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Einheitssignal
Aus Kefk.
Einheitssignale sind normierte elektrische Signale in der Prozessautomation.
Eine Umformung von nicht elektrischen Prozesswerten geschieht durch Messumformer/Sensoren damit diese von Prozessleitsystemen, einer SPS oder DDC verarbeitet werden können.
Inhaltsverzeichnis |
Gängige Einheitssignale
Zur Übertragung einer Prozessgröße an die SPS können Strom- oder Spannungssignale verwendet werden.
Stromsignale:
- 0 mA .. 20 mA
- 4 mA .. 20 mA (life-zero)
Spannungssignale:
- 0 V .. 10 V
- 2 V .. 10 V (life-zero)
Drucksignal:
- 0,2 bar .. 1 bar
In fast allen industriellen Anwendungen werden die life-zero-Signale verwendet.
Dadurch, dass ein Messwert von 0% auf ein von 0 verschiedenes elektrisches Signal abgebildet wird, kann eine Drahtbruchüberwachung realisiert werden. Man bezeichnet das von Null abweichende Anfangssignal für 0% Messwert von 4 mA bzw. 0,2 bar auch als "Lebender Nullpunkt". Ein Signal von 0 mA bzw 0 bar ist somit immer ein sicherer Hinweis auf eine Störung.
Darüber hinaus bietet das Stromeinheitssignal 4 mA ... 20 mA den großen Vorteil, dass der Signalkreis permanent mit Energie versorgt wird. Diese Energie kann von Messumformern für die eigene Versorgung verwendet werden. In diesem Fall muss die SPS den Signalkreis mit Energie versorgen (passiver Sensor). Ein aktiver Sensor benötigt eine Fremdspeisung des eigenen Bedarfs.
Das Stromsignal ist unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen und Spannungsverlusten durch den Leitungswiderstand. Die maximale Länge der Signalleitung ist nur durch die maximale Bürde (Widerstand), die durch die Stromquelle betrieben werden kann, begrenzt. Üblicherweise werden bis zu 1000 m als nutzbare Leitungslänge angegeben (Kabeltyp: ISTY 2x2x0,8).
Auswertung in der SPS / DDC
Der Analogeingang der Steuerung/Regelung empfängt immer dieselbe physikalische Größe als Signal. Ohne Kenntnis des Umformers ist es unmöglich, auf die Messgröße zurückzuschließen.
Üblicherweise wird das Rohsignal mit 0 % ... 100 % bezeichnet. Einfache SPS können nur mit diesen Werten rechnen.
Aufwändigere Leitsysteme ermöglichen eine Umrechnung in die gemessene physikalische Größe.
Um diese Berechnung auszuführen, sind Messspanne und kleinster Messwert des Sensors nötig.
Beispiel
Druckaufnehmer mit einem Messbereich von 500 mbar bis 2000 mbar. Die Messspanne beträgt 1500 mbar, kleinster Messwert ist 500 mbar.
Die Umrechnung geschieht nach folgender Formel:
Messwert = Rohwert * Messspanne + kleinster Messwert
Bei einem Rohwert von 50 % (12 mA bei 4 mA ... 20 mA) ergibt das:
Druck = 50 % * 1500 mbar + 500 mbar = 1250 mbar
Andere Einheitssignale
Bei pneumatischen Reglern findet das Einheitssignal 0,2 bar ... 1,0 bar Verwendung
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