Über die Signalleitungen der Instrumente

Thread Content

Am meisten fürchtet man sich auf der Welt vor dem Wort „ernst“! Technisch muss man es ernst nehmen! ——Über Ye Xiangdong: Ye Xiangdong ist ein Mann. Er absolvierte im Jahr 1982 das Fachgebiet Automatisierung an der Fushun Petroleum Institute. Er ist stellvertretender Leitender Ingenieur bei dem Beijing Design Institute der Sinopec Group sowie bei der Sinopec Engineering Construction Company. Zudem ist er Professor und leitender Ingenieur. Text | Ye Xiangdong Mit der Entwicklung des Internets sind die online verfügbaren Informationen immer komplexer geworden – es fällt zunehmend schwer, zwischen Wahrheit und Falschheit zu unterscheiden. Wie tief reichen die Kenntnisse bezüglich der „Verkabelung“ von Geräten? Dieser Artikel stammt von einem Redakteur, der Inhalte aus dem Internet zusammenstellt. Allerdings enthält er viele sprachliche Fehler. In diesem Artikel werden die Zitate aus dem Originaltext verglichen und analysiert, um allen zu helfen, das Konzept der „Zweileitungs-, Dreileitungs- und Vierleitungsverfahren“ bei Signalen richtig zu verstehen. 1. Bedeutung der drei Leitungsarten Ursprungstext: Zwei-Leiter-System: „Zwei Leiter dienen sowohl als Stromversorgungsleiter als auch als Signalleiter und werden in der Regel für die Übertragung von 4–20 mA-Signalen verwendet.“ Erkennung: „Leitungsanzahl“ bezeichnet die Anzahl der Leitungen, die zur Stromversorgung des Messgeräts sowie zur Übertragung der Standardsignale verwendet werden. Das Zweileitersystem nutzt zwei Leiter zur Stromversorgung und überträgt gleichzeitig ein Standardsignal von 4–20 mA. Ein Signal, das diesen Standard nicht erfüllt, wird nicht als Zweileitersystem bezeichnet. Die Stromversorgungskapazität im Zweileitersystem beträgt: 4 mA × 24 V – Verbrauch des Empfänggeräts – Leitungsverluste. Dreipol-System: „Bezeichnet ein System, bei dem ein Kabel die positive Spannungsleitung darstellt, ein weiteres Kabel die positive Signalleitung, und ein weiteres Kabel die gemeinsame Leitung für die negative Spannung sowie das negative Signal.“ ； Wird in der Regel für die Übertragung von 1–5V-Signalen verwendet. Erkennung: Die drei Leitungen im Dreileiter-System sind: eine ist die Stromversorgungsleitung (in der Regel 24 VDC+), eine ist die Signalleitung und eine gemeinsame Leitung für Stromversorgung und Signal, die als Spannungsreferenzpunkt sowie für den Stromkreis dient. Wenn die mit dem Zweileitersystem bereitgestellte Leistung nicht ausreicht, um das Gerät zu versorgen, wird das Dreileitersystem verwendet; dabei handelt es sich um ein Signal im Standardmaß 4–20 mA. Für 1–5V-Signale reichen bereits zwei Leitungen aus. In der Regel wird dies in einem Standard-Signalkreis mit 4–20 mA durch das Schalten eines 250-Ω-Widerstands erreicht. Vierleitersystem: „Bezeichnet zwei Leitungen für die Stromversorgung und zwei Leitungen für die Signale.“ Stromversorgung und Signal arbeiten getrennt voneinander. Das bedeutet, dass auf der Basis des Dreileitersystems die Signalleitungen ihren eigenen Masseanschluss haben und nicht mit den Stromleitungen gemeinsam geerdet sind. Der eigene Strom ist ein Teil des Gesamststroms, und da er nicht mit der Stromquelle auf derselben Erde liegt, kann sein Wert im Vergleich zum Dreiphasensystem schwierig zu berechnen sein. ” Erkennung: Ein Messgerät mit Vier-Leitersignal bedeutet, dass die Stromversorgungsleitung und die Signalleitung voneinander getrennt sind; zur Trennung wird ein 4–20 mA-Standardsignal verwendet. Daher muss das Signal isoliert sein, in der Regel nicht geerdet. Die Stromversorgung kann entweder 24 VDC oder 220 VAC sein. Geräte, die mit 220VAC betrieben werden, sind immer vieradrig. Das Vierleitersystem hat sich nicht auf der Grundlage des Drei-Leitersystems entwickelt, wobei Signal und Stromversorgung keinen gemeinsamen Massepunkt hätten; außerdem ist die Signalspannung nicht Teil der Gesamtspannung. Die Stromstärke der Stromversorgung ist das Verhältnis zwischen der Nennleistung des Geräts und der Stromversorgung. 2. Gemeinsamkeiten und Unterschiede der drei Leitungsarten: Vorteile und Nachteile der Zweileitersysteme, Dreileitersysteme und Vierleitersysteme. Hinweis: Die drei Leitungsarten werden in Abhängigkeit von den Strombedürfnissen des Messgeräts ausgewählt; daher lassen sich ihre Vorteile und Nachteile nicht einfach miteinander vergleichen. Der Vorteil des Zweileitersystems ist die einfache Verkabelung. Es eignet sich nur für Sensoren mit geringer Leistung, wie z. B. Spannungswandler, Differenzdruckwandler, Temperaturwandler, kapazitive Höhenmessgeräte, RF-Admittanzmessgeräte, elektromagnetische Durchflussmesser sowie Wirbelstromdurchflussmesser. Die Stromversorgung des Sensors selbst erfolgt über ein Zweileitersystem, was unweigerlich seine Tragfähigkeit beeinflusst. Erkennung: Das 4–20 mA-Signal im Zweileitersystem ist ein internationaler Standard für Signale und wird in elektrischen Kombiinstrumenten, verschiedenen Transformatoren mit geringer Leistung sowie Sensoren verwendet. Da Geräte in der Regel mit einer Nennspannung von 24 VDC versorgt werden, ist die Leistungsfähigkeit der Stromversorgung begrenzt. Der Vorteil der dreifachen Abschirmung besteht darin, dass die Wärmewiderstände im Dreileitersystem angeschlossen werden, um Messfehler durch den Widerstand der Verbindungsleitungen zu vermeiden. Dies liegt daran, dass die Schaltungen zur Messung der Wärmewiderstände jeweils ungleichgewichtige Brücken sind. Als Widerstand eines Brückenarmes in einer Brücke fungiert der Wärmewiderstand. Die Verbindungsleitungen (vom Wärmewiderstand bis zum Kontrollraum) bilden ebenfalls einen Teil des Brückenarm-Widerstands. Dieser Widerstandswert ist unbekannt und ändert sich mit der Temperatur – was zu Messfehlern führt. Durch den Einsatz eines Dreileitersystems wird ein Leiter mit der Stromversorgungsebene der Brücke verbunden, während die anderen beiden Leiter jeweils mit den Brückenarmen an den Stellen der Wärmewiderstände sowie mit den daran angrenzenden Brückenarmen verbunden werden. Auf diese Weise werden die durch den Widerstand der Leitungen verursachten Messfehler beseitigt. Erkennung: Wärmewiderstände haben verschiedene Anschlussmöglichkeiten mit zwei, drei oder vier Drähten, doch es handelt sich dabei nicht um Standardsignale. Sie unterscheiden sich von den Standardsignalen der drei verschiedenen Drahtsysteme und dürfen daher nicht verwechselt werden! “Fehlerhafte Begriffe wie „muss“, „beseitigen“, „messen“, „verbinden“, „Abwehr des Departments“, „unterscheiden und anschließen“, „so“ usw.! Sollte lauten: Unvermeidlich, verringern, messen, verbinden, Teilwiderstand, getrennt anschließen, realisieren usw. Der Zweck des Dreileitersystems ist es, das Gerät mit Strom zu versorgen, wenn die Leistung, die über ein Zwei-Leiter-System bereitgestellt wird, nicht ausreicht. Der Vorteil des Vierleitersystems besteht darin, dass Stromversorgung und Leistung getrennt werden. Dadurch besteht keine Verbindung zwischen der Leistung des Geräts und der Signalstärke. Dies eignet sich für Sensoren mit hoher Leistung, wie z. B. Ultraschallsensoren – da diese zur Verbesserung der Störfestigkeit eine hohe Sendeleistung benötigen, sollte bei der Auswahl solcher Produkte unbedingt ein Vierleitersystem verwendet werden. Ein Zwei-Leitersystem weist in der Regel eine geringere Störfestigkeit auf; daher kann es nicht verwendet werden. Es muss unbedingt ein Vierleitersystem sein, mit zwei Leitungen für die Stromversorgung und zwei Leitungen für die Ausgabe. Identifizierung: „Stromversorgung und Leistung getrennt“ sollte lauten „Stromversorgung und Signale getrennt“. “Die Aussage, dass die Leistung des Geräts keinen Zusammenhang mit der Signalstärke hat, ist ungenau! Die Nennleistung des Messgeräts