Для преобразования унифицированных сигналов тока или напряжения в сигналы тока или напряжения на выходе, а также для их гальванической развязки и сигнализации по уровню сигнала НПФ «КонтрАвт» разработала преобразователь НПСИ-230-УНТ.
НПФ «КонтрАвт», г. Нижний Новгород
Преобразование унифицированных сигналов к единому типу/диапазону
Первая задача нормирующих преобразователей унифицированных сигналов НПСИ-230-УНТ (рис. 1, 2) – согласование устройств с различными типами сигналов и унификация сигналов в системе. НПСИ-230-УНТ, во-первых, преобразуют к единому виду различные типы и диапазоны входных сигналов, которые далее передаются на многоканальные модули ввода контроллеров, а во-вторых, проводят обратное преобразование выходных сигналов с контроллера в те типы и диапазоны аналоговых сигналов, с которыми работают исполнительные механизмы.
Рис. 1. Внешний вид НПСИ-230-УНТ – нормирующего измерительного преобразователя унифицированных сигналов с сигнализацией
Рис. 2. НПСИ-230-УНТ: габаритные размеры и крепление к DIN-рельсу
Включение в систему нормирующих преобразователей унифицированных сигналов НПСИ-230-УНТ для разных типов датчиков облегчает требования к многоканальным измерительным системам контроллера и обеспечивает гибкость при проектировании и наладке таких систем.
НПСИ-230-УНТ является конфигурируемым преобразователем. С помощью кнопок на передней панели прибора и цифрового светодиодного дисплея пользователь может задавать различные настройки: типы и диапазоны входного и выходного сигналов, вид функции сигнализации, аварийный уровень выходного токового сигнала и другие параметры. При этом один преобразователь может осуществлять как однотипное (например, ток в ток), так и перекрестное преобразование (например, ток в напряжение).
Таблица 1. Типы и диапазоны входных и выходных сигналов измерительного унифицированного преобразователя НПСИ-230-УНТ
Гальваническое разделение цепей и разветвление сигналов
Также нормирующие преобразователи НПСИ-230-УНТ решают задачу гальванического разделения цепей. Преобразователь обеспечивает гальваническую изоляцию по трем сечениям – входы/выходы/питание. Напряжение изоляции составляет 1500 В.
Преобразователь НПСИ-230-УНТ можно применять и для разветвления сигналов «1 в N». На выходе преобразователей появляется ряд дублированных гальванически развязанных сигналов, пропорциональных одному сигналу на входе. Обратим особое внимание: в зависимости от того, как именно сконфигурирован каждый преобразователь в отдельности, типы и диапазоны выходных сигналов могут быть разными, то есть отличаться между собой и от входного сигнала. Это преимущество для задачи разветвления сигналов. Если необходимо провести более простое разветвление «1 в 2» только унифицированного сигнала постоянного тока 4…20 мА, то можно воспользоваться специально предназначенным для этого модулем гальванической развязки НПСИ-200-ГР1.2.
Параметрическая сигнализация (по уровню сигнала)
Преобразователь НПСИ-230-УНТ имеет модификации, в которых контролируется уровень сигнала в системе и реализуется функция сигнализации с выходом на электромеханическом реле. Реле срабатывает при достижении входным сигналом заданного уровня. Визуально сигнализация отслеживается с помощью светодиодного индикатора «Сигнализация» на передней панели преобразователя.
Пользователь может выбрать четыре вида функции сигнализации (рис. 3):
1 – прямая функция. Реле срабатывает, если измеренный сигнал больше уставки. Если меньше – происходит сброс реле;
2 – обратная функция. Реле срабатывает, если измеренный сигнал меньше уставки. Если больше – происходит сброс реле;
3 – прямая функция с защелкой. Реле срабатывает, если измеренный сигнал больше уставки, и остается в этом состоянии до квитирования. Сброс реле осуществляется кнопками на передней панели преобразователя. Сбросить реле путем уменьшения входного сигнала или временным отключением преобразователя нельзя;
4 – обратная функция с защелкой. Реле срабатывает, если измеренный сигнал меньше уставки, и остается в этом состоянии до квитирования. Сброс реле осуществляется кнопками на передней панели преобразователя. Сбросить реле путем увеличения входного сигнала или временным отключением преобразователя также нельзя.
Уставку пользователь задает с помощью кнопок на передней панели преобразователя.
Рис. 3. Функции сигнализации
Обнаружение аварийных ситуаций
В условиях протекания технологического процесса могут возникать различные аварийные ситуации (рис. 4). Например, обрыв датчика (только в диапазоне входного сигнала 4…20 мА) или выход параметра входного сигнала за пределы допустимого диапазона преобразования, обрыв выходной цепи или превышение максимально допустимого сопротивления нагрузки (только в диапазоне входного сигнала 4…20 мА). Возможна и какая-либо внутренняя неисправность преобразователя, нарушающая целостность параметров энергонезависимой памяти.
