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Shenyang Shangmin Electric Co., Ltd
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图尔克IM33-11Ex-Hi /24VDC透明隔离转换器
    发布时间: 2025-08-06 15:18    

图尔克 IM33-11Ex-Hi /24VDC 是一款专为危险区域(2 区)设计的本质安全型 HART 透明隔离转换器,用于将危险环境中的模拟量信号(如压力、温度变送器信号)安全传输至安全区域,同时支持双向 HART 数字通信

图尔克IM33-11Ex-Hi /24VDC透明隔离转换器

一、核心功能与防爆特性

1. HART 透明传输与信号隔离

  • 信号类型:支持 1 路4-20mA 模拟量输入(本质安全侧)和4-20mA 输出(安全侧),可同时传输 HART 数字信号(如变送器诊断信息),实现 “一线通” 功能

  • 隔离能力:电源、输入、输出三方完全电气隔离,隔离电压≥2.5kVAC(1 分钟),有效抑制电磁干扰(EMI)和接地环路,确保信号传输精度(误差≤±0.1% FS)。

2. 防爆认证与安全等级

  • 认证组合

    • ATEX 认证:II 3G Ex nA ic IIC T4 Gc(适用于 2 区危险环境);

    • IECEx 认证:Ex nA ic IIC T4 Gc;

    • UL、cFMus、TR CU 等国际认证,但未明确标注 NEPSI 认证(需联系厂商确认中国市场合规性)

  • 温度组别:T4(最高表面温度≤135°C),适配甲烷、丙烷等 IIC 类气体环境。

二、技术参数与物理特性

项目规格参数
输入信号4-20mA(危险侧,本质安全回路)
输出信号4-20mA(安全侧,线性度≤±0.1% FS)
电源电压19-29VDC(安全侧供电)
功耗≤2.2W(典型值 1.5W)
输入阻抗250Ω(匹配 HART 变送器)
输出负载≤0.5kΩ(确保 HART 通信可靠性)
响应时间≤50ms(90% 阶跃响应)
环境温度-25°C 至 + 70°C(工作);-40°C 至 + 80°C(存储)
防护等级IP20(需安装在防爆控制柜内)
安装方式35mm DIN 导轨安装

三、典型应用场景

1. 石油化工行业

  • 场景:在炼油厂的反应釜区域(2 区),连接 HART 兼容的压力变送器(如图尔克 PT001R-11Ex),通过 IM33-11Ex-Hi 将 4-20mA 压力信号及 HART 诊断数据隔离传输至 DCS 系统,实时监控工艺参数并远程配置变送器量程。

  • 优势:HART 透明传输功能可减少额外通信模块,降低系统复杂度。

2. 天然气处理厂

  • 场景:在天然气压缩站(存在甲烷等爆炸性气体),隔离温度传感器信号,同时通过 HART 协议读取传感器校准状态,提前预警设备老化风险。

3. 制药与化工洁净室

  • 场景:在无菌灌装车间(IIB 类危险环境),连接温湿度变送器,通过 IM33-11Ex-Hi 将信号传输至 PLC,实现环境参数闭环控制,满足 GMP 洁净度要求。

四、安装与接线规范

1. 本质安全回路布线

  • 线缆选择
    • 危险侧(Ex 区域)必须使用蓝色本质安全电缆(截面积 0.5-1.5mm²,屏蔽层单端接地),避免与非本质安全电缆并行敷设(间距≥30cm)

    • 安全侧可使用普通工业电缆,但需与危险侧线缆分开管理。

  • 端子定义
    • 危险侧:1(+ 输入)、2(- 输入);

