Sensori a 2 fili

I sensori a 2 fili vengono azionati in serie con il carico collegato. Non sono presenti collegamenti separati per il circuito di carico e l'alimentazione di tensione di un sensore a 2 fili.

Sensore a 2 fili: Mai completamente conduttivo, mai completamente bloccato

Un sensore a 2 fili è un componente attivo che richiede energia per funzionare. Il sensore viene alimentato con questa energia elettrica attraverso i due cavi di collegamento. Allo stesso tempo, il sensore segnala il suo stato di commutazione tramite gli stessi due fili di collegamento. Teoricamente, il sensore è facilmente sostituito da un interruttore meccanico aperto o chiuso a seconda della situazione di attenuazione del sensore.

Questa semplificazione concettuale non riflette adeguatamente la realtà. Nessun flusso di corrente attraverso un interruttore aperto ideale. Il carico collegato non viene eccitato. Al contrario, la tensione non cala attraverso un interruttore chiuso in una situazione ideale. L'intera tensione di alimentazione viene applicata a tutto il carico.
A differenza di un interruttore meccanico, un sensore a due fili come componente attivo richiede sempre tensione e corrente. Ciò significa che anche nello stato chiuso, una tensione non trascurabile, che manca dal carico collegato, scende in tutto il sensore. Nello stato aperto, una corrente passa attraverso il sensore e il carico collegato. Pertanto, quando viene azionato un sensore a due fili, non ci saranno mai situazioni di stati nettamente "aperti" e "chiusi", come avviene nei contatti di commutazione meccanici.

Stato operativo "aperto"

Nello stato operativo "aperto", l'elemento di commutazione non è conduttivo. La corrente continua a scorrere nel circuito, poiché l'elettronica del sensore ha un requisito di corrente specifico. Questo è di solito abbastanza basso, generalmente a valori inferiori a 1 mA. Tuttavia, questo basso valore di corrente può generare una tensione su carichi ad alta impedenza, come l'ingresso digitale di un pannello di controllo con una tipica impedenza di ingresso di diversi kilohms. Questa tensione può simulare un livello elevato nell'ingresso digitale.

I moderni ingressi digitali (tipo 3 secondo EN 61131-2) sono progettati per avere un'alta impedenza per ridurre le correnti di ingresso e quindi ridurre la dissipazione di potenza e lo spreco di calore. Per soddisfare i valori delle caratteristiche di ingresso di questi moderni ingressi digitali, Pepperl+Fuchs offre sensori a due fili con una corrente residua particolarmente bassa.

Esempio: NBB10-30GS50-Z4L-V1. La "L" nel nome dell'uscita indica la corrente ridotta.

Stato operativo "chiuso"

Nello stato operativo "chiuso", l'elemento di commutazione è conduttivo. La corrente scorre nel circuito. A differenza di un contatto meccanico, una tensione scende in tutto il sensore nell'intervallo di diversi volt.

Quando si aziona il sensore a basse tensioni di alimentazione, la caduta di tensione attraverso il sensore collegato può provocare una tensione insufficiente per raggiungere il carico. In questo caso, l'ingresso digitale di un pannello di controllo non riceve una tensione sufficiente per rilevare il fatto che il sensore sta commutando.

Collegamento del sensore—Esempio

Indipendenti dalla polarità della tensione

I sensori indipendenti dalla polarità di tensione sono sempre alimentati correttamente tramite un espediente del circuito interno e funzionano sempre in modo corretto indipendentemente dalla polarità esterna.
Il circuito interno, che garantisce che la polarità interna dell'elettronica del sensore sia sempre corretta, causa una caduta di tensione leggermente superiore rispetto ai sensori con protezione da inversione di polarità o a conduzione inversa.

Versioni di sensore a 2 fili

La versione dell'uscita elettrica è solitamente specificata nel terzo blocco dell'ordine di acquisto Pepperl+Fuchs. Un sensore a 2 fili è contrassegnato con una "Z."

Sensori a 2 fili per il funzionamento con tensione in corrente alternata

I sensori a 2 fili di questo tipo sono azionati in serie con il carico e sono collegati a tensioni di alimentazione in corrente alternata. Altrimenti, vale quanto affermato per i sensori a due fili per il funzionamento con tensione in corrente continua.

Collegamento del sensore—Esempio

Versioni

I sensori di questo tipo sono contrassegnati con una –W nel terzo blocco dell'ordine di acquisto.

Tali sensori sono disponibili nelle seguenti funzioni di elemento di commutazione:

• Normalmente chiuso (WO)
• Normalmente aperto (WS)
• Normalmente chiuso o normalmente aperto (W), cablaggio programmabile

Sensori a 2 fili per funzionamento con tensione in corrente continua o tensione in corrente alternata

I sensori a 2 fili di questo tipo sono azionati in serie con il carico e possono essere collegati a tensioni di alimentazione in corrente continua o in corrente alternata. Altrimenti, vale quanto affermato per i sensori a due fili per il funzionamento con tensione in corrente continua.

