Sådan foregår signalbehandling inden for industriel automation

 

Hvorfor er signalbehandling nødvendigt?

Udgangssignaler fra følere og instrumenter, der bruges ved måling af industrielle procesværdier, har ofte en lav amplitude og er modtagelige for støj og interferens.

Uden en korrekt signalbehandling kan disse påvirkede signaler afvige fra en nøjagtig gengivelse af den målte værdi på det tidspunkt, hvor de når kontrolsystemet.

Desuden kan processignaler være inkompatible med interfaceudstyr, hvilket kræver konvertering eller ændringer for at opnå en velfungerende forbindelse.
 

Hvilken funktion har signalbehandlingsenheder?

Signalbehandlingsenheder kan manipulere processignaler med lav amplitude. De kan isolere, forstærke, filtrere, konvertere og splitte signaler, gøre dem lineære og ændre dem, så der sikres et robust og kompatibelt udgangssignal til forbundet udstyr. Væsentlige eksempler er fx signalisolation i støjende/EMC-miljøer, konvertering af signaler fra termoelementer og encodere og strømforsyning til 2-trådstransmittere.
 

Typiske eksempler på signalbehandlingens funktioner:

• Signalisolation i støjende/EMC-miljøer
• Konvertering af mV-signalet fra et termoelement til et 4-20 mA-strømsignal
• Konvertering af et hastighedssignal fra en encoder til et 4-20 mA-signal
• Konvertering af et modstandsudgangssignal fra en niveautransmitter til 0-10 VDC
• Splitning af et 4-20 mA-signal for at opnå to identiske udgange
• Strømforsyning til 2-trådstransmittere
   

Hvor installeres signalbehandlingsenheder?

Interfaces til signalbehandling placeres typisk mellem en føler/et målepunkt og en indgang til et kontrolsystem.
 

Desuden spiller disse enheder en afgørende rolle, når de placeres strategisk mellem et kontrolsystems udgang og enheder som fx ventiler eller aktuatorer. I denne vigtige position tilpasser signalbehandlingen udgangssignalerne, så de præcist matcher de egenskaber, der er påkrævet for at drive forbundne udgangsenheder. Denne bevidste placering optimerer kommunikationsvejene i det industrielle system og giver teknikere fleksibiliteten til at finjustere signalegenskaberne på afgørende steder i processen.

I sidste ende fungerer signalbehandlingsenheder som beskyttere af signalintegritet og -pålidelighed og er strategisk placeret, så de øger effektiviteten i industriel automation.
 

Kan signalbehandlingsenheder bruges til applikationer i farlige områder?

Ja, signalbehandling er relevant til farlige gas- og støvapplikationer, hvor processignaler måles i potentielt eksplosive atmosfærer. Relevante interfaces til signalbehandling er certificeret ud fra installationsstedet og de valgte beskyttelsesmetoder såsom Ex-barrierer eller egensikre galvaniske isolatorer. 
 

Tilfælde, hvor signalbehandling er nødvendig

1. Lav amplitude og modtagelighed for støj
   
   Udfordring: 
   Udgangssignaler fra industrielle følere og instrumenter, såsom de instrumenter, der måler temperatur, tryk, flow og niveau, starter ofte som signaler med lav amplitude.
   
   Problem:
   Disse signaler med lav amplitude er sårbare over for støj og interferens under transmission.
   
   
2. Risiko for afvigelser ift. nøjagtigheden
   
   Udfordring:
   Ved fravær af signalbehandling risikerer disse påvirkede signaler at afvige fra en nøjagtig gengivelse af den målte værdi.
   
   Problem:
   Støj og interferens kan forvrænge det oprindelige signal og kompromittere troværdigheden af data, som i sidste ende når kontrolsystemet.
   
   
3. Inkompatibilitet med interfaceudstyr
   
   Udfordring:
   Processignaler kan, selv når de måles nøjagtigt, være inkompatible med kontrolsystemets interfaceudstyr.
   
   Problem:
   Uden tilstrækkelig signalbehandling kan kontrolsystemet have besvær med at fortolke eller anvende disse signaler effektivt.
   
   
4. Konvertering eller modificering for at opnå en velfungerende forbindelse
   
   Udfordring:
   Inkompatible signaler kræver konvertering eller ændring for at sikre en velfungerende forbindelse til kontrolsystemet og øvrigt udstyr.
   
   Problem:
   Manglende håndtering af denne inkompatibilitet kan føre til forstyrrelser i kommunikationen mellem forskellige komponenter i den industrielle proces.
   
   
5. Sikring af pålidelig og nøjagtig datatransmission
   
   Udfordring:
   Målet er at sikre, at de data, der transmitteres fra følerne til kontrolsystemet, er pålidelige, nøjagtige og uden forvrængning.
   
   Problem:
   Uden tilstrækkelig signalbehandling kompromitteres dataintegriteten, hvilket påvirker den generelle effektivitet af industrielle processer.
   
   

Kort sagt er signalbehandling afgørende for at håndtere de iboende udfordringer, der er forbundet med signaler med lav amplitude, støj og potentiel inkompatibilitet. Den fungerer som et afgørende mellemliggende trin, der sikrer, at signalerne opretholder nøjagtighed, modstår interferens og integreres tilfredsstillende i det bredere industrielle kontrolsystem, så der sikres optimale resultater og optimal pålidelighed.

Se vores sortiment af signalisolatorer

Udforsk andre artikler

• Hvad er egensikkerhed?