Pepperl+Fuchs KCD2-STC-Ex1: Teknik Genel Bakış ve Uygulamalar

Pepperl+Fuchs KCD2-STC-Ex1, endüstriyel otomasyon sistemlerinde 2 telli SMART vericiler ve akım kaynakları ile arayüz oluşturmak için tasarlanmış tek kanallı bir izole bariyerdir. Bu sinyal koşullandırma modülü, tehlikeli bölgelerde bulunan saha cihazları ile güvenli bölgelerdeki kontrol sistemi ekipmanları arasında elektriksel izolasyon sağlayarak, dahili güvenlik standartlarını korurken güvenilir sinyal iletimi sağlar. Kompakt 12,5 mm'lik muhafaza genişliği ve DIN ray montaj özelliği ile cihaz, kontrol paneli tasarımları için esnek entegrasyon seçenekleri sunar.

Teknik Özellikler ve Çalışma Prensipleri

KCD2-STC-Ex1, 19-30V DC'lik geniş bir giriş voltaj aralığına sahip 24V DC güç kaynağı ile çalışır ve normal koşullar altında ≤1,1W'lık düşük güç tüketimine sahiptir. Modül, saha cihazlarından 4-20mA analog giriş sinyallerini kabul eder ve dahili DIP anahtarları aracılığıyla yapılandırılabilen 4-20mA akım veya 1-5V voltaj sinyallerinden izole çıkışlar sağlar. Cihaz, gelen sinyalleri izolasyondan önce dijital formata dönüştüren ve ardından analog çıkışlara geri dönüştüren gelişmiş sinyal işleme teknolojisini bünyesinde barındırır, 20°C'de tam ölçek sapmasının %0,1'inden az olmasıyla yüksek doğruluk sağlar.

Bu izolasyon bariyeri, tehlikeli bölgelere aktarılan enerjinin güvenli sınırlar içinde kalmasını sağlamak için voltaj sınırlaması için zener diyotları ve akım kısıtlaması için dirençler dahil olmak üzere çoklu koruma mekanizmaları kullanır. Giriş/çıkış, giriş/güç ve çıkış/güç devreleri arasındaki elektriksel izolasyon, IEC/EN61010-1 standartlarına uygundur ve 300Veff nominal izolasyon voltajına sahiptir. Modül, analog sinyali kesintiye uğratmadan akıllı saha cihazları ile çift yönlü dijital iletişimi sağlayan özel terminaller aracılığıyla HART iletişim protokolünü destekler.

Güvenlik Sertifikaları ve Uygunluk

KCD2-STC-Ex1, IEC/EN 61508 standardına göre Güvenlik Bütünlük Seviyesi SIL 2 gereksinimlerini karşılar ve Sistematik Yetenek (SC) 3 sertifikasına sahiptir, bu da onu proses endüstrilerindeki güvenlik enstrümantasyon sistemleri için uygun hale getirir. Bu sertifika, cihazın yanıcı gazların veya tozun bulunabileceği tehlikeli bölgelerde potansiyel patlamalara karşı güvenilir koruma sağladığını garanti eder. Tasarımda uygulanan dahili güvenlik yaklaşımı, tehlikeli bölgelerde güç kesintisi gerektirmeden bağlı saha ekipmanlarının bakımı ve kalibrasyonuna olanak tanır, bu da arıza süresini önemli ölçüde azaltır ve operasyonel verimliliği artırır.

Kurulum ve Yapılandırma Özellikleri

KCD2-STC-Ex1'in kurulumu, daha hızlı montaj için itmeli kablolamayı destekleyen yaylı terminal bağlantı teknolojisi sayesinde basitleştirilmiştir. Modül, EN 60715:2001 spesifikasyonuna göre standart 35 mm DIN raylara montaj için tasarlanmıştır ve 12,5 × 114 × 122 mm (0,5 × 4,5 × 4,8 inç) kompakt boyutlara sahiptir. Yapılandırma esnekliği, kullanıcıların her kanal için akım kaynağı, akım yutucu ve voltaj çıkışı konfigürasyonları dahil olmak üzere farklı çalışma modları arasında seçim yapmasına olanak tanıyan DIP anahtarı ayarları aracılığıyla elde edilir. Fabrika varsayılan ayarı, her iki çıkışı da en yaygın uygulama gereksinimi olan akım kaynağı modu olarak yapılandırır.

Endüstriyel Uygulamalar ve Sistem Entegrasyonu

Bu izolasyon bariyeri, dahili güvenliğin öncelikli olduğu petrol ve gaz, kimyasal işleme, ilaç ve enerji üretimi gibi endüstrilerde özellikle değerlidir. Tipik uygulamalar arasında, sınıflandırılmış tehlikeli bölgelerde bulunan basınç vericileri, sıcaklık sensörleri, debimetreler ve diğer 2 telli saha cihazları ile arayüz oluşturma yer alır. Modül, saha cihazları ile DCS (Dağıtılmış Kontrol Sistemleri), PLC'ler (Programlanabilir Mantık Kontrolörleri) ve SCADA (Denetleyici Kontrol ve Veri Toplama) sistemleri dahil olmak üzere kontrol sistemleri arasında sorunsuz entegrasyon sağlar.

KCD2-STC-Ex1'in sinyal koşullandırma yeteneği, saha ile kontrol odası arasında uzun mesafelerde düşük seviyeli analog sinyaller iletirken özellikle önemli olan toprak döngülerine ve elektromanyetik parazite karşı koruma sağlayarak ölçüm doğruluğunu artırır. Cihazın ≤10ms yükselme/düşme süresi ve ≤50ms yerleşme süresi ile hızlı tepki süresi, kritik proses kontrol uygulamalarında minimum sinyal gecikmesi sağlar. 0-3kHz (-3dB) bant genişliği ile modül, yüksek frekanslı gürültüyü filtrelerken dinamik proses değişkenleri için sinyal bütünlüğünü korur.

Alternatif Çözümlere Göre Karşılaştırmalı Avantajlar

Zener bariyerlerine kıyasla, KCD2-STC-Ex1 izolasyon bariyeri, saha ve kontrol devreleri arasında tam galvanik izolasyon yoluyla üstün performans sunar. Bu izolasyon, zener bariyerlerinin gerektirdiği özel topraklama sistemlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve sinyal doğruluğunu tehlikeye atabilecek toprak döngüleri oluşturmadan topraklanmış saha cihazlarının bağlanmasına izin verir. Sinyal dönüştürme ve koşullandırma yetenekleri, temel enerji sınırlamasının ötesinde ek işlevsellik sağlar ve izolasyon bariyerini, daha yüksek ilk maliyetine rağmen daha kapsamlı bir çözüm haline getirir.

Merkezi Almanya'nın Mannheim şehrinde bulunan Pepperl+Fuchs, KCD2-STC-Ex1 tasarımına endüstriyel sensör ve arayüz teknolojisinde onlarca yıllık uzmanlık getirmektedir. Standart KCD2-STC-Ex1 modelinin hala mevcut olduğunu, Pepperl+Fuchs'un KCD2-STC-Ex1.SP varyantının artık ticari olarak satılmadığını ve mevcut projeler için halef ürünlerin mevcut olduğunu belirtmek önemlidir. Bu, şirketin mevcut kurulumlar için desteği korurken sürekli ürün geliştirme yaklaşımını yansıtmaktadır.