasilania