ایمنترین راه انتقال سیگنال مقاومتی از محیطهای خطرناک به سیستم کنترل
اگر در پروژهتان سنسورهای مقاومتی مثل RTD یا پتانسیومتر در محیطهای دارای خطر انفجار نصب شدهاند، ایمنترین و دقیقترین راه انتقال سیگنال مقاومتی استفاده از یک کارت بریر Pepperl+Fuchs Barrier مثل KCD2-RR2-Ex1 است؛
چون این دستگاه سیگنال مقاومتی را از ناحیه خطرناک دریافت و به ناحیه امن منتقل میکند، بدون آنکه دقت اندازهگیری کاهش یابد یا ایمنی سیستم به خطر بیفتد.
مشکل کجاست؟ چرا اتصال مستقیم سنسور ریسک دارد؟
در پروژههای نفت، گاز، پتروشیمی و صنایع فرایندی، اتصال مستقیم سنسور مقاومتی از ناحیه خطرناک به PLC یا DCS یعنی:
- احتمال جرقه یا قوس الکتریکی
- افت دقت بهخاطر مقاومت سیمها
- نویز و خطای اندازهگیری
- عدم انطباق با استانداردهای ایمنی انفجاری
اینجاست که کارت بریر Pepperl+Fuchs وارد بازی میشود.
KCD2-RR2-Ex1 چیست و دقیقاً چه کاری انجام میدهد؟
Resistance Repeater KCD2-RR2-Ex1 یک isolated barrier یا مبدل سیگنال مقاومتی حرفهای است که:
- سیگنال مقاومتی (RTD، Pt100، Pt500، Pt1000 و پتانسیومتر) را از محیطهای انفجاری (Hazardous Area) دریافت میکند.
- بدون تغییر رفتار سنسور، آن را به ناحیه امن (Safe Area) منتقل میکند.
- باعث میشود سیستم کنترل شما تصور کند مستقیماً به سنسور وصل است.
نتیجه؟ ایمنی بالا + دقت واقعی اندازهگیری
چرا KCD2-RR2-Ex1 از Pepperl+Fuchs انتخاب حرفهایهاست؟
در محیطهای خطرناک، سیگنال مقاومتی مستقیم میتواند خطرناک باشد. اتصال اشتباه، تنش الکتریکی یا حتی یک قوس یا جرقه کوچک میتواند حادثهساز شود.
رزیستنس ریپیتر با ایجاد جداسازی الکتریکی (Galvanic Isolation)، کنترل ظرفیت ولتاژ و جریان را مطابق استانداردهای ایمنی انفجاری انجام میدهد تا انتقال سیگنال هم ایمن باشد و هم دقیق.
- ایزولاسیون گالوانیک کامل (ورودی، خروجی، تغذیه)
- سازگار با RTD، Pt100، Pt500، Pt1000 و پتانسیومتر
- پشتیبانی از سیمکشی 2، 3 و 4 سیمه
- تشخیص قطع سیم (LFD)
- استاندارد ATEX، IECEx و SIL 2
- دقت و پایداری بالا در پروژههای صنعتی حساس
- کیفیت ساخت Pepperl+Fuchs (بیش از ۷۰ سال تجربه)
- پشتیبانی فنی و خدمات پس از فروش قابلاعتماد در شرکت فرتاک ایمن ویژن
استفاده از Barrier ها در Marshalling cabinet:
عملکرد و قابلیتها
KCD2-RR2-Ex1 سه کار حیاتی انجام میدهد:
- دریافت سیگنال مقاومتی از سنسور در محیط انفجاری
- ایزولاسیون و محدودسازی انرژی برای جلوگیری از نویز و اتصال ناخواسته
- ارسال سیگنال پایدار و دقیق به PLC یا DCS یا هر سیستم کنترلی دیگر در Safe Area
پشتیبانی از سیمکشی 2، 3 و 4 سیمه برای ورودی بسته به دقت مورد نیاز.
قابلیت تشخیص خطای سیم (LFD) برای Pt100 در مواقعی که سیم قطع شود یا مقاومت از محدوده خارج شود.