beträgt die Lastleistung plus die vom Gerät selbst verbrauchte Leistung; die Leistung der Signallast ist bereits in der Nennleistung des Messgeräts enthalten. “Auch der Satz „Um die Störfestigkeit zu erhöhen, wird daher eine hohe Sendeleistung verwendet“ ist nicht korrekt. Ultraschallgeräte verbrauchen viel Energie, um eine hohe Intensität des Ultraschallsignals zu erzielen. Dadurch erhält die Messstelle eine ausreichend starke Signalkraft und kann ein gutes Messergebnis erzielen. “„Störungsresistenz“ ist ein Begriff mit weitem Anwendungsbereich; er kann sich auf elektromagnetische Störungen, Störungen durch Umweltbedingungen oder Störungen durch ähnliche Störsignale beziehen. Störungsabwehrmaßnahmen sind komplexe, umfassende Maßnahmen und werden nicht allein durch eine höhere Leistung erreicht. “„2 Stromquellen, 2 Ausgänge“ sollte bedeuten: zwei Leitungen für die Stromversorgung und zwei Leitungen für die Signale. 3. Eine Drahtkonfiguration mit nur einer Verbindungsart: In der Familie der Sensoren gibt es neben den zweidrahtigen Sensoren auch dreidrahtige und vierdrahtige Sensoren ； Nicht nur Sensoren – auch Transmitter, Höhenmesser, Durchflussmesser usw. haben unterschiedliche Verkabelungsmethoden… Unterscheidung: Steuerungsarten und Verkabelungsmethoden sind zwei verschiedene Dinge; für jede Steuerungsart gibt es nur eine Verkabelungsmethode. 4. Das Kabelsystem hat nichts mit Störungen zu tun. Ursprünglicher Text: Was ist der Unterschied zwischen Zweileitersensoren und Dreileitersensoren? Im Vergleich zum Zweileitersystem und dem Dreileitersystem (eine Plus-Leitung, zwei Signalleitungen, wovon eine gemeinsam mit GND verbunden ist) sowie dem Vierleitersystem (zwei Plus- und Minus-Leitungen, zwei Signalleitungen) sind die Vorteile des Zweileitersystems wie folgt: Unterscheidung – Beim Dreileitersystem gibt es eine Stromversorgungsleitung (in der Regel 24VDC+), eine Signalleitung sowie eine gemeinsame Leitung für Strom und Signal. (1) Nicht anfällig für parasitäre Thermoelemente sowie für Spannungsabfälle entlang der Leitungen und Temperaturverschiebungen; es können daher sehr günstige, dünnere Leiter verwendet werden ； Es können erhebliche Kosten für Kabel sowie Installation eingespart werden ； Erkennung: Völlig falsch! Der Vorteil des Zweileitersystems ist, dass zur Stromversorgung und Signalübertragung nur zwei Leiter benötigt werden, wodurch Kabel eingespart werden. Was ist ein „parasitischer Thermoelement“? Unabhängig von der Anzahl der Leitungen gibt es immer eine Leitungsresistenz – das Zweileitersystem kann den Einfluss dieser Leitungsresistenz nicht verringern. “„Temperaturausgleich“ ist ein Parameter des Sensors, kein Parameter der Leitungsanordnung. (2) Wenn der Ausgangswiderstand der Stromquelle groß genug ist, hat die durch das Magnetfeld verursachte Spannung im Leiterkreis keinen nennenswerten Einfluss – schließlich ist der von Störquellen verursachte Strom äußerst gering. In der Regel reicht es aus, Verzweigungen zu verwenden, um die Störungen zu verringern ； Bei der Zweileitersystematik sowie der Dreileitersystematik müssen geschirmte Kabel verwendet werden. Die Schirmung dieser Kabel muss ordnungsgemäß geerdet sein ； Erkennung: Die Bedeutung dieses Satzes ist unklar. Auch wenn der Innendwiderstand der Stromquelle sehr hoch ist, bleibt die Signallast konstant – in der Regel 250 Ω. Störsignale können somit das Messsignal beeinflussen. Unabhängig von der Stärke des Stroms in den Leitungen hat das Auswirkungen. Andernfalls wären Maßnahmen zur Reduzierung von Störungen nicht notwendig. Elektromagnetische Induktion erzeugt einen Strom, nicht eine Spannung. Erkennung: Ob Schirmleitungen verwendet werden, hängt weder vom Zweidraht- noch vom Dreidrahtsystem ab, sondern von der Störumgebung. Es ist also nicht „notwendig“, Schirmleitungen zu verwenden. Im Allgemeinen werden bei Standard-Signalkabeln, in denen es