ما هو عازل إشارة
ينقل عازل الإشارة قياسًا من دائرة إلى أخرى من غير وصلة كهربائية بينهما. ويُركَّب حيث يجلس طرفا حلقة على جهدي أرض مختلفين، أو حيث يلتقط كابل طويل تداخلًا كان سيظهر في القراءة. ولا يغيّر العازل القيمة، إنّما يُلغي المسار الناقل الذي يسلكه تيار شارِد.
ويُورَد تحت الاسم نفسه شكلان: عازلٌ يمرّر إشارة من جهاز له تغذيته الخاصة، وموزّعٌ يُوصل التغذية إلى جهاز الميدان أيضًا، وذلك ما يحتاجه مُرسل ثنائي الأسلاك لأنّه يأخذ تغذيته على الزوج نفسه الذي يحمل إشارته. ولا يُقام أحدُهما مقام الآخر: فمُرسل ثنائي الأسلاك موصول بعازل محض يبقى بلا تغذية، ومصدرٌ يُغذَّى من خارج الحلقة موصول بموزّع يجعل تغذيتين يتنازعان حلقة واحدة.
ويتوقّف الاختيار على أربعة أسئلة: هل يحتاج جهازُ الميدان تغذية؟ وما صيغتا الإشارة على المدخل والخرج؟ وما الحمولة التي يستطيع الخرج قيادتها وهو يحفظ دقّته؟ وما العزل الذي تتطلّبه المهمة؟ وتُحدَّد الصيغتُان معًا لا واحدة بعد الأخرى، لأنّ الإشارة المعزولة لا تُعاد إلّا بالصيغة النسبية لأصلها.
كيفية قياس عازل إشارة
يُتحقّق العزل بنقل الإشارة عبر حاجز لا يقطعه موصل، بالمغناطيس أو بالضوء غالبًا. فتُحوَّل إشارة الدخول إلى صيغة تعبر الحاجز، ثم تُنقل، ثم تُعاد على الجانب الآخر القيمةَ النسبية نفسها. ولأنّ الجانبين لا يشاركهما موصل، لا يجد فرقُ الجهد بينهما مسارًا يدفع تيارًا في كابل الإشارة، وذلك هو الوجه الذي تضيف به حلقة التأريض إزاحةً إلى قراءة صحيحة في غير ذلك.
وقمع التداخل المشترك على السلكين يترتّب على الترتيب نفسه. فالجهد الذي يُلتقَط على سلكي زوج الدخول جميعًا، كالذي يلتقطه كابل في مجرى كابلات مشترك مع وحدة قيادة، يصل إلى المستقبل فرقًا يساوي صفرًا. والمرشّح يُخامد مثل هذه الإشارة، أمّا حاجز العزل فيُلغي الطريق الذي وصلت به إلى القياس أصلًا. ولهذا كانت الإشارة التي لا تزال تنجرف حين تعمل وحدة قيادة قريبة حالةً تحتاج عازلًا لا مرشّحًا أثقل.
ويقرّر طورُ الخرج ما يمكن وصلُ الإشارة المعزولة به. فالخرج بالتيار يقود حمولةً إلى مقاومة معلومة، وذلك يغطّي جهاز الاستقبال والكابل إليه. والخرج بالجهد مصدر، فلا بدّ أن تكون حمولته فوق حدّ أدنى لا دون حدّ أقصى؛ وحمولة أخفّ من ذلك تُخرج الخرج عن دقّته المعلنة ولا تُتلفه. وكلا الرقمين يُطبَّق عند الدقّة التي صُنِّفت عليها الوحدة، لا حدَّين مطلقين.
