Einheitssignal

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Einheitssignale sind normierte elektrische Signale in der Prozessautomation.

Eine Umformung von nicht elektrischen Prozesswerten geschieht durch Messumformer/Sensoren damit diese von Prozessleitsystemen, einer SPS oder DDC verarbeitet werden können.

[Bearbeiten] Gängige Einheitssignale

Zur Übertragung einer Prozessgrösse an die SPS können Strom- oder Spannungssignale verwendet werden.

Stromsignale:

0 mA .. 20 mA
4 mA .. 20 mA (life-zero)

Spannungssignale:

0 V .. 10 V
2 V .. 10 V (life-zero)

In fast allen industriellen Anwendungen werden die life-zero Signale verwendet.

Dadurch, dass ein Messwert von 0% auf ein von 0 verschiedenes elektrisches Signal abgebildet wird, kann eine Drahtbruchüberwachung realisiert werden.

Das Stromeinheitssignal 4mA .. 20mA bietet den grossen Vorteil, dass der Signalkreis permanent mit Energie versorgt wird. Diese Energie kann von Messumformern für die eigene Versorgung verwendet werden. In diesem Fall muss die SPS den Signalkreis mit Energie versorgen (passiver Sensor). Ein aktiver Sensor benötigt eine Fremdspeisung des eigenen Bedarfs.

Das Stromsignal ist unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen.

Die maximale Länge der Signalleitung ist nur durch die maximale Bürde (Widerstand) die durch die Stromquelle betrieben werden kann begrenzt. Üblicherweise werden bis zu 1000m als nutzbare Leitungslänge angegeben (Kabeltyp: ISTY 2x2x0,8).

[Bearbeiten] Auswertung in der SPS / DDC

Der Analogeingang der Steuerung/Regelung empfängt immer das selbe Signal. Ohne Kenntnis des Umformers ist es unmöglich auf den Messwert rückzuschliessen.

Üblicherweise wird das Rohsignal mit 0% .. 100% bezeichnet. Einfache SPS können nur mit diesen Werten rechnen.
Aufwändigere Leitsysteme ermöglichen eine Umrechnung in physikalische Grössen.
Um diese Berechnung auszuführen, sind Messspanne und kleinster Messwert des Sensors nötig.

Beispiel:
Druckaufnehmer mit einem Messbereich von 500 mbar bis 2000 mbar.
Die Messspanne beträgt 1500 mbar, kleinster Messwert ist 500 mbar.

Die Umrechnung geschieht nach folgender Formel:
Messwert = Rohwert * Messspanne + kleinster Messwert

Bei einem Rohwert von 50% (12 mA bei 4mA .. 20 mA) ergibt das:
Druck [mbar] = 50% * 1500 mbar + 500 mbar = 1250 mbar