keinen elektromagnetischen Feldweg gibt, keine Verdrahtung in Twisted-Pair-Form verwendet. “Die Aussage „ordnungsgemäß geerdet“ ist nicht genau – was gilt denn als ordnungsgemäß? (3) Kapazitive Störungen können zu Fehlern in der Empfängerwiderstandswertung führen. Bei einem 4–20 mA-Zweileitersystem beträgt der Empfängerwiderstand in der Regel 250 Ω (bei einer Abtastspannung von Uout = 1–5 V). Dieser Widerstand ist so gering, dass er keine signifikanten Fehler verursacht. Daher ist es möglich, längere Kabelstrecken zu verwenden als bei Systemen zur Spannungsübertragung ； Erkennung: Störungen verursachen Signalfehler, keine Fehler in der Widerstandswert des „Empfängers“. Die durch den Störstrom auf dem Signalwiderstand von 250 Ω entstehenden Signalfehler sind nicht zu vernachlässigen, weshalb Maßnahmen ergriffen werden müssen, um den Störstrom zu verringern. Länger und weiter als was im „Spannungs-Telemetriesystem“ ist die Länge des Kabels? (4) Jedes einzelne Anzeigegerät oder Aufzeichnungsgerät kann zwischen verschiedenen Kanälen mit unterschiedlicher Kabellänge umgeschaltet werden. Dadurch entstehen keine Unterschiede in der Genauigkeit aufgrund der unterschiedlichen Kabellängen. So wird eine dezentrale Datenerfassung ermöglicht. Der Vorteil der dezentralen Erfassung besteht darin, dass die Datenerfassung dezentral stattfindet, während die Steuerung zentral erfolgt. Erkennung: Dieser Text hat nichts mit dem Drahtsystem zu tun, noch weniger sind es Eigenschaften des Zweidrahtsystems. (5) Die Verwendung von 4 mA als Nullpegel macht es sehr einfach, einen offenen Schaltkreis sowie einen Kurzschluss oder einen beschädigten Sensor (Zustand von 0 mA) zu erkennen. Erkennung: Bei dem Standardsignal 4–20 mA stellt der Wert 4 mA nicht das „Nullniveau“ dar, sondern den Ausgangspunkt des gemessenen physikalischen Signals – also den Nullpunkt des Messsignals. Es ist einfacher, ein Nullsignal, den Startpunkt bei Null sowie Leitungsfehler vom ursprünglichen 0 mA zu unterscheiden. (6) An den beiden Ausgängen ist es sehr einfach, ein oder zwei Überspannungsschutzgeräte hinzuzufügen, was zur sicheren Schutz vor Blitzen und Überspannungen beiträgt. Erkennung: Die Installation von Überspannungsschutzgeräten hängt nicht vom Kabelsystem ab. Es gibt Varianten mit zwei, drei oder vier Leitungen sowie Ausführungen für unterschiedliche Schutzanforderungen. Blitzschutzgeräte haben nichts mit Explosionsschutz zu tun! 5. Das Signalverkabelungssystem unterscheidet sich von der Verkabelungsmethode der Wärmewiderstände. Erkennbar ist das Signalverkabelungssystem an der Anzahl der Leitungen, die zur Stromversorgung des Instruments sowie zur Übertragung der Standardsignale verwendet werden. Die Anzahl der Leitungen einer Wärmewiderstandssensore bezeichnet die Verbindungsart. Die beiden sind nicht dasselbe und dürfen nicht miteinander verwechselt werden. Das Signalverkabelungsschema der Instrumente ist fest vorgeschrieben und kann nicht geändert werden. Die Anzahl der Leitungen der Wärmewiderstände kann je nach Bedarf gewählt werden. Im Zweileitersystem gibt es keine Kompensation für die Leitungsresistenz; die Verkabelung ist einfach, doch es treten zusätzliche Fehler durch die Resistenz der Anschlussleitungen auf. Daher sind Wärmewiderstände der Klasse A nicht geeignet, und bei der Verwendung sollten Leitungen sowie Kabel nicht zu lang sein. Erkennung: Die richtige Aussage lautet: Bei der zweidrahtigen Verkabelung von Wärmewiderständen gibt es keine Ausgleichskompensation für die Leitungsresistenz, wodurch Messfehler durch die Leitungsresistenz entstehen können. Das Dreileitersystem verfügt über eine Kompensation der Leitungsresistenz, wodurch der Einfluss der Anschlussleitungen ausgeglichen werden kann. Dadurch ist die Messgenauigkeit höher als beim Zwei-Leitersystem. Als Prozessüberwachungselement wird es am häufigsten eingesetzt. Erkennung: Die