Mise à la terre du signal qui protège les boucles HART Yokogawa et Phoenix Contact
La mise à la terre de protection contribue à la sécurité des personnes. La mise à la terre et le blindage des signaux contribuent à la fiabilité des mesures 4–20 mA et de la communication HART. Ils ont des fonctions différentes, et l'agencement correct dépend de l'instrument et de la conception du site.
Quelle est la différence entre mise à la terre de protection, équipotentialité et mise à la terre des signaux ?
La mise à la terre de protection fournit un chemin au courant de défaut, conformément à la conception de l'installation. L'équipotentialité relie les parties conductrices accessibles afin de limiter les différences de potentiel dangereuses. La mise à la terre des signaux établit une référence ou une terminaison de blindage pour les circuits de mesure. Ne modifiez pas les connexions de terre de protection pour remédier au bruit. Consultez les schémas du site, les exigences électriques et relatives aux zones dangereuses applicables, ainsi que les instructions des fabricants des appareils avant de modifier une boucle.
Pourquoi une boucle 4–20 mA / HART peut-elle présenter des mesures parasitées ?
Un transmetteur de pression intelligent tel que le Yokogawa EJA530E transmet une valeur analogique de procédé sur sa boucle de courant ; un signal HART est superposé à cette boucle lorsque cette fonction est prise en charge et configurée. Les interférences, une alimentation de boucle insuffisante, une résistance excessive, de mauvaises terminaisons ou un agencement de blindage inadapté peuvent perturber la mesure ou la communication. Une mesure analogique présente ne suffit pas, à elle seule, à prouver que la communication HART fonctionne correctement.
Comparez la mesure au niveau du transmetteur et du système de contrôle, vérifiez la tension de boucle et la résistance totale par rapport aux spécifications du transmetteur et du communicateur concernés, puis vérifiez l'exigence de charge HART. Une résistance de 250 Ω est couramment utilisée pour la communication HART, mais n'en ajoutez une que si l'entrée installée et la documentation de l'appareil l'exigent.
Le blindage du câble doit-il être mis à la terre à une seule extrémité ou aux deux ?
Pour de nombreuses boucles d'instrumentation analogiques basse fréquence, la conception du site prévoit de raccorder le blindage à une extrémité désignée côté salle de contrôle et de l'isoler côté terrain afin d'éviter tout courant de blindage involontaire. Il ne s'agit pas d'une règle universelle : les pratiques CEM haute fréquence, les conceptions pour zones dangereuses, la protection contre les surtensions, les presse-étoupes et les instructions du fabricant peuvent exiger un autre agencement. Inspectez les deux extrémités et suivez le schéma de boucle approuvé au lieu de déconnecter par défaut le blindage côté terrain.
Maintenez les câbles de signaux séparés des câbles d'alimentation et des câbles des variateurs de fréquence conformément aux normes de l'usine. Utilisez du matériel adapté pour la terminaison des blindages plutôt que de longs brins improvisés lorsque les performances haute fréquence sont importantes. Les borniers Phoenix Contact peuvent faire partie d'une architecture de répartition, mais vérifiez la fonction prévue du produit concerné avant de l'utiliser pour la terminaison d'un blindage. Lorsque l'exposition aux surtensions est préoccupante, évaluez un dispositif de protection contre les surtensions Phoenix Contact spécifié de manière appropriée, en fonction des exigences de la boucle et de l'installation.
Comment tester la mise à la terre sans risquer d'endommager l'instrument ?
Après évaluation de la boucle et autorisation des travaux, inspectez la continuité du blindage, les points de terminaison, l'équipotentialité de l'armoire, le cheminement des câbles, la tension de boucle et les tendances de qualité de l'entrée. En cas de correction d'un défaut documenté, consignez les mesures avant et après intervention. Ne déconnectez jamais une terre de protection comme solution de dépannage rapide. N'appliquez pas de mégohmmètre à des composants électroniques raccordés, à des appareils HART, à des barrières de sécurité intrinsèque ou à des protecteurs contre les surtensions ; isolez l'équipement et suivez d'abord la procédure d'essai approuvée par le fabricant.
Qu'est-ce qui garantit une référence fiable pour un signal analogique ?
Suivez l'architecture de mise à la terre de l'usine et les schémas de répartition approuvés. Rendez les chemins de référence des signaux intentionnels, recherchez les liaisons involontaires et vérifiez que les circuits à sécurité intrinsèque utilisent, lorsque cela est requis, des barrières ou des isolateurs galvaniques correctement spécifiés. Mesurez les différences de potentiel uniquement au moyen d'une méthode approuvée et interprétez les mesures par rapport aux limites de conception du site ; aucune valeur cible unique en millivolts ne s'applique à toutes les installations.
Que doit faire l'équipe de maintenance en premier ?
Auditez une boucle concernée, du transmetteur à la carte d'entrée. Confirmez que l'équipotentialité de protection reste intacte, vérifiez les terminaisons du blindage par rapport aux schémas, contrôlez l'alimentation de la boucle et la charge de communication HART, puis comparez les tendances avant et après toute modification autorisée. Documentez l'agencement vérifié afin que la prochaine intervention de maintenance ne reproduise pas le défaut.
Auteur : Chen Xiaodong est ingénieur en automatisation industrielle et possède plus de 10 ans d'expérience dans les automates programmables, les systèmes DCS et les systèmes de contrôle.
