P+F KFD2-UT2-Ex1是倍加福（Pepperl+Fuchs）公司推出的一款本质安全型信号隔离栅。该产品隶属于倍加福广受赞誉的K系列隔离栅家族，其核心功能是为连接在危险区域（Zone 0/1/2，气体和粉尘防爆）的2线制或3线制变送器（如压力、温度、流量变送器）提供安全可靠的供电、信号隔离与转换，并确保传输至安全区控制系统的信号纯净、精确且合规。
应用场景：
在西南地区一座大型天然气净化厂的脱硫装置区，遍布着数十台用于监测吸收塔压力、液位和H₂S浓度的智能变送器，这些区域被划定为Zone 1爆炸性气体环境。任何可能产生的电火花都足以引发灾难。为此，仪表工程师在安全区的机柜内，为每一台现场变送器配置了 P+F KFD2-UT2-Ex1 隔离栅。它将来自控制系统的24V DC安全能量进行精确限制后，通过专用电缆为危险区的变送器供电，同时将变送器返回的4-20mA信号进行高精度隔离、转换后，再传送给DCS的模拟量输入卡件。这套系统不仅保证了信号传输的稳定和抗干扰，更构建了物理上的能量屏障，使得即使在现场线路发生短路故障时，释放的能量也绝对不足以引燃爆炸性环境，是保障工厂安全运行的“无名英雄”。
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | KFD2-UT2-Ex1 |
制造商 | Pepperl+Fuchs (P+F， 倍加福) |
产品类别 | 本质安全型信号隔离栅 (模拟量输入， 变送器供电型) |
危险区信号 | 连接2线制或3线制变送器， 4-20 mA |
安全区信号 | 输出：有源4-20 mA (支持HART通信通过) |
供电 | 单电源供电：20-30 V DC， 为隔离栅及现场变送器供电 |
隔离性能 | 输入/输出/电源三端隔离， 隔离电压高达2.5 kV AC |
本质安全参数 | [典型值] Um: 250V， Uo: 28V， Io: 93mA， Po: 651mW， Lo: 10mH， Co: 1μF |
精度 | 典型：±0.1% of span |
HART支持 | 完全支持HART数字信号双向透明传输 |
响应时间 | < 10 ms |
工作温度 | -20°C 至 +60°C |
安装方式 | 标准DIN导轨安装 (22.5mm宽度) |
认证 | ATEX， IECEx， FM， CSA， NEPSI 等全球主要防爆与功能安全认证 |
状态指示 | 双色LED指示灯 (绿色正常， 红色故障/报警) |
技术原理与创新价值：
创新点1：本质安全型设计的核心限能保护。 KFD2-UT2-Ex1 的核心在于其内部精密的能量限制电路。它将来自安全区的电源电压和电流，严格限制在由国际标准（如IEC 60079-11）定义的“本质安全”参数（Uo， Io， Po）以下。这意味着，即使隔离栅的非危险侧出现故障，或危险侧的线缆发生短路/开路，传递到爆炸性环境中的最大能量也被控制在安全范围内，从根源上消除了引燃源。其获得的ATEX， IECEx等多重认证，是其安全性能的全球通行证。
创新点2：高精度隔离与HART信号透明传输。 该隔离栅不仅提供安全屏障，更是一个高性能的信号调理器。它采用先进的磁电隔离技术，实现了危险侧、安全侧和电源侧之间高达2.5kV的电气隔离，有效切断了接地环路、消除了共模干扰，确保了测量信号的纯净度与系统稳定性。尤为重要的是，它支持HART数字信号的双向透明传输，允许控制系统工程师在不进入危险区域的情况下，通过安全区的HART手操器或资产管理软件，对现场智能变送器进行远程配置、校准和诊断，极大提升了运维效率和安全性。
创新点3：紧凑模块化设计与卓越的工程便利性。 KFD2-UT2-Ex1 采用倍加福经典的模块化设计，宽度仅为22.5mm，允许在标准DIN导轨上实现高密度安装。其清晰的接线图标识、可插拔的接线端子以及直观的双色LED状态指示灯（绿灯表示运行正常，红灯表示故障或回路开路），使得安装、调试和故障排查都非常简便。这种用户友好的设计，显著降低了系统集成和后期维护的复杂度与成本。
应用案例与行业价值：
在挪威北海某海上石油平台的注水系统改造项目中，平台需要对分布于Class I， Division 1区域的数百台压力和差压变送器进行数字化升级，并实现远程资产管理。项目要求所有设备必须符合最新的ATEX和IEC 61508/SIL标准。工程团队选择了 P+F KFD2-UT2-Ex1 作为整个模拟量信号接口层的标准配置。
应用流程：每一台位于危险区域的智能变送器，都通过专用本安电缆连接到位于中央控制室安全区机柜内的 KFD2-UT2-Ex1 隔离栅。隔离栅为变送器供电，并传递其4-20mA及HART信号至DCS和资产管理系统。
带来的改进：项目投产后，仪表维护团队可以安全地在控制室内对所有变送器进行参数读取、量程修改和诊断测试，无需频繁签发高风险的热工许可证和安排人员进入危险区域。平台仪表总管表示：“KFD2-UT2-Ex1 的可靠性和HART透明传输功能改变了我们的工作模式。其紧凑的设计让我们在有限的机柜空间内集成了所有回路。更重要的是，它的认证齐全，让我们整个改造项目顺利通过了严格的安全完整性等级评估。” 该方案大幅提升了平台的安全水平、运营效率和管理智能化程度。
相关产品组合方案：
构建一个完整的本安接口系统，P+F KFD2-UT2-Ex1 需要与以下产品协同工作：
K系列电源：如KFD0-PS-Ex1 本安型导轨供电电源，为多台 KFD2-UT2-Ex1 及其他隔离栅提供集中的、经过认证的安全电源。
K系列端子底座：专用的接线底座，实现整齐、安全的接线，并方便模块的插拔更换。
数字量隔离栅：如KFD2-SH-Ex1，用于处理来自危险区域的开关量信号，构成完整的I/O接口方案。
温度变送器隔离栅：如KFD2-UFC-Ex1，专门用于连接热电偶或热电阻，与变送器隔离栅互补。
HART调制解调器/通信器：如倍加福的HART接口或通用手操器，用于通过 KFD2-UT2-Ex1 与现场智能仪表通信。
本安型现场变送器：倍加福或其他品牌的经认证可用于危险区域的传感器，是 KFD2-UT2-Ex1 的天然搭档。
系统配置与诊断软件：如倍加福的PACTware，配合DTM文件，可对 KFD2-UT2-Ex1 等设备进行高级配置和诊断。
安装维护与全周期支持：
KFD2-UT2-Ex1 的安装需严格遵守防爆规范。首先将其卡入已正确接地的35mm DIN导轨，然后根据端子排上的清晰标识（“+”，“-”， “FIELD”， “PSU”）进行接线。务必确保危险侧（FIELD）与安全侧（PSU）的接线完全分开，并使用符合规范的本安电缆进行现场侧连接。
日常维护主要依靠观察LED指示灯状态。绿色常亮表示工作正常；红色常亮通常表示回路故障（如现场变送器断电、开路）。定期维护可利用支持HART的设备对通过隔离栅的整个测量回路进行精度校验。模块本身采用全密封设计，可靠性高。
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