Dwuprzewodowe czujniki są wykorzystywane szeregowo z podłączonym odbiornikiem. Nie ma oddzielnych połączeń do obwodu odbiornika i napięcia zasilania czujnika dwuprzewodowego.
Czujnik dwuprzewodowy jest aktywnym podzespołem, który wymaga energii do działania. Czujnik jest zasilany energią elektryczną za pośrednictwem dwóch przewodów połączeniowych. Jednocześnie czujnik wysyła sygnały o stanie jego przełącznika za pośrednictwem tych samych dwóch przewodów połączeniowych. Teoretycznie czujnik można łatwo wymienić na przełącznik mechaniczny, który jest rozwarty lub zwarty w zależności od sytuacji tłumienia czujnika.
Pokazane uproszczenie koncepcyjne nie odzwierciedla rzeczywistości w wystarczającym stopniu. Przez idealny rozwarty przełącznik nie przepływa prąd. Podłączony odbiornik nie jest zasilany. I odwrotnie, w idealnej sytuacji napięcie nie spada na zwartym przełączniku. Całe napięcie zasilania jest doprowadzane do odbiornika.
W przeciwieństwie do przełącznika mechanicznego, czujnik dwuprzewodowy to aktywny podzespół, który wymaga napięcia i prądu przez cały czas. Oznacza to, że nawet w stanie zwartym na czujniku występuje spadek napięcia, którego nie można pominąć, ponieważ może być znaczący dla podłączonego odbiornika. W stanie rozwartym prąd przepływa przez czujnik i podłączone odbiorniki. Dlatego podczas pracy czujnika dwuprzewodowego nigdy nie ma wyraźnego stanu pełnego „rozwarcia” i „zwarcia”, jak w mechanicznych stykach przełączających.
Stan działania „rozwarty”
W stanie „rozwartym” element przełączający nie przewodzi prądu. Prąd nadal płynie w obwodzie, ponieważ układ elektroniczny czujnika wymaga określonego prądu. Jest to zazwyczaj dość niska wartość, najczęściej poniżej 1 mA. Mimo to ta niska wartość prądu może generować napięcie przy odbiornikach o wysokiej impedancji, takich jak wejście cyfrowe na panelu sterowania o typowej impedancji wejściowej rzędu wielu kΩ. Jest to napięcie, które może symulować wysoki poziom na wejściu cyfrowym.
Nowoczesne wejścia cyfrowe (typu 3 zgodnie z normą EN 61131-2) mają wysoką impedancję, aby zmniejszyć prądy wejściowe i w ten sposób ograniczyć rozpraszanie mocy i ciepło odpadowe. Firma+Pepperl Fuchs oferuje dwuprzewodowe czujniki o wyjątkowo niskim prądzie szczątkowym, aby spełnić wymagania dotyczące parametrów wejściowych takich nowoczesnych wejść cyfrowych.
Przykład: NBB10-30GS50-Z4L-V1. Litera „L” w nazwie wyjścia oznacza prąd o niskim natężeniu.
Stan działania „zwarty”
W stanie „zwartym” element przełączający przewodzi prąd. W obwodzie płynie prąd. W przeciwieństwie do styku mechanicznego napięcie na całym czujniku spada w zakresie wielu woltów.
Podczas pracy czujnika przy niskich napięciach zasilania spadek napięcia na podłączonym czujniku może spowodować zbyt niskie napięcie dla odbiornika. W takim przypadku wejście cyfrowe na panelu sterowania nie otrzymuje wystarczającego napięcia, aby wykryć, że czujnik się przełącza.
Kolejność czujnika i odbiorników nie ma znaczenia w przypadku połączenia szeregowego.
odpowiada |
Dwa przedstawione układy czujnika i odbiornika są całkowicie równoważne i zamienne.
Dwuprzewodowe czujniki do pracy z napięciem stałym firmy Pepperl+Fuchs są zabezpieczone przed uszkodzeniem z powodu odwrócenia polaryzacji. Zabezpieczenie przed zmianą polaryzacji realizuje się na różne sposoby i jest określone w danych technicznych produktu.
Rozróżniamy następujące typy ochrony przed zmianą polaryzacji.
Zabezpieczone przed zmianą polaryzacji
Czujniki z zabezpieczeniem przed zmianą polaryzacji są zabezpieczone wewnętrzną diodą przed uszkodzeniem spowodowanym przez zmianę polaryzacji. Czujnik nie będzie działał, jeśli biegunowość jest nieprawidłowa. W obwodzie nie płynie prąd. Cyfrowe wejście sterujące odbiera ciągły niski sygnał.
