过程控制仪表及装置

变送器 执行器 现场 危险场所
安全栅
安全栅 控制室 非危险场所
控制器
要真正实现安全火花防爆，必须注意： 4方面的要求。
1.4 过程控制仪表的型号命名
按过程控制仪表在系统中的作用和特点可分为八类。
过程控制仪表的防爆措施
过程控制仪表主要有:
– 隔爆型防爆仪表 – 本质安全型防爆仪表
隔爆型防爆仪表
特点：仪表的电路和接线端子全部置于防爆壳体内
防爆措施：
❖采用耐压80～100N/cm2以上的表壳 ❖表壳外部的温升不得超过由易爆性气体或蒸汽
的引燃温度所规定的数值 ❖表壳接合面的缝隙宽度及深度，应根据它的容
MICR MICR>0.8 0.8≥MICR≥0.45 0.45>MICR
防爆仪表的分组
根据：仪表最高表面温度
温度组别
T1
T2
T3
T4
最高表面温度 450 300 200 135
T5
T6
100 85
仪表的最高表面温度=实测最高表面温度―实测时环境温度 +规定最高环境温度
防爆仪表的标志
源自文库
防爆仪表的防爆标志为“Ex”；仪表的防爆等级标志的顺序为：防爆型式、类 别、级别、温度组别。过程控制仪表常见的防爆等级有iaIICT5 (iaIICT6)和 dIIBT3二种。前者表示II类本质安全型ia等级C级T5组；后者表示II类隔爆型B 级T3组。
积和易爆性气体的级别采用规定的数值
使用注意：*揭开仪表表壳后，将失去了防爆性能 *长期使用会逐渐降低防爆性能
本质安全型防爆仪表
❖本质安全型防爆仪表也称安全火花型防爆仪表。这种仪表，在正常状态下或 规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不会引起规定的易爆性气体混合 物爆炸。
❖正常状态指在设计规定条件下的工作状态，故障状态指电路中非保护性 元件损坏或产生短路、断路、接地及电源故障等情况。
气动仪表从本质上来说具有防爆性能（不可能产生 火花）。
电动仪表必须采取必要的防爆措施才具有防爆性能。
1.防爆仪表的标准
标准：国家标准GB3836.1《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》 标志： iaIICT5，iaIICT6，dIIBT3……
防爆仪表的分类 防爆仪表的分级和分组 防爆仪表的标志
防爆仪表的分类
负载 RL1
电流比电压更利于远传信息 缺点：多个仪表接收同一电流信息，它们
必须串联。
RL2
要求：·接收仪表输入电阻小
接受者
·任何一个仪表在拆离信号回路之 前首先要把该仪表的两个输入端短
接，否则其它仪表将会因电流中断
而失去信号
·仪表无公共接地点，须浮空工作
控制室内部仪表之间采用直流电压信号
Io
＋
Vi
按照国标GB3836.1规定，防爆电气设备分为两大类： I 类：煤矿井下用电气设备 II类：工厂用电气设备
II类(工厂用)电气设备又分为8种类型。其标志如下：
隔爆型
d 增安型
e
本质安全型 i 正压型
P
充油型
O 充沙型
q
无火花型
n 特殊型
S
在爆炸性气体或蒸汽中使用的仪表，引起爆 炸主要有两方面原因：
乙醇、丁醇、丁烷、 环乙烷、戊烷、 醋酸丁脂、醋酸戊 己烷、庚烷、辛 脂、环戊烷、丙烯、 烷、汽油、煤油、 乙苯、甲醇、丙醇 柴油、戊醇、己
醇、环乙醇
乙醛、三 甲胺
丙烯脂、二甲醚、环丙烷、 环氧丙烷、丁二烯、 二甲醚、丙烯
市用煤气
乙烯
醛、碳化氢
乙醚、二 乙醚
亚硝酸乙脂
IIC 氢、水煤气
乙炔
二硫化碳
硝酸乙脂
下限
上限
20kPa(0.2Kgf/cm2) 100kPa(1Kgf/cm2)
电流信号 ４－２０mA
0-10mA
负载电阻 ２５０－７５０欧 ０－１０００欧 ０－３０００欧
1.2 电动仪表信号标准的使用
现场
变送器
r
发送者
r Io
现场与控制室仪表之间采用直流电流信号
优点：直流比交流干扰少
控制室
直流信号对负载的要求简单
1.仪表产生能量过高的电火花或仪表内部 因故障产生的火焰通过表壳的缝隙引燃仪 表外的气体或蒸汽
2.仪表过高的表面温度
II类(工厂用)防爆仪表的分级和分组就是针对 上述两个方面进行的。
防爆仪表的分级
级别 II A II B II C
根据：最大试验安全间隙dmax 或 最小点燃电流的比值MICR
dmax (mm) dmax≥0.9 0.9> dmax>0.5 0.5≥dmax
防爆仪表的分级与分组，与易燃易爆气体或蒸汽的分级和分组是相对应的。
组别 T1>450℃
T2
T3
T4
T5
T6
300～400℃
200～300℃ 135～200℃ 100～135℃ 85～100℃
IIA IIB
甲烷、氨、乙烷、丙烷、 丙酮、苯、甲苯、一氧化 碳、丙烯酸、甲脂、苯乙 烯、醋酸乙脂、醋酸、氯 苯、醋酸甲脂
1.1 控制仪表的信号制 1.2 电动仪表信号标准的使用 1.3 控制仪表的防爆知识 1.4 过程控制仪表的型号命名 1.5 过程控制仪表的分析方法
1.1 信号制
信号制即信号标准，是指仪表之间采用的传输信号的类型和数值。
目的：达到通用性和相互兼容性的要求，以便不同系列或不同厂家生产的仪表 能够共同使用在同一控制系统中，实现系统的功能。
RL1
RL2
RL3
－
现场
控制室
优点： △ 任何一个仪表拆离信号回路都不会影响其它仪表的运行。
△ 各个仪表具有公共接地点，可以共用一个直流电源。
要求：接收仪表的输入阻抗要足够高
1.3 仪表防爆的基本知识
原因：在某些生产现场存在着各种易燃、易爆气体 （炼油、化工等生产现场）。安装在这种危险 场所的仪表如果产生火花，就容易引起爆炸， 因而必须具有防爆性能。
第1章 过程控制仪表的基本知识
知识目标
掌握控制仪表的信号标准及使用方法 掌握控制仪表防爆知识 理解DDZ-Ⅲ型仪表的型号含义和命名方法 掌握DDZ-Ⅲ型仪表分析方法
技能目标
能理解电动仪表采用电流信号传送和控制室采用电压信号接线的道理 能识别控制仪表铭牌上关于型号、防爆等级的含义
第1章 过程控制仪表的基本知识
本质安全型ia和ib两个等级分别表示： 1. ia 等级 在正常工作、一个故障和两个故障时均不能点燃爆炸性气体混
合物的电气设备。 2. ib 等级 在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体的电气设备。
控制系统的防爆措施
要使整个测量或控制系统的防爆性能符合安全火花防爆要求，必须满足： 1.在危险场所使用安全火花型防爆仪表 2.在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