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Shenyang Shangmin Electric Co., Ltd
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P+F KFD2-UT2-EX1隔离式安全栅
    发布时间: 2025-09-26 15:46    

倍加福(P+F)KFD2-UT2-EX1是一款隔离式安全栅,隶属于 KFD2 系列,核心功能是在爆炸性危险区域(如化工、石油场景) 与安全区域之间建立安全的信号隔离传输通道,同时限制流入危险区的能量,防止点燃爆炸性混合物

P+F   KFD2-UT2-EX1隔离式安全栅

一、核心定位与核心功能

  1. 安全隔离与限能保护
    • 本质安全防爆:符合 ATEX、IECEx 等全球防爆标准,防爆等级为Ex ia IIC T6 Ga(适用于 Zone 0/1/2 危险区,IIC 类气体如氢气、乙炔,T6 级最高表面温度≤85°C),从根源上限制危险区的电能(电压≤30V DC,电流≤100mA),避免点燃爆炸性环境。

    • 电气隔离:输入(危险区)、输出(安全区)、电源间实现2.5 kV AC/1 min电气隔离,防止危险区的电气故障(如短路、过压)传播至安全区,同时抑制共模干扰(共模抑制比>60 dB),确保温度信号稳定传输。

  2. 温度信号处理
    • 多信号兼容:支持热电偶(J/K/T/E/R/S/B/N 型) 和热电阻(RTD:PT100、PT1000、Cu50、Cu100) 信号输入,覆盖绝大多数工业温度传感器类型,无需更换模块即可适配不同场景。

    • 信号转换与传输:将危险区的温度传感器信号(如热电偶的 mV 级信号、RTD 的电阻信号)转换为安全区的标准模拟量信号(4-20 mA DC) 或数字信号(如 HART 协议,部分型号支持),直接接入 PLC/DCS 的模拟量输入模块(如西门子 6ES7331-7KF02-0AB0)。

  3. 诊断与可靠性
    • 故障诊断:实时监测传感器断线、短路、超量程等故障,通过 LED 指示灯(绿色 = 正常,红色 = 故障)和输出信号偏移(如输出<3.8 mA 或>20.5 mA)反馈故障状态,缩短排查时间。

    • 宽温适应:工作温度范围 **-20°C~+60°C**,存储温度 **-40°C~+85°C**,适应化工车间高温、高湿或户外机柜环境。

二、关键技术参数(精准对标工业需求)

参数类别具体指标
输入信号热电偶:J/K/T/E/R/S/B/N 型;热电阻:PT100(3 线 / 4 线)、PT1000、Cu50、Cu100
输出信号安全区输出:4-20 mA DC(负载电阻≤500 Ω);部分型号支持 HART 协议(需确认子型号)
隔离性能输入 / 输出 / 电源间隔离电压:2.5 kV AC/1 min;绝缘电阻:≥100 MΩ(500 V DC)
防爆认证ATEX:Ex ia IIC T6 Ga;IECEx:Ex ia IIC T6 Ga;CSA:Class I Div 1 Group A-G
电源与功耗工作电源:24 V DC(±15%);典型功耗:≤1.5 W(24 V DC)
测量精度热电偶:±0.1% FS + 0.1 K;热电阻:±0.05% FS + 0.05 K(25°C 时)
机械与安装尺寸:12.5 mm(宽)× 105 mm(高)× 115 mm(深);35 mm DIN 导轨安装
环境适应性工作温度:-20°C~+60°C;防护等级:IP20(模块本体);抗振动:10 g(10~150 Hz)

三、型号深度解析(快速识别参数)

P+F KFD2 系列型号命名遵循固定规则,KFD2-UT2-EX1 各部分含义如下:
  • KFD2:系列名(隔离式安全栅,区别于 KFA6(模拟量)、KFD3(数字量)系列);

  • UT2:信号类型与功能 ——“U”= 通用信号处理,“T”= 温度信号(热电偶 / 热电阻),“2”= 单通道(部分型号 “2” 表示双通道,需结合手册确认,KFD2-UT2-EX1 为单通道);

  • EX1:防爆标识(“EX”= 防爆,“1”= 基础防爆配置,部分型号 “EX2” 表示增强诊断功能);

  • 补充:若型号后缀带 “H”(如 KFD2-UT2-EX1.H),则表示支持 HART 协议,可实现远程参数配置与诊断。

四、典型应用场景(行业落地案例)

KFD2-UT2-EX1 因防爆特性与温度信号适配能力,广泛应用于爆炸性环境的温度监测:
  1. 石油化工
    • 应用:炼油厂催化裂化装置的反应釜温度监测(采用 K 型热电偶,测量范围 0~1200°C),信号通过安全栅传输至安全区的横河 CENTUM DCS;

