专题2 过程控制仪表与装置概述教材

（3） 防爆仪器的划分
根据所采取的防爆措施，可把防爆电气设备
分为隔爆型、增安型、本质安全型、正压型、 油浸型、充砂型、浇封型、n 型、特殊型、 粉尘防爆型等。
防爆基本类型表
防爆型式 隔爆型 增安型 正压型 本安型
防爆型式标 志 Ｅｘ ｄ Ｅｘ Ｅｘ ｅ ｐ
防爆型式 充砂型 浇封型 ｎ型 特殊型
专题2 过程控制仪表与装置概述
2.1 控制仪表与装置的分类和发展 2.2 控制仪表与装置的信号与供电 2.3 控制系统的安全防爆
2.1 控制仪表与装置的分类和发展
1.控制仪表与装置的分类依据：
（1）安装场地：现场类 、 控制室类 （2）能源形式：气动、电动、液动、混合式 （3）结构形式：基地式、单元组合、组件组装式 （4）信号类型：模拟、数字
2区：在正常运行时，不可能出现爆炸性 气体环境，如果出现也是偶尔发生并且仅 是 短时间存在的场所。
（ 1 ） 危险环境的划分 (2) 可燃性粉尘环境
GB 12476.1—2000标准中规定： 20区：在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现，其数量 足以形成可燃性粉尘与空气混合物和／或可能形成无法控制和极厚 的粉尘层的场所及容器内部。
21区：在正常运行过程中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘 与空气混合物但未划入20 区的场所。包括，与充入或排放粉尘点 直接相邻的场所、出现粉尘和正常操作情况下可能产生可燃浓度的 可燃性粉尘与空气混合物的场所。
22区：在异常条件下，可燃性粉尘云偶尔出现并且只是短时间存在、 或可燃性粉尘偶尔出现 堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉 尘空气混合物的场所。如果不能保证排除可燃性粉 尘堆积或粉尘 层时，则应划分为21区。
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（1） 危险环境的划分
场所划分表
危险物 质 长期存在 （＞1000h/年） 正常运行时存在 （10～1000h/年） 仅在不正常时存 在（＜10h/年）
气体
0区
1区
2区
（2） 爆炸性物质划分
爆炸性物质的分类 I类：矿井甲烷； II类：爆炸性气体混合物(含蒸气、薄雾)； III类：爆炸性粉尘(纤维或飞絮物)
2.2 控制仪表与装置的信号与供电
1.控制仪表与装置的供电：
（1） 交流供电： 安全性 应用范围 （2） 直流集中供电： 单电源集中供电 多组电源供电 优点：不间断供电、安全防爆
2.2 控制仪表与装置的信号与供电
2.信号制
信号制----指在成套仪表系列中，各个仪表的输入输出间
采用何种统一联络信号来进行信号传输的问题。
（2） 爆炸性物质划分
爆炸性气体的分组
组别
IIC IIB
代表性气体
乙炔氢气 乙烯
最大试验安全间隙
＜0.5mm 0.5～0.9mm
最小点燃电流
＜0.45 0.45～0.8
IIA
丙烷
＞0.9mm
＞0.8
（2） 爆炸性物质划分
温度组别 爆炸性气体混合物的引燃温度是能被点燃的 温度极限值。 电气设备按其最高表面温度分为 T1～ T6组， 使得对应的T1～T6组的电气设备的最高表面 温度不能超过对应的温度组别的允许值。
防爆型式标 志 Ex q Ex m Ex ｎ Ex ｓ
油浸型
Ｅ ｘ ia Ｅｘ ib Ｅｘ ｏ
粉尘防爆型
DIP A DIP B
1、隔爆型Exd 防爆型式是把设备可能点燃爆炸性气体混合物的 部件全部封闭在一个外壳内，其外壳能够承受通过外壳任何接合 面或结构间隙，渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不 损坏，并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性 环境的点燃 。 隔爆型“ｄ”按其允许使用爆炸性气体环境的种类分为I类和IIA、 IIB、IIC类。该防爆型式设备适用于1、2区场所。 I类为煤矿井下用电气设备
1.信息构成格式：起始位，结束位，奇偶校验位等
2.数据编码/调制形式：CRC，余3等；幅度，频率，相角
3.物理的信号发送/接收接口标准：485，232，RJ45
2.2 控制仪表与装置的信号与供电
信号制的作用
模拟信号制 便于仪表组合成系统 数字信号制 不同系列的仪表混用 频率信号制 脉宽信号制 相位信号制 “0 ”/ “1” 计算机系统
仪表信号制
4～20mA
0～10mA
仪表控制系统
2.3 控制系统的安全防爆
1.安全防爆的基本概念：
（1） 危险环境的划分 （2） 爆炸性物质划分 （3） 防爆仪器的划分
（1） 危险环境的划分
危险场所就是由于存在着易燃易爆性气体、蒸气、液体、可 燃性粉尘或者可燃性纤维而具有引起火灾或者爆炸危险的场 所。 按照GB 3836.14—2000(等同于IEC 60079-10)要求，可 用类别、区域和组别三层概念来说明危险场所的划分。
2、增安型 Exe
增安型防爆型式是一种对在正常运行条件下不会产生 电弧、火花的电气设备采取一些附加措施以提高其安 全程度，防止其内部和外部部件可能出现危险温度、 电弧和火花的可能性的防爆型式。
电动控制仪表：0～10mA（DC）电流信号作为我国电动Ⅱ型仪表的标准
4～20mA（DC）电流信号 1～5V（DC） 电压信号 气动控制仪表：0.02～0.1MPa 常见的模拟信号传输方式有：电流和电压 进出控制室的传输信号采用电流信号， IEC
控制室内部各仪表间联络信号采用电压信号
数字仪表信号制
数字仪表信号制（通信标准）主要有三个内容：
（2） 爆炸性物质划分
温度组别、设备表面温度和可燃性气体或蒸气的
温度级别IEC/EN /GB 3836 T1 T2 T3 T4 T5 T6 设备的最高表面温 可燃性物质的点燃 度T ［℃］ ℃］ 450 300 200 135 100 85 T＞450 450 ≥ T ＞300 300≥ T ＞200 200≥ T ＞135 135≥ T ＞100 100≥ T ＞85
危险场所的界定 按场所中存在物质的物态的不同，将危险场所划分为爆炸性气体 环境和可燃性粉尘环境 。 按场所中危险物质存在时间的长短，将两类不同物态下的危险场 所划分为三个区，即： 对爆炸性气体环境，为0区、1区和2区； 对可燃性粉尘环境，为20区、21区和22区。
（1） 危险环境的划分
(1) GB 3836.14—2000 0区：爆炸性气体环境连续出现或长时间 1区：在正常运行时，可能出现爆炸性气