    • 安全侧:3(+ 输出)、4(- 输出);5(+24VDC)、6(0V)。

    • 测试孔:端子旁配备 2mm 测试孔,可直接连接 HART 手持终端(如罗斯蒙特 375)进行现场调试。

2. 接地与抗干扰

  • 接地要求

    • 模块通过导轨框架单点接地(接地电阻≤4Ω),屏蔽层需在安全侧单端接地,禁止在危险区接地或双端接地,防止感应电流

  • 抗干扰措施

    • 远离变频器、电机等干扰源(间距≥30cm),必要时加装 LC 滤波器(如图尔克 IM31-FLT)抑制电源噪声。

五、与同系列型号的差异

型号核心功能适用场景
IM33-11Ex-Hi/24VDC本质安全型隔离转换器,支持 HART 通信2 区危险环境,需双向 HART 通信
IM31-11Ex-i本质安全隔离栅,无 HART 功能0 区 / 1 区危险环境,仅需信号隔离
IM33-22Ex-Hi双通道 HART 隔离转换器多通道信号传输场景

六、常见故障与排查

1. HART 通信中断

  • 可能原因

    • 输出负载超过 0.5kΩ(导致 HART 信号衰减);

    • HART 手持终端未正确连接测试孔或协议版本不兼容(需使用 HART 7.0 以上)。

  • 解决

    • 检查输出回路电阻(用万用表测量 3-4 端子间电阻,需≤500Ω);

    • 升级 HART 终端固件或更换兼容型号。

2. 输出信号无响应

  • 可能原因

    • 24VDC 电源未接通或电压过低(<19VDC);

    • 危险侧传感器接线错误(正负极反接)。

  • 排查

    • 用万用表测 5-6 端子电压(需≥19VDC);

    • 检查危险侧输入信号(4-20mA 是否正常)。

3. 信号波动或误差过大

  • 可能原因

    • 接地不良(屏蔽层未单端接地);

    • 与大功率设备距离过近,电磁干扰。

  • 解决

    • 加固接地系统,远离干扰源;

    • 改用光纤传输(如通过图尔克 Ci-GF110 转换器)。

七、长期维护建议

  1. 定期巡检

    • 每季度用 HART 手持终端读取变送器诊断信息,检查模块表面温度(≤55°C);

    • 用兆欧表测总线绝缘电阻(需≥10MΩ)。

  2. 固件更新

    • 通过图尔克官网下载最新固件(如 V3.0 以上),修复通信漏洞。

  3. 备件储备

    • 关键场景建议备用 1 块 IM33-11Ex-Hi 及配套本质安全电缆。

八、认证解读与合规性

  • 型号后缀含义

    • Ex-Hi:表示本质安全型(Ex)及高可靠性设计(Hi);

    • /24VDC:电源为 24V 直流。

  • 认证文件:需随货提供 ATEX、IECEx 等认证证书,若用于中国市场,需额外确认 NEPSI 认证状态(可联系图尔克技术支持)。

总结

IM33-11Ex-Hi /24VDC 的核心价值在于危险区域信号隔离与 HART 通信的双重保障,其本质安全设计和 HART 透明传输功能显著提升了工业自动化系统的可靠性。应用中需严格遵循防爆布线规范,定期维护电源与通信链路,确保在石油、化工等高危环境中稳定运行。如需详细技术文档,可联系图尔克获取《IM 系列隔离转换器用户手册》

一、安装环境与防爆合规性

  1. 危险区域适配
    • 区域分类:适用于2 区危险环境(ATEX 认证 II 3G Ex nA ic IIC T4 Gc),需安装在防爆控制柜内(防护等级 IP20),避免直接暴露于粉尘或液体环境。

    • 环境参数:工作温度 - 25°C 至 + 70°C,存储温度 - 40°C 至 + 80°C,远离蒸汽管道、变频器等热源(间距≥30cm),控制柜内湿度≤90%(无凝结)

  2. 物理安装规范
    • 垂直卡装:通过 35mm DIN 导轨垂直安装,确保与导轨无间隙,拧紧螺丝扭矩 0.5-0.8N・m,避免振动导致接触不良。

    • 间距要求:与相邻设备间距≥5cm,模块顶部预留散热空间,禁止堆叠安装。

二、接线与线缆管理

  1. 本质安全回路布线
    • 危险侧:1 号端子接传感器 “+”,2 号接 “-”;