Czujnik działa — prąd przepływa w zamierzony sposób | Czujnik nie działa — przepływ prądu | |
---|---|---|
Czujnik działa — prąd przepływa w zamierzony sposób |
---|
Niezależne od polaryzacji napięcia
Czujniki niezależne od polaryzacji napięcia zasilania są zawsze prawidłowo zasilane z wewnętrznego obwodu i zawsze działają prawidłowo niezależnie od polaryzacji zewnętrznej.
Obwód wewnętrzny, który zapewnia, że wewnętrzna polaryzacja układów elektronicznych czujnika jest zawsze prawidłowa, powoduje nieco większy spadek napięcia w porównaniu z czujnikami z zabezpieczeniem przed odwrotną polaryzacją lub z odwróceniem kierunku przewodzenia.
Wersja z wyjściem elektrycznym jest zazwyczaj określona w trzecim bloku opisu zamawianego produktu Pepperl+Fuchs. Dwuprzewodowy czujnik jest oznaczony literą „Z”.
Skrót | Znaczenie | Cecha szczególna |
---|---|---|
Z lub Z0 | Styk zwierny, niezależne od polaryzacji napięcia | Spadek napięcia ≤ 5 V |
Z1 | Styk rozwierny, niezależne od polaryzacji napięcia | Spadek napięcia ≤ 5 V |
Z2 | Styk rozwierny/zwierny, programowane poprzez okablowanie, niezależne od polaryzacji napięcia | Spadek napięcia ≤ 5 V |
Z3 | Styk zwierny, niezależne od polaryzacji napięcia | Tak jak Z0, ale z innym układem styków wtyczki |
Z4 | Styk zwierny, z zabezpieczeniem przed odwrotną polaryzacją | Spadek napięcia ≤ 3,8 V |
Z4L | Styk zwierny, z zabezpieczeniem przed odwrotną polaryzacją | Tak jak Z4, ale mniej prądu szczątkowego |
Z5 | Styk rozwierny, z zabezpieczeniem przed odwrotną polaryzacją | Spadek napięcia ≤ 3,8 V |
Z7 | Styk rozwierny, z zabezpieczeniem przed odwrotną polaryzacją | Tak jak Z5, ale z innym układem styków wtyczki |
Z8 | 2 styki zwierne, niezależne od polaryzacji napięcia |
Skrót |
---|
Z lub Z0 |
Z1 |
Z2 |
Z3 |
Z4 |
Z4L |
Z5 |
Z7 |
Z8 |
Dwuprzewodowe czujniki tego typu są zasilane szeregowo z odbiornikiem i podłączone do napięcia przemiennego zasilania. W przeciwnym razie te same określenia odnoszą się do czujników dwuprzewodowych, przeznaczonych do pracy z napięciem stałym.
Czujniki tego typu są oznaczone literą –W w trzecim bloku opisu zamawianego produktu.
Czujniki te obsługują następujące funkcje elementu przełączającego:
Dwuprzewodowe czujniki tego typu działają szeregowo z odbiornikiem i mogą być podłączone do źródeł napięcia stałego lub przemiennego. W przeciwnym razie te same określenia odnoszą się do czujników dwuprzewodowych, przeznaczonych do pracy z napięciem stałym.
Czujniki tego typu są oznaczone literą –U w trzecim bloku opisu zamawianego produktu Pepperl+Fuchs.
Czujniki te obsługują następujące funkcje elementu przełączającego:
Czujniki 2-przewodowe zgodne z NAMUR (czujniki NAMUR) – nazwa pochodzi od Związku użytkowników technologii automatyki w branży przetwórczej (oryginalna nazwa w języku niemieckim: „Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regeltechnik der chemischen Industrie”, w skrócie: NAMUR). Są to czujniki dwuprzewodowe zgodne z normą EN 60947-5-6 (VDE 0660, część 212), które charakteryzują się ciągłą lub nieciągłą charakterystyką odległości/natężenia prądu.
