INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2024
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SENSOR + TEST <strong>2024</strong><br />
DRUCKSENSOREN DER NEUEN GENERATION PUNKTEN MIT<br />
4 .. 20 MA STROMSCHLEIFENAUSGANG<br />
KOMPAKTE MULTITALENTE<br />
Drucksensoren haben sich in vielen<br />
industriellen Anwendungen etabliert.<br />
Als Ausgang hat sich hier vor allem<br />
die 4 .. 20 mA Stromschleife als<br />
stör resistente Schnittstelle zur analogen<br />
Datenübertragung über große Strecken<br />
bewährt. Denn durch das simple,<br />
genormte Interface sind die<br />
Komponenten problemlos<br />
gegen einander austauschbar. Anders<br />
als bei vielen digitalen Protokollen ist<br />
der Konfigurationsaufwand wie auch die<br />
Verkabelung mit nur zwei Adern minimal.<br />
Bei der Übertragung in einer störungsreichen Umgebung<br />
oder über größere Entfernungen erfreut sich die genormte<br />
Zweidraht-Stromschleife daher weiterhin hoher Beliebtheit.<br />
Dient eine Stromquelle als Sender (Grafik), so liefert<br />
diese unabhängig von eventuellen Kabelinnen- oder Kontaktwiderständen<br />
immer den gewünschten Strom. Das bedeutet: die<br />
Signalinformation wird durch die externe Hardwarekonfiguration<br />
nicht beeinflusst. Durch den niederohmigen Empfängereingang<br />
einerseits und durch die Stromquelle mit floatender Masse<br />
andererseits (Parallelschaltung des realen Ausgangswiderstandes<br />
der Stromquelle und des Eingangswiderstandes des Empfängers)<br />
haben im Gegensatz zur Spannungsübertragung elektromagnetische<br />
Störungen keinen größeren Einfluss auf die übertragenen<br />
Stromsignale. Im Prinzipschaltbild geht man beim Sender<br />
davon aus, dass er in Abhängigkeit von einem Messwert den gewünschten<br />
Signalstrom von I Schleife<br />
= 4 .. 20 mA generiert. Als Empfänger<br />
in der SPS dient ein Widerstand R Last<br />
, mit dem Spannungsabfall<br />
V A<br />
, der das Eingangssignal für die SPS darstellt.<br />
Nur wenige OEM-Sensoren zum Auflöten auf PCBs bieten<br />
solch einen unempfindlichen Stromausgang, denn meist ist hier<br />
ein Spannungsausgang mit typischerweise 0,5 .. 4,5 V verbaut,<br />
wie in Bild 02 des Differenzdrucksensors AMS 5812 [1] zu sehen.<br />
Dieser weit verbreitete 0,5 .. 4,5 V–Ausgang, aber auch andere<br />
analoge und sogar pulsweitenmodulierte Ausgänge können mit<br />
wenig Aufwand dank eines Spannung/Strom-Wandler-IC in ein<br />
genormtes 4 .. 20 mA Signal umgewandelt werden.<br />
Bei dem AM462 [2] handelt es sich um einen Spannung/Strom-<br />
Wandler-IC in Form eines mehrstufigen Verstärkers mit einer<br />
Reihe von Zusatz- und Schutzfunktionen. Die Funktionsblöcke<br />
sind einzeln über die entsprechenden Pins zugänglich und können<br />
extern verknüpft oder separat betrieben werden. Eine Beschreibung<br />
inkl. Schaltungsbeispiel finden Sie online unter [6].<br />
Sensor mit 4 .. 20 mA Stromschleife als störfeste Signalübertragung<br />
zur speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS)<br />
10 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/03 www.industrielle-automation.net