Bewaken van meetsignalen met PR electronics 4 juli 2016

De 4 – 20 mA is een veel gebruikt meetsignaal in de procesindustrie.

Hiervoor zijn 2 belangrijke redenen: Allereerst is het een signaal met een live-zero. 4 mA geeft de laagste waarde van het meetsignaal aan. Zo is men er bij een draadbreuk van verzekerd dat dit ook snel en zeker aan de besturing gemeld wordt.

De tweede reden is dat het een “hard” signaal is. Het signaal kan zonder noemenswaardig verlies aan meetnauwkeurigheid over een relatief grote afstand getransporteerd worden en is minder gevoelig voor EMC-verstoringen dan bijvoorbeeld een spanningssignaal. Behalve de live-zero eigenschap zijn er nog een paar interessante diagnosekenmerken het vermelden waard.

NAMUR NE43 diagnose
(Temperatuur)transmitters van PR electronics zijn voorzien van een uitgebreide diagnose, conform de NAMUR NE 43 norm. Dit betekent dat wanneer het meetsignaal buiten het ingestelde bereik (de span) komt, het uitgangssignaal van de transmitter verzadigd raakt bij een bepaalde limiet. Voor de bovengrens is dit 20,5 mA en voor de ondergrens is dit 3,8 mA. Deze grenswaarden zijn voor de besturing een alarmering dat het meetsignaal buiten het meetbereik valt, maar dat de sensor of transmitter in het veld nog in orde is. In geval van een draadbreuk of kortsluiting aan de sensorzijde van de transmitter is het mogelijk om dit te detecteren en via het analoge uitgangssignaal aan de besturing een alarm te melden. Het is mogelijk om het mA-signaal naar een bovengrens van 23mA te sturen (Upscale) of naar een ondergrens van 3,5mA (Downscale) De NAMUR NE43 norm definieert een alarm “A” in het lage mA-bereik als volgt: 0 ≤ A ≤ 3,6mA. In het hoge mA-bereik is een alarm gedefinieerd als A ≥ 21mA. Een en ander is geïllustreerd in de onderstaande figuur:

NAMUR NE89 diagnose
Als er met een transmitter van PR electronics een Pt100 signaal omgezet dient te worden naar 4 – 20 mA, is de mogelijkheid aanwezig om de weerstand van het ingangscircuit te bewaken. Indien deze in één van de Pt 100 draden te hoog oploopt, is een nauwkeurige temperatuurmeting niet meer te garanderen. Conform de NAMUR NE89 normering wordt een alarm gegenereerd indien de ingangsweerstand hoger is dan 20Ω (koptransmitters) of 50Ω (DIN-rail transmitters). De transmitter zal dan via de analoge uitgang een alarm genereren door het signaal naar 3,5 mA of 23 mA te sturen. Hieronder is een voorbeeld te zien waarbij het uitgangssignaal van transmitter type 4114 naar 23 mA gestuurd wordt, zodra de weerstand van één van de Pt 100 draden > 50Ω wordt.

Bij de softwareprogrammeerbare transmitters is het mogelijk om behalve de NAMUR-sensorfoutindicatie, een ander alarmniveau te selecteren. Hierdoor is het mogelijk om alarmmeldingen aan een besturing door te geven die geen NAMUR NE 43 sensorfoutdetectie ondersteund, maar waarbij een adequate bewaking van meetsignalen wel van belang is.