Sensor de 2 fios

Os sensores de 2 fios são operados em série com a carga conectada. Não há conexões separadas para o circuito de carga e o fornecimento de tensão de um sensor de 2 fios.

Sensor de 2 fios: Nunca totalmente condutiva – Nunca totalmente travada

Um sensor de 2 fios é um componente ativo que requer energia para funcionar. O sensor é alimentado com essa energia elétrica através dos dois fios de conexão. Ao mesmo tempo, o sensor sinaliza seu estado do comutador por meio dos mesmos dois fios de conexão. Teoricamente, o sensor é facilmente substituído por um comutador mecânico que está aberto ou fechado, dependendo da situação de amortecimento do sensor.

Essa simplificação conceitual não reflete adequadamente a realidade. Nenhuma corrente flui através de um comutador aberto ideal. A carga conectada não é energizada. Por outro lado, a tensão não cai através de um comutador fechado em uma situação ideal. Toda a tensão de alimentação é aplicada ao longo da carga.
Ao contrário de um interruptor mecânico, um sensor de dois fios como um componente ativo requer tensão e corrente o tempo todo. Isso significa que, mesmo quando fechado, uma tensão não insignificante, ausente da carga conectada, cai pelo sensor. Quando aberto, uma corrente flui através do sensor e da carga conectada. Portanto, nunca haverá casos claros de "aberto" e "fechado", como ocorre com contatos de comutação mecânica, ao operar um sensor de dois fios.

Estado de operação "aberto"

No estado de operação "aberto", o elemento de comutação não é condutor. A corrente ainda flui no circuito, pois os componentes eletrônicos do sensor têm um requisito de corrente específico. Geralmente, isso é bem baixo, geralmente valores inferiores a 1 mA. No entanto, esse valor de corrente baixa pode gerar uma tensão em cargas de alta impedância, como a entrada digital de um painel de controle com uma impedância de entrada típica de vários kilohms. Essa tensão pode simular um alto nível na entrada digital.

As entradas digitais modernas (tipo 3, de acordo com a norma EN 61131-2) foram concebidas para ter uma impedância elevada para reduzir as correntes de entrada e, por conseguinte, reduzir a dissipação de energia e o calor residual. Para atender aos valores característicos de entrada de entradas digitais modernas, a Pepperl e Fuchs oferecem sensores de dois fios que têm uma corrente residual particularmente baixa.

Exemplo: NBB10-30GS50-Z4L-V1. O "L" no nome da saída significa corrente baixa.

Estado de funcionamento "fechado"

No estado de funcionamento "fechado", o elemento de comutação é condutor. A corrente está fluindo no circuito. Ao contrário de um contato mecânico, uma tensão cai pelo sensor na faixa de vários volts.

Ao operar o sensor em tensões de alimentação baixas, a queda de tensão no sensor conectado pode causar pouca tensão para alcançar a carga. Nesse caso, a entrada digital de um painel de controle não recebe tensão suficiente para detectar que o sensor está comutando.

Conexão do sensor - Exemplo

Independente da polaridade da tensão

Os sensores independentes de polaridade de tensão são sempre corretamente alimentados por um truque de circuito interno e sempre funcionam corretamente, independentemente da polaridade externa.
O circuito interno, que garante que a polaridade interna dos componentes eletrônicos do sensor esteja sempre correta, causa uma queda de tensão um pouco maior em comparação com os sensores de condução reversa ou protegidos pela polaridade reversa.

Versões de sensor de 2 fios

A versão de saída elétrica geralmente é especificada no terceiro bloco da referência do produto da Pepperl+Fuchs. Um sensor de 2 fios é marcado com um "Z".

Sensores de 2 fios para operação de tensão de corrente alternada

Os sensores de 2 fios deste tipo são operados em série com a carga e estão conectados a tensões de alimentação de corrente alternada. Caso contrário, as mesmas afirmações aplicam-se aos sensores de dois fios para operação de tensão de corrente direta.

Conexão do sensor - Exemplo

Versões

Os sensores deste tipo estão marcados com a –W no terceiro bloco da referência do produto.

Esses sensores estão disponíveis nas seguintes funções de elemento de comutação:

• Normalmente fechado (WO)
• Normalmente aberto (WS)
• Normalmente fechado ou normalmente aberto (W), programável por fiação

Sensores de 2 fios para operação de tensão de corrente contínua ou de tensão de corrente alternada

Os sensores de 2 fios deste tipo são operados em série com a carga e podem ser conectados a tensões de alimentação de corrente contínua ou corrente alternada. Caso contrário, as mesmas afirmações aplicam-se aos sensores de dois fios para operação de tensão de corrente direta.

