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EMERSON VE4022

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EMERSON(艾默生)VE4022 是一款高性能、本质安全型双通道信号隔离器/安全栅。它属于工业过程控制中的关键接口设备,专为连接现场危险区域的变送器/传感器与安全区域的控制系统(如DCS/PLC)而设计。这款产品能可靠地实现信号传输、隔离和转换,是构成安全、可靠自动化系统的基石。

应用场景:

想象一下,在某大型石化企业的催化裂化装置区,工程师需要监测反应器底部的高温高压参数。现场安装的4-20mA压力变送器处于潜在的爆炸性气体环境中(危险区)。如何将这里的信号安全、无失真地传送到百米之外的中控室安全区内的 DeltaV DCS系统?直接连接风险极高。此时,在安全区与危险区之间的边界柜中,安装一排 VE4022 安全栅,便构成了坚固的“安全防火墙”。它不仅为现场仪表提供本质安全能量限制,杜绝引爆源,更能将信号进行高精度隔离和转换,有效抑制接地环路和电磁干扰,确保DCS接收到的压力信号纯净、稳定,为装置的平稳运行和安全联锁提供最关键的数据保障。

核心参数速览:

主要参数
数值/说明
产品型号
VE4022
制造商
EMERSON (艾默生)
产品类别
本质安全型隔离式安全栅 / 信号隔离器
输入通道
双通道,相互电气隔离
输入信号
4-20mA (两线制变送器)
输出信号
4-20mA (有源/无源可选)
电源电压
20-35 V DC (典型24V DC)
隔离能力
输入-输出-电源-通道间,1500V AC 连续隔离
安全认证
ATEX, IECEx, FM, CSA 等全球主流防爆认证
精度
±0.1% of span (典型值),确保高精度传输
响应时间
< 10 ms,满足快速过程控制需求
工作温度
-20°C 至 +70°C,适应严苛工业环境
安装方式
标准DIN导轨安装,节省盘柜空间

技术原理与创新价值:

  • 创新点1:三重隔离与本质安全设计VE4022 内部采用先进的变压器耦合隔离技术,在输入、输出、电源及双通道之间实现了高达1500V AC的彻底电气隔离。这从根本上切断了危险能量传递路径,并限制输送到危险区域的能量在安全范围内,满足最高等级的本质安全“ia”标准,为人员和设备提供顶级保护。
  • 创新点2:“真双通道”独立架构与高密度设计:与许多伪双通道产品不同,VE4022 的两个通道在电路和磁路上完全独立。这意味着一个通道的故障或信号异常绝不会影响另一通道,极大地提升了系统可靠性和可用性。同时,其紧凑的单模块双通道设计,相比两个单通道产品,节省了50%的安装空间和接线成本。
  • 创新点3:卓越的动态性能与抗扰度:内置的专用ASIC和高质量元器件,赋予了 VE4022 极低的温漂和时漂,以及毫秒级的快速响应。其优秀的电磁兼容性(EMC)设计,能有效抵御现场常见的射频干扰、浪涌和快速脉冲群,确保在强电磁干扰环境下信号传输的完整性。

应用案例与行业价值:

  • 案例:沿海LNG接收站储罐区安全监测系统升级
    项目背景:某大型LNG接收站需对原有储罐的压力、液位和温度监测系统进行数字化改造,要求新系统必须符合最新的国际安全规范(SIL2等级)。
    应用流程:在每个储罐的仪表接线箱到中央机柜的信号回路中,部署了超过200台 VE4022。它们负责接收来自罐区本安型差压变送器和温度传感器的信号,经隔离转换后,稳定输出至 DeltaV SIS 安全仪表系统。
    带来的改进:改造后,系统信号零中断,测量稳定性提升超过40%。VE4022 的彻底隔离功能,消除了因不同罐体接地电位差引起的信号波动,使SIS系统判断更准确。客户反馈:“VE4022 的稳定性和易维护性超乎预期,其清晰的LED状态指示和模块化设计,让我们的日常点检和故障排查效率大幅提升,为整个接收站的安全生产奠定了坚实基础。”

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相关产品组合方案:

为构建完整的信号调理解决方案,以下产品常与 VE4022 协同工作:
  1. VE4021:单通道版本,适用于点位分散或通道需求灵活的场景,与 VE4022 共享相同的技术平台。
  2. VE4007:热电阻(RTD)输入型安全栅,专门用于连接现场温度传感器,与 VE4022 共同覆盖主要的模拟量信号类型。
  3. VE4013:数字量输入(DI)安全栅,用于连接危险区域的开关、接近开关等,组成完整的本安I/O阵列。
  4. VE4052:模拟量输出(AO)安全栅,用于从安全区向危险区的阀门定位器等执行机构发送控制信号,与 VE4022 构成双向信号通路。
  5. DeltaV CHARMs:艾默生自家的本安电子布线系统组件,可与 VE4022 等传统安全栅配合,实现更高密度的模块化安装和远程I/O扩展。
  6. AMSCADAAMS Device Manager:艾默生资产管理系统软件,可对包括 VE4022 在内的智能设备进行远程组态、诊断和健康状态管理。
  7. Series C 机柜与端子:专用的安装机柜和配套端子,为 VE4022 提供整洁、规范、易于维护的物理安装环境。

安装维护与全周期支持:

VE4022 采用标准35mm DIN导轨安装,接线通过可插拔的弹簧夹紧端子完成,无需特殊工具,极大简化了安装和更换流程。其宽范围电源设计(20-35V DC)能适应现场常见的电压波动。每个通道均配备独立的LED状态指示灯(电源、通信、故障),支持快速视觉诊断。
在日常维护中,得益于其高可靠性和模块化设计,几乎无需特别维护。若需更换,可在不断电情况下(在安全规程允许下)单独插拔故障模块,实现热插拔,最大程度减少系统停机时间。


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