مشخصات فنی مهم
به طور خلاصه، مجموعهای از ویژگیهای کلیدی عبارتند از:
| ویژگی | مقدار |
|---|---|
| ولتاژ نامی | 19 – 30 V DC |
| جریان نامی | < 28 mA |
| توان مصرفی | 0.35 – 0.85 W |
| جریان خروجی | 0 – 10 mA |
| سطح ایمنی | SIL 2 |
| استانداردهای ایمنی | ATEX, IECEx |
| حفاظت | [Ex ia Ga] IIC, [Ex ia Da] IIIC |
| نوع نصب | روی ریل DIN 35 mm |
| ابعاد | 12.5 × 119 × 114 mm |
| حفاظت در برابر خطا | LFD (Line Fault Detection) |
ایمنی و استانداردها
- ایزولاسیون کامل در ورودی، خروجی و تغذیه (functional insulation) با ولتاژ ایزوله بالا.
- تطابق با استانداردهای بینالمللی مربوط به مناطق خطرناک ATEX و IECEx
- مناسب برای مناطق گازی و گرد و غبار (IIC, IIIC, Ga, Da)
- عملکرد پایدار در محدوده دمایی ۴۰- تا ۷۰+ درجه سانتیگراد
کدام نوع سیمکشی برای پروژه شما بهتر است؟
انتخاب اشتباه اینجا یعنی افت دقت یا دردسر نگهداری
| نوع سیمکشی | دقت | کاربرد | توضیحات |
|---|---|---|---|
| 2 سیمه (2-wire) | معمولی | موارد عمومی و اقتصادی، تنظیمات مخصوص (سوئیچ DIP S1) | بیشترین حساسیت به مقاومت سیمها و افت ولتاژ |
| 3 سیمه (3-wire) | بالا | رایجترین انتخاب برای Pt100 | یک سیم مرجع برای کاهش اثر مقاومت سیمها |
| 4 سیمه (4-wire) | بسیار بالا | کاربردهای حساس و دقیق، برای سنسورهایی با مقاومت پایین و نیاز به دقت بالا | مستقل از مقاومت سیمها |
نحوه سیم بندی در سمت Safe area
سیم بندی در قسمت Safe area، یعنی در داخل Marshaling cabinet به صورت زیر انجام می شود:
نحوه سیم بندی در سمت Field (Hazardous Area)
تکنیک ۲-سیمه
- پایانههای ۱ و ۲ را به هم وصل کنید.
- پایانههای ۳ و ۴ را به هم وصل کنید.
- مقاومت را به پایانه ۴ و پایانه ۲ وصل کنید.
- سوئیچ S1 را در وضعیت II قرار دهید.
تکنیک ۳-سیمه
- پایانههای ۱ و ۲ را به هم وصل کنید.
- مقاومت را به پایانههای ۳ و ۴ و پایانه ۲ وصل کنید.
- سوئیچ S1 را در وضعیت I قرار دهید.
تکنیک ۴-سیمه
- مقاومت را به پایانههای ۳ و ۴ و همچنین پایانههای ۱ و ۲ وصل کنید.
- سوئیچ S1 را در وضعیت II قرار دهید.
تشخیص خطا (LFD)؛ چیزی که قبل از حادثه نجاتتان میدهد
اگر سیم قطع شود یا مقاومت از محدوده خارج شود، KCD2-RR2-Ex1 فوراً خطا را تشخیص میدهد؛ به این صورت که Line Fault Detection فعال میشود:
- در این حالت که جریان اندازهگیری ۱۰ میلیآمپر (mA) یا کمتر باشد، قطعی سیم در پایانههای ۱، ۲، ۳ یا ۴ باعث میشود خروجی کمتر از 15Ω یا بیشتر از 400Ω شود. این مقادیر خارج از محدوده استاندارد سنسور Pt100 هستند.