Рис. 4. Обрыв датчика
Все эти аварийные ситуации нормирующий преобразователь НПСИ-230-УНТ способен своевременно обнаружить. Для этого предназначена аварийная (или функциональная) сигнализация. При возникновении аварийной ситуации преобразователь переводит выходной сигнал в аварийное состояние – высокое или низкое. Какой именно уровень сигнала (высокий или низкий) считать аварийным, определяет пользователь и задает его при конфигурировании преобразователя. Аварийные уровни приведены в табл. 2.
Таблица 2. Границы диапазона выходных сигналов
Таким образом, при возникновении аварийной ситуации преобразователь:
- формирует аварийный уровень выходного сигнала и отображает его на барграфе на передней панели. Формирование аварийного уровня выходного сигнала позволяет внешним измерительным системам по величине сигнала определять наличие аварийной ситуации;
- сигнализирует об аварийной ситуации миганием индикатора «Авария» и отображением кода аварии на светодиодном дисплее.
Схемы подключения
Возможные схемы подключения входных и выходных сигналов к нормирующему преобразователю НПСИ-230-УНТ приведены на рис. 5. На входе и выходе преобразователя могут быть как активные, так и пассивные сигналы.
Рис. 5. Схема подключения НПСИ-230-УНТ
На входе возможно подключение токового сигнала по двухпроводной (активный или пассивный) или трехпроводной (активный) схемам и сигнала напряжения по двухпроводной схеме (активный). Если источник сигнала пассивный, то его питание обеспечивается встроенным в преобразователь блоком питания (см. рис. 5).
На выходе преобразователя могут формироваться не только активный, но и пассивный токовый сигнал либо сигнал напряжения (см. рис. 5).
При необходимости в процессе конфигурирования можно задать время усреднения входного сигнала (постоянную времени фильтра низких частот). Данный фильтр предназначен для подавления высокочастотных помех в сигнале.
Размещение и подключение преобразователя
Конструктивно измерительные преобразователи НПСИ-230-УНТ выполнены в корпусе с габаритными размерами (Г × В × Ш) 115 × 110 × 22,5 мм, который обеспечивает монтаж на DIN-рельс 35 мм по стандарту EN 50 022 (рис. 6).
Рис. 6. Монтаж на DIN-рельс
Ширина корпуса преобразователя 22,5 мм обеспечивает экономию места в монтажном шкафу. При вертикальном расположении допускается плотный монтаж нескольких преобразователей без зазоров между их корпусами. Горизонтальную компоновку допускается использовать только с зазором между корпусами не менее 10 мм. Электрические соединения осуществляются с помощью разъемных винтовых клемм. Они обеспечивают простой и удобный монтаж.
Характеристики
Нормирующий преобразователь НПСИ-230-УНТ обеспечивает:
- высокую точность преобразования 0,1 %;
- высокую температурную стабильность 0,005 %/˚C;
- эксплуатацию в расширенном диапазоне рабочих температур от –40 до +70 °C.
Питание нормирующих преобразователей НПСИ-230-УНТ в зависимости от модификации производится либо от сети переменного напряжения 220 В (допустимый диапазон рабочих напряжений 85…265 В), либо от постоянного напряжения 24 В (допустимый диапазон рабочих напряжений 10…42 В).
Системы обозначений и модификации
Рассмотрим систему обозначений модификаций нормирующего преобразователя НПСИ-230-УНТ (рис. 7). Отдельно обратим внимание на то, что во всех стандартных модификациях НПСИ-230-УНТ уже реализовано высокоскоростное малошумящее исполнение, которое в предыдущей модели НПСИ-УНТ присутствовало только в некоторых модификациях. Таким образом, необходимость в таких отдельных модификациях для модели НПСИ-230-УНТ отпала и они сняты с производства.
Рис. 7. Обозначение модификаций нормирующего преобразователя НПСИ-230-УНТ
Нормирующие преобразователи НПСИ-230-УНТ (так же, как и вся продукция НПФ «КонтрАвт») предоставляются в опытную эксплуатацию, поэтому пользователь имеет возможность опробовать преобразователи в работе, оценить их характеристики и принять обоснованное решение об их применении.
Опубликовано в журнале «ИСУП» № 3(123)_2026
А. Г. Костерин, генеральный директор,
НПФ «КонтрАвт», г. Нижний Новгород,
тел.: +7 (831) 260-1308,
эл. адрес: salescontravt.ru
Иллюстрации предоставлены ООО НПФ «КонтрАвт»
_big.jpg'); "2(116)_small.jpg")
