ในโรงงานเคมีที่เต็มไปด้วยก๊าซที่เผาไหม้และระเบิด แม้กระทั่งจุดประกายไฟฟ้าเล็กน้อยที่สุด ก็อาจทําให้เกิดอุบัติเหตุการส่งสัญญาณและควบคุมสัญญาณอย่างปลอดภัย กลายเป็นวิทยาศาสตร์ที่สําคัญมีอุปกรณ์พิเศษหนึ่งที่ยืนเป็นผู้คุ้มกันความปลอดภัยในอุตสาหกรรม คืออุปกรณ์ป้องกันความปลอดภัย

ป้องกันความปลอดภัยภายใน (intrinsic safety barriers) หรือเรียกว่า "ตัวแยกที่มีความปลอดภัยภายใน" หรือ "ป้องกันความปลอดภัย"" ใช้เป็นอุปกรณ์อินเตอร์เฟซที่เชี่ยวชาญเชื่อมต่อพื้นที่อันตราย (เช่นโรงงานเคมีหรือเหมือง) กับอุปกรณ์ควบคุมในพื้นที่ปลอดภัยหน้าที่หลักของพวกเขาคือการจํากัดพลังงานวงจรในช่วงความผิดพลาดในพื้นที่อันตราย, ป้องกันจุดประกายหรือผลความร้อนที่สามารถจุดประกายผสมระเบิด

พิจารณาตัวตรวจความร้อนที่ติดตั้งในโรงปฏิกิริยาเคมี ที่ส่งข้อมูลไปยังห้องควบคุม โดยไม่มีอุปสรรคความปลอดภัยการตัดสายสั้นในเซ็นเซอร์หรือสายไฟ สามารถสร้างจุดประกายที่สามารถจุดไฟก๊าซที่สามารถเผาไหม้ได้หนทางป้องกันความปลอดภัยเป็นตัวจํากัดพลังงาน โดยให้แน่ใจว่า แม้ในกรณีอุปกรณ์ล้มเหลว พลังงานไฟฟ้ายังคงอยู่ภายใต้ขั้นต่ําอันตราย

หน้าที่พื้นฐานของอุปกรณ์ป้องกันความปลอดภัย หมุนเวียนรอบการจํากัดพลังงานอุปกรณ์เหล่านี้จํากัดความแรงดันและกระแสไฟฟ้าที่เข้าสู่พื้นที่อันตรายให้มีระดับต่ํากว่าขั้นต่ําที่จําเป็นในการจุดไฟผสมระเบิด.

ส่วนประกอบสําคัญประกอบด้วย:

• เครื่องต่อรองจํากัดกระแสไฟฟ้า:การไหลของกระแสไฟฟ้าวงจรควบคุม
• ไดโอเดสเซนเนอร์:รักษาความดันภายในปารามิเตอร์ที่ปลอดภัยโดยการนําความดันเกิน
• เครื่องหลอดไฟ:ให้การตัดวงจรในกรณีความผิดพลาดที่หนัก

ป้องกันความปลอดภัยภายในมีอยู่สองรูปแบบ โดยแต่ละรูปแบบมีข้อดีต่าง ๆ

ปรางแยกเปลี่ยนแปลงผู้จ้างงานหรือ optocouplers ให้แยกพื้นที่อันตรายและพื้นที่ปลอดภัยโดยสมบูรณ์แบบ การออกแบบนี้ให้ความทนต่อการขัดขวางที่ดีกว่า ความแม่นยําสูงขึ้น และการบริโภคพลังงานต่ํากว่า

ป้องกันเซนเนอร์ใช้ ไดโอ้ดเซนเนอร์เป็นองค์ประกอบจํากัดความกระชับกําลัง แม้ว่ามันจะง่ายและมีประหยัดกว่า แต่มันต้องใช้ระบบติดดินที่แข็งแกร่ง และยังคงมีความเปราะบางต่อการขัดขวางวงจรติดดิน

อุปกรณ์ความปลอดภัยเหล่านี้พบการใช้งานที่สําคัญในหลายอุตสาหกรรมที่มีความเสี่ยงสูง:

• ปิโตรเคมี:การปกป้องเซ็นเซอร์, เครื่องส่งสัญญาณ, และวาล์วในโรงแปรรูป
• การทําเหมืองแร่:อุปกรณ์ป้องกันในสภาพแวดล้อมที่อุดมไปด้วยเมธาน
• ยา:การรักษากระบวนการที่เกี่ยวข้องกับสารละลายที่เผาไหม้
• ก๊าซธรรมชาติ:การป้องกันการเผาไหม้ระหว่างการสกัดและการกระจาย
• การแปรรูปอาหาร:การลดความเสี่ยงจากการระเบิดฝุ่น

การเลือกอุปสรรคที่เหมาะสมต้องพิจารณาหลายปัจจัย:

• การจัดหมวดหมู่พื้นที่อันตราย
• รายละเอียดของอุปกรณ์สนาม
• ประเภทสัญญาณ (แอนาล็อก/ดิจิตอล)
• สภาพแวดล้อม
• ความสอดคล้องกับมาตรฐาน ATEX, IECEx, FM หรือ UL

ปราการความปลอดภัยภายในสมัยนี้ สามารถบูรณาการได้อย่างต่อเนื่องกับโปรโตคอลการสื่อสารอุตสาหกรรม เช่น HART (Highway Adressable Remote Transducer)ทําให้การสื่อสารดิจิทัลผ่านสายอนาล็อกแบบดั้งเดิม 4-20mAเครื่องจําเพาะและเครื่องขับ HART สะดวกในการส่งสัญญาณที่ปลอดภัยระหว่างพื้นที่อันตรายและพื้นที่ปลอดภัย

ในระบบความปลอดภัยทางการทํางาน ข้อกั้นเหล่านี้ สนับสนุนการรับรองระดับความสมบูรณ์แบบของระบบความปลอดภัย (SIL) โดยการเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบโดยรวมและการลดความเสี่ยง

ความก้าวหน้าในด้านอัตโนมัติอุตสาหกรรม กําลังขับเคลื่อนการพัฒนาอุปสรรคไปสู่:

• ความสามารถในการวินิจฉัยและการติดตามทางไกลที่เพิ่มเติม
• การบูรณาการมากขึ้นกับเซ็นเซอร์และระบบควบคุม
• การดําเนินงานแบบไร้สายเพื่อเพิ่มความยืดหยุ่น

ในขณะที่สภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมมีความซับซ้อนมากขึ้น ป้องกันความปลอดภัยภายในยังคงเป็นองค์ประกอบพื้นฐานในการรักษาความปลอดภัยในการดําเนินงานและป้องกันอุบัติเหตุภัย