TOEPASSINGSGIDS Signaalomvormers

PROCESAUTOMATISERING

TOEPASSINGSGIDS Signaalomvormers

Waarom signaalomvormers gebruiken?

ISO9001

Toepassingsgids Signaalomvormers

De meest recente versie van het volgende document is van toepassing op de levering van goederen: de Algemene Leveringsvoorwaarden voor Goederen en Diensten in de Elektrotechnische industrie, uitgegeven door de Duitse vakvereniging voor de elektrotechnische en elektronicaindustrie (Zentralverband Elektrotechnik und Elektroindustrie (ZVEI) e.V.), alsook de bijkomende clausule: "Uitgebreid eigendomsvoorbehoud".

Toepassingsomschrijving K-systeem – Signaalomvormers

Toepassingsgids Signaalomvormers Inhoud

1 Waarom signaalomvormers gebruiken?.......................... 4 1.1

Betrouwbaarheid en veiligheid......................................................................4

1.2

Gebruik van standaard signalen ...................................................................6

1.3

Beveiligde bedrading van veldsignalen.........................................................6

1.4

Betrouwbare distributie .................................................................................7

1.5

Aanpassing van current sinks en stroom- en spanningsbronnen ..................8

2013-11

2 Lijst van gebruikte afkortingen ......................................... 9

3


Toepassingsgids Signaalomvormers Waarom signaalomvormers gebruiken?

1

Waarom signaalomvormers gebruiken?

1.1

Betrouwbaarheid en veiligheid Vermijd storingen veroorzaakt door aardlussen Wanneer de signaaldraden aan beide uiteinden van een stroomkring - aan de veldzijde en aan de besturingszijde (DCS) - geaard zijn, kunnen zich storingen voordoen. Potentiaalverschillen tussen de geaarde veldzijde en de geaarde besturingszijde kunnen een stroomverloop door aardlussen veroorzaken (I  0). Een dergelijk stroomverloop kan resulteren in de vervorming van het meetsignaal en processignaal.

DCS IS

IS I≠0 Afbeelding 1.1

Galvanisch geïsoleerde signaalomvormers elimineren aardlussen tussen de veldzijde en de besturingszijde (I = 0). Onderhoud is geen probleem wanneer het besturingssysteem geüpdatet wordt met nieuwe kaarten met een verschillende of onbekende aarding.

DCS IS

IS

I=0

2013-11

Afbeelding 1.2

4


Bescherming tegen elektrische schokken en eliminatie van gevaarlijke AC-spanningen Installaties met een AC-aandrijving zoals pompen, motoren en ventilatoren vergen vaak constant toezicht. Om temperatuur, frequentie of trillingen te controleren, worden sensoren in de apparatuur gemonteerd. Bij kabelfouten of isoleringsproblemen is bescherming tegen elektrische schokken van het allergrootste belang. Met hun hoge werkings- en testspanning beschermen galvanisch geïsoleerde signaalomvormers de apparatuur aan de besturingszijde tegen schade veroorzaakt door gevaarlijke stroomstoten.

M

DCS

Afbeelding 1.3

Elimineer het effect van HF- en EMC-interferentie Variabele frequentieregelaars zijn slechts één bron van gemeenschappelijk geruis of interferentie. Veranderingen in motorvermogen en inputfrequenties creëren geruis dat zich op de bekabeling van processignaallijnen kan aankoppelen. De inputfilters op geïsoleerde signaalomvormers vermijden foutieve proceswaarden.

DCS

2013-11

Afbeelding 1.4

5


1.2

Gebruik van standaard signalen Signaalconversie Door convertoren of signaalomzetters te gebruiken, kunnen de veldsignalen van bijvoorbeeld weerstandsthermometers, thermokoppels, potentiometers of frequenties worden gelinealiseerd en omgezet in standaard signalen.

DCS mA

0/4 mA ... 20 mA

Afbeelding 1.5 Voorbeeld: conversie naar een 0/4-20 mA standaard signaal

1.3

Beveiligde bedrading van veldsignalen Signaalversterking en beveiliging Digitale sensoren/actuatoren en analoge transmitters hebben een betrouwbare stroomvoorziening nodig. Bij enkelvoudige stroomkringintegriteit moeten de veldcircuits tegen kortsluitingen worden beschermd. Anders kan de defecte stroomkring de volledige stroomvoorziening uitschakelen. Kortsluitingen kunnen ook schade aan de bedrading veroorzaken. 24 V

DCS

I R

Afbeelding 1.6

2013-11

Een signaalomvormer biedt kortsluitbewaking met stroombegrenzing voor elk van de stroomkringen in de veldapparatuur. Dit betekent dat andere stroomkringen niet worden aangetast wanneer één individueel stroomcircuit faalt. Bij signaallijndefecten aan de veldzijde schakelt de signaalomvormer de uitgangen op de besturingszijde om naar een veilige status.

6


DCS I FAULT

mA

R

Afbeelding 1.7

Deze betrouwbare stroomvoorziening laat toe hoge belastingen aan te koppelen, inclusief de bedrading voor transmitters en aansluiting van transmitters. Hoge belastingen worden vaak verbonden met de stroomkring aan de besturingszijde. Signaalomvormers kunnen tot en met 500  naar de besturingszijde doorsturen.

1.4

Betrouwbare distributie Signaalverdubbeling Veldsignalen moeten vaak worden gedeeld door verschillende systemen zoals besturingssystemen, noodstop- of ESD-systemen of data-acquisitie systemen. Waar signalen worden gedeeld, vermijdt men best om de verschillende systemen volgens een serieel protocol naar de besturingszijde om te schakelen. Als de verbinding met één van de systemen zou worden onderbroken, zouden ook de andere systemen niet langer een signaal ontvangen.

DCS R mA

ESD R

Afbeelding 1.8

2013-11

De galvanisch geïsoleerde uitgangen op een signaalsplitter garanderen een betrouwbare distributie van de processignalen naar de verschillende systemen. Het probleem van hoog-resistente belastingen in een seriële verbinding wordt op die manier vermeden.

7


DCS mA

R

ESD mA

R

Afbeelding 1.9

1.5

Aanpassing van current sinks en stroom- en spanningsbronnen Wanneer veldapparatuur zoals 4-draadstransmitters met actieve stroomuitgang en een besturingssysteem proberen om stroom aan een stroomkring te leveren, resulteert dit in een niet-functionerende stroomkring. Met signaalomvormers kunt u alle mogelijke combinaties van stroomafvoer en stroom/spanningbronnen regelen.

DCS mA

mA

mA

R

mA

2013-11

Afbeelding 1.10

8


Toepassingsgids Signaalomvormers Lijst van gebruikte afkortingen

Lijst van gebruikte afkortingen DCS

Distributed Control System

EMC

Electromagnetic Compatibility

ESD

Emergency Shutdown

HF

High Frequency

2013-11

2

9



2013-11

Opmerkingen

10


2013-11

Opmerkingen

11

PROCESS AUTOMATION – PROTECTING YOUR PROCESS

Worldwide Headquarters Pepperl+Fuchs GmbH 68307 Mannheim · Germany Tel. +49 621 776-0 E-mail: [email protected] For the Pepperl+Fuchs representative closest to you check www.pepperl-fuchs.com/contact

www.pepperl-fuchs.com Subject to modifications Copyright PEPPERL+FUCHS • Printed in Germany

262670

TDOCT-2961_HOL 11/2013

TOEPASSINGSGIDS Signaalomvormers

Recommend Documents