خيارات التكوين
معظم المواصفات تُحدد بهذه القرارات، لا بفئة الدقة. وكل قرار يقيد ما يليه، ولذلك تُحسم بالترتيب.
| الإعداد | الخيارات المطلوب حسمها | ما الذي يحسمه فعليًا |
| عازل أم موزّع | عزل محض، أو عزل مع تغذية لجهاز الميدان | هل يمكن أصلًا وصل مُرسل ثنائي الأسلاك. وهذا يُحدَّده جهاز الميدان لا الرغبة. |
| شكل المدخل | حلقة تيار أو جهد، ضمن مديات معرَّفة | ما الذي تستطيع الوحدة قبوله. فالمدخل بالجهد إذا أُخذ مدخلَ تيار بدت القراءة منخفضة لا معطوبة. |
| شكل الخرج | تيار أو جهد، بالصيغة النسبية للمدخل | ما يراه جهاز الاستقبال. فالصيغة لا تُغيَّر في الميدان على أكثر الوحدات، ولذلك تُثبَّت عند الطلب. |
| تهيئة القنوات | قناة واحدة، أو مدخل إلى مخرجين، أو قناتان مستقلتان | هل يجب أن تصل إشارة ميدان واحدة إلى موضعين، وكم وحدة تحتمل عمقُ الخزانة. |
| مستوى العزل | جهد التحمّل بين المدخل والخرج والتغذية | فرق الجهد الذي تستطيع الوحدة أن تجلس عنده، وذلك ما تفرضه حلقة التأريض أو جهد الاختبار. |
| قدرة الخرج على الحمولة | أقصى مقاومة لخرج التيار، أو أدناها لخرج الجهد | هل تقود الوحدةُ جهازَ الاستقبال وكابلَه وهي تحفظ الدقّة المصنَّفة بها. |
| عرض التركيب | العرض لكلّ وحدة على سكة DIN | كم قناة تسعها الخزانة، وهو في المنشأة الكبيرة غالبًا الحاسم لا المواصفة. |
| الأطراف والتغذية | أطراف قابلة للفصل، وجهد التغذية المتاح في الخزانة | بأي سرعة تُستبدل الوحدة من غير المساس بتوصيلات الميدان، وهل تعمل بالتغذية القائمة. |
كيفية اختيار عازل إشارة
| العامل | لماذا يحسم النتيجة | كيف تحسمه قبل الاستفسار |
| هل يُغذَّى جهاز الميدان عبر الحلقة | هذا هو الفاصل بين الشكلين، والخطأ فيه يترك جهاز الميدان بلا تغذية أو يضع تغذيتين على زوج واحد | اذكر نوع جهاز الميدان وكيف يُغذَّى، لا الإشارة التي يبعث بها وحدها. |
| صيغة الإشارة في الدخول والخروج | لا بدّ من اختيارهما معًا، لأنّ الخرج لا يكون إلّا الصيغة النسبية للمدخل | اذكر إشارة المصدر وإشارة جهاز الاستقبال، زوجًا. |
| الحمولة المستقبِلة | لخرج التيار حدّ أقصى ولخرج الجهد حدّ أدنى، وكلاهما مربوط برقم الدقّة | بيّن ما الذي تقوده الإشارة وطول الكابل إليها. |
| عدد المواضع المقصودة | الإشارة المطلوبة في موضعين تحتاج وحدةً بمخرجين أو مُرسلًا ثانيًا | أحصِ كل ما يجب أن يستقبل الإشارة، بما في ذلك المسجّلات والمؤشّرات. |
| شرط العزل | لا بدّ أن يتجاوز جهدُ التحمّل فرقَ الجهد الذي يستطيع التركيب أن يفرضه | صف ما موصول به طرفا الحلقة، فهو الذي يقرّر الفرق. |
| مساحة الخزانة والسكة | العرض لكلّ قناة يقرّر كم تسع، ونوع السكة يقرّر هل تُركَّب الوحدة أصلًا | اذكر طول السكة المتاح وعدد القنوات. |
| تصنيف المنطقة | الحلقة الداخلة إلى منطقة خطرة تحتاج عتادًا معتمدًا لها، والنسخة القياسية ليست كذلك | اذكر تصنيف المنطقة والمنطقة الفرعية، إن وُجدت، عند طرف الحلقة في الميدان. |
رقمُ العزل جهدُ تحمّل لا جهد عمل. فهو يصف ما تنجو منه الوحدة بين منافذها الثلاثة، لا فرق جهد يُطبَّق باستمرار، وليس بيانًا عن السلامة الكهربائية.