richtige Aussage lautet: Bei der dreifachen Verkabelung von Wärmewiderständen gibt es Leitungen zur Ausgleichung, die zur Kompensation dienen und Messfehler, die durch den Widerstand der Leitungen entstehen, beseitigen können. Die Drei-Leiter-Verbindungsweise ist kein Prozessüberwachungselement, der folgende Satz ist unklar. Der Widerstandswert des Zweileitersensors sowie der Widerstandswert der Anschlussleitungen bilden gemeinsam den Ausgangswert des Sensors. Aufgrund der durch den Leitungsresistenz verursachten zusätzlichen Fehler liegen die tatsächlich gemessenen Werte höher. Dieser Sensor eignet sich für Anwendungen, bei denen keine hohe Messgenauigkeit erforderlich ist. Zudem sollte die Länge der Leitungen nicht zu groß sein. Erkennung: Die richtige Bezeichnung ist: Zweidraht-Anschlussmethode für Wärmewiderstände. Dreileitersystem: Es wird verlangt, dass die Querschnitte sowie die Längen der drei Leiter gleich sind. Der Schaltkreis zur Messung des Platinwiderstands ist in der Regel ein Ungleichgewichtsbrückenschaltkreis. Der Platinwiderstand fungiert dabei als Widerstand in einem der Brückenarme. Einer der Leiter wird mit der Stromversorgung des Brückenschaltkreises verbunden, die beiden anderen Leiter werden jeweils mit dem Brückenarm, in dem sich der Platinwiderstand befindet, sowie mit dem benachbarten Brückenarm verbunden. Wenn der Brückenschaltkreis im Gleichgewicht ist, hat die Änderung des Widerstands der Leiter keinerlei Einfluss auf das Messergebnis. Dadurch werden die durch den Widerstand der Leiter verursachten Messfehler beseitigt. Es muss sich jedoch um einen Brückenschaltkreis mit gleich langen Armen handeln – andernfalls kann der Einfluss des Leiterwiderstands nicht vollständig beseitigt werden. Die Verwendung des Dreileitersystems verringert die durch den Widerstand der Leiter verursachten zusätzlichen Fehler. In der Industrie wird in der Regel das Dreileitersystem verwendet. Erkennung: Die richtige Aussage lautet: Bei der dreifachen Anschlussmethode für Wärmewiderstände werden drei Leiter mit derselben Querschnittsfläche und Länge verwendet. Diese werden jeweils korrekt an die beiden Brückenarme der Messbrücke sowie an die Stromversorgungsanschlüsse angeschlossen, um den Einfluss des Leitungswiderstands auszuschließen. Da es für die Verkabelung und Anwendung der Geräte Anleitungen gibt und es sich nicht um die interne Verkabelung handelt, genügt es, die Verkabelung gemäß den Anleitungen korrekt durchzuführen. 6. Unterschiede bei der Verkabelung von Wärmewiderständen: Was sind die Unterschiede zwischen Wärmewiderständen im Zwei-Leiter-System, im Drei-Leiter-System und im Vier-Leiter-System? Erkennung: Wärmewiderstände haben kein Signalsystem, es gibt nur unterschiedliche Verbindungsmethoden. Derselbe Wärmewiderstand kann mit zwei-, drei- oder vieradrigen Anschlussmethoden verwendet werden. Im Zweileitersystem gibt es keine Kompensation für die Leitungsresistenz; die Verkabelung ist einfach, doch es treten zusätzliche Fehler durch die Resistenz der Anschlussleitungen auf. Daher sind Wärmewiderstände der Klasse A nicht geeignet, und bei der Verwendung sollten Leitungen sowie Kabel nicht zu lang sein. Das Dreileitersystem verfügt über eine Kompensation der Leitungsresistenz, wodurch der Einfluss der Anschlussresistzenzen beseitigt werden kann. Dadurch ist die Messgenauigkeit höher als beim Zwei-Leitersystem. Als Prozessüberwachungselement wird es am häufigsten eingesetzt. Das Vierleitersystem bezeichnet die Methode, bei der an beiden Enden des Wärmewiderstands jeweils zwei Leiter angeschlossen werden. Zwei dieser Leiter liefern einen konstanten Strom I an den Wärmewiderstand, wodurch R in ein Spannungssignal U umgewandelt wird. Das Spannungssignal U wird anschließend über die anderen beiden Leiter zum PLC übertragen. Diese Leitungsart kann den Widerstandseinfluss der Leitungen vollständig beseitigen, ist jedoch kostspielig und wird hauptsächlich für präzise Temperaturmessungen verwendet. Erkennung: Die genaue Bezeichnung lautet: Zweileit-, Dreileit- und Vierleitanschlussverfahren für Wärmewiderstände. “Als Prozessüberwachungselement sollte diese Verkabelung verwendet werden. 