Monitoraggio remoto 4–20 mA degli strumenti di processo
Strumenti a loop di corrente e a uscita in tensione letti da un sensore per segnali analogici alimentato dalla rete elettrica; campo, scala e corrente di guasto restano accanto al valore.
- Misure
- Trasmettitori 4–20 mA, segnali 0–10 V, temperature di processo e ambiente e stati della macchina associati
- Buona pratica
- Il monitoraggio dei processi industriali conserva il segnale grezzo accanto al valore nelle unità ingegneristiche
- Sensori
- ZIO-22, due circuiti di corrente, da 0 a 20 mA con risoluzione di 0,001 mA, fino a 36 V CC Scheda tecnica: Sensore di segnali analogici
- Sul sito
- Gateway ZGW-20, conversione di scala, regole di qualità e inoltro alle integrazioni Scheda tecnica: Gateway
Dispositivi per il monitoraggio dei segnali 0–10 V e dei circuiti di corrente
Un'interfaccia per ciascun tipo di segnale. Entrambe sono alimentate dalla rete elettrica: un ingresso per il circuito di corrente non può funzionare a batteria.
Trasmettitori di pressione, portata, livello e altri segnali 4–20 mA
1 per coppia due circuiti alimentati esternamente
Da 0 a 20 mA con risoluzione di 0,001 mA, fino a 36 V CC, alimentazione da 85 a 264 V CA, IP67
Strumenti con uscita 0–10 V anziché un circuito di corrente
1 per segnale da 0 a 10 V, un canale
Da 0 a 10 V CC con risoluzione di 0,001 V
Converte ogni segnale una sola volta, conserva il valore grezzo accanto a quello calcolato e applica le regole di qualità
1 per sito fino a 250 dispositivi wireless
Se la temperatura fa parte della misura
Temperatura di processo, del serbatoio o ambiente, dove la sonda può raggiungere direttamente il punto
1 per punto sonda impermeabile da 1,5 m
1 sonda impermeabile, cavo da 1,5 m
±0,2 °C da −20 a 70 °C, ±0,5 °C da −40 a 105 °C
Se gli stati provengono da un controllore anziché da un contatto
Stati della macchina e registri di ricette o allarmi letti da un controllore
1 per controllore fino a 30 registri
Cosa accompagna un segnale analogico
Una corrente non diventa una misura finché non se ne documentano il campo, la conversione di scala e il comportamento in caso di guasto.
From field measurement to Edge
Each field signal reaches its named EpiSensor interface, reports through the site Gateway and is handled locally in Edge.
- Cablato
- Zigbee
- Edge
- Piattaforme
| Posizione | Cosa indica la misura | Riferimento | Sensore |
|---|---|---|---|
| Strumenti a circuito di corrente | Pressione, portata, livello e qualsiasi altra grandezza su 4–20 mA | Alimentazione del circuito, carico totale e configurazione sorgente o assorbitore di corrente Scheda tecnica: Sensore di segnali analogici | ZIO-22 (in questa pagina) |
| Strumenti con uscita in tensione | Segnali che arrivano come 0–10 V | Riferimento comune, impedenza d'ingresso e significato di zero volt come lettura valida o guasto Scheda tecnica: Sensore di segnali analogici | ZVO-20 (in questa pagina) |
| Punti di temperatura | Temperatura di processo, serbatoio, tubazione o ambiente in una posizione dichiarata | Costruzione della sonda, immersione e tempo di risposta adeguati al processo Scheda tecnica: Sensore di temperatura con sonda | TES-21 (in questa pagina) |
| Stati di macchina e controllore | Cosa faceva l'impianto quando il valore analogico è cambiato | Contatti documentati o registri verificati, con la mappa degli stati annotata Scheda tecnica: Interfaccia Modbus | ZMB-31 (in questa pagina) |
Classificare i valori sotto campo secondo le soglie di guasto del trasmettitore. Una corrente inferiore a 4 mA è fuori dal normale campo di misura 4–20 mA, ma non indica automaticamente un guasto del trasmettitore né una lettura valida di processo pari a zero. Per un trasmettitore configurato secondo NE 43, verificare la soglia di guasto documentata a 3,6 mA o meno oppure a 21 mA o più e trattare separatamente la zona intermedia sotto campo.
Calcolare il bilancio delle tensioni del circuito. La tensione minima richiesta dal trasmettitore e le cadute sul ricevitore e sul cavo consumano parte della tensione di alimentazione. Sommarle prima dell'installazione.
