Sicher getrennt

Technik Industrieelektronik

Trennverstärker – Universal-Trennverstärker spielen in dezentralen Systemen eine sehr wichtige Rolle. Nur so lässt sich die Signalflut sicher und genau beherrschen, und das über einen weiten Spannungs- und Strombereich hinweg.

16. Februar 2012

Im Anlagenbau wandelt sich der früher übliche, zentral positionierte Schaltschrank mit allen Komponenten in kleinere dezentrale Einheiten vor Ort. Dies stellt neue Anforderungen an die Komponenten, da trotz Platzmangel gleichzeitig der Funktionsumfang steigt.

Im Bereich der Universal-Trennverstärker bietet sich das Modell Jumpflex 857-402 von Wago an. Christoph Heidenreich, dort als Leiter Interface Electronic tätig: »Mit diesen Geräten ist es uns gelungen, die sehr hohe Anzahl von 456 Kombinationen aus Eingangs- und Ausgangssignalen, die alle werksseitig abgeglichen sind, in einem nur sechs Millimeter schmalen Gehäuse unterzubringen.

Dies ist bei analog aufgebauten Geräten bisher unerreicht.« Auch wenn der Anwender den Messbereich von 0 bis 20 auf 4 bis 20 Milliampere umschaltet, arbeitet der Trennverstärker mit einer gleichbleibend hohen Genauigkeit. Der Übertragungsfehler beträgt konstant maximal 0,08 Prozent. Über einen Teach-In-Schalter lässt sich der komplette Messbereich skalieren, ohne dass ein Endanschlag Werte begrenzt und einen Messstreckenabgleich erschwert.

»Auch der Eingangsspannungsbereich von plusminus 60 Millivolt bis 200 Volt und der Eingangsstrombereich von plusminus 0,3 bis 100 Milliampere waren im Markt bisher im 6-Millimeter-Gehäuse nicht zu erreichen«, ergänzt Heidenreich, »das konturengleiche Gehäusekonzept der Jumpflex-Familie mit Federklemmanschlusstechnik lässt sich zudem einfach anschließen und mit Nachbargeräten brücken.«

Da beim Trennverstärker der Zero-Span-Abgleich über einen Drück-Schiebe-Schalter realisiert ist, kommt er ohne Potentiometer aus. Damit lässt sich der komplette Messbereich von -200 bis +200 Volt stufenlos einstellen und wird nicht durch einen Endanschlag einschränkt. Als reines analoges Gerät treten am Analogausgang keine Digitalisierungseffekte auf. Die Messstrecke gleicht der Anwender über einen Drück-Schiebe-Schalter ab, der in drei Richtungen beweglich ist.

Durch senkrechtes Drücken nach unten gelangt er in den Abgleichmodus und wechselt so zwischen dem Zero- und Span-Abgleich sowie zwischen Grob- und Feineinstellung. So erreicht er schnell den gewünschten Modus und kann den Schwellwert durch Betätigen nach oben oder unten einstellen. Ein weiteres Drücken speichert den Wert. Farbige LEDs zeigen vorgenommene Einstellungen an.

Für jede Anwendung steht die passende Signalkombination zur Verfügung – ob als bipolares Signal oder als klassisches Analogsignal bis hin zu Sondersignalen zum Beispiel bei batteriebetriebenen Fahrzeugen, mit Spannungen bis zu 180 Volt DC. Durch den Verzicht auf ein Potentiometer ist der Jumpflex-Trennverstärker unempfindlich gegen Vibrationen. Einmal eingestellte Werte bleiben auch in rauer Umgebung erhalten.

Sicher gegen Aufbrennen

Der Trennverstärker besitzt eine reversible Sicherung im Stromeingang, die über einen Bereich von plusminus 100 Milliampere vor Überlastung schützt. Ohne diese Sicherung könnte der Trennverstärker bei einem Kurzschluss eingangsseitig aufbrennen und dadurch unbrauchbar werden. Sie unterbricht im Überlastfall den Stromkreis und schließt ihn selbsttätig wieder, sobald die Überlast verschwunden ist; anschließend arbeitet der Trennverstärker zuverlässig weiter.

Durch die integrierte Clipping-Funktion begrenzt das Gerät Messsignale, die außerhalb des erwarteten Normbereiches liegen. So lässt sich sicherstellen, dass nachgeschaltete Geräte keine unbrauchbaren Signale erhalten. Aktiviert wird die Funktion durch das Umlegen eines einzigen Dip-Schalters.

Der Trennverstärker arbeitet anschließend im begrenzenden Clipping-Modus und »friert« das Ausgangssignal beim erreichten Messbereichsanfangs- oder -endwert ein. Die Clipping-Funktion lässt sich jederzeit deaktivieren, um die Ausgangsgröße wieder dem Eingangssignal des angeschlossenen Sensors folgen zu lassen, auch über die Messbereichsgrenzen hinaus.

Das Gehäusekonzept basiert auf vier Anschlussebenen mit acht Cage-Clamp-S-Anschlüssen. Die konturengleiche Bauform der Geräte ermöglicht das einfache Brücken zu unmittelbar benachbarten Geräten. Dieser mechanische Aufbau bildet das Fundament für die innen liegende Messelektronik. Ziel ist ein abgestimmtes Zusammenspiel von Gehäuse und Elektronik.

»Wir sehen den Trennverstärker in vielen industriellen Bereichen wie Maschinenbau, Energietechnik oder

Prozessindustrie«, erklärt Christoph Heidenreich. »Wichtige Argumente für ein weites Einsatzgebiet sind der breite Temperaturbereich von -25 bis 70 Grad Celsius und das umfangreiche Jumpflex-Produktprogramm.«

Dieses umfasst neben Trennverstärkern und Temperaturmessumformern auch Frequenz- und Strommessumformer sowie Relais- und Optokopplerbausteine. »In Kombination mit der reversiblen Sicherung, der Clipping-Funktion und dem Zero-Span-Abgleich bieten sich dem Kunden Einsatzmöglichkeiten und Synergien in nie dagewesener Vielfalt. Damit setzt Wago aktuell den Maßstab in der 6-Millimeter-Klasse der Messumformer.«

Erschienen in Ausgabe: 01/2012