SUPCON SB3073-Ex 是中控技术（SUPCON）推出的一款专用于开关量信号处理的隔离式安全栅。它属于开关量输入类型，专门设计安装在安全区（如控制室），用于接收来自危险区域（Zone 0/1, Zone 20/21）的NAMUR型接近开关或干接点信号，并将其转换为安全区控制系统（如PLC、DCS或安全继电器）可识别的晶体管开关信号或继电器触点信号。其核心价值在于通过能量限制和电气隔离，确保危险场所的开关信号能够安全、可靠、无失真地传递到非危险区，同时满足本质安全防爆的最高标准。
应用场景：
在一座大型化工厂的防爆罐区，几十个用于监测阀门限位和液位开关状态的NAMUR接近开关遍布于被划分为Zone 1的危险区域。这些开关产生的信号，如果直接引入控制室的DCS系统，一旦现场线路因雷击、短路或故障引入异常高能量，将可能成为点燃易燃易爆气体的潜在火花源，后果不堪设想。此刻，安装在安全区机柜内的 SUPCON SB3073-Ex 安全栅，成为了保障整个系统安全的“守门人”。每个现场开关的回路都通过一根双芯电缆连接到对应的 SB3073-Ex 输入端。安全栅内部的本安限制电路，为现场开关提供一个恒定且被严格限制能量的8V左右、约8mA的测量电流。当现场开关动作（如接近金属挡片）时，其电阻变化会改变回路电流，SB3073-Ex 精确检测这一微小变化，并在其输出侧产生一个与之对应的、无源的晶体管开关信号，安全地驱动DCS的数字输入模块。在一次意外的现场电缆破损短路事故中，SB3073-Ex 成功地将故障能量限制在安全范围内，系统仅报告该点故障，而危险区域未产生任何点燃风险，完美体现了其“安全隔离”的核心使命。
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | SB3073-Ex |
制造商 | SUPCON (浙江中控技术股份有限公司) |
产品类别 | 隔离式开关量输入安全栅 (用于NAMUR传感器/干接点) |
危险区输入 | 符合NAMUR标准 (DIN 19234) 的接近开关或干接点信号 |
输入特性 | 提供本安测量电流 (典型 8 mA @ 8 V)， 检测开关状态 (电阻变化) |
安全区输出 | 晶体管开关信号 (MOSFET)： 有源/无源可选， 通常为 PNP/NPN 型 |
输出状态 | 开关导通对应现场“开路”或“闭路”状态 (可通过跳线或配置选择) |
隔离电压 | 输入、输出、电源三方之间 ≥1500 V AC (有效值)， 高强度电气隔离 |
响应时间 | 典型 < 10 ms， 满足快速逻辑控制需求 |
功耗 | 低功耗设计， 典型 < 1 W |
供电电源 | 20~35 V DC (通常为24 V DC) |
本质安全认证 | NEPSI (中国国家防爆电气产品质量监督检验中心) Ex ia IIC T6 Ga， 同时符合IECEx， ATEX等国际标准 |
防护等级 | IP20 (适用于安装在防护机柜内) |
工作温度 | -20°C ~ +60°C |
安装方式 | 标准35 mm DIN导轨安装， 紧凑型设计 |
LED指示灯 | 通常具备电源(PWR)、输入状态(IN)、输出状态(OUT)指示灯， 便于诊断 |
技术原理与创新价值：
创新点1：基于NAMUR标准的本质安全能量限制
SB3073-Ex 的核心安全设计在于其对危险区输入回路的能量限制。它严格遵循NAMUR标准，通过精密的限流和限压电路，确保在任何故障状态下（包括安全栅自身故障），传递到危险区域的电能量都低于点燃特定爆炸性气体混合物所需的最小能量。其输入端为一个恒流源电路，为NAMUR传感器提供一个约8mA的恒定测量电流。传感器的“开”（高阻）和“关”（低阻）状态，会引起该回路电压的显著变化，安全栅通过检测这个电压变化来判断开关状态，而非检测大电流的“通断”。这种微功率检测机制本身即是安全的基石。
创新点2：高可靠性隔离与快速晶体管输出
该安全栅在输入（危险区）、输出（安全区）和电源之间实现了三重、高强度电气隔离（≥1500V AC）。这彻底切断了危险区可能出现的异常高压、浪涌或地电位差窜入安全区控制系统的路径，保护了后端昂贵的PLC/DCS设备。其输出侧采用MOSFET晶体管作为开关元件，相比机械继电器，具有无磨损、寿命长、动作速度快（<10ms）、抗震动冲击能力强等优点，尤其适合需要高速响应和长寿命免维护的应用场景。
