Aislador de señal para carril DIN

Un aislador de señal se sitúa entre un instrumento de campo y el sistema de control, y hace pasar la señal a través de una barrera magnética. Su finalidad no es cambiar el valor, sino romper el camino eléctrico: una diferencia de potencial de tierra entre dos extremos de una planta, o un transitorio acoplado a un cable largo, viaja por un conductor, y una señal que se transfiere sin conductor no puede transportar ninguno de los dos.

Los módulos de esta página cubren lazos de corriente y de tensión desde 4-20 mA y 0-20 mA hasta 0-5 V, 1-5 V y 0-10 V. Tienen 13 mm de anchura y se montan sobre carril DIN estándar de 35 mm, lo que permite construir un grupo en la profundidad de un armario y no en su anchura. El aislamiento es de 2000 V eficaces entre entrada, salida y alimentación, la exactitud de transmisión es de 0,1 % del fondo de escala a 20 °C y el tiempo de respuesta es de 10 ms o menos.

Se ofrecen dos versiones. El aislador deja pasar una señal procedente de un dispositivo que ya dispone de su propia alimentación. El distribuidor alimenta un transmisor de dos o de tres hilos desde el mismo módulo y aísla la señal a su vuelta, que es el montaje que se usa cuando el transmisor se alimenta a través del propio lazo que mide.

Cómo funciona un aislador de señal

El aislamiento de estos módulos es magnético y no óptico. La señal de entrada se convierte a una forma que puede atravesar una barrera magnética, se transfiere y se reconstruye al otro lado como la misma señal proporcional. Como los dos lados no comparten ningún conductor, una diferencia de potencial entre ellos no tiene camino para hacer circular corriente por el conductor de señal, que es el mecanismo por el que un bucle de tierra añade un desvío a una lectura que por lo demás es correcta.

La supresión de la interferencia en modo común se deriva del mismo montaje. Una tensión que aparece en los dos conductores del par de entrada, como una tensión inducida por una bandeja de cables compartida con un variador, es una diferencia nula en el extremo receptor. Un filtro reduce esa señal; una barrera de aislamiento elimina la ruta por la que llegó a la medición, y por eso una señal filtrada que sigue derivando cuando un variador cercano está en marcha es un caso para un aislador y no para un filtro mayor.

La versión distribuidor extiende esto a los transmisores que toman su alimentación del lazo. Entrega de 19 a 25 V al lazo a 30 mA o menos y devuelve la señal a través de la misma barrera de aislamiento. Como la alimentación y la medición están en el mismo módulo, el lazo tiene una sola referencia en lugar de dos y el cableado entre ambas desaparece.

Cómo seleccionar el módulo adecuado

Establezca primero si el dispositivo de campo dispone de su propia alimentación. Esa sola pregunta separa las dos versiones: un transmisor de dos hilos necesita el distribuidor, y un transmisor o una fuente con alimentación propia necesita el aislador. Equivocarse en esto no es una cuestión de exactitud, porque un transmisor de dos hilos conectado a un aislador simplemente se queda sin alimentación.

A continuación fije las formas de señal. La entrada y la salida tienen que elegirse juntas, porque la salida solo puede ser la forma proporcional de la entrada: una entrada de 4-20 mA da 4-20 mA o 1-5 V, y no hay ningún ajuste que la convierta en 0-10 V. Las salidas de corriente y de tensión tampoco son intercambiables en campo; el cambio exige un hardware distinto, así que la forma decidida en la consulta es la forma que llega.

Después compruebe la carga. Una salida de corriente excita 400 Ω o menos. Una salida de tensión necesita su carga por encima de un mínimo, desde 250 kΩ a 0-5 V y 1-5 V hasta 500 kΩ a 0-10 V, y una carga por debajo de eso saca a la salida de su exactitud declarada.

Por último, fije los canales y la alimentación. Hay formas de una entrada y una salida, de una entrada y dos salidas y de dos entradas y dos salidas, y la forma de dos salidas es la que permite que una señal de campo llegue a un sistema de control y a un registrador sin un segundo transmisor. Los módulos funcionan de 20 a 32 V CC, y conviene mantenerlos fuera de una alimentación compartida con un variador.

Limitaciones y puntos que hay que confirmar

Un aislador transfiere una señal; no la mejora. Una medición que ya es inexacta en el transmisor llega inexacta al otro extremo de la barrera, y la cifra de 0,1 % del fondo de escala describe lo que añade el módulo, no lo que consigue el lazo en su conjunto. Cuando hay que conciliar un lazo, el transmisor y la tarjeta receptora son los primeros sitios donde mirar.

Estos módulos están especificados para un rango de temperatura de -10 a 50 °C y un rango de humedad de 25 a 85 % de humedad relativa, sin condensación. No están sellados contra lavado a presión y la cara frontal no se describe como protegida contra la entrada de agua, por lo que su sitio es un armario y no la máquina. El montaje vertical ayuda a que escape el calor interno, y los módulos necesitan una separación cuando se instalan uno al lado del otro.

Tres aspectos del material suministrado están incompletos y se publican como tales. Las cifras de consumo se asignan a las dos versiones de forma opuesta en las dos tablas. Se citan dos referencias CEM distintas para el mismo producto. Y una tabla deja en blanco la celda del tiempo de respuesta. Cuando una aplicación tenga que documentarse contra una norma concreta o una cifra de consumo concreta, indíquelo y le confirmaremos qué referencia es aplicable en lugar de elegir una aquí.

El documento suministrado no indica si existe una versión de seguridad intrínseca. Un lazo que entra en un área clasificada es, por tanto, un caso que hay que confirmar antes de realizar el pedido y no un caso que esta página pueda responder.