DIN-rail-signaalisolator

Een signaalisolator staat tussen een veldinstrument en het regelsysteem en leidt het signaal door een magnetische barrière. Het doel is niet de waarde te veranderen, maar het elektrische pad te verbreken: een verschil in aardpotentiaal tussen twee uiteinden van een installatie, of een transiënt die op een lange kabel wordt gekoppeld, reist langs een geleider, en een signaal dat zonder geleider wordt overgedragen kan geen van beide doorgeven.

De modules op deze pagina bestrijken stroom- en spanningslussen van 4-20 mA en 0-20 mA tot 0-5 V, 1-5 V en 0-10 V. Ze zijn 13 mm breed en worden op een standaard DIN-rail van 35 mm gemonteerd, wat het mogelijk maakt een groep in de diepte van een kast te bouwen in plaats van in de breedte. De isolatie is 2000 Vrms tussen ingang, uitgang en voeding, de transmissienauwkeurigheid is 0,1 %FS bij 20 °C en de responstijd is 10 ms of minder.

Er zijn twee uitvoeringen. De isolator geeft een signaal door van een apparaat dat al een eigen voeding heeft. De verdeler voorziet een twee- of driedraadstransmitter van voeding uit dezelfde module en isoleert het signaal bij de terugkeer, de opstelling die wordt gebruikt wanneer de transmitter via de lus die hij meet van voeding wordt voorzien.

Hoe een signaalisolator werkt

De isolatie is op deze modules magnetisch in plaats van optisch. Het ingangssignaal wordt omgezet in een vorm die een magnetische barrière kan passeren, overgedragen en aan de andere kant gereconstrueerd als hetzelfde evenredige signaal. Omdat de twee zijden geen geleider delen, heeft een potentiaalverschil tussen hen geen pad om een stroom door de signaalgeleider te drijven, wat het mechanisme is waardoor een aardlus een offset toevoegt aan een aflezing die verder correct is.

De onderdrukking van common-mode-interferentie volgt uit dezelfde opstelling. Een spanning die op beide geleiders van het ingangspaar verschijnt, zoals een geïnduceerde spanning van een kabelgoot die met een drive wordt gedeeld, is aan de ontvangende kant een differentieel van nul. Een filter verzwakt zo’n signaal; een isolatiebarrière haalt de route weg waarlangs het de meting in de eerste plaats bereikte, en daarom is een gefilterd signaal dat nog steeds driftt wanneer een drive in de buurt draait een geval voor een isolator in plaats van voor een groter filter.

De verdelerversie breidt dit uit naar transmitters die hun voeding aan de lus onttrekken. Hij levert 19 tot 25 V aan de lus bij 30 mA of minder en voert het signaal terug door dezelfde isolatiebarrière. Omdat de voeding en de meting zich op dezelfde module bevinden, heeft de lus één referentie in plaats van twee en verdwijnt de bedrading ertussen.

Hoe u de juiste module kiest

Stel eerst vast of de veldapparatuur een eigen voeding heeft. Die ene vraag scheidt de twee uitvoeringen: een tweedraadstransmitter heeft de verdeler nodig, en een apart gevoede transmitter of bron heeft de isolator nodig. Dit verkeerd doen is geen kwestie van nauwkeurigheid, want een tweedraadstransmitter die op een isolator is aangesloten krijgt eenvoudigweg geen voeding.

Leg daarna de signaalvormen vast. De ingang en de uitgang moeten samen worden gekozen, omdat de uitgang alleen de evenredige vorm van de ingang kan zijn: een ingang van 4-20 mA geeft 4-20 mA of 1-5 V, en er is geen instelling die daar 0-10 V van maakt. Stroom- en spanninguitgangen zijn in het veld evenmin uitwisselbaar; de wijziging vereist andere hardware, dus de vorm die bij de aanvraag wordt bepaald is de vorm die aankomt.

Controleer daarna de belasting. Een stroomuitgang stuurt 400 Ω of minder aan. Een spanninguitgang heeft een belasting boven een minimum nodig, van 250 kΩ bij 0-5 V en 1-5 V tot 500 kΩ bij 0-10 V, en een belasting daaronder brengt de uitgang buiten de opgegeven nauwkeurigheid.

Bepaal ten slotte de kanalen en de voeding. Vormen met één in en één uit, één in en twee uit en twee in en twee uit zijn beschikbaar, en de vorm met twee uit is wat één veldsignaal naar een regelsysteem en een recorder laat gaan zonder een tweede transmitter. De modules werken op 20 tot 32 VDC en kunnen beter niet op een voeding worden aangesloten die met een drive wordt gedeeld.

Beperkingen en punten ter bevestiging

Een isolator draagt een signaal over; hij verbetert het niet. Een meting die bij de transmitter al onjuist is, komt aan de andere kant van de barrière ook onjuist aan, en het getal van 0,1 %FS beschrijft wat de module toevoegt, niet wat de lus als geheel bereikt. Waar een lus moet worden afgestemd, zijn de transmitter en de ontvangende kaart de eerste plaatsen om te kijken.

Deze modules zijn gespecificeerd voor een temperatuurbereik van -10 tot 50 °C en een vochtigheidsbereik van 25 tot 85 %RH, zonder condensatie. Ze zijn niet bestand tegen reinigen met een waterstraal en het voorvlak heeft volgens het materiaal geen beschermingsgraad, dus ze horen in een kast in plaats van op de machine. Verticale montage helpt de interne warmte ontsnappen, en de modules hebben een opening nodig wanneer ze naast elkaar worden geïnstalleerd.

Drie punten in het aangeleverde materiaal zijn onvolledig en worden als zodanig gepubliceerd. De vermogenscijfers worden in de twee tabellen op tegenovergestelde wijze aan de twee uitvoeringen toegekend. Voor hetzelfde product worden twee verschillende EMC-referenties aangehaald. En één tabel laat de cel voor de responstijd leeg. Waar een toepassing tegen een bepaalde norm of een bepaald verbruikscijfer moet worden gedocumenteerd, laat het ons weten en wij bevestigen welke referentie geldt, in plaats van hier een keuze te maken.

Het aangeleverde document vermeldt niet of er een intrinsiek veilige uitvoering bestaat. Een lus die een gevaarlijk gebied binnenkomt is daarom een geval om te bevestigen voordat hij wordt besteld, niet een geval dat deze pagina kan beantwoorden.