Collegamento del sensore—Esempio

Versioni

I sensori di questo tipo sono contrassegnati con una –U nel terzo blocco dell'ordine di acquisto Pepperl+Fuchs.

Questi sensori sono disponibili nelle seguenti funzioni di elemento di commutazione:

• Normalmente chiuso (UO)
• Normalmente aperto (US)
• Normalmente chiuso o normalmente aperto (UU), cablaggio programmabile

Sensori a 2 fili conformi a NAMUR

I sensori a 2 fili conformi a NAMUR (sensori NAMUR) prendono il nome dall'Associazione degli utilizzatori della tecnologia di automazione nelle industrie di processo (nome originale tedesco: "Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regeltechnik der chemischen Industrie", abbreviato: NAMUR). Si tratta di sensori a due fili conformi alla norma EN 60947-5-6 (VDE 0660, parte 212) che hanno una caratteristica di distanza/corrente continua o non continua.

Area 0: area non attivata
Area rossa tra 0/I: area inammissibile dell'amplificatore di commutazione
Area I: intervallo attivato
Area ≤ 0,15 mA: rottura del cavo
Area ≥ 6,5 mA: cortocircuito

Inoltre, Pepperl+Fuchs offre sensori NAMUR con caratteristiche di commutazione binaria. I sensori NAMUR con questa caratteristica di uscita sono contrassegnati con "N0" (caratteristiche normalmente chiuse) o "N1" (caratteristiche normalmente aperte) nella denominazione del tipo.

Area 0: area non attivata
Area rossa tra 0/I: area inammissibile dell'amplificatore di commutazione
Area I: intervallo attivato
Area ≤ 0,15 mA: rottura del cavo
Area ≥ 6,5 mA: cortocircuito

Collegamento del sensore—Esempio

Pepperl+Fuchs offre vari amplificatori di commutazione per sensori NAMUR per applicazioni di protezione dalle esplosioni e applicazioni standard.

Nota: Nelle applicazioni di protezione dalle esplosioni, la posizione operativa del sensore NAMUR a sicurezza intrinseca è situata nell'area pericolosa. L'amplificatore interruttore isolato deve essere installato all'esterno dell'area pericolosa.
Un cavo del sensore con guaina blu identifica visivamente la sicurezza intrinseca del circuito NAMUR.

Esempio:

Versioni di sensore NAMUR

I sensori NAMUR sono contrassegnati con quanto segue nel terzo blocco dell'ordine di acquisto Pepperl+Fuchs:

–N = caratteristica di distanza/corrente continua o

–N0 = caratteristica di distanza/corrente non continua

I sensori sono disponibili nelle seguenti funzioni di commutazione:

• Normalmente chiuso (N/N0)
• Normalmente aperto (1N/N1)
• Normalmente chiuso a 2 canali (N4)

I sensori NAMUR sono solitamente collegati ad amplificatori di commutazione esterni che convertono la variazione di corrente in un segnale di uscita binario.

Sensori di sicurezza a 2 fili conformi a NAMUR

Questo tipo di sensore di sicurezza a 2 fili corrisponde ai sensori NAMUR con speciale logica di sicurezza. Questi sensori sono contrassegnati di conseguenza con SN o S1N.

In combinazione con le unità di elaborazione approvate, questi sensori stabiliscono uno stato sicuro in caso di guasto.

Esempio: Se il cavo tra il sensore e l'unità di elaborazione non funziona o non funziona correttamente, l'uscita dell'unità di elaborazione passa automaticamente allo stato sicuro "OFF".

Nota: Nelle applicazioni di sicurezza, è necessario utilizzare il sensore con un amplificatore di commutazione approvato da Pepperl+Fuchs, (ad es., KFD2-SH-EX1).
Attenersi a quanto riportato nel documento "Valutazione funzionale della sicurezza" relativa al sensore e disponibile quale parte della documentazione del prodotto di www.pepperl-fuchs.com.

Collegamento del sensore—Esempio

Il diagramma seguente è un circuito campione di un sensore di sicurezza con il KFD2-SH-EX1. La logica di sicurezza implementata deve essere considerata come funzionalmente indipendente dall'isolamento galvanico per stabilire la sicurezza intrinseca.

I due componenti di questo circuito consentono di stabilire lo stato sicuro in caso di guasto. Inoltre, e indipendentemente da questa funzione, il circuito presenta una sicurezza intrinseca.

Versioni di sensori di sicurezza a 2 fili conformi a NAMUR

I sensori di questo tipo sono contrassegnati con quanto segue nel terzo blocco dell'ordine di acquisto Pepperl+Fuchs:

–SN (funzione elemento di commutazione "normalmente chiuso") o

–S1N (funzione elemento di commutazione "normalmente aperto")

I sensori di sicurezza di questo tipo sono progettati per l'utilizzo con amplificatori di commutazione isolati di sicurezza di tipo SH da Pepperl+Fuchs fino a SIL 3 in conformità con IEC 61508.