Sensores de 2 hilos

Los sensores de 2 hilos funcionan en serie con la carga conectada. No hay conexiones independientes para el circuito de carga y el suministro de tensión de un sensor de 2 hilos.

Sensor de 2 hilos: Nunca es completamente conductivo, nunca está completamente bloqueado

Un sensor de 2 hilos es un componente activo que requiere energía para funcionar. El sensor recibe esta energía eléctrica a través de los dos hilos de conexión. Al mismo tiempo, el sensor indica su estado de conmutación a través de los mismos dos hilos de conexión. En teoría, el sensor se puede sustituir fácilmente por un interruptor mecánico que esté abierto o cerrado en función de la situación de amortiguación del sensor.

Esta simplificación conceptual no refleja adecuadamente la realidad. Por un interruptor abierto ideal no circula ninguna corriente. La carga conectada está sin tensión. Por el contrario, en una situación ideal, la tensión no cae a través de un interruptor cerrado. Toda la tensión de alimentación se aplica a la carga.
A diferencia de un interruptor mecánico, un sensor de dos hilos como componente activo requiere tensión y corriente en todo momento. Esto significa que incluso cuando está cerrado, una tensión importante, ausente de la carga conectada, cae a través del sensor. Cuando está abierto, una corriente fluye a través del sensor y la carga conectada. Por lo tanto, nunca habrá casos claros de «abierto» y «cerrado», como es el caso de los contactos de conmutación mecánicos, cuando se opera un sensor de dos hilos.

Estado de funcionamiento «abierto»

En el estado de funcionamiento «abierto», el elemento de conmutación no es conductivo. La corriente sigue circulando por el circuito, porque los componentes electrónicos del sensor tienen un requisito de corriente específico. Normalmente es bastante bajo con valores inferiores a 1 mA. Sin embargo, este valor de corriente baja puede generar una tensión en cargas de alta impedancia, como la entrada digital de un panel de control con una impedancia de entrada típica de varios kilohmios. Esta tensión puede simular un nivel alto en la entrada digital.

Las entradas digitales modernas (tipo 3 conforme a EN 61131-2) están diseñadas para tener alta impedancia a fin de disminuir las corrientes de entrada y, por lo tanto, reducir la disipación de potencia y el calor residual. Para satisfacer los valores característicos de entrada de estas entradas digitales modernas, Pepperl+Fuchs ofrece sensores de dos hilos con una corriente residual especialmente baja.

Ejemplo: NBB10-30GS50-Z4L-V1. La «L» en el nombre de salida significa corriente baja.

Estado de funcionamiento «cerrado»

En el estado de funcionamiento «cerrado», el elemento de conmutación es conductor. La corriente circula por el circuito. A diferencia de un contacto mecánico, a través del sensor cae una tensión de varios voltios.

Cuando se utiliza el sensor con tensiones de alimentación bajas, la caída de tensión a través del sensor conectado puede provocar que la tensión que llegue a la carga sea insuficiente. En este caso, la entrada digital de un panel de control no recibe suficiente tensión para detectar que el sensor conmuta.

Ejemplo de conexión del sensor

Independencia de la polaridad de la tensión

Los sensores independientes de la polaridad de la tensión siempre reciben la alimentación correcta de un circuito interno y siempre funcionan correctamente independientemente de la polaridad externa.
El circuito interno, que garantiza que la polaridad interna de los componentes electrónicos del sensor sea siempre correcta, provoca una caída de tensión ligeramente superior en comparación con los sensores protegidos contra la polaridad inversa o de conducción inversa.

Versiones de sensores de 2 hilos

La versión de salida eléctrica se suele especificar en el tercer bloque de la designación de pedido de Pepperl+Fuchs. Un sensor de 2 hilos está marcado con una «Z».

Sensores de 2 hilos para funcionamiento con tensión de corriente alterna

Los sensores de 2 hilos de este tipo funcionan en serie con la carga y están conectados a tensiones de corriente alterna. Por lo demás, se aplican las mismas directrices que para los sensores de dos hilos para el funcionamiento de tensión de corriente continua.

Ejemplo de conexión del sensor

Versiones

Los sensores de este tipo están marcados con –W en el tercer bloque de la designación de pedido.

Estos sensores están disponibles en las siguientes funciones de elemento de conmutación:

• Normalmente cerrado (WO)
• Normalmente abierto (WS)
• Normalmente cerrado o normalmente abierto (W), cableado programable

Sensores de 2 hilos para funcionamiento con tensión de corriente continua o tensión de corriente alterna

Los sensores de 2 hilos de este tipo funcionan en serie con la carga y se pueden conectar a tensiones de corriente continua o corriente alterna. Por lo demás, se aplican las mismas directrices que para los sensores de dos hilos para el funcionamiento de tensión de corriente continua.

