German Dutch English French Italian Japanese Portuguese Russian Spanish
Logo 2014
  • Messespecial zur SPS IPC Drives

    Vorausschau auf die Highlights, die auf der Automatisierungsmesse im November in Nürnberg vorgestellt werden

    Weiterlesen
  • Top Ten

    Hier finden Sie alle meistgelesenen Beiträge im Monat, im Jahr von 2010 bis heute

    Weiterlesen
  • Konfiguratoren

    Online-Produktfinder und -Tools zur Berechnung und Auslegung von Produkten für Ihre Konstruktion

    Weiterlesen
  • 1
Montag, November 20, 2017
top ten
konfiguratoren
Fachgebiete Icon Special Icon Messen Icon Interview Icon Webcasts Icon
Literatur Icon News Icon Karriere Icon Veranstaltungen Icon Newsletter Icon

pepperl10315Fachartikel

SPS IPC Drives Halle 7A, Stand 330

In prozesstechnisch orientierten Produktionen ist die Temperatur eine häufig genutzte physikalische Größe. Sie hat entscheidenden Einfluss auf Parameter wie Wirkungsgrad und Energieverbrauch. Das Gleiche gilt für den Trocknungsgrad beispielsweise in Wirbelschichtanlagen. Um die gemessenen Temperaturen für Steuer- und Regelfunktionen nutzen zu können, müssen die Signale korrekt und unverfälscht übertragen werden. Dies gewährleisten spezielle Trennbausteine von Pepperl+Fuchs zwischen Feld und Steuerung.        

                                                                       
pepperl20315Eine präzise Temperaturmessung allein ist noch keine Gewähr für die Einhaltung einer korrekten Prozesstemperatur. Denn eine optimale Einstellung setzt unter anderem voraus, dass die Signale von den Temperatursensoren korrekt und unverfälscht übertragen werden. Diese Aufgabe übernehmen Trennbausteine. Sie bieten durch die galvanische Trennung der Messkreise einen wirksamen Schutz gegen Potenzialverschiebungen und Ausgleichsströme, die durch Erdschleifen entstehen. Darüber hinaus schützen sie im Fehlerfall vor gefährlich hohen Spannungen auf den Signalleitungen.

Ungestörte Übertragung mit Trennbausteinen

Trennbausteine stehen entweder als Signaltrenner für den sicheren Bereich oder als Trennbarriere zur Verfügung, die zusätzlich einen explosionsgefährdeten Sektor vor einem zu hohen Energieeintrag schützen. Sie stehen entsprechend der Art des zu übertragenden Signals beispielsweise als Ausgangstreiber (analoge Steuersignale), Messumformer (analoge Messsignale), Trennverstärker (digitale Messsignale) oder Ventilsteuerbausteine (digitale Steuersignale) zur Verfügung. Da es sich bei Temperaturwerten um analoge Messsignale handelt, werden für deren Übertragung Messumformer eingesetzt. Zu ihren Aufgaben gehören Erfassung, Verstärkung und Wandlung analoger Temperatursignale. Sofern das Feldgerät keine oder zur Steuerung nicht kompatible Standardsignale liefert, erfolgt eine Umformung der Eingangssignale in typische Normsignale wie 0/2…10 V oder 0/4…20 mA. Nur so lassen sich unterschiedliche Messgrößen in Steuerungen überhaupt verarbeiten.

Die am meisten verbreiteten Sensoren der industriellen Temperaturmessung sind Widerstandsthermometer und Thermoelemente. Eine wichtige gemeinsame Eigenschaft ist, dass ihre Ausgangsgrößen in Form von elektrischen Signalen zur Verfügung stehen, die sich relativ einfach zur Weiterverarbeitung und Anzeige an Mess- und Regelinstrumente übertragen lassen. Außerdem können Widerstandsthermometer und Thermoelemente mit sehr geringen Toleranzen gefertigt werden.

Anforderungen an Temperaturmessumformer

pepperl30315Für eine hohe Flexibilität müssen sich Temperaturmessumformer für die Signale aller marktüblichen Sensoren eignen. Dann ist idealerweise nur ein Typ von Trennbaustein erforderlich, um Temperatursignale unterschiedlicher Sensoren sicher übertragen zu können. Außerdem können beim späteren Austausch von Feldgeräten vorhandene Trennbausteine weiter verwendet werden. Weitere Voraussetzung für einen flexiblen Einsatz ist, dass Schaltpunkte für Grenzwertausgänge in weiten Grenzen einstellbar sind und zusätzlich eine Leitungsbruch- und Kurzschlussüberwachung vorhanden ist. Moderne Interfacebausteine müssen zudem in der Lage sein, mit minimalen Messströmen auch ohne Messbrücken sehr präzise Ergebnisse zu erzielen. Für den Einsatz zusammen mit Thermoelementen sollten universell einsetzbare Trennbausteine eine interne oder externe Klemmstellenkompensation ermöglichen. Ist diese intern wird die Temperatur an der Anschlussklemme mit einem separaten Temperatursensor gemessen und als Korrekturwert berücksichtigt. Im anderen Fall befindet sich die Vergleichsstelle in einem temperierten Gerät, dem Vergleichsstellenthermostaten.

