Isolerede barrierer sammenlignet med Zener-barrierer

 

• En Zener-barriere er en gennemgangsenhed, hvilket betyder at den ikke isolerer feltenheden fra PLC'en. Anvendelse af en isolationsbarriere vil eliminere muligheden for jordsløjfeproblemer mellem feltenheden og PLC'en. Det er bedst at isolere feltsignaler, fordi det altid er vanskeligt at forudse, hvilke mulige jordsløjfer der kan opstå, inden systemet idriftsættes.
• Zener-barrierer skal for at være egensikre (I.S.) være forbundet til en dedikeret I.S.-jord. Denne jordledningsføring skal føres separat, dvs. i en separat kabelbakke – dette koster penge at installere og vedligeholde.
• Da Zener-barrierer kræver en jordtilslutning for at være egensikre, skal der foretages periodisk kontrol af jordforbindelsen for at sikre, at modstanden mellem hver barriere og jord ikke overstiger 1 Ω. Processerne, der kræver egensikkerhed, skal være lukket ned, mens denne kontrol foretages.
• Hvis der er en loopfejl på et processignal, som går igennem en Zener-barrier, vil sikringen i barrieren typisk springe, hvorved loopet lukkes ned, indtil loop-problemet er afhjulpet, og sikringen er udskiftet. Det er mindre sandsynligt, at sikringen i en isoleret barriere springer. Dette muliggør at loopet nemt kan retableres, når loop-fejlen er udbedret.
• I modsætning til Zener-barrierer vil isolerede barrierer normalt reducere loop-belastningen i stedet for at forøge den. Isolationsbarrierer vælges ofte udelukkende af netop denne årsag.
• Da Zener-barrierer er gennemgangsenheder, kan styresystemet have vanskeligt ved at måle signaler med høje common mode-spændinger, herunder f.eks. jordede termoelementer, der er forbundet med eller placeret tæt på spændingskilder og felter. Brug af en isoleret barriere eliminerer problemet med common mode-spændingen.
• En Zener-barriere udfører ikke signalkonvertering. Det betyder, at termoelement- og RTD-temperatursignaler, der er forbundet til en Zener-barriere, er udsat for dæmpning og fejl som følge af elektromagnetisk interferens. En isoleret barriere/signalkonverter isolerer og konverterer små temperatursignaler til en 4…20 mA strøm, der som udgangspunkt jo er mere immun over for elektromagnetisk interferens og dæmpning. Denne signalkonvertering gør det muligt for PLC'en at måle fjernt monterede temperaturfølere nøjagtigt. Du kan læse mere om fordelene ved at konvertere RTD- og termoelementsignaler til 4…20 mA strøm her.
• En Zener-barriere kan ikke konvertere et passivt strømsignal til et aktivt strømsignal eller omvendt. De fleste isolationsbarrierer kan udføre denne konvertering, hvilket muliggør "loop-afstemning" af feltenheden efter PLC'ens indgangskort.

 

Zener-barrierer har afhængigt af behov imidlertid også fordele:

 

• De kan være mindre end isoleringsbarrierer.
• De kræver ikke ekstern forsyningsspænding.
• De kan være billigere.

 

Det kan konkluderes, at selv om en Zener-barriere i de fleste tilfælde vil være den mest omkostningseffektive løsning, er anvendelse af isolationsbarrierer den bedste løsning på den lange bane. Takket være den galvaniske isolation og det indbyggede elektroniske kredsløb i den isolerede barriere, leverer den:

 

• unik støjimmunitet
• mulighed for signalkonvertering for løsning af specifikke applikationer
• intet krav om dedikeret I.S.-jord, hvilket reducerer behovet for ekstra vedligehold
• signalforbedring
• stort set eliminering af impedansproblemer