Izolator sygnałowy na szynę DIN

Izolator sygnałowy siedzi między przyrządem terenowym a systemem sterowania i przepuszcza sygnał przez barierę magnetyczną. Jego celem nie jest zmiana wartości, lecz przerwanie drogi elektrycznej: różnica potencjałów uziemienia między dwoma końcami instalacji albo impuls zakłóceniowy sprzężony na długim kablu podróżuje wzdłuż przewodnika, a sygnał przeniesiony bez przewodnika nie może przenieść żadnego z nich.

Moduły na tej stronie obejmują pętle prądowe i napięciowe od 4-20 mA i 0-20 mA przez 0-5 V, 1-5 V i 0-10 V. Mają 13 mm szerokości i montują się na standardowej szynie DIN 35 mm, co pozwala zbudować grupę na głębokości szafy, a nie na szerokość. Izolacja wynosi 2 000 Vrms między wejściem, wyjściem a zasilaniem, dokładność transmisji to 0,1 %FS przy 20 °C, a czas reakcji to 10 ms lub mniej.

Dostępne są dwie wersje. Izolator przepuszcza sygnał z urządzenia, które ma własne zasilanie. Dystrybutor zasila przetwornik dwuprzewodowy lub trójprzewodowy z tego samego modułu i izoluje sygnał w drodze powrotnej, co jest układem stosowanym, gdy przetwornik jest zasilany przez pętlę, którą mierzy.

Jak działa izolator sygnałowy

Izolacja jest magnetyczna, a nie optyczna, w tych modułach. Sygnał wejściowy jest przekształcany do formy, która może pokonać barierę magnetyczną, przenoszony i odtwarzany po drugiej stronie jako ten sam sygnał proporcjonalny. Ponieważ obie strony nie dzielą żadnego przewodnika, różnica potencjałów między nimi nie ma drogi, by popędzić prąd przez przewodnik sygnałowy , co jest mechanizmem, przez który pętla uziemienia dodaje przesunięcie do odczytu, który w przeciwnym razie byłby poprawny.

Tłumienie zakłóceń w trybie wspólnym wynika z tego samego układu. Napięcie pojawiające się na obu przewodnikach pary wejściowej, takie jak napięcie indukowane z koryta kablowego dzielonego z przetwornicą częstotliwości, jest różnicą zerową na końcu odbiorczym. Filtr redukuje taki sygnał; bariera izolacyjna usuwa drogę, którą dotarł on do pomiaru, i dlatego filtrowany sygnał, który nadal dryfuje przy pracy pobliskiej przetwornicy, jest przypadkiem dla izolatora, a nie większego filtra.

Wersja dystrybutora rozszerza to na przetworniki pobierające moc z pętli. Dostarcza 19 do 25 V do pętli przy 30 mA lub mniej i zwraca sygnał przez tę samą barierę izolacyjną. Ponieważ zasilanie i pomiar są na tym samym module, pętla ma jedno odniesienie zamiast dwóch, a okablowanie między nimi znika.

Jak dobrać właściwy moduł

Najpierw należy ustalić, czy przyrząd terenowy ma własne zasilanie. To jedno pytanie rozdziela dwie wersje: przetwornik dwuprzewodowy potrzebuje dystrybutora, a oddzielnie zasilany przetwornik lub źródło potrzebuje izolatora. Pomyłka nie jest kwestią dokładności, bo przetwornik dwuprzewodowy podłączony do izolatora jest po prostu bez zasilania.

Następnie należy ustalić formy sygnału. Wejście i wyjście muszą być dobrane razem, bo wyjście może być tylko proporcjonalną formą wejścia: wejście 4-20 mA daje 4-20 mA lub 1-5 V i nie ma ustawienia, które zmieni go na 0-10 V. Wyjścia prądowe i napięciowe nie są też wymienne w warunkach pracy; zmiana wymaga innego sprzętu, więc forma ustalona przy zapytaniu jest formą, która przyjdzie.

Następnie należy sprawdzić obciążenie. Wyjście prądowe steruje 400 Ω lub mniej. Wyjście napięciowe wymaga obciążenia powyżej minimum, od 250 kΩ przy 0-5 V i 1-5 V do 500 kΩ przy 0-10 V, a obciążenie poniżej tego wyprowadza wyjście poza jego podaną dokładność.

Na końcu należy ustalić kanały i zasilanie. Dostępne są formy jedno wejście - jedno wyjście, jedno wejście - dwa wyjścia i dwa wejścia - dwa wyjścia, a forma z dwoma wyjściami pozwala, by jeden sygnał terenowy dotarł do systemu sterowania i rejestratora bez drugiego przetwornika. Moduły pracują od 20 do 32 VDC i najlepiej trzymać je z dala od zasilania dzielonego z przetwornicą.

Ograniczenia i punkty do potwierdzenia

Izolator przenosi sygnał; nie go poprawia. Pomiar, który jest już niedokładny przy przetworniku, przychodzi niedokładny na drugą stronę bariery, a wartość 0,1 %FS opisuje to, co moduł dodaje, a nie to, co osiąga cała pętla. Gdy pętla ma być uzgodniona, przetwornik i karta odbiorcza są miejscami, które należy sprawdzić w pierwszej kolejności.

Te moduły są znamionowane na zakres temperatury -10 do 50 °C i zakres wilgotności 25 do 85 %RH, bez kondensacji. Nie są uszczelnione do mycia i front nie jest opisany jako chroniony przed wnikaniem, więc należą do szafy, a nie na maszynę. Pionowy montaż pomaga wewnętrznemu ciepłu uciekać, a moduły potrzebują odstępu przy instalacji obok siebie.

Trzy pozycje w dostarczonym materiale są niekompletne i są tak opublikowane. Wartości poboru mocy są przypisane dwóm wersjom w przeciwny sposób w dwóch tabelach. Dwa różne odniesienia EMC są cytowane dla tego samego produktu. I jedna tabela pozostawia komórkę czasu reakcji pustą. Gdy zastosowanie musi być udokumentowane względem konkretnej normy lub konkretnej wartości poboru mocy, należy zgłosić zapytanie, a dostawca potwierdzi, które odniesienie obowiązuje, zamiast wybierać je tutaj.

Dostarczony dokument nie podaje, czy istnieje wersja iskrobezpieczna. Pętla wchodząca do strefy niebezpiecznej jest więc przypadkiem do potwierdzenia przed zamówieniem, a nie przypadkiem, na który ta strona może odpowiedzieć.