البدائل الأقرب
هذه هي الأنواع التي ينصرف إليها عادة طلب الاستفسار عن عازل إشارة، والنقطة التي يُحسم عندها الاختيار فعلًا.
| أقرب بديل | ما الذي يفصله عن عازل إشارة |
| محوّلات الإشارة | المحوّل يغيّر صيغة الإشارة أو مداها، من زوج حراري إلى 4-20 mA مثلًا، وكثير منها يحوّل من غير أن يعزل. فحيث طرفا الحلقة على الجهد نفسه كان المحوّل هو الجواب الأصغر والأقلّ كلفةً؛ وحيث لا يكونان كذلك كان العزلُ هو الوظيفة المشترَاة فعلًا. |
| وحدات المداخل والمخارج النائية | تنقل التحويل والجمع إلى الميدان وتحمل القيم رقميًا، فتشتراك عدّة قنوات في وصلة واحدة. والعازل يعمل على حلقة واحدة في المرّة. وفي تركيب جديد بناقل رقمي قد تُغني هذه الوحدات عن عوازل مفردة؛ أمّا على حلقة تناظرية قائمة فلا. |
| أنظمة PLC | المتحكّم المبرمَج يقرأ الإشارة ويتصرّف بها، وبعض بطاقات المدخل تحمل عزلًا قناة إلى قناة. فحيث كان ذلك العزل موجودًا صارت وحدة إضافية فضلًا؛ وحيث تعزل البطاقة نحو الناقل الخلفي فقط ظلّت حلقة التأريض بين جهازَي ميدان حالةً تحتاج عازلًا. |
| أجهزة الحماية من النبضات العابرة | الواقي يحوّل النبضة العابرة إلى الأرض، والعازل يُلغي المسار الناقل بالكلّية. فالأوّل يُخفّض ما يبلغ الخزانة، والثاني يقطع الحلقة التي كانت ستحمل فرق جهد بين نقطتين مؤرّضتين، وهما متلازمان لا بديلان. |
| مصادر التغذية | الموزّع يُوصل التغذية إلى جهاز الميدان ويعزل إشارته في الوقت نفسه، وذلك ما يحتاجه مُرسل ثنائي الأسلاك. وأمّا مصدر التغذية فينشط دائرة من غير أن يمرّر خلالها إشارة. والفرق يبرز حين يُوصف المُرسل بأنّه مغذّى من الحلقة: فذاك متطلّب موزّع لا متطلّب تغذية. |
ما يجب تضمينه في الاستفسار
يمكن أن يكون الرد الأول عرض سعر بدل مجموعة من الأسئلة إذا كان الاستفسار يتضمن هذه المعلومات. وعندما لا يكون الرقم معروفًا، أرسل وصف الوظيفة وسنؤكّد ما يترتب عليه.
- جهاز الميدان، والإشارة التي يبعث بها، وهل يُغذَّى عبر الحلقة
- الإشارة التي يتوقّعها جهاز الاستقبال، صيغةً ومدًى
- عدد القنوات، وهل يجب أن تصل إشارة إلى موضعين
- ما يحرّكه الخرج، بما في ذلك جهاز الاستقبال وطول الكابل
- جهد التغذية المتاح في الخزانة
- فرق الجهد أو مصدر حلقة التأريض التي أُقيمت الوحدة لقطعها
- هل تدخل الحلقة منطقة خطرة، وما منطقتها الفرعية إن دخلت
- طول سكة DIN المتاح وعدد القنوات المراد تركيبها
- هل يجب أن تكون الوحدات قابلة للاستبدال من غير المساس بتوصيلات الميدان