Strefa 0: strefa niepobudzana
Czerwona strefa pomiędzy 0/I: obszar niedozwolony wzmacniacza przełącznika
Strefa I: strefa pobudzana
Strefa ≤ 0,15 mA: przerwanie przewodu
Strefa ≥ 6,5 mA: zwarcie
Ponadto firma Pepperl+Fuchs oferuje czujniki NAMUR z binarną charakterystyką przełączania. Czujniki NAMUR o tej charakterystyce wyjściowej są oznaczone „N0” (charakterystyka rozwierna) lub „N1” (charakterystyka zwierna) w nazwie typu.
Strefa 0: strefa niepobudzana
Czerwona strefa pomiędzy 0/I: obszar niedozwolony bariery iskrobezpiecznej
Strefa I: strefa pobudzana
Strefa ≤ 0,15 mA: przerwanie przewodu
Strefa ≥ 6,5 mA: zwarcie
Firma Pepperl+Fuchs oferuje różne bariery iskrobezpieczne NAMUR do zastosowań wymagających ochrony przed wybuchem i do standardowych zastosowań.
Uwaga: w zastosowaniach wymagających ochrony przed wybuchem, w strefie zagrożonej wybuchem znajduje się iskrobezpieczny czujnik NAMUR. Bariera iskrobezpieczna z izolowanym wyłącznikiem musi być zamontowana poza strefą zagrożoną wybuchem.
Niebieski przewód czujnika wizualnie identyfikuje obwód NAMUR jako iskrobezpieczny.
Przykład:
Czujniki NAMUR są oznaczone w trzecim bloku opisu zamawianego produktu Pepperl+Fuchs następującymi znakami:
–N = ciągła charakterystyka odległości/prądu lub
–N0 = nieciągła charakterystyka odległości/prądu
Czujniki te są dostępne w następujących funkcjach przełączania:
Czujniki NAMUR są zazwyczaj podłączone do zewnętrznych barier iskrobezpiecznych, które przekształcają zmienność natężenia prądu w binarny sygnał wyjściowy.
Ten typ 2-przewodowego czujnika bezpieczeństwa odpowiada czujnikom NAMUR ze specjalną logiką bezpieczeństwa. Czujniki te są odpowiednio oznaczone SN lub S1N.
W połączeniu z zatwierdzonymi modułami sterującymi, czujniki te w przypadku wystąpienia usterki ustanawiają stan bezpieczny.
Przykład: jeśli zestaw przewodów pomiędzy czujnikiem a modułem sterującym ulegnie awarii lub uszkodzeniu, to wyjście modułu sterującego automatycznie przełączy się w stan bezpiecznego „wyłączenia”.
Uwaga: w przypadku zastosowań związanych z bezpieczeństwem czujnik należy obsługiwać za pomocą odpowiedniego wzmacniacza impulsów firmy Pepperl+Fuchs (np. KFD2-SH-EX1).
Należy przestrzegać zaleceń opisanych w dokumencie „Ocena bezpieczeństwa funkcjonalnego exida” dołączonym do czujnika oraz dostępnym jako dokumentacja produktu na stronie www.pepperl-fuchs.com.
Poniższy schemat przedstawia przykładowy obwód czujnika bezpieczeństwa w modelu KFD2-SH-EX1. Wdrożona logika bezpieczeństwa powinna być uważana za funkcjonalnie niezależna w stosunku do izolacji galwanicznej w celu uzyskania iskrobezpieczeństwa.
Dwa podzespoły w ramach tego obwodu umożliwiają ustalenie bezpiecznego stanu w razie awarii. Dodatkowo, a także niezależnie od tej funkcji, obwód jest iskrobezpieczny.
Czujniki tego typu są oznaczone w następujący sposób w trzecim bloku opisu zamawianego produktu Pepperl+Fuchs:
–SN (funkcja elementu przełączającego „zestyk rozwierny”) lub
–S1N (funkcja elementu przełączającego „zestyk zwierny”)
Czujniki bezpieczeństwa tego typu są przeznaczone do stosowania z barierą iskrobezpieczną typu SH firmy Pepperl+Fuchs do poziomu bezpieczeństwa SIL 3 zgodnie z normą IEC 61508.
We and our partners are using technologies like cookies and process personal data like the IP-address or browser information in order to personalize the advertising that you see. This helps us to show you more relevant ads and improves your internet experience. We also use it in order to measure results or align our website content. Because we value your privacy, we are herewith asking for your permission to use these technologies. You can always change/withdraw your consent later by clicking on the settings button on the left lower corner of the page.
Please select the group of cookies and scripts, that you consent to.