    • 优势:Ex ia IIC T6 Ga 认证适配 Zone 0 危险区(反应釜周边存在氢气、甲烷等爆炸性气体),隔离功能防止 DCS 故障影响危险区设备。

  2. 天然气处理
    • 应用:LNG 储罐的温度监测(采用 PT100 热电阻,测量范围 - 196°C~+60°C),安全栅输出 4-20 mA 信号至西门子 S7-1500 PLC;

    • 优势:宽温适应(-20°C~+60°C)耐受储罐区低温环境,断线诊断功能快速定位传感器故障,避免 LNG 泄漏风险。

  3. 医药化工
    • 应用:抗生素发酵罐的温度控制(采用 J 型热电偶,测量范围 0~750°C),安全栅连接至施耐德 Modicon M340 PLC,实现精准温控(±0.5°C);

    • 优势:高测量精度(±0.1% FS)确保发酵工艺稳定性,IP20 防护适应洁净车间控制柜环境。

五、选型与系统配置建议

  1. 选型注意事项
    • 信号匹配:根据温度传感器类型选择(热电偶需确认分度号 J/K/T,RTD 需确认材质 PT100/Cu50),避免信号不兼容导致测量偏差;

    • 防爆等级:若危险区为 Zone 2,可选择成本更低的 “Ex ib” 等级安全栅(如 KFD2-UT2-EX2);若为 Zone 0,必须选择 “Ex ia” 等级(如 KFD2-UT2-EX1);

    • 协议需求:若需远程配置传感器参数(如修改测量量程),选择带 HART 协议的型号(KFD2-UT2-EX1.H),搭配 HART 调试器(如 P+F Combray)使用。

  2. 推荐配件与系统搭配
    • 传感器:P+F TC400 系列热电偶(如 TC400-K-100-A,K 型,100mm 插入深度)或 RTD400 系列热电阻(如 RTD400-PT100-200,PT100,200mm 插入深度);

    • 安全区设备:西门子 SM 331 模拟量输入模块(6ES7331-7KF02-0AB0,适配 4-20 mA 信号)、倍加福 HART 调试软件(PACTware);

    • 布线配件:防爆电缆密封接头(如 P+F V1-G-M20,防护等级 IP68)、屏蔽双绞线(如 Belden 9239,屏蔽层单端接地)。

六、安装与维护要点

  1. 安装规范
    • 安装位置:必须安装在安全区(如控制室控制柜内),严禁安装在危险区;模块间距预留≥5mm,确保散热;

    • 布线要求:危险区线缆(传感器到安全栅输入)与安全区线缆(安全栅输出到 PLC)分开敷设,间距≥30cm,避免电磁干扰;危险区线缆需使用防爆认证的电缆(如 Ex d 认证);

    • 接地:安全栅的 PE 端子必须可靠接地(接地电阻<1Ω),确保隔离效果与防爆安全;电源需使用隔离电源(如 P+F PSI-M12-24DC/2.5A),避免共地干扰。

  2. 维护建议
    • 状态监测:通过 LED 指示灯判断运行状态 —— 绿色常亮(正常)、红色常亮(传感器断线 / 短路)、红色闪烁(电源故障);

    • 定期校准:每 12 个月使用高精度温度校准仪(如 Fluke 712B)验证测量精度,若偏差超 ±0.2% FS,需通过 HART 软件重新校准;

    • 故障排查:若输出信号异常,优先检查传感器线缆(是否断线 / 短路)、电源电压(是否 24V DC±15%)、接地是否可靠。

七、采购与技术支持

  1. 采购渠道
    • 优先选择 P+F 官方授权代理商(如工控网、上海倍加福工业自动化贸易有限公司),确保产品为原装正品(避免仿品防爆认证无效,引发安全事故),享受 2 年质保;

    • 订货时需明确型号(如 KFD2-UT2-EX1 或带 HART 的 KFD2-UT2-EX1.H)、传感器类型(热电偶分度号 / RTD 材质),避免错订。

  2. 技术资源获取
    • 官方手册:访问倍加福官网,搜索型号 “KFD2-UT2-EX1” 下载数据手册(含接线图、防爆认证文件、校准步骤);

    • 技术支持:拨打 P+F 中国技术热线(400-886-6166),获取防爆选型、故障排查、HART 配置指导。

总结

KFD2-UT2-EX1 是一款聚焦 “爆炸性环境温度信号隔离传输” 的工业级安全栅,核心优势在于Ex ia IIC T6 Ga 高防爆等级多类型温度信号兼容高精度测量与诊断功能,适合石油、化工、天然气等高危行业的温度监测系统。选型时需重点匹配传感器类型与防爆区域等级,安装时严格遵循安全区布线与接地规范,维护时通过 LED 与诊断功能快速定位故障,确保系统长期安全稳定运行
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