Einfache Schleifenisolation mit einem SEM1000-Schleifen-gespeisten Isolator
Grundblockdiagramm für SEM1000
Die häufigsten Anwendungsbereiche des SEM1000 sind: Zugang zu oder Duplizierung einer bestehenden Schleife ohne Erzeugung von Erdschleifeneffekten und Ermöglichung der Verbindung zwischen:
- Ein Sensor mit einer aktiven Ausgangsschleife
- Ein Sensor in einem mit einem Netzteil betriebenen Stromkreis mit einer Stromkreisanzeige oder einem Stromkreisüberwachungsgerät, das ein Eingangssignal benötigt.
- Um Störungen, die in den Eingang der Überwachungsgeräte oder der Last eingespeist werden, zu isolieren und zu reduzieren.
Die meisten analogen (4 bis 20 mA) Schleifen sind zur Rauschunterdrückung an einem einzigen Punkt geerdet. Probleme können auftreten, wenn mehrere Erdungspunkte vorhanden sind, da die Erdpotenziale dann nicht übereinstimmen und Ströme zwischen den Erdungspunkten fließen, was zu Fehlern oder verrauschten Signalen führt.
Wenn das (4 bis 20) mA-Signal an mehrere Geräte mit nicht isolierten Eingängen angeschlossen wird, kann dies ebenfalls Probleme verursachen. Eine einfache Möglichkeit, Masseschleifen zu vermeiden, ist die Verwendung von Signalisolatoren, idealerweise an jedem Eingang.
Eine mangelhafte Isolation oder eine niedrige Impedanz der Sensoren gegenüber Erde kann mitunter zu unerwünschten Erdungsströmen und damit zu Fehlern führen. Die Trennung des Temperaturtransmitters von der Überwachungs-/Steuerungseinrichtung, wie z. B. einer SPS oder einem Display, kann dieses Problem beheben. Dies kann bei allen Sensortypen auftreten, bei denen ein Teil des Schleifensignalstroms einen Weg zur Erde findet.
Die im Zusammenhang mit Regelkreisen verwendete Terminologie kann verwirrend sein, daher wurden die folgenden Definitionen verwendet.
(4 bis 20) mA Regelschleife: Ein 2-Draht-(4 bis 20) mA-Signal, das zwischen einem einzelnen Sensor und Überwachungs-/Steuergeräten (Anzeige, Auslöser, SPS usw.) angeschlossen ist, von denen mehrere im Regelkreis vorhanden sein können.
Die Induktionsschleife kann entweder vom Sensor selbst, von einem Gerät der Überwachungsausrüstung oder von einem separaten Netzteil mit Strom versorgt werden.
Sensorausgänge
Intern versorgter (aktiver) Ausgang: Ein Sensor, der die Stromversorgung für den Regelkreis bereitstellt. Dieser Regelkreisausgang kann nicht ohne einen Signalisolator, z. B. ein Gerät der SEM1000-Serie, an einen extern versorgten Regelkreis angeschlossen werden.
Extern oder schleifengespeister (passiver) Ausgang: Ein Sensor, der benötigt, dass die Schleife, an die er angeschlossen ist, den Sensor mit Strom versorgt.
Eingänge von Überwachungs-/Steuergeräten
Intern versorgter (aktiver) Eingang: Ein Gerät, das die Stromversorgung für den überwachten Regelkreis über seine Eingangspins bereitstellt. Dieser Regelkreiseingang kann nicht an eine externe Stromversorgung angeschlossen werden.
Extern oder schleifengespeister (passiver) Eingang: Geräte, bei denen die zu überwachende Schleife extern über die Eingangspins mit Strom versorgt werden muss.
Verwendung eines SEM1000 zur Isolierung eines zusätzlichen Instruments in einem Regelkreis.
Vorhandener Stromkreis
Zusätzliches Gerät „schleifengespeistes Display“, das Störungen in das System einbringt
Mit SEM1000 Schleifenisolator
In diesem Beispiel wird der SEM1000 verwendet, da die Verkabelung zu einem zusätzlichen Remote-Display Störungen aufnahm, die sich auf den Regelkreis auswirkten. Der SEM1000 verhindert, dass Störungen in das Steuerungssystem gelangen.
Hinweis: Der Spannungsabfall an der Ausgangslast (in diesem Fall der Spannungsabfall am schleifengespeisten Display) wird zum Eingangsspannungsabfall addiert; Einzelheiten entnehmen Sie bitte dem Datenblatt.
Beseitigung einer Masseschleife zwischen einem Sensor mit aktivem Ausgang und einem Steuerungs-/Überwachungsgerät mit passiven Eingängen mithilfe eines SEM1000.
Schaltung
Mit SEM1000
In diesem Beispiel ist eine SEM1000-Einheit zwischen einem aktiven Sensor und einer Steuereinheit angeschlossen, die eine extern mit Strom versorgte Schleife benötigt, um Masseschleifen zu vermeiden.
Alternativen
Status Instruments bietet eine große Auswahl an aktiven und schleifengespeisten Isolatoren und Signalaufbereitern für vielfältige Anwendungen. Hier finden Sie das Sortiment.
