Z954 采用无源纯电阻性电路,通过齐纳二极管(Zener Diode)和限流电阻的组合,将危险区域的能量限制在安全范围内,防止过电压或过电流进入控制系统。其核心作用包括:
本质安全隔离
- 确保危险区域(如存在爆炸性气体的化工车间)与安全区域(如控制室)的电气隔离,符合 IEC 60079 标准对本质安全设备的要求。
- 通过限流电阻将短路电流限制在安全阈值以下(如≤250mA),同时利用齐纳管将开路电压钳位至安全值(如≤30V)。
高精度信号传输
- 支持热电偶、热电阻、电桥等低电平 mV 信号的传输,适配 4-20mA 模拟量或数字量输入,确保信号失真度≤0.1%。
- 齐纳管开启电压(V₁₀A)设计为 26.5V(标称 24V 回路),接近安全限压值 28V,实现理想的齐纳特性,减少回路漏电流对测量精度的影响。
抗干扰与稳定性
- 采用双极星形电路结构,有效抑制共模干扰,共模抑制比(CMRR)≥120dB(1kHz)。
- 工作温度范围 - 20℃至 + 60℃,适应工业环境的温度波动。
温度测量系统
- 配合热电偶(如 K 型)使用时,Z954 可将现场温度信号转换为标准化的 1-5V 或 4-20mA 信号,传输至 DCS 系统。
- 需搭配冷端补偿器(如 K-CJC 模块)以消除环境温度变化对测量的影响。
压力与流量监测
- 在化工反应釜中,隔离压力变送器的 mV 信号,防止雷击或设备故障引发的过电压损坏控制系统。
- 支持智能变送器(如 HART 协议设备),确保通信信号的完整性。
电桥电路应用
- 作为称重传感器或应变片电桥的信号隔离装置,实现高精度力 / 位移测量,典型应用于材料试验机或自动化生产线。
结构设计
- DIN 导轨安装:支持 35mm 标准导轨,尺寸紧凑(约 20×119×115mm),重量约 150g。
- 端子布局:现场侧与系统侧端子采用不同颜色标识,电源端子支持冗余供电。
接线规范
- 本安线缆要求:需使用屏蔽双绞线,与非本安线缆间距≥50mm。
- 接地要求:单点接地,接地电阻≤1Ω,接地导线截面积≥2.5mm²。
调试与诊断
- 参数配置:通过 PW2-ADP1-USB 组态软件设置信号类型(如热电偶分度号)及量程范围。
- 故障排查:若 LED 报警,需检查现场线路连接或通过 HART 手操器读取诊断代码(如 0x8001 表示断线)。
型号含义
认证与合规
- 符合 ATEX/IECEx 防爆认证(Ex ia IIC T6),适用于气体防爆 Zone 0/1/2 及粉尘防爆 Zone 20/21/22 区域。
- 满足 EN 61643-21 浪涌保护标准,可承受 10kA(8/20μs)浪涌电流。
配件与扩展
- 冗余设计:可与 P-LB 系列浪涌保护器并联使用,实现双重保护。
- 通信扩展:支持与倍加福的 WCS3B-LS311 位置读头配合,构建高精度定位系统。
- 制造商:德国倍加福(PEPPERL+FUCHS),官网提供产品手册、接线图及认证文档下载。
- 中国供应商:上海乾拓贸易、厦门宽途自动化等,提供现货销售及现场技术服务。
- 技术文档:需遵循 EN 61131-3 编程规范及 GB 3836 系列防爆标准。
兼容性验证
- 与 PLC/DCS 模块配合时,需确认输入阻抗匹配(如模块输入阻抗≥10kΩ),避免信号衰减。
- 智能变送器应用时,需确保信号带宽(0.3-7.5kHz)在模块支持范围内。
定期维护
- 建议每 12 个月检查接地电阻和浪涌计数器,若模块频繁触发保护,需排查现场是否存在持续过电压源。
- 清洁光学窗口(若有),防止灰尘堆积影响信号传输。
Z954 凭借其高可靠性、本安防爆特性及灵活的信号适配能力,成为工业自动化中危险区域信号隔离的首选方案,尤其适用于对安全性和精度要求严苛的化工、电力及制药行业。