创新点3：智能化诊断与易用性设计
SB3073-Ex 通常具备完善的诊断功能。其LED指示灯可以直观显示电源状态、输入回路状态（如开路、短路）和输出状态，为现场快速故障定位提供了极大便利。对于输入回路故障（如现场线路断线或短路），安全栅能通过输出状态的特定变化（如强制为“安全状态”）向控制系统报警。此外，其模块化的DIN导轨安装方式和清晰的接线标识，使得安装、布线和维护都非常简便。部分型号还提供可配置的逻辑功能（如信号反相），增加了应用的灵活性。
应用案例与行业价值：
案例：制药厂防爆洁净区物料输送门连锁控制
某制药厂原料药车间存在粉尘爆炸风险（Zone 21），其物料传递窗和通道门装有NAMUR型磁性接近开关，用于检测门/窗是否关闭到位。只有当所有门都确认关闭后，内部的除尘系统和物料输送设备才能启动，这是一个关键的安全连锁（SIL1/SIL2级别）。
应用流程：每个门的NAMUR接近开关信号接入对应的 SUPCON SB3073-Ex 安全栅输入端。安全栅的输出（晶体管信号）并联后送入安全继电器或安全PLC的输入模块。SB3073-Ex 在此起到了双重作用：一是提供本安电源并检测开关状态；二是将危险区信号安全隔离后送至安全控制系统。
带来的改进：1. 安全性：完全满足防爆洁净区的强制规范要求，通过NEPSI等权威认证，保障了人员和设施安全。2. 可靠性：晶体管输出和坚固设计，确保了连锁信号的长周期、无故障传输，避免了因信号错误导致的生产中断或安全事故。3. 可维护性：清晰的LED指示能快速区分是现场传感器故障、线路故障还是安全栅自身故障，极大缩短了平均修复时间（MTTR）。项目安全工程师评价：“在防爆区的连锁逻辑中，信号的安全性必须放在首位。SUPCON SB3073-Ex 为我们提供了合规、可靠且易于维护的解决方案。其稳定的性能和清晰的诊断功能，让我们对这套安全系统的可靠性充满信心。”
相关产品组合方案：
SB3077-Ex / SB3078-Ex：开关量输出安全栅，用于将安全区的控制信号（如PLC输出）安全地驱动危险区的本安型电磁阀、声光报警器等执行机构。与 SB3073-Ex (输入) 配对使用，构成完整的本安控制回路。
SB3021-Ex / SB3041-Ex：模拟量输入/输出安全栅，用于处理来自危险区的4-20mA温度、压力变送器信号，或驱动本安型电气定位器。与 SB3073-Ex 共同覆盖所有信号类型。
SUPCON NAMUR系列接近开关：专为危险区域设计的本安型传感器，如电感式、电容式、磁性式，是 SB3073-Ex 的理想信号源，二者完美匹配。
安全继电器模块 (如Pilz， Sick品牌) 或 安全PLC (如Siemens S7-1500F)：接收来自 SB3073-Ex 的安全开关量信号，执行复杂的安全逻辑（如紧急停机、安全门连锁），构成完整的安全仪表系统（SIS）。
DCS/PLC 数字量输入模块：如中控WebField系列DCS的DI卡件，或西门子、罗克韦尔等品牌的通用DI模块，是 SB3073-Ex 晶体管输出的标准负载。
冗余电源模块：为机柜内所有安全栅提供稳定、可靠的24V DC冗余电源，是保证整个信号采集系统高可用性的基础。
DIN导轨与端子排：用于整齐安装 SB3073-Ex 等模块，并进行规范的线缆连接。
本安系统设计软件与计算工具：用于验证 SB3073-Ex 与现场仪表构成的回路的实体参数（Ui, Ii, Pi, Ci, Li）是否符合系统整体本安要求，确保设计合规。
安装维护与全周期支持：
SB3073-Ex 采用标准的35mm DIN导轨安装，安装前需确保电源已关闭。严格按照产品手册和防爆规范接线：蓝色本安电缆用于连接危险区侧（现场传感器），非蓝色电缆用于连接安全区侧（控制系统）。安全栅的接地端子必须可靠连接到独立的本安接地系统。
日常维护主要是定期检查LED指示灯状态是否正常，紧固接线端子，并利用系统停机机会进行功能测试（如模拟现场开关动作，观察输出状态）。安全栅本身为固态电子设计，可靠性高。常见故障多与现场侧相关（如传感器损坏、线路断/短路），可通过LED状态初步判断。
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