P+F KFD2-STC4-Ex1

P+F KFD2-STC4-Ex1 是倍加福（Pepperl+Fuchs）公司生产的一款高性能、4通道的隔离式安全栅，专为温度测量应用设计。它用于连接安装在爆炸性危险区域（0区/1区）的热电偶（TC）或电阻温度探测器（RTD），将微弱的传感器信号进行隔离、转换和放大，并以安全、无源的方式传输到位于安全区的控制系统（如DCS、PLC），是构建本安防爆（IS）系统的关键接口设备。

应用场景：

在化工厂的催化裂化装置反应器区域，多个关键点的温度需要实时监控。这些区域被划分为爆炸性气体环境（Zone 1）。现场使用的K型热电偶产生的微弱毫伏信号本身不足以引燃爆炸，但若直接引入控制室，控制室设备的能量可能通过线路窜入危险区。P+F KFD2-STC4-Ex1 安全栅被安装在安全区与危险区交界处的机柜内。每个通道连接一支热电偶，它将危险的毫伏信号在电气上完全隔离，并转换为标准的4-20mA电流信号（或有源输出）。更重要的是，它通过内部的能量限制电路（齐纳屏障或变压器隔离），确保了即使在安全侧发生故障时，输送到危险区的能量也被严格限制在安全火花范围内，从而保障了整个测量回路的安全性。

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高精度信号处理：KFD2-STC4-Ex1 的核心是其符合本安防爆标准的设计。它通过精密的能量限制电路（通常为变压器隔离或带熔断器的齐纳屏障），确保从安全区传递到危险区的电压、电流和功率在任何故障条件下都低于点燃特定气体混合物所需的最小值。同时，内部的高精度、低漂移放大器对热电偶的微伏级信号或RTD的电阻变化进行精确测量、线性化和冷端补偿（对于TC），输出稳定、抗干扰的4-20mA标准信号。

· •创新点2：四通道独立全隔离设计：该模块在一个紧凑的单元内实现了四个测量通道的完全电气隔离。这意味着每个通道的输入、输出和供电之间都是隔离的。这带来了三大优势：首先，有效防止了不同传感器接地电位差造成的测量误差或共模干扰；其次，防止了因现场一侧接地故障导致的高电压窜入损坏控制系统侧设备；最后，即使一个通道发生故障，也不会影响其他通道的正常工作，提高了系统整体的可用性。

· •创新点3：灵活配置与高适应性：通过模块上的DIP开关或跳线器，用户可以方便地配置每个通道的传感器类型（多种TC或RTD）、温度量程、输出模式（有源/无源）以及断线检测行为等。这种灵活性使得同一型号的模块可以适用于工厂内各种不同类型的温度测量点，减少了备件种类，简化了工程设计和维护。

应用案例与行业价值：

项目案例：海上天然气平台过程温度监测系统升级某海上平台的老式温度变送器系统故障率高，维护困难，且部分区域防爆认证不符合最新规范。升级项目要求采用全本安架构。应用流程：在平台中央控制室的非危险区机柜内，集中安装了数十台P+F KFD2-STC4-Ex1安全栅。它们通过本安电缆连接到分布在危险区（如压缩机房、分离器区）的数百个Pt100热电阻和K型热电偶。每个KFD2-STC4-Ex1模块处理4个测点，将信号转换为4-20mA后送入DCS。带来的改进：系统实现了高度的标准化和模块化，机柜内布线整齐。通道间隔离消除了原先因接地环路引起的测量噪声。DCS接收到的信号稳定、精确。更重要的是，整个测量回路获得了最新的ATEX/IECEx认证，满足了最严格的安全规范。平台仪表工程师表示：“KFD2-STC4-Ex1不仅提升了测量质量，其高密度（4通道）设计让我们的机柜空间利用率提高了60%，集中维护也变得更加方便快捷。”

相关产品组合方案：

1. 1.温度传感器：如 P+F 或其他品牌的 热电偶 和 RTD，符合本安要求。

2. 2.本安电缆与接线盒：用于连接危险区传感器与安全栅，构成完整本安回路。

3. 3.DIN导轨与机柜：为安全栅模块提供安装和保护环境。

4. 4.系统电源：为安全栅提供稳定的24VDC电源，通常需要冗余设计。

5. 5.控制系统（DCS/PLC）：如艾默生DeltaV、西门子PCS7等，接收来自安全栅的标准信号。

6. 6.其他信号类型安全栅：如 KFD0-SH-Ex1（开关量输入）、KFD2-SR2-Ex1（开关量输出）等，与 KFD2-STC4-Ex1 共同构建完整的本安I/O系统。

7. 7.P+F配置软件与编程器（针对可配置型号）：用于更复杂的参数设置和诊断。

安装维护与全周期支持：

P+F KFD2-STC4-Ex1 安全栅的安装必须严格遵循防爆规范和产品手册。它必须安装在安全区的认证机柜内。接线时，务必区分危险侧（FIELD）和安全侧（CONTROL）端子，并使用规定的扭矩紧固。在通电前，需根据现场传感器类型正确设置每个通道的DIP开关。日常维护主要是检查模块指示灯状态（如电源、通信、故障），并定期通过控制系统校验信号值。