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AUTOMATIZACION > Barreras Zener y Aisladores Galvánicos: Diferencias y Ventajas Que son las barreras zener? Los diodos zener limitan la energía disponible en el área clasificada a un nivel mas bajo que el necesario para causar la ignición de una mezcla de gas y aire específica. Esto se logra con una protección frente a las siguientes fallas:
1.- Cortocircuito entre los cables conectados en el lado clasificado de la barrera. 2.- Cortocircuito a tierra de los cables conectados en el lado clasificado de la barrera. 3.- Desconexión o fallas en la fuente de alimentación que permitan que se aplique un voltaje muy alto en el lado seguro de la barrera. La barrera evitara el paso de niveles inseguros de tensión a la zona clasificada como resultado de estas condiciones. Una barrera zener contiene una resistencia para la limitación de la corriente, un fusible que se abre en el caso de una corriente excesiva y diodos zener redundantes que limitan el voltaje a un nivel seguro. La Alternativa a las Barreras Zener: Aisladores Galvánicos 1.- Aunque las barreras zener proveen protección adecuada, operan adecuadamente y son costo-efectivas, sus características inherentes requieren prestar atención a los detalles durante la instalación. Se requiere una puesta a tierra de gran integridad para conectar el electrodo de puesta a tierra de una barrera zener. La resistencia de esta línea no puede superar el valor de 1 Ohm. 2.- Debe utilizarse una fuente de alimentación regulada. Esto evitará la posibilidad de un aumento desmedido del voltaje, que obligaría a que los diodos zener permitan el paso de corriente y que los fusibles se quemen, o una caída de tensión que evitaría que el dispositivo de campo reciba el voltaje mínimo de operación. 3.- Los lazos de control de proceso no pueden estar totalmente flotantes sobre la tierra, por lo tanto es posible que se filtren ruidos en el sistema de control. 4.- Si el fusible de protección se abre, no puede ser reemplazado y la barrera debe descartarse. Debido a estos detalles, Pepperl+Fuchs ha desarrollado un tipo distinto de barrera conocido como Transformador de aislación galvánica o aislador galvánico. Esta diseñado para solucionar las desventajas descriptas de las barreras zener. Un aislador galvánico contiene una barrera zener para la limitación del voltaje y de la corriente. Sin embargo no utiliza una puesta a tierra intrínsecamente segura. El transformador de un aislador galvánico provee un alto grado de aislación entre el bobinado primario y el secundario, por lo que una conexión a tierra resulta innecesaria. Ventajas de los Aisladores Galvánicos sobre las barreras zener
1.- Los aisladores galvánicos no requieren una puesta a tierra de alta integridad pues el transformador aísla las conexiones del área clasificada respecto a las conexiones del área segura. 2.- No se requieren fuentes de alimentación reguladas. Un circuito regulador de voltaje se usar para permitir un amplio rango de voltajes de alimentación sin que ese interrumpa el proceso o se dañe la barrera. 3.- Cualquier lazo de control de proceso (señales en mV o mA) conectadas a los aisladores galvánicos será de tipo flotante, al contrario que con las barreras zener, en las que una lado de la señal está puesto a tierra o a lo sumo permite una instalación semiflotante. 4.- Un aislador galvánico puede ser reparado por Pepperl+Fuchs, al contrario de las barreras zener, que están encapsuladas en epoxy. 5.- Los aisladores galvánicos contienen circuitos limitantes de energía que no permiten que el fusible salte en el caso de una condición de cortocircuito. 6.- Los aisladores galvánicos están diseñados para aplicaciones específicas (transmisores, solenoides, salida de conmutación, termocuplas, etc.) por lo que permiten un diseño mas sencillo del sistema que los incluya. Cuando utilizar un Aislador Galvánico: Existen muchos argumentos para elegir aisladores galvánicos: 1.- Cuando la instalación de una puesta a tierra de alta integridad es impráctica, costoso o aun imposible. 2.- Cuando las fuentes de alimentación reguladas son muy caras. 3.- Cuando se desee eliminar la posibilidad de que aparezcan ruidos en la señal por problemas ocasionados por lazos de puesta a tierra. 4.- Cuando el costo de reemplazar barreras zener debido a problemas de instalación (fallas de calculo o diseño, cortocircuitos) exceden el costo inicial de los aisladores galvánicos 5.- Cuando la resistencia total del lazo (incluyendo la barrera, los cables de conexión y la carga en el área segura) exceden las especificaciones del transmisor (en aplicaciones con transmisores) o tarjetas controladoras (aplicaciones con convertidores I/P). 6.- Cuando surgen dudas durante el diseño del sistema debido a falta de familiaridad en la aplicación de barreras zener. Los aisladores galvánicos no carecen de desventajas. Generalmente los aisladores cuestan mas que las barreras zener y, en algunos casos necesitan una fuente de alimentación separada. Sin embargo, estos pueden estar conectados en paralelo de modo tal que una sola fuente de alimentación puede alimentar varios aisladores. La mayor objeción contra el uso de barreras zener es que estas deben estar conectadas a una puesta a tierra intrínsecamente segura. Esta es absolutamente necesario para evitar que una falla en el área segura llegue al área clasificada. En un aislador galvánico la corriente circulara a través del circuito primario del transformador. Una vez que la corriente haya llegado a un nivel suficiente el fusible saltará, evitando que la condición de falla llegue al área clasificada. MAS INFORMACION Roberto Riedl tendrá mucho gusto en alcanzarle mas información. Llámelo al 4730-1100 interno 137, o escríbale un e-mail robertor@schillig.com.ar |
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