- PLC متوجه خطا میشود
- قبل از آسیب جدی، هشدار دریافت میکنید
این یعنی کاهش توقف خط + افزایش ایمنی HSE
چرا قطعی سیم منجر به این مقادیر میشود؟
- سنسورهای Pt100: نوعی حسگر دمای مقاومتی هستند که مقاومت آنها با تغییر دما، تغییر میکند.
- مقاومت عادی Pt100: مقاومت این سنسور در دمای ۰ درجه سانتیگراد، ۱۰۰ اهم است و به طور معمول در محدوده دمایی بین ۲۰- تا ۸۵۰+ درجه سانتیگراد کار میکند.
- مقاومت در محدوده اندازهگیری: حداکثر مقاومت قابل اندازهگیری این دستگاه در جریان ۱۰ میلیآمپر، ۴۲۰ اهم است. اگر سیمها قطع شوند، مقاومت مدار به بینهایت میرسد که خارج از این محدوده است. دستگاه به گونهای طراحی شده که اگر مقاومت بسیار زیاد (ناشی از مدار باز) یا بسیار کم (ناشی از اتصال کوتاه احتمالی) باشد، آن را به عنوان یک خطا یا “خارج از محدوده” اعلام کند. به همین دلیل، خروجی دستگاه مقادیری را نشان میدهد که در محدوده طبیعی کارکرد سنسور Pt100 نیستند.
مزایا نسبت به اتصال مستقیم سنسور
- ایمنی واقعی در محیط انفجاری
- حذف نویز و افت سیگنال
- حفظ دقت حتی در فاصلههای طولانی
- تشخیص سریع خطای سیمکشی
- تطابق کامل با استانداردهای بینالمللی
جدول مزایا و محدودیتها
| ✔️مزایا | ⚠️ محدودیتها |
|---|---|
| امکان استفاده از سنسورها در محیطهای خطرناک بدون تأثیر بر ایمنی کلی سیستم | در مقاومتهای بسیار بالا یا جریان حسگر پایین (وقتی Im < 1mA و Rm < 100Ω) دقت ممکن است کاهش یابد |
| حفظ دقت اندازهگیری، مخصوصاً در حالتهای 3 و 4 سیمه | در شرایط محیطی بسیار سخت (نوسانات زیاد دما، لرزش، رطوبت شدید) باید بررسی شود که دستگاه در محدوده عملکردش باقی بماند |
| سازگاری با استانداردهای بینالمللی انفجاری و ایمنی (ATEX, IECEx, SIL) | هزینه نسبت به اتصال مستقیم سنسور بیشتر است (هرچند مزایای ایمنی و دقت میتواند هزینه را توجیه کند) |
| طراحی جمعوجور با پهنای کم، قابلیت نصب روی ریل DIN و مصرف توان منطقی | — |
کاربردهای متداول
- صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
- کارخانههای شیمیایی و پالایشگاهها
- تأسیسات دارای گاز، بخارات یا گرد و غبار قابل اشتعال
- هر محیط صنعتی با تجهیزات برقی یا الکترونیکی با نیاز به ایمنی بالا در اندازهگیری دما یا مقاومت
- اتوماسیون صنعتی مطابق استاندارد SIL
- در پروژههایی که سنسورهای RTD باید در محیطهای انفجاری یا دارای خطر نصب شوند، ولی کنترل یا پردازش سیگنال در منطقه ایمن انجام شود. مثلاً پالایشگاهها، تأسیسات گازی، کارخانجات مواد شیمیایی.
- زمانی که نیاز است که سیگنال مقاومتی با دقت بالا منتقل شود بدون اینکه خرابی یا اختلال ناشی از مقاومت سیمها یا نویز بر آن تأثیر بگذارد.
نکات نصب و راهاندازی
- نصب بر روی ریل استاندارد DIN 35 mm
- انتخاب حالت سیمکشی (۲، ۳ یا ۴ سیمه) با توجه به نوع سنسور و دقت مورد نیاز، از طریق سوئیچ DIP S1.