Ejemplo de conexión del sensor

Versiones

Los sensores de este tipo están marcados con –U en el tercer bloque de la designación de pedido de Pepperl+Fuchs.

Estos sensores están disponibles en las siguientes funciones de elemento de conmutación:

• Normalmente cerrado (UO)
• Normalmente abierto (US)
• Normalmente cerrado o normalmente abierto (UU), cableado programable

Sensores de 2 hilos conformes a NAMUR

Los sensores de 2 hilos conformes a NAMUR (sensores NAMUR) reciben el nombre de la Asociación de Usuarios de la Tecnología de Automatización en Industrias de Procesos (nombre original alemán: «Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regeltechnik der chemischen Industrie» (NAMUR). Se trata de sensores de dos hilos de acuerdo con EN 60947-5-6 (VDE 0660, parte 212) que tienen una característica de distancia/corriente continua o no continua.

Área 0: área no accionada
Área roja entre 0/I: área inadmisible del amplificador de conmutación
Área I: rango accionado
Área ≤0,15 mA: rotura de cable
Área ≥6,5 mA: cortocircuito

Además, Pepperl+Fuchs ofrece sensores NAMUR con características de conmutación binarias. Los sensores NAMUR con esta característica de salida están marcados con «N0» (característica Normalmente cerrado) o «N1» (característica Normalmente abierto) en la designación de tipo.

Área 0: área no accionada
Área roja entre 0/I: área inadmisible del amplificador de conmutación
Área I: rango accionado
Área ≤0,15 mA: rotura de cable
Área ≥6,5 mA: cortocircuito

Ejemplo de conexión del sensor

Pepperl+Fuchs ofrece varios amplificadores de conmutación para sensores NAMUR destinados a aplicaciones de protección contra explosiones y aplicaciones estándar.

Nota: En aplicaciones de protección contra explosiones, la localización de trabajo del sensor NAMUR con seguridad intrínseca se encuentra en el área peligrosa. El amplificador de conmutación aislado se debe instalar fuera del área peligrosa.
Un cable de sensor con cubierta azul identifica visualmente el circuito NAMUR como seguridad intrínseca.

Ejemplo:

Versiones de sensores NAMUR

Los sensores NAMUR incluyen los siguientes marcados en el tercer bloque de la designación de pedido de Pepperl+Fuchs:

–N = característica de distancia/corriente continua o

–N0 = característica de distancia/corriente no continua

Los sensores están disponibles en las siguientes funciones de conmutación:

• Normalmente cerrado (N/N0)
• Normalmente abierto (1N/N1)
• Normalmente cerrado, 2 canales (N4)

Los sensores NAMUR suelen estar conectados a amplificadores de conmutación externos que convierten la variación de corriente en una señal de salida binaria.

Sensores de seguridad de 2 hilos conformes a NAMUR

Este tipo de sensor de seguridad de 2 hilos corresponde a los sensores NAMUR con una lógica de seguridad especial. Estos sensores se marcan en consecuencia con SN o S1N.

En combinación con unidades de control aprobadas, estos sensores establecen un estado seguro si se produce una avería.

Ejemplo: Si el juego de cables entre el sensor y la unidad de control no funciona correctamente o falla, la salida de la unidad de control cambia automáticamente al estado desactivado seguro.

Nota: En aplicaciones relacionadas con la seguridad, el sensor debe funcionar con un amplificador de conmutación de seguridad aprobado de Pepperl+Fuchs (p. ej., KFD2-SH-EX1).
Siga las instrucciones del documento «exida Functional Safety Assessment» (Evaluación de la seguridad funcional de exida), que corresponde a este sensor y está disponible como parte de la documentación de productos en www.pepperl-fuchs.com.

Ejemplo de conexión del sensor

El siguiente diagrama es un circuito de muestra de un sensor de seguridad con el amplificador KFD2-SH-EX1. La lógica de seguridad implementada se debe considerar funcionalmente independiente del aislamiento galvánico para establecer la seguridad intrínseca.

Los dos componentes de este circuito permiten establecer el estado seguro en caso de fallo. Además, e independientemente de esta función, el circuito cuenta con seguridad intrínseca.

Versiones de sensores de seguridad de 2 hilos conformes a NAMUR

Los sensores de este tipo incluyen los siguientes marcados en el tercer bloque de la designación de pedido de Pepperl+Fuchs:

–SN (función de elemento de conmutación «normalmente cerrado») o

–S1N (función de elemento de conmutación «normalmente abierto»)

Los sensores de seguridad de este tipo están diseñados para su uso con amplificadores de conmutación aislados de seguridad de tipo SH de Pepperl+Fuchs hasta SIL 3 según IEC 61508.