ABB SPNIS21S+

应用场景：

核心参数速览：

技术原理与创新价值：

• 创新点1： 本质安全能量限制与先进故障检测。 模块内部每个通道都包含由齐纳二极管、电阻和保险丝组成的经典或更先进的限能电路。这些元件共同作用，将可能进入危险区的电压、电流和总能量限制在安全的“本质安全”水平。此外，对于NAMUR传感器输入，SPNIS21S+ 能通过监测回路电流的细微变化，不仅判断开关的“开/关”状态，还能诊断出传感器回路的“开路”或“短路”故障，并将此诊断信息上报给控制系统，实现了从简单状态监测到预测性维护的飞跃。
• 创新点2： 高密度与完全通道隔离。 在紧凑的模块尺寸内提供了16个完全独立的本质安全通道。每个通道在电气上都是隔离的——通道与通道之间、每个通道与背板系统侧之间、以及与地之间都实现了隔离。这种设计确保了单一通道的故障（例如现场接线对地短路）被严格限制在该通道内，绝不会影响其他通道或整个I/O系统的正常运行，最大程度地提高了系统的可用性和安全性。
• 创新点3： 与ABB DCS的深度集成与即插即用。 SPNIS21S+ 并非独立的安全栅，而是ABB S900 I/O系统的有机组成部分。它通过标准的S900背板与控制器通信，其组态、寻址和诊断完全在ABB的工程软件（如Control Builder for 800xA）中完成。用户无需为安全栅单独配置和接线，实现了本质安全系统与过程控制系统在工程、安装和维护上的统一，大幅降低了复杂性和全生命周期成本。

应用案例与行业价值：

• 应用流程： 每个阀门上都安装了一个通过ATEX认证的防爆限位开关（干接点）。所有开关的信号电缆汇集到安全区的机柜，连接到多块 ABB SPNIS21S+ 模块。
• 带来的改进： SPNIS21S+ 的高密度设计（每模块16点）使得监测上百个阀门所需的机柜空间和模块数量减少了至少30%，显著节省了安装成本和柜内空间。其完全的通道隔离特性，确保了当某个阀门开关因环境腐蚀导致接线接地故障时，仅该通道报警，其他所有阀门的状态监测不受任何影响，DCS画面依然能清晰显示其他阀门的正确位置。项目安全工程师评价：“使用 ABB SPNIS21S+，我们不仅满足了对防爆区域信号采集的所有安全法规要求，其高密度和强隔离性还为我们带来了极高的工程效率和系统可靠性。它让我们对罐区数百个关键阀门的远程监控做到了既安全又经济。”

相关产品组合方案：

1. S900 I/O 基座/端子单元 (如 TU847): 为 SPNIS21S+ 提供安装和接线接口，其端子排通常区分“危险区侧”和“安全区侧”接线。
2. S900 I/O 通信接口模块 (如 CI871): 将包含 SPNIS21S+ 在内的整个S900 I/O站连接到ABB DCS（如800xA或Advant系统）。
3. ABB 过程控制器 (如 AC 800M): 接收并处理来自 SPNIS21S+ 的开关量状态信号，执行安全联锁或顺序控制逻辑。
4. 本质安全现场设备: 包括 NAMUR型接近开关、防爆机械限位开关、干簧管液位开关等，这些设备必须具有相应的防爆认证（如ATEX, IECEx），其“本质安全参数”需与 SPNIS21S+ 的“本质安全参数”相匹配。
5. 本质安全认证电缆与接线配件: 用于连接现场设备与 SPNIS21S+，其分布参数（电容、电感）需满足系统本质安全要求。
6. S900 系统电源模块: 为包括 SPNIS21S+ 在内的所有I/O模块提供经过安全认证的电源。
7. 其他S900 I/O模块 (如 SPDSI13 AI模块, SPDO输出模块): 在同一个I/O站内混合使用，构建完整的本安型监测与控制站点。
8. ABB 工程与组态软件: 用于硬件配置、参数设置和诊断，确保整个本质安全回路符合标准。

安装维护与全周期支持：