- مطمئن شدن از اینکه مقاومت سیمها (lead resistance) در محدوده قابل قبول است: برای حالتهای حساستر (۳- و ۴-سیمه) باید مقاومت سیمها کوچک باشد و توزیع آنها متوازن باشد.
- تأمین ولتاژ تغذیه مناسب 19~30VDC و اطمینان از که دستگاه تغذیه حفظ شود و نوسانات زیاد نداشته باشد.
- بررسی شرایط محیطی (دمای محیط، رطوبت، ارتعاش) و اطمینان از اینکه مشخصات دستگاه پاسخگوی آن باشد.
تنظیم نوع سنسور ورودی چگونه انجام میشود؟
نوع سنسور متصل به این بریر از طریق DIP SWITCH S1 به ترتیب زیر مشخص میشود:
اگر S1 در حالت II باشد سنسور های مقاومتی به صورت دو سیمه و چهار سیمه قابلیت اتصال دارند.
اگر S1 در حالت I باشد سنسور های مقاومتی به صورت سه سیمه قابلیت اتصال دارند.
رنج اندازهگیری این دستگاه چه محدودهای دارد؟
این دستگاه میتواند حداکثر ۱۰ میلیآمپر (mA) و ۴.۲ ولت (V) را انتقال دهد. حداکثر مقاومت قابل اتصال را میتوان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
مثالهایی از حداکثر مقاومت قابل انتقال:
- ۴.۲ کیلواهم (kΩ) در جریان اندازهگیری ۱ میلیآمپر.
- ۴۲۰ اهم (Ω) در جریان اندازهگیری ۱۰ میلیآمپر.
نمودار تغییرات جریان خروجی نسبت به مقاومت ورودی:
چطور مطمئن شویم KCD2-RR2-Ex1 انتخاب درستی است؟
قبل از خرید، این ۵ سؤال را از خودتان بپرسید:
- نوع سنسور من چیست؟ (Pt100، Pt1000، پتانسیومتر؟)
- دقت اندازهگیری چقدر مهم است؟
- محیط چه شرایطی دارد؟ (دما، ارتعاش، رطوبت)
- آیا به تشخیص خطای سیمکشی (LFD) نیاز دارم؟
- نوع سیستم کنترل (PLC، DCS و…) چیست؟
اگر پروژهتان شامل سنسورهای RTD در محیطهای خطرناک است، انتخاب این مدل میتواند هم ایمنی سیستم را تضمین کند و هم هزینههای نگهداری را در آینده کاهش دهد.
قیمت Pepperl+Fuchs KCD2-RR2-Ex1 چگونه تعیین میشود؟
اگر پروژه شما به انتقال سیگنال مقاومتی ایمن، دقیق و بدون افت نیاز دارد، همین حالا با کارشناسان ما با شماره 021-8800719 تماس بگیرید.
قیمت به عواملی مثل موجودی بازار، نوسان ارز و نیاز پروژه (تعداد، استاندارد، تحویل فوری) بستگی دارد.
برای دریافت قیمت دقیق، مشخصات فنی کامل و مشاوره رایگان، کافیست با تیم فنی ما تماس بگیرید.
سوالات متداول
1.تفاوت سوکت سه فاز ضد انفجار اپلتون با مدلهای معمولی چیست؟
سوکتهای معمولی برای محیطهای ایمن طراحی شدهاند، اما سوکت و پلاگ ضد انفجار اپلتون با استانداردهای بینالمللی ساخته شده و از بروز جرقه و آتشسوزی در مناطق پرخطر جلوگیری میکنند.
2.قیمت سوکت پلاگ ضد انفجار اپلتون چقدر است؟
قیمت سوکت پلاگ ضد انفجار بسته به سری، آمپر، ولتاژ و نوع نصب متفاوت است. برای استعلام دقیق قیمت میتوانید با کارشناسان فنی با شماره 02188800719 تماس بگیرید.
3.کدام مدل برای صنایع نفت و گاز مناسبتر است؟
سری Powertite™ و DBR/EBR بهترین انتخاب برای پالایشگاهها، سکوهای دریایی و صنایع سنگین هستند.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.