I/O-MODULE MIT UNIVERSELLEN ANALOGEN EINGÄNGEN ODER TEMPERATURTRANSMITTERN - WAS IST DIE RICHTIGE WAHL?

Hallo! Dies ist der zweite Artikel aus unserer „Was soll ich wählen?“-Reihe. Heute besprechen wir, was ein Temperaturtransmitter ist, warum er benötigt wird und wann es praktischer ist, Module mit universellen analogen Eingängen anstelle eines Temperaturtransmitters zu verwenden. Wir werden die Vor- und Nachteile dieser beiden Optionen sowie ihre Anwendungen in zentralen und dezentralen Systemen näher betrachten.

WAS IST EIN TEMPERATURTRANSMITTER UND WARUM WIRD ER BENÖTIGT?

Temperaturtransmitter sind so konzipiert, dass sie Signale von resistiven Temperaturfühlern (RTD) und Thermoelementen (TC) in einheitliche Strom- (4-20 mA) oder Spannungssignale (0(1)-10 VDC) umwandeln. Durch die Vereinheitlichung der Signale können die Kosten für Thermoelement-Spezialkabel gesenkt, der Einfluss elektromagnetischer Störungen beseitigt, der Anschluss von Sensoren an SPS vereinfacht und die Kommunikationslänge zwischen Sensor und Messgerät erhöht werden.

1. Um Thermoelemente an Messgeräte anzuschließen und die Messgenauigkeit zu gewährleisten, werden spezielle Kabel verwendet, die aus den gleichen Legierungen bestehen wie die Thermoelemente selbst, z. B. die Typen K, J, T usw. Sie sind erheblich teurer als gewöhnliche Kupferkabel, die für Kommunikationsleitungen mit 4-20 mA oder 0-10 V verwendet werden.
2. Das nicht normalisierte Signal am RTD- oder TC-Ausgang unterliegt verschiedenen Störungen, die Fehler in den Prozess einbringen. Der Temperaturtransmitter filtert diese Störungen heraus. Mit Standard-Filtersignalen erhält man genauere und stabilere Daten, was für wichtige Prozessanwendungen von entscheidender Bedeutung ist.

GERÄT	ART DES AUSGANGSSIGNALS	SIGNALBILD
Temperaturtransmitter	4-20 mA oder 0-10 VDC
TC oder RTD	Ω, mV

3. Nicht alle SPS und I/O-Module unterstützen eine direkte TC- oder RTD-Verbindung, aber fast alle Geräte unterstützen die Standardsignale 4-20 mA oder 0-10 V.
4. Bei Thermoelementen und RTDs gibt es Einschränkungen hinsichtlich der Länge der Kommunikationsleitung (TC bis zu 20 Meter, RTD bis zu 100 Meter). Durch den Einsatz eines Temperaturtransmitters kann die Kommunikationslänge auf bis zu 800 Meter erhöht werden.

Im akYtec-Katalog gibt es zwei Modifikationen von Temperaturtransmittern: NPT3 und NPT4. Der Hauptunterschied zwischen diesen Geräten besteht in der Montagemöglichkeit: NPT3 wird im Inneren des Sensors mit einem speziellen Gehäuse montiert, während NPT4 auf einer DIN-Schiene im Schaltschrank montiert wird. In Situationen, in denen der Sensor extremen Temperaturen ausgesetzt ist, ist es besser, den externen NPT4 zu verwenden, da der NPT3 einen begrenzten Betriebstemperaturbereich (-40...+85 °C) hat.

GERÄT	ELEKTRISCHE ANSCHLÜSSE
NPT3
NPT4

Nachdem wir die Besonderheiten des Temperaturtransmitters kennengelernt haben, kommen wir nun zum zweiten Teil unseres Artikels.

I/O-MODULE vs. TEMPERATURTRANSMITTER

Stellen Sie sich eine Situation vor, in der eine große Anzahl von Sensoren (50-100 oder mehr) über verschiedene Standorte in einer Produktionsanlage verteilt ist. Die Installation einer SPS an jedem Standort ist zu kostspielig und ineffizient, und das Verlegen von Kommunikationsleitungen über eine große Entfernung von jedem Sensor zu einer zentralen SPS erhöht das Risiko von Datenfehlern aufgrund von Störungen.

Ist es in dieser Situation sinnvoll, Temperaturtransmitter zu verwenden? Gibt es eine Möglichkeit, die Verlegung eines Kabels von jedem Sensor zur SPS zu vermeiden?

Dieses Problem kann durch den Einsatz von Eingangsmodulen mit universellen analogen Eingängen gelöst werden, die in der Nähe der Sensorgruppe platziert werden.

Durch den Einsatz von akYtec-Modulen mit universellen analogen Eingängen wird das Automatisierungssystem vereinfacht, flexibler und skalierbarer, die Verkabelungskosten werden gesenkt und der Einsatz von Temperaturtransmittern wird überflüssig.

Die akYtec I/O-Module sind in zwei Serien unterteilt: Mx110 mit RS485 und Mx210 mit Ethernet. In jeder Serie gibt es Module mit universellen analogen Eingängen: MV110-24.8A und MV210-101, an die bis zu acht TCs oder RTDs direkt angeschlossen werden können.

GERÄT	INTERFACE & UNTERSTÜTZTE PROTOKOLLE	SIGNALBILD	DISTANZ	SIGNAL-TYP
MV110-24.8A	RS485 Modbus RTU, ASCII	Bis zu 115200 bit/s	Bis zu 1200 m	RTD, TC, 0-5 mA, 0(4)-20 mA, 0-1 V, 0…(2)5 kOhm, Schaltkontakte
MV210-101	Ethernet Modbus TCP, MQTT, SNMP	Bis zu 100 Mbit/s	Bis zu 100 m pro Segment	RTD, TC, 0-5 mA, 0(4)-20 mA, 0-1 V, 25…900(2000) Ohm, Schaltkontakte

Vergleich der wichtigsten Parameter von Modulen und Temperaturtransmittern

Fazit

Die Wahl zwischen den in diesem Artikel vorgestellten Geräten hängt von den Anforderungen und dem Umfang Ihres Automatisierungssystems ab.

Die Module Mx110 und Mx210 sind ideal für komplexe Multisensor-Umgebungen, die eine fortschrittliche Kommunikation und Datenlogging erfordern. Sie bieten Vielseitigkeit, Skalierbarkeit und hohe Genauigkeit, wenngleich sie komplizierter einzurichten sein können.

Temperaturtransmitter eignen sich besser für einfache Anwendungen mit einer geringen Anzahl von Sensoren, bei denen Benutzerfreundlichkeit, niedrige Kosten und kompakte Größe wichtig sind. Transmitter bieten eine zuverlässige und einfache Umwandlung von Sensorsignalen in analoge Standardsignale.