Wie die unterschiedlichen Ausgangsbedingungen bei größtmöglicher Flexibilität möglichst effizient berücksichtigt werden können, zeigen die beiden Temperaturmessumformer KFU8-GUT und KFD2-UT2. Sie formen die Signale der Sensoren in proportionale Ausgangsströme von 4 bis 20 mA um. Die Bandbreite der Anwendungen reicht von Thermoelementen unterschiedlicher Typen bis hin zu allen marktüblichen Widerstandsthermometern (Pt100, Pt500 und Pt1000; Ni100 und Ni1000). Dass der Anwender auch Potenziometer und Spannungsquellen anschließen kann, macht die beiden Module besonders flexibel einsetzbar. Zusätzlich bietet der KFU8-GUT-1.D zwei unabhängige Kontaktausgänge und einstellbare Grenzwerte. In der funktionalen Sicherheit erreichen alle Geräte SIL 2.

Redundanz bei Thermoelementen

Darüber hinaus steht ein weiterer Eingang für ein zweites Thermoelement als Redundanz zur Verfügung. Das ist gerade in Verbindung mit möglichen Messfehlern durch Thermoelemente eine wichtige Ergänzung. Störungen entstehen beispielsweise durch eine Änderung der Thermospannung infolge einer Oxidation oder durch galvanische Ströme aufgrund einer schlechten Isolation der beiden Leiter. Kommt es zu einer Abweichung der beiden gemessen Temperaturwerte, wird eine Fehlermeldung ausgegeben. Beim kompletten Ausfall eines Thermoelements werden die Messwerte des zweiten Thermoelements ausgewertet. Das erhöht die Verfügbarkeit der Temperaturmessung und damit die der gesamten Anlage deutlich. Relevant ist auch die integrierte Überwachung des Messkreises in Bezug auf Fühlerbruch und Kurzschluss.

Der Temperaturmessumformer KFD2-GUT mit Grenzwerten bietet neben den genannten Funktionen eine Reihe weiterer Vorteile: Ist er mit parametrierbaren Grenzwertausgängen ausgestattet, stehen am Relaisausgang bereits Schaltsignale zur Verfügung, ohne auf eine zentrale Steuerung zurückgreifen zu müssen. Zur internen Klemmstellenkompensation steht ein abziehbarer Klemmenblock mit integriertem und vergossenem Pt100 Temperaturmessfühler zur Verfügung. Programmiert wird der Temperaturmessumformer mit der „Pactware“ Konfigurationssoftware.

Signalsplitting für mehr Flexibilität

Für mehr Redundanz sorgt auch der Universal-Temperaturmessumformer KFD2-UT2-Ex2 in eigensicheren Anwendungen. Er bietet die Möglichkeit des Signalsplittings. Das Signal wird hierbei über zwei analoge Ausgänge mit 0 bis 20 oder 4 bis 20 mA unterschiedlichen Systemen zur Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt. Alle genannten Bausteine haben eine galvanische Trennung zwischen Eingang, Ausgang und Versorgung. Mögliche Fehler werden nach Namur NE44 über eine rote LED angezeigt und ausgegeben. Die jeweiligen Ausgänge kann der Benutzer selbst konfigurieren.

Die beschriebenen Messumformer gehören zum K-System. Das umfangreiche Portfolio von Trennbausteinen umfasst eine Vielzahl verschiedener Modelle – vom einfachen Trenner bis hin zu hochfunktionalen Bausteinen, als Trennbarriere für den Ex-Bereich oder als Signaltrenner für den sicheren Bereich. Beim K-System erfolgt die Versorgung der Module über das sogenannte Power Rail, einer DIN-Schiene mit integrierten Leitern. Dies reduziert den Verdrahtungsaufwand und bietet zudem die Möglichkeit einer Sammelfehlermeldung.
weiterer Beitrag des Herstellers        Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

Aktuelle Messespecials

Fachmessen im Überblick

Messekalender

Mo Di Mi Do Fr Sa So
1
2
3
4
5
6
7
8
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Nächste Veranstaltungstermine

Mo Nov 20 @11:00 Infrarot Workshop Veranstalter: Optris und Strategische Partnerschaft Sensorik
Di Nov 21 @11:00 Infrarot Workshop Veranstalter: Optris und Strategische Partnerschaft Sensorik
Mi Nov 22 @11:00 Infrarot Workshop Veranstalter: Optris und Strategische Partnerschaft Sensorik
Mi Nov 22 @11:00 Infrarot Workshop Veranstalter: Optris
Do Nov 23 @11:00 Infrarot Workshop Veranstalter: Optris und Strategische Partnerschaft Sensorik
Do Nov 23 @11:00 Infrarot Workshop Veranstalter: Optris und Iris