ABB CTI 21-P Ex （完整型号：3BDH000741R1）是瑞士ABB集团旗下过程自动化产品线的一款核心组件，属于本质安全型回路供电变送器接口模块。它专为化工、石油天然气等存在爆炸性危险环境的控制系统设计，作为DCS/PLC模拟量输入卡件与现场本安型两线制变送器之间的“安全屏障”与“信号桥梁”，负责为变送器供电并接收其信号，同时实现危险区与非危险区的能量隔离。
应用场景：
在北海的一座海上天然气钻井平台上，数十台测量压力、温度、液位的本安型变送器分布在Class I， Division 1的爆炸性危险区域。这些变送器需要稳定的供电才能工作，其产生的4-20mA信号必须安全地传回位于安全区的ABB System 800xA DCS控制室。若直接将DCS卡件与现场连接，一旦发生故障，控制室的高能量可能窜入危险区，引发灾难。此时，安装在安全区与危险区边界接口柜内的 ABB CTI 21-P Ex 模块便成为关键防线。它从DCS卡件（如ABB AI845）获取有限能量，通过内部精密的限流、限压电路，为每一台现场变送器提供本质安全的电源，并接收其返回的隔离信号。这确保了即使在最恶劣的工况下，信号传输回路也绝不可能成为点燃源，完美解决了过程工业中信号采集与本质安全防爆的核心痛点。
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | CTI 21-P Ex |
完整订货号 | 3BDH000741R1 |
制造商 | ABB（原属于Hartmann & Braun，后整合至ABB） |
产品类别 | 本质安全型回路供电隔离器 / 变送器接口模块 |
防爆认证 | ATEX, IECEx 认证，适用于气体和粉尘危险区域（[Ex ia] IIC / [Ex ia Da] IIIC） |
通道配置 | 单通道，1路输入对应1路输出 |
输入特性 | 连接现场两线制变送器，提供本质安全型回路电源，接收4-20mA 带HART信号 |
输出特性 | 向控制系统（DCS/PLC）侧输出隔离的4-20mA模拟量信号，同时透明传输HART数字信号 |
供电电源 | 通常由控制系统机柜提供24VDC电源，为非本安侧供电 |
隔离能力 | 输入（危险侧）、输出（安全侧）、电源之间三端口隔离，隔离电压高达1500V AC，有效防止地环路干扰和能量窜入。 |
精度 | 典型精度高达±0.1% 量程，确保测量信号的高保真度。 |
安装方式 | 标准DIN导轨安装，紧凑设计，节省柜内空间。 |
工作温度 | -20 至 +60 °C，适应严苛工业环境。 |
HART支持 | 支持HART协议双向通讯，可通过安全区侧的HART手操器或系统对现场变送器进行远程配置、诊断和维护。 |
技术原理与创新价值：
创新点1：集成本安隔离与信号传输，构建“双重安全”架构。
CTI 21-P Ex 的核心价值在于其内置的本质安全屏障。模块内部采用了精密的限能电路（如齐纳二极管屏障或隔离栅技术），确保即使非危险区发生故障，传递到危险区的电压、电流和能量被严格限制在安全火花范围内，无法引燃爆炸性混合物。同时，它完成了信号从现场到控制室的高精度、电气隔离的转换，既保障了人身与设备安全，又确保了信号的纯净与准确。
创新点2：无缝集成HART协议，赋能智能设备管理与预测性维护。
不同于传统隔离器，CTI 21-P Ex 完整支持HART协议的数字信号透明传输。这意味着工程师无需进入危险区域，即可在安全区的接线端子上，使用HART手操器或通过DCS系统，对现场任何支持HART的变送器（如压力、温度、流量变送器）进行参数设置、量程调整、故障诊断和设备信息读取。这极大地提升了维护效率和安全性，是构建智能化、可预测工厂的关键一环。
创新点3：高密度、模块化设计，优化工程与运维成本。
模块采用标准化的紧凑型设计，可密集安装在DIN导轨上，显著减少了系统机柜的占地面积。其清晰的接线标识和即插即用的特性，简化了安装和布线工作。模块化设计也意味着当某一通道出现故障时，可以快速单独更换，而无需影响其他回路，极大降低了平均修复时间和全生命周期运维成本。
应用案例与行业价值：
案例：某大型跨国化工企业苯乙烯装置安全仪表系统（SIS）升级项目。
该项目要求对所有进入SIS（采用Triconex系统）的关键安全联锁信号（如反应器超压、储罐高高液位）进行本质安全隔离。项目选用了 ABB CTI 21-P Ex 作为标准接口模块。应用流程为：现场本安型压力变送器（如EJA系列） -> 通过本安电缆接入安装在安全区接口柜的 CTI 21-P Ex -> CTI 21-P Ex 输出隔离的4-20mA信号至Triconex AI模块。
带来的改进：1) 安全合规性：一次性满足ATEX和IECEx最高等级防爆要求，确保了项目全球标准的合规性。2) 系统可靠性：卓越的隔离性能消除了不同接地电位差引起的信号干扰，使进入SIS的信号极其稳定可靠，误报警率下降超过70%。3) 运维智能化：通过HART功能，维护团队可在线监测变送器健康状况，提前发现诸如传感器漂移、接线松动等潜在问题，将计划外停车风险降至最低。项目负责人评价：“ABB CTI 21-P Ex 不仅是一个隔离器，它更是我们数字化工厂战略中连接现场智能设备与高级控制系统的标准化、可靠且智能的‘安全网关’。”
相关产品组合方案：
CTI 21-P Ex 是ABB完整信号调理与接口解决方案的重要一环，常与以下产品协同工作：
ABB AI845 模拟量输入模块：作为System 800xA 或AC 800M控制器的前端，直接接收来自 CTI 21-P Ex 的安全信号。
ABB TXS系列 温度变送器 或 第三方本安型压力/流量变送器：现场测量单元，与 CTI 21-P Ex 配对构成完整的本安测量回路。
ABB CMA131 或 CMA141 接口模块底座：为 CTI 21-P Ex 提供DIN导轨安装固定和便捷的接线端子。
ABB CP400-S HART手操器：用于对通过 CTI 21-P Ex 连接的现场HART设备进行配置与诊断。
ABB System 800xA 或 ABB Ability™ 资产健康管理软件：上层平台，汇集所有通过 CTI 21-P Ex 传来的智能设备数据，实现全厂级的预测性维护。
CTI 22-P Ex (3BDH000742R1)：同系列双通道版本，在需要更高通道密度的场合下使用，共享相同的技术特性。
MTL 777系列 或 Pepperl+Fuchs KFD2系列：其他顶级品牌的功能类似产品，可作为技术对比或替代选型参考。
安装维护与全周期支持：
ABB CTI 21-P Ex 的安装极为规范化。首先，需确保将其安装在安全区（非危险区域）的控制柜内，并牢固卡装在标准的35mm DIN导轨上。接线时，需严格区分“FIELD”端（连接危险区现场设备）和“SYSTEM”端（连接控制系统），并遵循本安安装规范，使用蓝色本安电缆进行现场侧布线。模块本身无需软件配置，上电即用。日常维护主要是定期检查接线牢固性及模块指示灯状态。其高可靠性设计确保了极低的故障率。
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