7、Zweileitiger Transmitter Ursprungstext: Was ist der Unterschied zwischen einem zweileitigen Transmitter und dreileitigen sowie vierleitigen Transmittern? Um einen Zweileitungs-Sender realisieren zu können, müssen gleichzeitig die folgenden Bedingungen erfüllt sein: 1. V ≤ Emin – Imax·RLmax. Die Ausgangsspannung V des Senders entspricht der festgelegten minimalen Versorgungsspannung abzüglich des Spannungsabfalls, der durch den Strom in der Lastwiderstand und im Übertragungsleiter entsteht. 2. I ≤ Imin: Die Nenndarstellstromstärke des Transmitters muss kleiner oder gleich der Ausgangssignalstromstärke des Transmitters sein. Genauer ausgedrückt: Die Nenndarstellstromstärke des Transmitters ist nichts anderes als die Stromstärke seines Ausgangssignals. Das ist eine inhärente Eigenschaft, keine Bedingung. 3. P < Imin(Emin – IminRLmax): Die minimale Leistungsaufnahme des Senders P darf den Wert in der obigen Gleichung nicht überschreiten; in der Regel liegt sie unter 90 mW. In der Formel: Emin = niedrigster Stromversorgungsspannungswert. Für die meisten Geräte gilt Emin = 24(1–5%) = 22,8 V. Die 5% stellen den zulässigen negativen Spannungsabfall bei einer Versorgungsspannung von 24 V dar ； Imax=20mA ； Imin=4mA ； RLmax=250Ω+Widerstand der Übertragungsleitungen. Wenn der Sender in seiner Konstruktion die oben genannten drei Bedingungen erfüllt, ist eine Zweileitungsübertragung möglich. Die sogenannte Zweileitersystematik bedeutet, dass die Stromversorgung und die Last in Reihe miteinander verbunden sind – es gibt dabei einen gemeinsamen Punkt. Die Signalübertragung sowie die Stromversorgung zwischen dem Feldsender und den Geräten im Kontrollraum erfolgen über zwei Leitungen. Diese beiden Leitungen dienen gleichzeitig als Stromleitungen und als Signalleitungen. Durch den Nennstrom von 4 mA.DC am Signalanfang verfügt der Zweipolig-Transmitter über einen konstanten Betriebsstrom. Zudem liegt der elektrische Nullpunkt des Messgeräts bei 4 mA.DC – dieser entspricht nicht dem mechanischen Nullpunkt. Dieser „aktive Nullpunkt“ erleichtert die Erkennung von Fehlern wie Stromausfällen oder unterbrochenen Verbindungen. Außerdem erleichtert das Zweipol-System die Verwendung von Sicherheitsgittern und trägt so zur Explosionssicherheit bei. Erkennung: Es gelten nur die beiden Bedingungen 1 und 3. Falls es sich um ein intrinsisch sicheres System handelt, muss außerdem der Spannungsabfall am Sicherheitsvorhang abgezogen werden. Die Definition des Zweileitersystems ist nicht „Quelle und Last sind in Reihe geschaltet und haben einen gemeinsamen Punkt“, sondern dass über zwei Leitungen gleichzeitig ein Standardsignal von 4–20 mA übertragen wird. Diese beiden Leitungen dienen sowohl als Stromversorgungsleitungen als auch als Signalleitungen. “„Signalkommunikation“ sollte „Signalübertragung“ lauten ； “Der „Elektrische Nullpunkt der Anzeige“ sollte der Ausgangspunkt des Signals sein. Der letzte Satz: „Das Zweikanalsystem erleichtert außerdem die Verwendung von Sicherheitsgittern“ – das stimmt nicht! Für das Zweileitersystem, Dreileitersystem und Vierleitersystem gibt es jeweils entsprechende Sicherheitsgitter für Inselstromsysteme – es spielt dabei keine Rolle, ob sie „praktisch“ sind. 8. Dreileitersender: Einige Hersteller von Messgeräten verwenden zur Verringerung des Volumens und Gewichts der Sender sowie zur Verbesserung der Störfestigkeit und zur Vereinfachung der Verkabelung eine Niedervolt-Wechselstromversorgung anstelle einer 220-V.-Wechselstromversorgung. Die Energie wird beispielsweise aus einer 24-V.