YOKOGAWA AAI143-S03-S1 是日本横河电机（Yokogawa）生产的一款高性能、隔离式、一进二出模拟量输入安全栅。该产品属于本质安全防爆接口设备类别，专用于连接安装在爆炸性危险环境（如化工、石油、天然气现场的Zone 0/1/2区）的2线制或4线制变送器（电流或电压信号），并将其信号安全、精确地隔离传输至安全区的控制系统（如DCS、PLC或记录仪），同时为危险区变送器提供本安电源。
应用场景：
在一座大型烯烃化工厂的裂解装置区，数百台测量压力、流量和液位的4-20mA变送器分布在充满易燃气体（如乙烯、丙烯）的危险区域内。这些变送器的信号需要同时送入中央控制室的DCS进行过程控制，并送入独立的SIS（安全仪表系统）进行安全联锁保护。若直接将信号并联接入两个系统，会破坏回路的隔离性并带来安全隐患。工程师选用了 YOKOGAWA AAI143-S03-S1 安全栅。它接收来自危险区变送器的一路4-20mA信号，在其内部经过隔离和调理后，生成两路完全独立、高精度且电气隔离的4-20mA输出。一路输出给DCS用于监控和调节，另一路输出给SIS用于安全联锁判断。这样，既实现了信号的双重利用，又通过 AAI143-S03-S1 强大的隔离屏障，确保了任何一侧安全区设备的故障（如高电压窜入）都不会危及危险区的安全，完美符合了功能安全与本质安全的双重标准。
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | AAI143-S03-S1 |
制造商 | Yokogawa Electric Corporation (横河电机) |
产品类别 | 隔离式模拟量输入安全栅 (一进二出) |
危险区侧 | 连接2线制或4线制变送器， 提供本安电源 (回路供电)， 输入信号 4-20mA DC |
安全区侧 | 两路隔离的4-20mA DC电流输出 (有源)， 可连接至不同的接收设备 |
隔离能力 | 输入、输出1、输出2、电源四端口之间电气隔离 (通常 ≥1500V AC) |
精度 | 高精度， 典型 ±0.1% of span (满量程) |
电源供应 | 安全区供电： 通常 20-35 VDC (回路供电型) 或 85-260 VAC/DC (需确认) |
本安参数 | [Ui]： 30V， [Ii]： 通常约100mA， [Pi]： 约0.8W， [Ci]， [Li]： 具体值见认证证书 |
防爆认证 | ATEX， IECEx， FM/CSA 等， 适用于气体/粉尘危险区域 (如 [Ex ia] IIC) |
响应时间 | 快速， 通常 < 50 ms |
工作温度 | -20°C 至 +60°C |
安装方式 | 标准35mm DIN导轨安装 |
接线方式 | 螺钉压接端子， 清晰标识 |
LED指示 | 电源指示灯 (PWR) 和/或通道状态指示灯 |
技术原理与创新价值：
创新点1：真正的三端口隔离与高精度信号传输。 YOKOGAWA AAI143-S03-S1 的核心在于其输入、输出1、输出2和电源之间的三重完全隔离。这种隔离通过高频变压器调制解调技术或光电耦合技术实现，确保了危险区侧、两个安全区输出侧及供电侧之间没有任何直接的电气连接。这不仅提供了最高的安全等级，防止故障蔓延，还彻底消除了因接地电位差引起的测量误差和环路电流干扰。同时，其精密的信号调理电路保证了信号在隔离传输过程中的高线性度和低漂移，确保了两路输出信号都能精准复现原始输入。
创新点2：一进二出架构与灵活配置。 该型号“一进二出”的设计极具工程实用性。它允许用户用一台设备将一个危险区的宝贵测量信号安全地分配到两个不同的安全区系统（如DCS和SIS、或控制和记录），而无需在危险区侧使用信号分配器，也无需使用两台单独的安全栅，从而节省了成本、空间和布线复杂度。这种架构特别适用于需要功能安全（SIL）认证的场合，因为两个输出通道是物理隔离且独立的。
创新点3：紧凑设计与卓越的通用性。 作为横河经典的安全栅系列之一，AAI143-S03-S1 采用了高度紧凑的模块化设计，宽度很窄，允许在DIN导轨上实现高密度安装。其宽范围的供电电压和良好的环境适应性（工作温度、抗电磁干扰），使其能够轻松集成到各种不同的控制系统柜中。清晰的端子标识和可插拔接线端子（部分型号）也使得安装和维护极为便捷。
应用案例与行业价值：
案例一：海上石油平台关键安全仪表回路改造。 海上平台的安全仪表系统（SIS）需要最高的可靠性。在改造中，所有涉及安全联锁的液位和压力变送器信号，均通过 YOKOGAWA AAI143-S03-S1 安全栅进行分配。一路输出至高可用性的Triconex SIS，另一路输出至Yokogawa CENTUM DCS用于常规监控。这种设计确保了即使DCS侧发生故障，SIS仍然能够独立、安全地获取关键的测量信号。AAI143-S03-S1 的SIL认证能力和高可靠性，为平台的SIL2/SIL3安全回路提供了合规且可靠的信号接口，满足了严格的国际安全标准。
案例二：制药工厂洁净区环境监测系统。 在生物制药的发酵车间，需要对多个反应罐的温度和pH值进行严格监控，信号需同时传送至车间本地监控站和全厂中央监控室。现场变送器位于有防爆要求的区域。采用 AAI143-S03-S1 后，每个变送器的信号通过一个安全栅即可实现本地和远程两处显示与记录。其高精度保证了数据的一致性，强大的隔离性能避免了不同接地系统间的干扰，确保了测量数据的真实可靠，为批次生产记录的完整性和工艺一致性提供了保障。
相关产品组合方案：
本安型现场变送器： 如横河 EJA 系列压力变送器或 YTA 系列温度变送器，是 AAI143-S03-S1 在危险区的信号来源。
DCS/PLC模拟量输入卡件： 如横河 AIM 卡件或西门子 SM331，接收安全栅输出的安全信号。
安全栅电源： 为多个安全栅提供集中、稳定的直流电源。
信号分配器 (非本安)： 如果需要在安全区侧将一路信号分配给多于两个设备，可在安全栅输出后加装。
齐纳安全栅： 如 MTL 700系列，在成本敏感且无需信号分配的应用中可作为另一种选择。
DIN导轨与端子： 用于整齐安装和接线。
安全栅配置软件： 对于需要参数设定或诊断的智能安全栅型号，但 AAI143 系列通常为固定功能。
同系列其他型号： 如一路输入一路输出 (AAI143-H00)， 热电偶输入型 (SAI143)， 热电阻输入型 (STI143) 等。
安装维护与全周期支持：
YOKOGAWA AAI143-S03-S1 的安装必须严格遵循本安系统规范。安全栅必须安装在安全区（控制柜内）。危险区侧的接线必须使用蓝色本安电缆，并与非本安电缆分开敷设，且需在安全区入口处进行接地处理。安全栅的接地端子必须可靠连接到单独的本安接地系统。
日常维护主要是检查接线是否松动、观察LED指示灯是否正常。由于其高可靠性，通常无需定期校准。如果系统出现信号异常，可通过测量输入输出电流值来快速判断是变送器、安全栅还是接收设备的问题。模块化设计使得更换非常方便。
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