Opis
Za precyzyjny pomiar temperatury w środowiskach automatyki przemysłowej bezpośrednio odpowiada Beckhoff KS3222 — 2-kanałowy zacisk wejść analogowych przeznaczony do czujników rezystancyjnych. Beckhoff KS3222 umożliwia bezpośrednie podłączanie termometrów rezystancyjnych, w tym czujników Pt100, Pt1000, Ni100 i Ni1000, z wykorzystaniem wysoce stabilnej technologii połączenia 4-przewodowego, która eliminuje błędy wynikające z rezystancji przewodów. Zacisk wyposażono we wtykowe poziomy okablowania, dzięki czemu doskonale nadaje się do serwisowania modułowych szaf sterowniczych wykorzystujących system K-bus firmy Beckhoff. Wbudowane wykrywanie przerwy w obwodzie oraz dedykowany filtr 50 Hz zapewniają niezawodną integralność sygnału i wysoką rozdzielczość konwersji temperatury w trudnych warunkach przemysłowych.
Cechy
-
Wejście dwukanałowe: Obsługuje dwa niezależne czujniki RTD lub czujniki do pomiaru rezystancji.
-
Wtykowy poziom okablowania: Obudowa serii KS umożliwia łatwe podłączanie i odłączanie wstępnie okablowanych bloków zaciskowych, co przyspiesza uruchamianie i konserwację.
-
Technologia połączenia 4-przewodowego: Minimalizuje błędy pomiaru rezystancji przewodów, zapewniając wysoką precyzję przy długich odcinkach kabli.
-
Szeroka kompatybilność z czujnikami: Umożliwia bezpośrednią integrację czujników Pt100, Pt200, Pt500, Pt1000, Ni100, Ni120, Ni1000, KTY oraz pomiarów potencjometrycznych.
-
Cyfryzacja o wysokiej rozdzielczości: Zapewnia rozdzielczość 0,01°C na cyfrę przy typowym krótkim czasie konwersji wynoszącym 50 ms.
-
Solidna izolacja elektryczna: Zapewnia izolację elektryczną 500 V między magistralą K-bus a kanałami sygnałowymi.
-
Certyfikat do pracy w strefach zagrożonych wybuchem: Oznaczenie ATEX Ex dla strefy 2 (II 3 G Ex nA IIC T4 Gc) do zastosowań w atmosferach wybuchowych.
Zastosowania
-
Precyzyjna kontrola temperatury: Obróbka cieplna, przetwórstwo tworzyw sztucznych i monitorowanie pieców przemysłowych.
-
Inżynieria procesowa: Zakłady przetwórstwa chemicznego wymagające certyfikowanego przez ATEX przetwarzania sygnałów temperaturowych.
-
Automatyka HVAC i klimatyzacji: Monitorowanie warunków środowiskowych w centrach danych i obiektach magazynowych.
-
Inżynieria mechaniczna: Zintegrowany pomiar temperatury uzwojeń silników, łożysk i układów hydraulicznych.
Specyfikacja techniczna
| Parametr |
Specyfikacja |
| Producent |
Beckhoff |
| Model |
KS3222 |
| Liczba wejść |
2 |
| Technologia / przyłącze |
Połączenie 4-przewodowe |
| Zasilanie |
Przez K-bus |
| Pobór prądu z magistrali K-bus |
Typowo 60 mA |
| Kompatybilne czujniki |
Pt100, Pt200, Pt500, Pt1000, Ni100, Ni120, Ni1000, KTY, rezystancja (od 10 Ω do 1,2/5 kΩ) |
| Zakres pomiarowy (Pt) |
-200 do +850°C |
| Zakres pomiarowy (Ni) |
-60 do +250°C |
| Czas konwersji |
Typowo 50 ms |
| Prąd pomiarowy |
Typowo 0,5 mA |
| Rozdzielczość |
0,01°C na cyfrę |
| Błąd pomiaru |
0,1°C przy temperaturze otoczenia 40°C (4-przewodowe, Pt100, filtr 50 Hz) |
| Separacja galwaniczna |
500 V (K-bus / napięcie sygnałowe) |
| Szerokość obrazu procesu w bitach |
Wejście: 2 x 16-bitowe dane (opcjonalnie 2 x 8-bitowe sterowanie/status) |
| Diagnostyka |
Rozpoznawanie przerwy w obwodzie / przerwania przewodu |
| Temperatura pracy |
0 do +55°C (bez kondensacji, wilgotność względna 95%) |
| Temperatura przechowywania |
-25 do +85°C |
| Stopień ochrony |
IP20 |
| Dopuszczenia |
CE, UL, ATEX (II 3 G Ex nA IIC T4 Gc) |
| Materiał obudowy |
Poliwęglan, montaż na szynie DIN (35 mm, EN 60715) |
| Wymiary (szer. x wys. x gł.) |
12 mm x 100 mm x 68 mm |
| Masa netto |
0,07 kg |
| Masa wysyłkowa |
2,00 kg |
Specyfikacja przyłącza okablowania
| Metoda przyłączenia |