-Gleichstromquelle bezogen. Durch die Niedervoltversorgung wird es möglich, die Negativleitung gemeinsam zu nutzen – dadurch entstehen Dreileitersender. Erkennung: Messgeräte mit drei Leitungen sind keine Abwandlungen von vierleitigen Messgeräten, die mit 220 V AC betrieben werden. Sie wurden auch nicht entwickelt, um das Volumen und das Gewicht des Transmitters zu verringern, sondern basieren auf den Anforderungen an die benötigte Stromversorgung des Messgeräts. Der Zweck der Versorgung mit 24 VDC ist es, Geräte, die mit 220 VAC betrieben werden, zu reduzieren und somit den Einsatz von unsicheren Spannungen zu verringern. Dreileitungsgeräte sind deshalb auch nicht widerstandsfähiger gegen Störungen als Vierleitungsgeräte. Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass aufgrund der unterschiedlichen Funktionsprinzipien und Strukturen der verschiedenen Transmitter verschiedene Produkte entstehen. Dies bestimmt wiederum die Verkabelungsformen der Transmitter – zweifach, dreifach oder vielfach. Für die Nutzer sollte bei der Auswahl unter Berücksichtigung der tatsächlichen Bedingungen des eigenen Unternehmens entschieden werden – beispielsweise hinsichtlich der Einheitlichkeit des Signalsystems, der Anforderungen an die Explosionssicherheit, der Anforderungen an die Empfangsgeräte sowie der Investitionskosten. Erkennung: Bei der Auswahl der Messgeräte muss man sich keine Sorgen um die Verkabelungsart machen – es genügt, die Kabel entsprechend dem gewählten Messgerät richtig anzuschließen. 9. Vierleitersender: Aufgrund der weit verbreiteten Anwendung des Signalsystems 4-20 mA.DC (1-5 V.DC) wird in Steuerungssystemen eine einheitliche Signalart gefordert, um eine einfache Verbindung zu gewährleisten. Daher sollen auch einige Geräte, die keine elektrischen Komponenten enthalten – wie z. B. Geräte für die Online-Analyse oder Geräte zur Messung mechanischer und elektrischer Größen – in der Lage sein, ein Signal im Format 4-20 mA.DC auszusenden. Aufgrund der komplexen Umwandlungslogik sowie des hohen Energieverbrauchs ist es jedoch schwierig, alle drei Anforderungen zu erfüllen. Deshalb kann man nicht auf das Zwei-Leitersystem zurückgreifen; stattdessen muss man einen externen Stromversorger verwenden, um einen Vierleitersender mit Ausgangssignal 4-20 mA.DC zu realisieren. Erkennung: Die Übertragung von Messsignalen muss immer in derselben Spezifikation erfolgen; andernfalls kann das Signalempfangsgerät das Signal nicht empfangen und erkennen – es handelt sich dabei nicht um ein Problem mit der Verbindung. Elektrische Kombiinstrumente gibt es auch im Vierleitersystem, beispielsweise die DDZⅡ-Typ-Instrumente. Meistens sind vieradrige Messgeräte solche, die mit 220 V AC betrieben werden, oder es handelt sich um Messgeräte, die eine hohe Leistung zur Stromversorgung benötigen. Der vierleitige Sender ist wie in Abbildung 2 dargestellt. Die Versorgungsspannung beträgt in der Regel 220 V AC; es gibt jedoch auch Modelle, die mit 24 V DC versorgt werden. Die Ausgangssignale sind 4–20 mA.DC mit einer Lastwiderstand von 250 Ω, oder 0–10 mA.DC mit einer Lastwiderstand von 0–1,5 kΩ ； Einige haben auch mA- und mV-Signale, aber der Lastwiderstand oder der Eingangswiderstand variiert je nach Ausgangsschaltungsdesign. Erkennung: Seit den 1980er Jahren verwenden alle vierleitigen Messgeräte das Standardsignal 4–20 mA und haben damit das Signalformat 0–10 mA DC abgelöst. Abgesehen davon, dass die Thermoelementssignale selbst erzeugte mV-Signale sind, gibt es keine standardmäßigen mV-Signale. Der Lastwiderstand des Ausgangssignalmessgeräts ist der Eingangswiderstand des Signalaufnahmegeräts und wird durch den Eingangskreis des Signalaufnahmegeräts sowie die Anforderungen der Signalerkennung bestimmt. Die meisten haben einen Wert von 250 Ω. Im Allgemeinen liegt der Wert zwischen 50 und 750 Ω – es ist nicht möglich, dass der Wert null ist. 10. Verkabelung der Geräte und Trennung der Signale: Es