Conexão do sensor - Exemplo

Versões

Os sensores desse tipo são marcados com um –U no terceiro bloco da referência do produto da Pepperl+Fuchs.

Esses sensores estão disponíveis nas seguintes funções de elemento de comutação:

• Normalmente fechado (UO)
• Normalmente aberto (US)
• Normalmente fechado ou normalmente aberto (UU), programável por cabeamento

Sensores de 2 fios em conformidade com NAMUR

Os sensores de 2 fios em conformidade com NAMUR (sensores NAMUR) são nomeados de acordo com a User Associação de Tecnologia de Automação em Indústrias de Processo (nome original em alemão: "Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regeltechnik der chemischen Industrie", abreviado como: NAMUR). Trata-se de sensores de dois fios de acordo com a norma EN 60947-5-6 (VDE 0660, parte 212) que possuem uma característica de distância/corrente contínua ou não contínua.

Área 0: área não atuada
Área vermelha entre 0/I: área não permitida do amplificador de comutação
Área I: faixa atuada
Área ≤ 0.15 mA: ruptura do fio
Área ≥ 6,5 mA: curto-circuito

Além disso, a Pepperl+Fuchs oferece sensores NAMUR com características de comutação binária. Os sensores NAMUR com esta característica de saída são marcados com "N0" (características normalmente fechadas) ou "N1" (características normalmente abertas) na designação do tipo.

Área 0: área não atuada
Área vermelha entre 0/I: área não permitida do amplificador de comutação
Área I: faixa atuada
Área ≤ 0.15 mA: ruptura do fio
Área ≥ 6,5 mA: curto-circuito

Conexão do sensor - Exemplo

A Pepperl+Fuchs oferece vários amplificadores de comutação para sensores NAMUR para aplicações de proteção contra explosão e aplicações padrão.

Nota: Em aplicações de proteção contra explosão, o local de operação do sensor NAMUR intrinsecamente seguro está localizado na área classificada. O amplificador de comutação isolado deve ser instalado fora da área classificada.
Um cabo de sensor revestido em azul identifica visualmente o circuito NAMUR como intrinsecamente seguro.

Exemplo:

Versões de sensor NAMUR

Sensores NAMUR são marcados com o seguinte no terceiro bloco da referência do produto da Pepperl+Fuchs:

–N = característica de distância/corrente contínua ou

–N0 = característica de distância/corrente não contínua

Os sensores estão disponíveis nas seguintes funções de comutação:

• Normalmente fechado (N/N0)
• Normalmente aberto (1N/N1)
• Normalmente fechado de 2 canais (N4)

Os sensores NAMUR geralmente são conectados a amplificadores de comutação externos que convertem a variação de corrente em um sinal de saída binário.

Sensores de segurança de 2 fios em conformidade com NAMUR

Este tipo de sensor de segurança de 2 fios corresponde aos sensores NAMUR com lógica de segurança especial. Esses sensores são marcados de acordo com SN ou S1N.

Em operação combinada com unidades de controle aprovadas, esses sensores estabelecem um estado seguro se ocorrer uma falha.

Exemplo: Se o conjunto de cabos entre o sensor e a unidade de controle falhar ou falhar, a saída da unidade de controle muda automaticamente para o estado de segurança "OFF".

Nota: Em aplicações de segurança, o sensor deve ser operado em um amplificador de comutação de segurança qualificado da Pepperl+Fuchs (por exemplo, KFD2-SH-EX1).
Observe o documento "exida Functional Safety Assessment", que pertence a esse sensor e está disponível como parte da documentação do produto em www.pepperl-fuchs.com.

Conexão do sensor - Exemplo

O diagrama a seguir é um circuito de amostra de um sensor de segurança com o KFD2-SH-EX1. A lógica de segurança implementada deve ser considerada funcionalmente independente do isolamento galvânico para estabelecer a segurança intrínseca.

Os dois componentes neste circuito permitem que o estado seguro seja estabelecido em uma falha. Além disso, e independentemente dessa função, o circuito é intrinsecamente seguro.

Versões dos sensores de segurança de 2 fios em conformidade com NAMUR

Os sensores desse tipo são marcados com o seguinte no terceiro bloco da referência do produto da Pepperl+Fuchs.

–SN (função do elemento de comutação "normalmente fechado") ou

–S1N (função do elemento de comutação "normalmente aberto")

Os sensores de segurança deste tipo foram concebidos para utilização com amplificadores de comutação isolados de segurança do tipo SH da Pepperl+Fuchs até SIL 3, de acordo com a norma IEC 61508.