Definition und Funktionsweise:
Ein Zweidraht-Messumformer (engl. Two-Wire Transmitter) ist ein Messumformer, der das Messsignal und die Stromversorgung über dieselben zwei Leitungen überträgt. Dies ist ein weit verbreitetes Verdrahtungsprinzip in der Prozessindustrie, insbesondere für Analogsensoren.
Das typischste Signal bei Zweidraht-Messumformern ist die 4-20 mA-Stromschleife. Hierbei wird der Messwert als Stromsignal übertragen, wobei der minimale Strom von 4 mA den Nullpunkt (oder den untersten Messbereich) darstellt und der maximale Strom von 20 mA den Endwert (oder den höchsten Messbereich) repräsentiert.
Vorteile des Zweidraht-Prinzips:
- Reduzierter Verdrahtungsaufwand: Es werden nur zwei Leitungen für Messung und Versorgung benötigt, was Material- und Installationskosten spart.
- Kosteneffizienz: Geringere Installationskosten im Vergleich zu Drei- oder Vierdraht-Systemen.
- Hohe Störsicherheit: Stromsignale sind weniger anfällig für elektromagnetische Störungen über lange Kabelwege als Spannungssignale.
- Drahtbruchüberwachung: Ein Stromwert unter 4 mA (typischerweise 0 mA oder 3,6 mA) kann als Drahtbruch oder Sensorfehler interpretiert werden, was eine gute Diagnosefähigkeit bietet (aktive Nullpunktunterdrückung).
- Standardisierung: Die 4-20 mA-Stromschleife ist ein etablierter Industriestandard.
- Eigensicherheit: Das Zweidraht-Prinzip ist eine Voraussetzung für die Eigensicherheit in explosionsgefährdeten Bereichen, da die Energie begrenzt ist.
Relevanz in der Automatisierung:
Zweidraht-Messumformer sind in der Prozessmesstechnik unverzichtbar:
- Anbindung von Sensoren: Drucksensoren, Temperatursensoren, Füllstandsensoren, Durchflusssensoren, die ihre Messwerte als 4-20 mA-Signal ausgeben.
- Prozessautomation: Weit verbreitet in der Chemie-, Pharma-, Lebensmittel- und Öl & Gas-Industrie.
- Fernübertragung: Ideal für die Übertragung von Messsignalen über längere Distanzen.
Moderne Zweidraht-Messumformer können auch das HART-Protokoll nutzen, um digitale Informationen über dieselbe Stromschleife zu übertragen.
→ Siehe auch: Messumformer, HART, Analogeingang, Explosionsschutz (ATEX), Verkabelung, Sensor
