深入解析MACX MCR-EX-SD-21-60-LP(-SP)本安型电磁阀驱动器

在工业自动化领域，安全可靠的电磁阀驱动器至关重要。今天，我们就来详细探讨一下PHOENIX CONTACT的MACX MCR-EX-SD-21-60-LP(-SP)本安型电磁阀驱动器，看看它有哪些独特之处。

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一、产品概述

MACX MCR-EX-SD-21-60-LP(-SP)专为控制安装在防爆区域的本安型电磁阀、报警变送器和指示器而设计。其本安输出电路具有线性特性曲线，电流限制为60 mA，所需功率通过输入侧的控制信号提供，输入和输出相互电气隔离，适用于2区安装，防护类型为“n”（EN 60079 - 15）。

产品特性

• 单通道设计：简洁高效，满足特定控制需求。
• 环路供电：无需额外电源，简化系统设计。
• 电流限制60 mA：确保安全稳定的电流输出。
• 输出[Ex ia] IIB：适用于IIB类气体环境。
• 2区安装：可在危险区域安全使用。
• 双向电气隔离：有效防止干扰。
• SIL 3认证：符合EN 61508标准，适用于安全相关应用。
• 连接方式多样：有螺丝连接（MACX MCR-EX-SD-21-60-LP）和弹簧笼连接（MACX MCR-EX-SD-21-60-LP - SP）两种选择。

二、订购信息

该驱动器有两种类型可供选择：	描述	型号	订单号	每包数量
适用于IIB类气体的本安型电磁阀驱动器，环路供电，电流限制60 mA，螺丝连接	MACX MCR-EX-SD-21-60-LP	2865515	1
适用于IIB类气体的本安型电磁阀驱动器，环路供电，电流限制60 mA，弹簧笼连接	MACX MCR-EX-SD-21-60-LP - SP	2924100	1

三、技术参数

输入参数

• 输入电压：20 V DC … 30 V DC
• 输入电流：10 mA ... 105 mA（Ue = 24 V DC时为695 mA）

输出参数

• 输出类型：本安型，防护类型Ex - i [Ex ia] IIC
• 电流限制IV：58 mA
• 输出电压：12.9 V DC（58 mA时）
• 空载电压UV：21.4 V DC
• 内阻Ri：133.4 Ω
• 短路保护：具备短路保护功能
• 响应时间：30 ms

其他参数

• 供电类型：环路供电
• 功率损耗：< 1.4 W
• 最大温度系数：0.01%/K
• 电气隔离：符合EN 61010和EN 60079 - 11标准
• 测试电压：2.5 kV AC（50 Hz，1 min）
• 环境温度：工作温度 - 20°C ... +60°C，存储/运输温度 - 40°C ... +80°C
• 湿度范围：10% ... 95%（无冷凝）
• 防护等级：IP20
• 外壳材料：PBT
• 颜色：绿色
• 尺寸：12.5 mm x 114.5 mm x 104 mm（带连接端子块）
• 易燃性等级：UL 94 V0
• 认证：符合EMC、Ex等多项指令要求

四、安全规定与安装注意事项

安装与操作

• 必须由合格的专业人员进行安装、操作和维护。
• 遵守适用的安全指令、事故预防规定和一般技术法规。
• 不得访问设备内部电路，如有问题应更换等效设备，维修需由制造商进行。
• 设备安装在潜在爆炸区域外，且环境清洁干燥时，可满足IP20防护要求；如需更高防护，应安装在符合IEC 60529标准的合适外壳中。

潜在爆炸区域安装规定

• 进行本安侧测量时，遵守相关本安设备连接规定，仅使用经批准的本安电路设备。
• 若设备曾用于非本安电路，不得再用于本安电路，并明确标记为非本安模块。
• 设备适用于2区安装，需安装在防护等级至少为IP54的合适外壳中，遵守IEC 60079 - 14/EN 60079 - 14要求。
• 在插拔设备或连接/断开非本安电路电缆前，断开块电源。
• 仅使用3G类MACX MCR - EX模块（ATEX 94/9/EC）。
• 设备不适用于有粉尘爆炸危险的区域，若要连接本安电路，所连接设备需经相应区域认证（如1D、2D或3D类）。

