Messa a terra del segnale che protegge i circuiti HART Yokogawa e Phoenix Contact
La messa a terra dell'alimentazione mantiene le persone al sicuro. La messa a terra e la schermatura dei segnali contribuiscono a mantenere affidabili le misurazioni da 4–20 mA e la comunicazione HART. Hanno scopi diversi e la configurazione corretta dipende dallo strumento e dalla progettazione del sito.
Qual è la differenza tra messa a terra di protezione, equipotenzialità e messa a terra del segnale?
La messa a terra di protezione fornisce un percorso per la corrente di guasto come richiesto dalla progettazione dell'impianto. L'equipotenzialità collega le parti conduttive esposte per limitare differenze di potenziale pericolose. La messa a terra del segnale stabilisce un riferimento o una terminazione della schermatura per i circuiti di misura. Non modificare i collegamenti di terra di protezione per risolvere i disturbi. Prima di modificare un loop, verificare gli schemi del sito, i requisiti elettrici e quelli applicabili alle aree pericolose, nonché le istruzioni dei produttori dei dispositivi.
Perché un loop 4–20 mA / HART può mostrare letture disturbate?
Un trasmettitore di pressione intelligente come il Yokogawa EJA530E comunica il valore analogico di processo sul proprio loop di corrente; quando supportato e configurato, un segnale HART viene sovrapposto a tale loop. Interferenze, alimentazione del loop insufficiente, resistenza eccessiva, terminazioni inadeguate o una disposizione della schermatura non idonea possono disturbare la misura o la comunicazione. Una lettura analogica presente non dimostra di per sé che la comunicazione HART sia corretta.
Confrontare la lettura presso il trasmettitore e il sistema di controllo, verificare la tensione del loop e la resistenza totale rispetto alle specifiche del trasmettitore e del comunicatore specifici e verificare il requisito di carico HART. Una resistenza da 250 Ω viene comunemente utilizzata per la comunicazione HART, ma aggiungerla solo quando lo richiedono l'ingresso installato e la documentazione del dispositivo.
La schermatura del cavo deve essere collegata a terra a un'estremità o a entrambe?
Per molti loop di strumenti analogici a bassa frequenza, la progettazione del sito prevede la terminazione della schermatura all'estremità designata della sala controllo e il suo isolamento all'estremità di campo, per evitare correnti indesiderate nella schermatura. Non si tratta di una regola universale: le pratiche EMC ad alta frequenza, le progettazioni per aree pericolose, la protezione contro le sovratensioni, i pressacavi e le istruzioni del produttore possono richiedere una disposizione diversa. Ispezionare entrambe le estremità e seguire lo schema del loop approvato invece di scollegare per impostazione predefinita la schermatura all'estremità di campo.
Tenere i cavi di segnale separati dai cavi di alimentazione e da quelli dei variatori di frequenza secondo gli standard dell'impianto. Utilizzare hardware idoneo per la terminazione della schermatura invece di lunghi pigtail improvvisati quando sono importanti le prestazioni ad alta frequenza. I morsetti Phoenix Contact possono rientrare in una configurazione di marshalling, ma verificare la funzione prevista del prodotto specifico prima di utilizzarlo per la terminazione della schermatura. Quando l'esposizione alle sovratensioni costituisce un problema, valutare un dispositivo di protezione contro le sovratensioni Phoenix Contact adeguatamente specificato rispetto ai requisiti del loop e dell'installazione.
Come si può verificare la messa a terra senza rischiare lo strumento?
Dopo aver valutato il loop e autorizzato l'intervento, ispezionare la continuità della schermatura, i punti di terminazione, l'equipotenzialità dell'armadio, il percorso dei cavi, la tensione del loop e gli andamenti della qualità dell'ingresso. Registrare le misure prima e dopo la correzione di un difetto documentato. Non scollegare mai una terra di protezione come scorciatoia per la ricerca dei guasti. Non applicare un megohmetro a dispositivi elettronici collegati, dispositivi HART, barriere a sicurezza intrinseca o dispositivi di protezione contro le sovratensioni; isolare l'apparecchiatura e seguire prima la procedura di prova approvata dal produttore.
Che cosa rende affidabile il riferimento di un segnale analogico?
Seguire l'architettura di messa a terra dell'impianto e gli schemi di marshalling approvati. Mantenere intenzionali i percorsi di riferimento del segnale, verificare l'assenza di collegamenti indesiderati e confermare che i circuiti a sicurezza intrinseca utilizzino barriere o isolatori galvanici correttamente specificati, ove richiesto. Misurare le differenze di potenziale solo utilizzando un metodo approvato e interpretare le letture rispetto ai limiti di progettazione del sito; non esiste un unico valore obiettivo in millivolt applicabile a ogni installazione.
Che cosa deve fare per prima cosa il team di manutenzione?
Verificare un loop interessato, dal trasmettitore alla scheda di ingresso. Confermare che l'equipotenzialità di protezione sia ancora integra, verificare le terminazioni della schermatura rispetto agli schemi, controllare l'alimentazione del loop e il carico della comunicazione HART e confrontare gli andamenti prima e dopo qualsiasi modifica autorizzata. Documentare la configurazione verificata affinché il guasto non venga riprodotto durante il successivo intervento di manutenzione.
Autore: Chen Xiaodong è un ingegnere dell'automazione industriale con oltre 10 anni di esperienza in PLC, DCS e sistemi di controllo.