    • 安全侧:3 号接 PLC/DCS“+”,4 号接 “-”,5 号接 24VDC 电源 “+”,6 号接 “0V”。

    • 危险侧(Ex 区域)必须使用蓝色本质安全电缆(截面积 0.5-1.5mm²,屏蔽层镀锡铜材质),例如 Turck IM-CC-5X2BU/2BK。

    • 安全侧可使用普通工业电缆,但需与本质安全电缆分开敷设(间距≥30cm),禁止共用同一钢管或桥架。

    • 线缆选择

    • 端子定义

  2. 电源配置
    • 独立供电:24VDC 辅助电源需与大功率设备(如电机)电源隔离,建议配 1A 保险丝(如 Turck FLT-24VDC/2A),电压范围 19-29VDC,波动≤±10%。

    • 反极性保护:模块内置反接保护,若接反会触发保护但需重新上电恢复

  3. HART 通信关键参数
    • 输出负载:回路电阻需≤0.5kΩ(用万用表测量 3-4 端子间电阻),否则 HART 信号会衰减。

    • 测试孔使用:端子旁配备 2mm 测试孔,可直接连接 HART 手持终端(如罗斯蒙特 375)进行现场调试,无需断开回路。

三、接地与电磁兼容

  1. 接地原则
    • 单点接地:模块通过导轨框架单点接地(接地电阻≤4Ω),接地排需与动力设备接地分开,避免地环路干扰。

    • 屏蔽层处理:危险侧电缆屏蔽层需在安全侧单端接地(接控制柜接地排),禁止在危险区接地或双端接地,防止感应电流。

  2. 抗干扰措施
    • 布线优化:本质安全电缆穿金属管敷设,远离变频器、电机等干扰源(间距≥30cm),必要时加装 LC 滤波器(如 Turck IM31-FLT)。

    • 电源滤波:在 24VDC 电源输入端加装滤波器,抑制电网尖峰干扰。

四、认证与合规性

  1. 防爆认证文件
    • 需随货提供 ATEX、IECEx、cFMus 等认证证书,若用于中国市场,需额外确认 NEPSI 认证状态(可联系图尔克技术支持)。

    • 第三方设备(如传感器)需提供本质安全认证文件,确保与 IM33-11Ex-Hi 参数匹配(U₀=21.9V,I₀=95mA)。

  2. 防爆接线箱要求
    • 若安装在危险区域,需使用增安型防爆接线箱(如 Turck IM-CC-3X2BU),电缆引入装置需配防爆密封圈,压紧螺母拧紧至无间隙。

五、安装后测试与维护

  1. 功能验证
    • 信号测试:用万用表测量危险侧输入信号(4-20mA)与安全侧输出信号(需线性对应,误差≤±0.1% FS)

    • HART 通信测试:通过手持终端读取变送器诊断信息,验证通信协议版本(需 HART 7.0 以上)。

    • 绝缘测试:用兆欧表测电源、输入、输出三方之间的绝缘电阻,需≥10MΩ。

  2. 长期维护
    • 定期巡检:每季度检查模块表面温度(≤55°C)、锂电池电量(若有)及接地系统稳定性。

    • 固件更新:通过 Turck 官网下载最新固件(如 V3.0 以上),修复通信漏洞。

六、与同系列型号的差异

型号核心差异适用场景
IM33-11Ex-Hi支持 HART 通信,适用于 2 区需要双向数字通信的场景
IM31-11Ex-i无 HART 功能,适用于 0 区 / 1 区仅需模拟量隔离的场景
IM33-22Ex-Hi双通道设计,支持多信号传输多路 HART 信号隔离

总结

IM33-11Ex-Hi 的安装核心是严格区分本质安全与非本质安全回路,确保接地、隔离、布线符合防爆标准。重点关注 HART 通信的负载限制、测试孔使用及接地系统优化,同时通过定期维护保障设备可靠性。遵循上述规范可最大限度降低爆炸风险,保障危险环境下的稳定运行。如需详细技术文档,可联系图尔克获取《IM 系列隔离转换器用户手册》
  • IC300ADC920A-BP    

  • HE999ATB100F    

  • IC300RCS210H    

  • IC693MDL 752E    

  • IC693MDL 752F    

  • IC693MDR390C    

  • IC693CMM302M    

  • IC693MDL655F    

  • IC695ALG708-AA    

  • IC200ALG240-EC