模拟量输入功能安全型隔离栅的研究与设计

发布时间：2017-03-29 13:14

  本文关键词：模拟量输入功能安全型隔离栅的研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现代社会不断的高速发展,工业领域的生产安全问题也越来越收到社会的重视,相应的,各种防爆技术也就应运而生并快速的发展起来。在那么多的防止爆炸的相关技术中,本质安全类型的防爆技术可以说是在目前的技术中应用相对安全、使用相对可靠、选则使用场所也相对范围大的一种预防爆炸的技术,各大仪表制造公司也越来越重视对它研发和制造生产。再加上现在国际和国家也进一步制定和推广功能安全标准,提高本安防爆及精确性。安全仪表制造商也慢慢开始尝试为安全仪表做功能安全认证,提高仪表的可靠性。本论文的设计就是对模拟量输入类型的功能安全型安全栅的探讨与实现。首先详细介绍功能安全标准涉及到的安全生命周期、风险评估和安全完整性等级的基本内容,本安防爆技术,HART智能变送器相关技术和隔离式安全栅进行深入探讨,接着在功能安全标准的条件下进行功能安全仪表电路的设计,并根据本安电路元器件的认证参数确定本安器件的主要参数,然后通过型式试验的数据来验证此类安全栅的基本性能,在此基础上,依据功能安全标准,进行EMC加强试验,来实现安全栅的功能安全认证。最后是本课题的总结和展望。在模拟量输入功能安全型安全栅GSA000-EX的设计过程中,实现了HART数字信号双向传输,磁隔离信号耦合技术达到SIL3,对于工业生产领域越来越重要的功能安全可靠性的必要条件,它是完全可以满足的。该类型安全栅必须有独立供电的直流电源,而且,电源侧、输入侧及输出侧通过变压器实现三端隔离。平均故障间隔时间MTBF200000h,创新的电路设计使得产品的功耗较传统产品降低30%。发热更少,可靠性更高。
【关键词】：功能安全 SIL 安全栅 模拟量类输入
【学位授予单位】：上海应用技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X932;TH89
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 项目背景9
• 1.2 功能安全基本知识9-12
• 1.2.1 安全生命周期9-10
• 1.2.2 风险评估10-11
• 1.2.3 安全完整性等级11-12
• 1.3 HART智能变送器12
• 1.4 功能安全仪表设计12-13
• 1.5 本章小结13-14
• 第2章 本安防爆技术14-19
• 2.1 爆炸三角形14
• 2.2 爆炸性物质的分类、分级和分组体系14-15
• 2.3 危险环境区域的划分15-16
• 2.4 防爆型式16-17
• 2.5 本安防爆技术基本原理17-18
• 2.6 本章小结18-19
• 第3章 本安防爆系统19-25
• 3.1 本安型现场设备19-20
• 3.2 关联设备20-23
• 3.2.1 隔离式安全栅的工作原理20-21
• 3.2.2 隔离式安全栅的特点21-22
• 3.2.3 隔离式安全栅的接地22-23
• 3.3 连接电缆23-24
• 3.4 本安系统现场布线24
• 3.5 本章小结24-25
• 第4章 一种基于功能安全的安全栅GSAOOO-EX总体设计25-30
• 4.1 电路设计原理25-26
• 4.2 设计实施方案26-28
• 4.3 功能型本安仪表的基本设计要求28-29
• 4.4 本章小结29-30
• 第5章 仪表电路设计30-47
• 5.1 电源电路设计30-36
• 5.1.1 电源直流稳压模块30-32
• 5.1.2 电源DC/AC模块32-33
• 5.1.3 电源AC/DC模块33-36
• 5.2 输入电路设计36-40
• 5.2.1 输入端接两线制变送器36-39
• 5.2.2 输入端接电流源39
• 5.2.3 输入端接三线制变送器39-40
• 5.3 输出电路设计40
• 5.4 功能型本安电路设计40-46
• 5.5 本章小结46-47
• 第6章 整机调试与测试47-53
• 6.1 样机调试的主要问题47
• 6.1.1 无铅工艺保险丝要求47
• 6.1.2 高温高湿下湿度试验超标47
• 6.1.3 静电抗扰度47
• 6.1.4 输出开路和短路影响47
• 6.2 样机测试方法及数据47-52
• 6.3 本章小结52-53
• 第7章 总结和展望53-54
• 7.1 总结53
• 7.2 展望53-54
• 参考文献54-56
• 致谢56-57
• 攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文57

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