Was sind Stromwandler?
Im Allgemeinen wandeln Wandler elektrische Energie in andere Energieformen um, wie im Fall von Audio-Lautsprechern, oder von anderen Energieformen in elektrische Signale, wie bei Druckwandlern. Der Begriff Stromwandler wird jedoch üblicherweise verwendet, um Geräte zu beschreiben, die Wechselstrom- oder Gleichstromsignale in analoge Instrumentensignale umwandeln, die in industriellen Steuerungssystemen verwendet werden. Hier würden sie den gemessenen Wechsel- oder Gleichstromwert, möglicherweise die Stromversorgung eines Motors oder einer Pumpe, entweder in einen analogen Gleichstrom-Prozesswert von 4 bis 20 mA oder in ein pneumatisches 3 bis 15 psi-Signal für pneumatische Steuerungssysteme umwandeln.
In Bezug auf die Steuerungsbranche wird der Begriff auch zur Definition spezifischer Konvertierungsgeräte verwendet. Diese Geräte wandeln analoge Prozesssignale mit 4 bis 20 mA Gleichstrom in analoge pneumatische Signale mit 3 bis 15 psi um, um proportionale pneumatische Steuerventile zu betätigen, oder wandeln Drucksignale in proportionale analoge Prozesssignale mit 4 bis 20 mA Gleichstrom um. Diese Messungen werden normalerweise verwendet, um einen Prozess zu beschreiben, der normal arbeitet. Durch Konvertieren der tatsächlichen Signale von einem Instrument in diese standardisierten Bereiche können Messungen, die außerhalb dieser Bereiche liegen, notiert und in der Diagnose verwendet werden.
Aktuelle Wandler wurden in den 1970er und 1980er Jahren in großem Umfang eingesetzt, als große verfahrenstechnische Anlagen wie Erdölraffinerien computergesteuert wurden. Die meisten wurden aufgrund der Eigensicherheit der Pneumatik in entflammbaren und explosionsgefährdeten Umgebungen bis zu diesem Zeitpunkt von pneumatischen Steuerungssystemen gesteuert. Damit die Computer die Echtzeitinformationen der vielen pneumatischen Prozessmessumformer nutzen können, die Temperaturen, Drücke, Durchflussmengen, Füllstände und andere Variablen messen, mussten ihre pneumatischen Ausgänge mithilfe von Druck-Strom-Wandlern in elektronische Signale umgewandelt werden.
In diesen Anlagen befanden sich auch Hunderte von pneumatisch betätigten Steuerventilen, die ihre Ausgabeanweisungen vom Steuerrechner erhalten mussten, der diese Signale als analoge Gleichstromsignale von 4 bis 20 mA sendete. Dies erforderte eine Umwandlung von Strom in Pneumatik. Die Industrie nannte diese I-zu-P- oder I / P-Wandler bald, wobei I den Stromeingang und P den pneumatischen Ausgang bezeichnet.
Die meisten I / P-Wandler wandeln ihre elektronischen Signale in pneumatische um, indem sie den Strom durch eine gewickelte Spule in einem Magnetfeld leiten, das eine Gegendruckdüse in einem pneumatischen Pilotkreis moduliert, der die pneumatische Ausgangsleistung von 3 bis 15 psi liefert. Druck auf Stromwandler verwenden Druckmembranen, die mechanisch mit erregten Dehnungsmessstreifen, Piezosensoren oder Kapazitätssensoren verbunden sind, die einen Ausgangsverstärkerabschnitt antreiben. Diese übertragen dann den benötigten 4-20 mA Gleichstromausgang an Steuerungssysteme.
Der Stromwandler kann auch einen Sensortyp beschreiben, der den Magnetfluss eines Stromleiters misst, um die Ströme des Antriebsmotors für Maschinen und Prozessanlagen zu erfassen, und ein analoges Milliampere- oder Spannungssignal an Steuerungssysteme überträgt. Massivkern-Stromwandler haben Ringtransformatoren, die über das vorübergehend offene Ende eines Stromleiters gestülpt werden müssen. Stromwandler mit geteiltem Kern haben eine angelenkte Seite des Transformatorrings, die vorübergehend geöffnet werden kann, damit der Ring um einen Leiter geschoben werden kann, der nicht getrennt werden kann. Sie enthalten normalerweise einen Gleichrichter und eine einstellbare Ausgangsaufbereitungsschaltung, um spezifische Kalibrierungen für analoge Steuersysteme zu ermöglichen.