Isolatore di segnale su guida DIN

Un isolatore di segnale si interpone tra uno strumento di campo e il sistema di controllo e fa passare il segnale attraverso una barriera magnetica. Il suo scopo non è cambiare il valore ma interrompere il percorso elettrico: una differenza di potenziale di terra tra due estremità di un impianto, o un transitorio accoppiato su un cavo lungo, viaggia lungo un conduttore, e un segnale trasferito senza un conduttore non può portare con sé né l’una né l’altro.

I moduli di questa pagina coprono anelli in corrente e in tensione dai 4-20 mA e 0-20 mA fino a 0-5 V, 1-5 V e 0-10 V. Sono larghi 13 mm e si montano su guida DIN standard da 35 mm, il che consente di costruire un gruppo nella profondità di un quadro invece che nella sua larghezza. L’isolamento è di 2000 Vrms tra ingresso, uscita e alimentazione, l’accuratezza di trasmissione è 0,1%FS a 20 °C e il tempo di risposta è 10 ms o meno.

Sono offerte due versioni. L’isolatore lascia passare un segnale da un dispositivo che ha già una propria alimentazione. Il distributore alimenta un trasmettitore a due o a tre fili dallo stesso modulo e isola il segnale al ritorno, che è l’insieme usato quando il trasmettitore è alimentato sull’anello che misura.

Come funziona un isolatore di segnale

Su questi moduli l’isolamento è magnetico e non ottico. Il segnale in ingresso è convertito in una forma che può attraversare una barriera magnetica, trasferito, e ricostruito sull’altro lato come lo stesso segnale proporzionale. Poiché i due lati non condividono alcun conduttore, una differenza di potenziale tra loro non ha percorso per far circolare una corrente nel conduttore di segnale, ed è questo il meccanismo con cui un anello di terra aggiunge uno spostamento a una lettura altrimenti corretta.

La soppressione dell’interferenza in modo comune discende dallo stesso insieme. Una tensione che compare su entrambi i conduttori della coppia di ingresso, come una tensione indotta da un percorso cavi condiviso con un azionamento, è una differenza di zero al capo ricevente. Un filtro riduce un segnale del genere; una barriera di isolamento elimina la strada per cui ha raggiunto la misura, ed è per questo che un segnale filtrato che continua a derivare quando un azionamento vicino è in marcia è un caso per un isolatore e non per un filtro più grande.

La versione distributore estende questo ai trasmettitori che prendono la potenza dall’anello. Dà da 19 a 25 V all’anello a 30 mA o meno e fa ritorno con il segnale attraverso la stessa barriera di isolamento. Poiché l’alimentazione e la misura sono sullo stesso modulo, l’anello ha un riferimento invece di due, e il cablaggio tra loro scompare.

Come scegliere il modulo giusto

Si stabilisca prima se il dispositivo di campo ha una propria alimentazione. Questa sola domanda separa le due versioni: un trasmettitore a due fili ha bisogno del distributore, e un trasmettitore o una sorgente alimentati a parte hanno bisogno dell’isolatore. Sbagliare non è una questione di accuratezza, perché un trasmettitore a due fili collegato a un isolatore è semplicemente senza alimentazione.

Si fissino poi le forme di segnale. Ingresso e uscita vanno scelti insieme, perché l’uscita può essere solo la forma proporzionale dell’ingresso: un ingresso 4-20 mA dà 4-20 mA o 1-5 V, e non c’è un’impostazione che lo trasformi in 0-10 V. Anche le uscite in corrente e in tensione non sono intercambiabili sul campo: il cambiamento richiede hardware diverso, quindi la forma decisa nella richiesta è quella che arriva.

Si verifichi poi il carico. Un’uscita in corrente pilotà 400 Ω o meno. Un’uscita in tensione ha bisogno del carico sopra un minimo, da 250 kΩ a 0-5 V e 1-5 V fino a 500 kΩ a 0-10 V, e un carico sotto quel valore porta l’uscita fuori dall’accuratezza dichiarata.

Si definiscano infine i canali e l’alimentazione. Sono disponibili le forme a un ingresso e una uscita, a un ingresso e due uscite e a due ingressi e due uscite, e la forma a due uscite è ciò che consente a un solo segnale di campo di raggiungere un sistema di controllo e un registratore senza un secondo trasmettitore. I moduli funzionano da 20 a 32 VDC, e conviene non tenerli su un’alimentazione condivisa con un azionamento.

Limiti e punti da confermare

Un isolatore trasferisce un segnale; non lo migliora. Una misura che è già imprecisa al trasmettitore arriva imprecisa anche all’altro capo della barriera, e il valore di 0,1%FS descrive ciò che il modulo aggiunge, non ciò che l’anello nel complesso ottiene. Dove un anello deve essere riconciliato, il trasmettitore e la scheda ricevente sono i posti dove guardare per primi.

Questi moduli sono dichiarati per un campo di temperatura da -10 a 50 °C e un campo di umidità da 25 a 85%RH, senza condensazione. Non sono sigillati per il lavaggio e la faccia frontale non è descritta come protetta, quindi appartengono a un quadro e non alla macchina. Il montaggio verticale aiuta il calore interno a uscire, e i moduli hanno bisogno di uno spazio quando sono installati fianco a fianco.

Tre voci nel materiale fornito sono incomplete e sono pubblicate come tali. I valori di assorbimento sono assegnati alle due versioni in modo opposto nelle due tabelle. Due diversi riferimenti EMC sono citati per lo stesso prodotto. E una tabella lascia vuota la cella del tempo di risposta. Dove un’applicazione deve essere documentata rispetto a una norma particolare o a un valore di assorbimento particolare, ce lo dica e confermeremo quale riferimento si applica invece di sceglierne uno qui.

Il documento fornito non dichiara se esista una versione a sicurezza intrinseca. Un anello che entra in un’area a rischio è quindi un caso da confermare prima di ordinarlo, e non un caso che questa pagina possa risolvere.