sei darauf hingewiesen, dass die 4–20 mA.DC-Signale, die von dreipoligen und vierpoligen Sendern erzeugt werden, aufgrund ihres Ausgangsschaltprinzips und ihrer Struktur anders sind als die Signale von zweipoligen Sendern. Deshalb muss berücksichtigt werden, ob der negative Ausgang dieser Sender mit dem negativen Leiter der 24-V-Stromversorgung verbunden werden kann – und ob eine gemeinsame Masse möglich ist. Falls nötig, können Trennmaßnahmen ergriffen werden, wie zum Beispiel das Einsatz von Verteilern oder Sicherheitsgittern, um eine gemeinsame Stromversorgung sowie eine gemeinsame Masse mit anderen Geräten zu ermöglichen und zusätzliche Störungen zu vermeiden. Erkennung: Die Verkabelung der Instrumente muss gemäß der Bedienanleitung vorgenommen werden und darf nicht willkürlich erfolgen. Auch auf Probleme wie „gemeinsames Land“ muss man keine Rücksicht nehmen. Die Gemeinsamkeit der Massepunkte der Geräte hat eine spezifische Bedeutung – es handelt sich dabei nicht um das Problem der „Gemeinsamen Masse“ für die Stromversorgung und die Signale der Geräte sowie um Fragen bezüglich der Verkabelung. Isoliermaßnahmen beinhalten den Einsatz von Isolatoren, nicht von Verteilern und Sicherheitsgattern. Die getrennte Sicherheitsbarriere hat eine Trennfunktion, doch ihr Hauptzweck ist es, ein intrinsisch sicheres System zu bilden. Der Einsatz von Trennmaßnahmen bedeutet nicht, dass die Geräte „gemeinsam mit einer Stromversorgung“ oder „gemeinsam mit einem Massepunkt“ verbunden sind – das ist ein weiteres wichtiges Thema: der Einsatz von Trennern. 11. Das Signalverkabelungssystem kann nicht geändert werden. Ursprünglicher Text: Da es also eine Zweileiters-, Dreileiters- und Vierleitersysteme gibt, können die Verkabelungsarten untereinander ausgetauscht werden? Schauen wir uns gemeinsam an, wie man von zwei auf vier Leitungen wechselt und von vier auf zwei? Aus dem Obigen geht hervor, dass verschiedene Arten von Transmittern existieren können – und dafür gibt es immer einen Grund. Andernfalls gäbe es nicht so viele verschiedene Varianten. Für den Benutzer ist es schwierig, die Art des Transmitters zu ändern; außerdem hat das auch wenig praktischen Sinn. Erkennung: Die Gestaltung des Instruments wird zum Produkt – dabei sind die Verkabelungsstandards feste Vorgaben, die nicht geändert werden können. Verschiedene Leitungsarten haben unterschiedliche Verwendungszwecke – das ist ein Aspekt, der bei der Konstruktion des Messgeräts berücksichtigt wird, nicht jedoch bei der Nutzung des Messgeräts. Die Verwendung des Instruments erfordert lediglich das Anschließen der Kabel gemäß der Anleitung. Wenn ein vieradriger Sender, der Signale im Bereich von 0–10 mA.DC überträgt, in einen zweidrigen Sender umgewandelt werden soll, ist das erste Problem die Nullstartstromstärke. Im Zustand mit null Strom kann der elektronische Verstärker des Senders keinen Betriebspunkt einstellen, wodurch eine ordnungsgemäße Funktion erschwert wird. Wenn eine Gleichstromquelle verwendet wird und die ursprüngliche konstantstromige Eigenschaft des Messgeräts beibehalten werden soll, dann beträgt der Widerstand des Rückkopplungsspulens bei einer Lastwiderstand von 0–1,5 KΩ etwa 2 KΩ. Wenn die Ausgangsspannung 10 mA beträgt, dann übersteigen die Spannungsabfälle in diesen beiden Komponenten 24 V. Das bedeutet, dass es mit einer Versorgungsspannung von 24 V.Gleichstrom nicht möglich ist, die konstantstromige Eigenschaft beizubehalten, wenn die Lastwiderstände im Bereich von 0–1,5 KΩ liegen. In diesem Fall ist auch eine Übertragung per Zweileitersystem nicht möglich. Erkennung: Bei der Serienfertigung der Geräte sind die Signalspezifikationen bereits festgelegt; der Benutzer kann sie nicht ändern. Es macht keinen Sinn, die Verkabelung der vorhandenen Instrumente zu ändern – und es ist auch nicht möglich, sie zu ändern. Jeder Versuch, etwas zu ändern, ist vergeblich.