Rozłączny zacisk sprężynowy (uruchamiany śrubokrętem) |
| Przekrój przewodu jednodrutowego |
0,08 do 1,5 mm² (AWG 28 do 16) |
| Przekrój przewodu wielodrutowego |
0,08 do 1,5 mm² (AWG 28 do 16) |
| Przekrój przewodu wielodrutowego cienkożyłowego |
0,14 do 1,5 mm² (AWG 26 do 16) |
| Długość odizolowania |
9 do 10 mm |
| Maksymalne obciążenie prądowe styku zasilania |
10 A |
Wnioski inżynieryjne na podstawie doświadczeń
Modele alternatywne i kompatybilność
KS3222 jest funkcjonalnie identyczny ze standardowym modułem Beckhoff KL3222. Kluczowa różnica konstrukcyjna dotyczy interfejsu przyłączeniowego: KS3222 ma rozłączny poziom okablowania, dzięki czemu złącze listwy zaciskowej można odłączyć bez konieczności odłączania przewodów obiektowych. Minimalizuje to przestoje podczas fizycznej wymiany modułu. Ten zacisk wymaga standardowej płyty bazowej K-bus i można go bezproblemowo zintegrować z dowolnymi sprzęgaczami magistrali Beckhoff serii BK lub BC bez modyfikowania kodu PLC ani konfiguracji TwinCAT.
Typowe problemy aplikacyjne i uwagi inżynieryjne
Aby zapewnić wysoką precyzję pomiarów do 0,01°C, prąd pomiarowy utrzymuje się na typowym niskim poziomie 0,5 mA. To ograniczenie konstrukcyjne ma zasadnicze znaczenie dla minimalizacji nagrzewania własnego małych czujników RTD (takich jak Pt100) znajdujących się w mierzonym medium. Jednak ze względu na niski prąd pomiarowy tor sygnałowy jest bardziej podatny na zakłócenia elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości. Podczas prowadzenia przewodów RTD w tej samej trasie kablowej co przemienniki częstotliwości (VFD) lub duże obciążenia indukcyjne należy stosować ekranowane skręcane pary przewodów (STP), aby uniknąć pogorszenia jakości sygnału.
Wskazówki dotyczące uruchamiania i okablowania
Podczas konfigurowania KS3222 w TwinCAT (2.x lub 3.x) typ czujnika musi odpowiadać ustawieniom rejestrów zacisku. Fabryczne ustawienie domyślne jest zoptymalizowane dla czujników Pt100. W przypadku korzystania z trybu Ni100 lub potencjometru przed przełączeniem pętli w tryb automatycznego sterowania należy wykonać konfigurację za pomocą komunikacji rejestrowej (np. przy użyciu oprogramowania KS2000 lub bloków PLC). W konfiguracji 4-przewodowej należy upewnić się, że wszystkie cztery przewody są prawidłowo zmostkowane bezpośrednio przy elemencie czujnika RTD, a nie na listwie zaciskowej szafy sterowniczej, aby w pełni skompensować rezystancję przewodów.
Wytyczne dotyczące instalacji
OSTRZEŻENIE KRYTYCZNE
Przed instalacją, demontażem lub podłączaniem przewodów dowolnego zacisku magistrali należy odłączyć główne zasilanie zarówno urządzenia obiektowego, jak i sprzęgacza magistrali. Niecałkowite odłączenie zasilania zespołu może spowodować nieoczekiwane usterki diagnostyczne na płycie montażowej K-bus lub uszkodzenie delikatnych wewnętrznych elementów elektronicznych sąsiednich zacisków.
1
Wyrównanie względem szyny DIN: Umieść KS3222 na szynie DIN 35 mm (EN 60715). Przesuń urządzenie wzdłuż szyny, aż prowadnice boczne typu pióro-wpust bezpiecznie zablokują się w sąsiednim zacisku.
2
Blokada mechaniczna: Mocno dociśnij zespół zacisków w kierunku szyny DIN, aż usłyszysz zatrzaśnięcie blokady mocowania. Sprawdź stabilność mechaniczną.
3
Wtykowy blok przyłączeniowy: Włóż wstępnie okablowany blok wtykowy KS do interfejsu obudowy, upewniając się przed dociśnięciem, że jest prawidłowo ustawiony. Zamocuj przewody za pomocą zacisków sprężynowych, używając standardowego śrubokręta płaskiego.
4
Uziemienie ekranów: Ekrany przewodów czujników należy podłączyć do dedykowanej szyny uziemiającej o niskiej impedancji, umieszczonej blisko punktu wejścia do szafy sterowniczej, aby zminimalizować zakłócenia elektromagnetyczne.