Impostazioni da registrare per ogni punto analogico
Ciascuno di questi valori proviene dalla scheda tecnica dello strumento: registrarlo una sola volta e usarlo ovunque.
| Impostazione | Valore tipico | Dove verificare |
|---|---|---|
| Alimentazione del circuito | 24 V CC, esterna | Alimentatore proprio del circuito. L'interfaccia legge la corrente e non alimenta il circuito. |
| Bilancio delle tensioni | Alimentazione meno tensione minima del trasmettitore e tutte le cadute | Tensione minima ai morsetti del trasmettitore e resistenza totale del cavo, prima dell'installazione. |
| Campo di misura | Estremi di 4 mA e 20 mA nelle unità ingegneristiche | Configurazione del trasmettitore, non il campo atteso del processo. |
| Conversione di scala | Lineare tra gli estremi | Confrontare il valore in Edge con il display del trasmettitore in due punti. |
| Corrente di guasto | A 3,6 mA o meno oppure a 21 mA o più | Impostazione NAMUR NE 43 o altra soglia di guasto del trasmettitore e comportamento corrispondente in Edge. |
| Intervallo di invio | Da 1 a 15 minuti | Impostazioni del sensore in Edge, scelte in base alla velocità effettiva del processo. |
| Soglia di obsolescenza dei dati | Maggiore dell'intervallo di invio | I sensori calcolati hanno una soglia predefinita di cinque minuti. Aumentarla se la sorgente invia meno spesso, affinché un punto sano con intervallo di 15 minuti non risulti obsoleto tra due letture. |
- Calcolatore del margine di tensione del loop 4–20 mAVerifica che l’alimentazione del loop 4–20 mA fornisca tensione sufficiente alla corrente di progetto.
- Calcolatore di scalatura 4–20 mAConverti un segnale 4–20 mA in unità ingegneristiche o viceversa, anche per la portata calcolata con radice quadrata.
Verifiche di messa in servizio
Ognuna di queste verifiche trasforma un numero plausibile in un numero dimostrabile.
-
Tracciare ogni canale da un'estremità all'altra
Seguire ogni segnale dall'identificativo dello strumento al nome del punto e alla sua unità in Edge.
Superata se identificativo, cavo, canale e nome del punto coincidono.
-
Verificare due valori noti
Usare la modalità di simulazione del trasmettitore oppure una condizione di processo nota in due punti del campo.
Superata se corrente grezza e valore convertito sono entrambi corretti e l'arrotondamento è compreso.
-
Verificare il margine di tensione del circuito
Sommare la tensione minima del trasmettitore e le cadute sul ricevitore e sul cavo a 20 mA.
Superata se l'alimentazione copre tutte le richieste con margine, calcolato prima dell'installazione.
-
Un guasto deve apparire come guasto
Forzare la corrente di guasto documentata oppure scollegare il circuito.
Superata se Edge mostra un guasto o un'assenza di dati anziché una normale lettura minima o massima.
-
Sospendere i dati obsoleti
Interrompere un percorso del segnale per un tempo superiore alla soglia di obsolescenza.
Superata se il valore smette di aggiornarsi invece di ripetersi e si fermano anche tutti i calcoli che lo usano.
Limiti della misura
L'interfaccia legge fedelmente un segnale. Ciò che avviene a monte resta responsabilità dello strumento.
- Il monitoraggio non certifica l'idoneità dello strumento, la protezione nelle aree pericolose, la sicurezza funzionale o il contenimento del processo.
- Un protocollo o tipo di segnale in comune non dimostra la compatibilità con un modello, una variante di cablaggio o una mappa registri specifici.
- La conversione di scala non recupera l'accuratezza persa per una posizione errata del sensore, un campo inadatto o un errore d'installazione non quantificato.
- Un valore analogico non porta con sé un indicatore di qualità: il comportamento in caso di guasto va configurato esplicitamente.
Fonti
- Fondamenti del circuito di corrente 4–20 mA (si apre in una nuova scheda) (si apre in una nuova scheda) NI
- Guida al protocollo e all'implementazione della linea seriale Modbus (si apre in una nuova scheda) Modbus Organization
- Istruzioni Memograph M, modalità di guasto NAMUR NE 43 (si apre in una nuova scheda) Endress+Hauser
- Scheda tecnica: Sensore di segnali analogici (si apre in una nuova scheda) EpiSensor. Specifiche, intervalli di misura e codici d’ordine.
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