Introduktion till signalkonditioneringsutmaningar

Många typer av signalbehandlingsutmaningar står vi inför med sensorer som är tillgängliga för att övervaka processer av alla slag. Detta inkluderar temperatur, nivå, flöde, tryck, position, ljus och så vidare; listan över tillämpningar som använder signalbehandling är oändlig.

Alla industrier, tunga som lätta, från jordbruk till kraftproduktion, kommer att använda signalbehandlingsprodukter. Varje industri kommer att presentera sina egna problem och krav.

Vissa tillämpningar kräver jämförelse av signaler och en utdata baserad på resultatet. Till exempel kommer mängden olja som förbrukas av en brännare att vara skillnaden mellan in- och utflödet av flödet, och normalt gör komplexa styrenheter eller PLC:er detta. Funktionsframsteg inom signaldelare och flerkanaliga konditioneringsaggregat innebär dock att konditioneringsblocket självt kan göra en del av detta arbete.

Utmaningar

Även om grundläggande signalbehandling har använts i många år, utgör den fortfarande en utmaning för processingenjören. Alla system som behöver överföra analoga signaler, som representerar tekniska värden, från en mätpunkt till en övervaknings-/kontrollpunkt, måste ta hänsyn till flera saker. Till exempel obalansen mellan ingångar och utgångar, eller den miljö i vilken systemet är beläget.

Utsignalstypen och nivån från processsensorer måste matcha ingångskraven för styrenheter eller PLC:er, annars kan problem uppstå. En sensor med en (0 till 10) mA-utgång kan behöva anslutas till en styrenhet med en (0 till 10) V-ingång, eller till och med ett annat mA-område. Att matcha signalerna är det primära kravet för alla signalomvandlare.

För att undvika jordslingor, som kan orsaka signalfel, krävs isolering av utrustningens ingångar/utgångar på samma styrslinga.

Att justera och skala signaler där sensorutgångarna inte finns i samma tekniska enhet eller flera tekniska enheter, och potentiell omjustering av område om processförhållandena ändras, är potentiella fallgropar. Om konditioneringsblocket enkelt kan omkonfigureras till en ny ingångsinställning när arbetsparametrarna för en process ändras, gör detta installationen mycket enklare. Till exempel: en flödessensor som representerar (0 till 100) l/min är ansluten till en datalogger som behöver en ingång som representerar (0 till 50) l/min, där båda använder en (4 till 20) mA-signal. Hur kommer konditioneringsenheten att hantera denna obalans?

Integritet

Signalintegritet är också viktigt. En signalförlust eller en felaktig avläsning kan orsaka att ett styrsystem slutar fungera eller går utanför gränserna. Många faktorer, både inifrån och utanför styrsystemet, kan påverka integriteten. Ett robust system är därför avgörande för att upprätthålla signalkvaliteten eftersom de fysiska omgivningsförhållandena, kabellängden och elektriska störningar alla kan orsaka problem.

Isolering mellan sensorer som kan bli spänningsförande vid ett fel kan vara en säkerhetsrisk i vissa tillämpningar. För vissa ingenjörer kan en balsam med lämplig klassning vara en viktig faktor för att välja rätt enhet.

Om mer än en balsam behövs, en enda enhet som kan uppfylla alla krav. Nackdelen med detta är att en sådan enhet kan vara komplex och dyr.

Gränssnitt

Dessutom är det viktigt att processingenjörer väljer utrustning som enkelt kan kopplas samman eftersom styrenheter, PLC:er, fastighetsstyrningssystem och displayer måste integreras för att fungera med varandra i många olika kombinationer.

Det är därför de flesta sensorer, eller den givare som sensorn kan ansluta till, försöker omvandla sitt specifika tekniska värde till något som kan anslutas till de allra flesta styrsystem på marknaden, vilka i praktiken normalt bara accepterar ett begränsat antal ingångar. Branschstandarderna för analog signalöverföring ligger inom intervallet (0 till 20) mADC eller +/- (0 till 10) VDC.

Lösningar

Flexibilitet inom modern signalkonditioneringsteknik hjälper processingenjören att minska antalet enheter som behövs. Detta genom att utforma dem för att vara mångsidiga, enkla och snabba att driftsätta. Rätt val av signalkonditioneringsenhet kan lösa många av de problem som processingenjören möter.

Status Instruments skenmonterade SEM1700-serie av en- och tvåkanaliga konditionerings- och splitterprodukter: utformade för att övervinna många av de vanliga problemen som är förknippade med signalkonditionering.

Användarflexibilitet i fält uppnås genom strömförsörjning, isolering och konfiguration. En världsomspännande strömförsörjning som fungerar från 24 VDC hela vägen upp till nätspänning. 3k75 V isolering mellan ingångar och utgångar. Ett brett utbud av ingångs- och utgångskonfigurationer.

Processingenjörer kan använda tvåkanalsenheten i två lägen, enkelt och avancerat. Enkelt – beakta de grundläggande funktionerna hos en signalomvandlare/splitter. Avancerat – funktionaliteten erbjuder: användaravstängning, signaldämpning, systemdiagnostikverktyg och andra alternativ, inklusive inspelning, finns tillgängliga. Använd FOC-programvara och en standard USB-kabel för att genomföra installationen.