Instrumentierung
Analoge Eingänge
4–20-mA-Kreise, Skalierung und Signalintegrität.
Überblick
Analoge Eingänge digitalisieren kontinuierliche Prozesssignale; der 4–20-mA-Stromkreis dominiert, weil sein Live-Zero Drahtbrüche aufdeckt und der Stromeinprägung Spannungsabfälle wenig anhaben.
Technischer Zweck
Temperaturen, Drücke, Füllstände und Durchflüsse mit bekannter Genauigkeit, Skalierung und Fehlererkennung in die Steuerung bringen.
Funktionsweise
Messumformer regeln den Schleifenstrom proportional zur Messgröße; die Eingangsbaugruppe digitalisiert über ihren Bereich; die Skalierung in technische Einheiten erfolgt in genau einer definierten Ebene; Werte unter 3,6 mA signalisieren Fehler, keine niedrigen Messwerte.
- Der Live-Zero von 4–20 mA ermöglicht Drahtbrucherkennung: unter 3,6 mA bedeutet Fehler, nicht niedriger Messwert.
- Rohwerte in genau einer Ebene in technische Einheiten skalieren — PLC oder SCADA, niemals beide.
- Geschirmte, verdrillte Leitungen einseitig erden und abseits von VFD-Ausgangskabeln verlegen.
Typische Störungen
Doppelte Skalierung in PLC und SCADA; Erdschleifen, die Messwerte driften lassen; von Leistungskabeln eingekoppeltes Rauschen; Unterbereichs-Fehlerströme, die als plausible niedrige Werte angezeigt werden.
Diagnoseprüfungen
- 1Ein kalibriertes Signal einspeisen und den Wert über PLC und SCADA verifizieren.
- 2Bei driftenden oder schwingenden Messwerten Erdschleifen in Betracht ziehen.
- 3Ein kalibriertes mA-Signal am Feldende einspeisen und den angezeigten Wert durchgängig über PLC und SCADA verifizieren.
Sicherheitshinweise
Die Reaktion der Steuerung auf Analogwerte schlechter Qualität festlegen und testen — ein auf dem letzten gültigen Wert eingefrorener Regelkreis kann einen Prozess unbemerkt in eine kritische Lage führen.
Hinweise zur Inbetriebnahme
Die Speisungsarchitektur des Kreises (2-/4-Leiter) dokumentieren, die einseitige Schirmerdung verifizieren und für jeden Kreis den Kalibrierzustand bei Übergabe festhalten.
Verwandte Konzepte
Live-Zero, Schleifenspeisung, Skalierung an einer Stelle, Schirmung und Erdschleifen, Burnout-Erkennung.
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Wann Hermes Brain diesen Artikel nutzt
Wird zitiert bei auf null hängenden oder driftenden Messwerten, Skalierungsabweichungen zwischen Ebenen und der Diagnose von Kreisfehlern.
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