Inleiding Uitdagingen bij signaalconditionering

Met sensoren die beschikbaar zijn voor het bewaken van allerlei processen, staan ​​we voor talloze uitdagingen op het gebied van signaalconditionering. Denk hierbij aan temperatuur, niveau, debiet, druk, positie, licht, enzovoort; de lijst met toepassingen van signaalconditionering is eindeloos.

Elke industrie, zwaar of licht, van landbouw tot energieopwekking, maakt gebruik van signaalconditioneringsproducten. Elke industrie kent zijn eigen problemen en eisen.

Sommige toepassingen vereisen de vergelijking van signalen en een uitvoer op basis van het resultaat. De hoeveelheid olie die een brander verbruikt, is bijvoorbeeld het verschil tussen de in- en uitgaande stroom. Normaal gesproken doen complexe controllers of PLC's dit. Dankzij de verbeterde functionaliteit van signaalverdelers en meerkanaals signaalconditioners kan het conditioneringsblok zelf een deel van dit werk echter nu uitvoeren.

Challenges

Hoewel basisprincipes van signaalconditionering al vele jaren worden toegepast, vormen ze nog steeds een uitdaging voor de procesingenieur. Elk systeem dat analoge signalen, die technische waarden vertegenwoordigen, van een meetpunt naar een bewakings-/regelpunt moet verzenden, moet met verschillende factoren rekening houden. Denk bijvoorbeeld aan de mismatch tussen ingangen en uitgangen, of de omgeving waarin het systeem zich bevindt.

Het type en niveau van het uitgangssignaal van processensoren moeten overeenkomen met de ingangsvereisten van controllers of PLC's, anders kunnen er problemen ontstaan. Een sensor met een uitgang van (0 tot 10) mA moet mogelijk worden aangesloten op een controller met een ingang van (0 tot 10) V, of zelfs een ander mA-bereik. Het afstemmen van de signalen is de belangrijkste vereiste voor elke signaalconditioner.

Om aardlussen te voorkomen, die signaalfouten kunnen veroorzaken, is het noodzakelijk dat de in- en uitgangen van de apparatuur binnen dezelfde regelkring van elkaar gescheiden zijn.

Het instellen en schalen van signalen waarbij de sensoruitgangen niet in dezelfde technische eenheid of een veelvoud daarvan zijn, en de mogelijke herinstelling van het bereik als de procesomstandigheden veranderen, zijn potentiële valkuilen. Als het conditioneringsblok eenvoudig opnieuw geconfigureerd kan worden naar een nieuwe ingangsinstelling wanneer de werkparameters voor een proces veranderen, dan vereenvoudigt dit de installatie aanzienlijk. Bijvoorbeeld: een flowsensor die (0 tot 100) l/min vertegenwoordigt, is aangesloten op een datalogger die een ingang nodig heeft die (0 tot 50) l/min vertegenwoordigt, waarbij beide een (4 tot 20) mA signaal gebruiken. Hoe zal de conditioneringseenheid met deze mismatch omgaan?

Integriteit

Signaalintegriteit is ook belangrijk. Signaalverlies of een onjuiste meting kan ertoe leiden dat een besturingssysteem uitvalt of buiten de toleranties valt. Veel factoren, zowel binnen als buiten het besturingssysteem, kunnen de integriteit beïnvloeden. Een robuust systeem is daarom essentieel voor het behoud van signaalgetrouwheid, omdat de fysieke omgevingsomstandigheden, de lengte van de kabel en elektrische interferentie allemaal problemen kunnen veroorzaken.

Isolatie tussen sensoren die onder spanning kunnen komen te staan ​​bij een storing kan in sommige toepassingen een veiligheidsrisico vormen. Voor sommige technici is een conditioner met een geschikt vermogen een belangrijke factor bij de keuze van het juiste apparaat.

Als er meer dan één conditioner nodig is, is een enkel apparaat dat aan alle eisen voldoet een optie. Het nadeel hiervan is dat een dergelijk apparaat complex en duur kan zijn.

interfaces

Daarnaast is het belangrijk dat procesingenieurs apparatuur kiezen die gemakkelijk te koppelen is, omdat controllers, PLC's, gebouwbeheersystemen en displays geïntegreerd moeten kunnen worden om in veel verschillende combinaties samen te werken.

Daarom proberen de meeste sensoren, of de transducer waarmee de sensor verbonden is, hun specifieke technische waarde om te zetten in iets dat compatibel is met de overgrote meerderheid van de besturingssystemen op de markt. Deze systemen accepteren, om praktisch te zijn, doorgaans slechts een beperkt aantal ingangen. De industriestandaarden voor analoge signaaloverdracht liggen binnen de bereiken van (0 tot 20) mADC of +/- (0 tot 10) VDC.

Oplossingen

De flexibiliteit van moderne signaalconditioneringstechnologie helpt procesingenieurs het aantal benodigde apparaten te verminderen. Dit komt doordat ze multifunctioneel, eenvoudig en snel in bedrijf te stellen zijn. De juiste keuze van signaalconditioneringsapparatuur kan veel problemen oplossen waar procesingenieurs mee te maken krijgen.

De SEM1700-serie van Status Instruments, geschikt voor montage op rails, omvat producten voor signaalconditionering en -splitsing met één of twee kanalen: ontworpen om veelvoorkomende problemen bij signaalconditionering op te lossen.

Gebruikersflexibiliteit in het veld wordt bereikt door de voeding, isolatie en configuratie. Een universele voeding die werkt van 24 VDC tot aan de netspanning. 3 kΩ isolatie tussen ingangen en uitgangen. Een breed scala aan in- en uitgangsconfiguraties.

Procesingenieurs kunnen het tweekanaals apparaat in twee modi gebruiken: eenvoudig en geavanceerd. Eenvoudig – denk aan de basisfuncties van een signaalconditioner/splitter. Geavanceerd – de functionaliteit biedt onder andere gebruikersinterface, signaaldemping, een systeemdiagnosetool en andere opties, waaronder opname. Gebruik de FOC-software en een standaard USB-kabel voor de installatie.