Da
questa animazione forse si riesce meglio a percepire ciò che era mia intenzione
spiegare nella pagina precedente.
In questa animazione molto elementare si
fa uso di un separatore con relativa membrana dove dal lato inferiore entra il
liquido in pressione (la misura), la membrana serve per non miscelare i due
liquidi perché in genere la parte liquida sopra la membrana è glicerina che
serve solo a protezione. Con la membrana è connessa un’astina che
va variare la posizione del reostato R3 che a sua volta fa variare la corrente
in uscita dove è connesso l’amperometro. Questo è solo uno dei tanti principi di
funzionamento di un trasmettitore, nella realtà ne vengono utilizzati altri che
non utilizzano variazioni di resistenza, ma variazione induttive e
capacitative.
Al
posto di un reostato come nell’esempio precedente, potremmo avere una
variazione di corrente generata da un sensore di temperatura tipo
termoresistenza (una pt100) in cui due fili di metallo diverso immersi in un
corpo a temperatura variabile, la loro resistenza varierà in base al valore
della temperatura che in quel momento sono soggetti a lavorare.
Nell’animazione molto elementare in alto
vediamo un esempio di come al variare della temperatura, questo sensore varia
la sua resistenza che leggiamo su un multimetro.
Nell’immagine
in basso invece, immaginiamo di sostituire il reostato R3 del precedente
esempio con il sensore RTD di cui sopra, avremo un ponte squilibrato che ci
permetterà di leggere sia la variazione di tensione (che a noi non interessa),
che quella di corrente ai capi dell’amperometro. Come sensori di temperatura a bordo le
navi vengono utilizzate anche le termocoppie, molto simili alle termoresistenze
pt100 che però anziché variare la resistenza, generano una tensione che, con
appositi convertitori, possiamo trasformare in corrente.
scelta e installazione dei cavi: la severità delle condizioni ambientali
impone l’utilizzo di cavi idonei al settore navale, resistenti a condizioni
avverse, impatti meccanici e agenti chimici. Inoltre, i cavi devono essere del
tipo che ritarda la fiamma e a tossicità ridotta, per garantire basse emissioni
di fumo in caso d’incendio. Ne segue che si richiedono cavi privi di alogeni,
senza piombo, molto flessibili, resistenti agli oli e conformi ai requisiti di
compatibilità elettromagnetica. I registri navali stabiliscono anche le norme
per l’installazione dei cavi, in particolare per tipo d’instradamento,
protezione meccanica, tipo di fissaggio e rispetto delle norme di protezione
contro gli incendi
ridondanza: i bus di campo ridondanti evitano che
il guasto di un singolo punto nel cablaggio pregiudichi il corretto
funzionamento di tutto il sistema. La ridondanza sarà estesa anche a
controllore, alla rete di comunicazione e alle sorgenti di alimentazione.
PROTOCOLLO
DI COMUNICAZIONE MODBUS®
Il protocollo Modbus è una
struttura di messaggistica progettata per recuperare dati dalle apparecchiature
di campo nel formato master-slave. Questo protocollo standard industriale è
progettato per comunicare dati critici tra dispositivi, quali sensori e
strumenti, nonché apparecchiature di campo di monitoraggio che utilizzano PC ed
HMI. Utilizzato in una vasta gamma di applicazioni per gas, petrolio e
sottostazioni, Modbus è adatto ad applicazioni RTU in cui prevalgono le
comunicazioni wireless.
Adesso
però la domanda che ognuno di noi si è fatta è: ma come avviene la
trasformazione della misura in segnale elettrico ? Come fa insomma un sensore a
creare questo segnale elettrico ?
Per rendere più semplice l’apprendimento,
prendiamo in esame il segnale 4-20 mA che è quello maggiormente utilizzato a
bordo delle navi.
Iniziamo
dal sensore più diffuso a bordo ovvero il
trasmettitore di pressione. Ve ne sono di vari tipi e modelli che utilizzano
metodologie diverse anche se a capo il principio che ognuno rispetta è sempre
lo stesso ovvero il «ponte di Weatstone» dove la variazione di una resistenza
fa variare la corrente che circola all’interno, quest’ultima viene convertita
in 4-20 mA.
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