安全相关应用（SIL 3）

在安全相关应用中使用该驱动器时，需遵守第8节的说明，因为安全相关功能的要求有所不同。

五、安装步骤

基本电路连接

参考基本电路原理图进行连接，确保正确接线。

设备设计

了解设备的设计特点，如插拔式COMBICON螺丝端子块（MACX MCR - EX - SD - 21 - 60 - LP - SP为弹簧笼端子块）、LED状态指示灯、金属锁和DIN导轨连接选项等。

尺寸与安装

• 设备尺寸为12.5 mm x 114.5 mm x 104 mm（带连接端子块）。
• 安装在35 mm DIN导轨上（EN 60715标准），使用DIN导轨连接器（ME 6.2 TBUS -... ，订单号2869728）时，先插入DIN导轨，注意模块和连接器的安装方向。
• 设备为环路供电，无需单独电源，但可与非环路供电的MACX MCR - EX模块共用DIN导轨连接器。
• 安装在合适外壳中以满足防护等级要求，启动前检查驱动器的运行和接线是否正确，特别是本安电路的接线和标记。

电缆连接

• 对于MACX MCR - EX - SD - 21 - 60 - LP，使用插拔式螺丝端子块，软线需配备套管；对于MACX MCR - EX - SD - 21 - 60 - LP - SP，使用插拔式弹簧笼端子块。
• 本安和非本安电缆应分开铺设，允许的电缆横截面积为0.2 (mm^{2})至2.5 (mm^{2})。
• 螺丝连接时，将电线插入相应端子块，用螺丝刀拧紧螺丝；弹簧笼连接时，先插入螺丝刀，再插入电线。

六、安全数据比较

在将本安区域的设备连接到MACX MCR - EX - SD - 21 - 60 - LP(-SP)之前，需比较安全数据。现场设备的参数（(U{i})、(I{i})、(P{i})、(L{i})、(C{i})）与驱动器的参数（(U{o})、(I{o})、(P{o})、(L{o})、(C{o})）需满足以下本安要求：

• (U{i} geq U{o})
• (P{i} geq P{o})
• (L{i}+L{c} leq L_{o})
• (C{i}+C{c} leq C_{o})

其中，(L{c})和(C{c})取决于所使用的电缆/线路。

七、电磁阀电路计算

连接电磁阀时，除比较安全数据外，还需进行测量计算。根据公式 (R{C}=frac{U{V}}{I{S V}}-R{i}-R{S V}) 计算允许的电缆电阻，其中 (R{i}) 为驱动器内阻，(U{V}) 为驱动器空载电压，(I{V}) 为驱动器最大输出电流，(R{C}) 为连接驱动器和阀门时的最大允许电缆电阻，(R{SV}) 为电磁阀有效线圈电阻，(I{SV}) 为电磁阀线圈所需电流。建议 (R{C}) 计算时考虑实际电缆电阻 +25 Ω，且需满足 (I{V} ≥I{S V}) 和 (R_{C}>0 Omega) 的功能要求。可从www.download.phoenixcontact.com下载中心获取合适阀门的列表。

八、安全相关应用（SIL 3）

响应时间

输入状态改变后，输出在 ≤ 20 ms 内进入安全状态。

安全功能操作模式

按照EN 61508标准的“低需求模式”运行。

故障行为与响应

• 输入电压故障时进入安全状态。
• 移除设备连接端子块可达到安全状态。

安全完整性要求

该设备为Type A设备（EN 61508 - 2），安全完整性等级为SIL 3。故障率方面，安全故障率为284 FIT，危险故障率为0 FIT，安全失效分数（SFF）为100%，平均需求失效概率（(PFD {AVG })）为0。由于 (PFD {AVG }) 值为0，虽无需定期进行验证测试，但仍建议进行。

验证测试

即使 (PFD _{AVG }) 值为0，也建议结合整个安全回路检查阀门燃烧器的功能：

1. 采取适当措施防止误操作，避免测试影响系统其他区域（如将控制系统设置为测试模式）。
2. 输入20 V至30 V电压时，检查输出端子块是否可测量到 > 0的电压，同时现场设备应同时切换。
3. 恢复安全电路的全部功能。
4. 恢复正常运行。

九、总结

MACX MCR - EX - SD - 21 - 60 - LP(-SP)本安型电磁阀驱动器以其安全可靠的性能、丰富的特性和严格的认证标准，为工业自动化中的防爆应用提供了优质的解决方案。在使用过程中，严格遵守安全规定和安装要求，进行必要的计算和测试，才能确保设备的正常运行和系统的安全性。你在实际应用中是否遇到过类似驱动器的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。