معرفی
تجهیزات آمایش یا تطبیق سیگنال (Signal Conditioning) یا سیگنال کاندیشنر شامل انواع ایزولاتورها، بریرها، ترانسمیترها و مبدل‌ها می‌شود که برای تبدیل و استانداردسازی سیگنال‌های دریافتی از انواع سنسورها و اکچویتورهای آنالوگ و دیجیتال به سیگنال آنالوگ و دیجیتال استاندارد به کار گرفته می‌شوند.
مزایا
استفاده از این تجهیزات تطبیق سیگنال (سیگنال کاندیشنر) در بسیاری از فرآیندهای صنعتی لازم و ضروری بوده و مزایای بسیار مهمی برای سیستم‌های اتوماسیون و ابزاردقیق دارد که در ادامه به آنها اشاره می‌شود.
قابلیت اطمینان و اجتناب از اختلالات ناشی از حلقه‌های مدار زمین
اگر سیم‌های سیگنال در هر دو طرف مدار جریان، در قسمت فرآیند و در قسمت کنترل (DCS)، به پتانسیل زمین متصل باشند، خطر بروز مشکلات و ایرادات مختلف برای فرآیند وجود خواهد داشت به صورتی که اختلاف پتانسیل مابین اتصال زمین قسمت فرآیند و اتصال زمین قسمت کنترل باعث گردش جریان در حلقه‌های زمین (I≠0) می‌شود. وجود این جریان‌ها موجب بروز خطا در سیگنال اندازه‌گیری و سیگنال فرآیند می‌شود.
استفاده از ایزولاتور باعث از بین رفتن حلقه‌های زمین ایجاد شده بین قسمت فرآیند و قسمت کنترل می‌شود (I=0).
با استفاده از ایزولاتور، تعمیر و نگهداری سیستم، هنگامی که سیستم کنترل با کارت‌های جدید با اتصال زمین مختلف یا ناشناخته، به روز می‌شوند، مشکلی در عملکرد سیستم ایجاد نمی‌کند.
حفاظت در برابر شوک الکتریکی و حذف ولتاژهای AC خطرناک
در بسیاری از برنامه‌های کاربردی، تجهیزات AC مانند پمپ‌ها، موتورها و فن‌ها مورد نظارت و پایش قرار می‌گیرند. برای پایش و نظارت بر درجه حرارت، فرکانس یا لرزش، سنسورها در داخل دستگاه نصب می‌شوند. با توجه به ریسک وقوع ایرادات سیم‌کشی یا عدم جداسازی سیستم‌ها (ایزولاسیون)، حفاظت در مقابل شوک الکتریکی همیشه از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.
از بین بردن تأثیر فرکانس بالا (HF) و حفاظت الکترومغناطیسی (EMC)
مبدل‌های فرکانس متغیر یکی از علل ایجاد نویزهای مد مشترک هستند. تغییرات بار موتور و فرکانس‌های ورودی باعث ایجاد نویز می‌شوند که می‌تواند به سیم‌های خطوط سیگنال فرآیند وصل شود. فیلترهای موجود در کانال‌های ورودی تجهیزات تطبیق سیگنال (Signal Conditioning) از بروز خطا در اندازه‌گیری مقادیر فرآیند جلوگیری می‌کنند.
تبدیل سیگنال به سیگنال استاندارد
تبدیل سیگنال توسط انواع مبدل‌ها، ترانسمیترها و ترانسدیوسرها انجام می‌گیرد. با استفاده از این تجهیزات، سیگنال‌های دریافتی از انواع سنسورهای دیجیتال و آنالوگ مانند تاکومتر، سنسورهای مجاورتی (Proximity)، آشکارسازهای مقاومتی دما (RTD)، انواع ترموکوپل و پتانسیومتر، خطی شده و به سیگنال‌های استاندارد تبدیل می‌شوند.
تقویت سیگنال و حفاظت از سیم‌کشی سیگنال‌هاب فرآیند
سنسورها و عملگر (اکچویتور)های دیجیتال و ترانسمیترهای آنالوگ نیاز به منبع تغذیه مطمئن و ایمن دارند. در مورد یکپارچه‌سازی تک-حلقه (single-loop integrity)، تمامی مدارهای سیستم کنترلی باید در برابر اتصال کوتاه محافظت شوند. در غیر این صورت، وجود حتی یک مدار معیوب می‌تواند کل زنجیره مدارات سیستم کنترلی را خاموش کند. وقوع اتصال کوتاه همچنین می‌تواند باعث آسیب‌دیدگی سیم‌کشی سیستم شود.
یک منبع تغذیه قابل اعتماد، تغذیه بارهای سنگین و انواع ترانسمیترها و تجهیزات موجود در سیستم فرآیند را فراهم می‌کند. بارهای سنگین اغلب به مدار جریان در سمت سیستم کنترل متصل می‌شوند. تجهیزات واسط سیگنال می‌توانند تا 500 اهم را به سمت کنترل انتقال دهند.
توزیع قابل اعتماد و تقسیم سیگنال (Signal Splitting)
در بسیاری از موارد، سیگنال‌های فرآیند باید به سیستم‌های مختلف، مانند سیستم‌های کنترل PLC، سیستم‌های توقف اضطراری (ESD) یا سیستم‌های داده‌برداری و دیتالاگر ارسال شوند.
هنگام اشتراک‌گذاری سیگنال، در صورتی که سیستم‌های مختلف به صورت سری در سمت خروجی به هم متصل باشند، اگر اتصال به یکی از سیستم‌ها قطع شود، هیچ یک از سیستم‌های دیگر سیگنال دریافت نمی‌کند.
خروجی‌های موجود بر روی تقسیم‌کننده یا اسپلیتر سیگنال (Signal Splitter)، امکان توزیع استاندارد و مطمئن سیگنال‌های فرآیند به سیستم‌های مختلف را تضمین می‌کند. بنابراین مشکل وجود بارهای مقاومت بالا در یک اتصال سری رفع می‌شود.
تطبیق اجزای مدارات شامل منابع جریان و ولتاژ
اگر تجهیزات موجود در فرایند مانند ترانسمیترهای 4 سیم (با خروجی جریان فعال) و یک سیستم کنترل (با خروجی جریان فعال) با هم در مدار قرار داشته باشند، باعث عدم عملکرد صحیح مدار می‌شوند. تجهیزات واسط سیگنال، قادر به مدیریت تمامی دستگاه‌های موجود در سیستم فرآیند، اعم از ارسال کننده (سورس) یا دریافت کننده (سینک) جریان/ولتاژ می‌باشند.
در ادامه بخوانید:
