MCA Strumentazione Industriale – Distributore ufficiale FEMA Electronica in Italia
Convertitori FEMA I3P e I4P: ingresso configurabile per Pt100, Pt500, Pt1000, Ni100, termocoppie J/K/T/R/S/B/N/E, potenziometri, mA, V — uscita 4-20 mA o 0-10 V — alimentazione universale 18-265 V AC/DC
Convertitori universali processo + temperatura
I convertitori universali FEMA I3P e I4P sono dispositivi configurabili che accettano in ingresso oltre 20 tipologie diverse di segnali — sonde RTD (Pt100, Pt500, Pt1000, Ni100), termocoppie di tutti i tipi standard (J, K, T, R, S, B, N, E), potenziometri, resistenze variabili, tensioni 0-10 V, correnti 4-20 mA — e producono in uscita un segnale standard 4-20 mA o 0-10 V con scalatura completa.
Per quadristi, system integrator e OEM questo significa: un singolo codice articolo a magazzino copre praticamente tutte le esigenze di conversione. Niente più dieci codici diversi (uno per Pt100, uno per termocoppia J, uno per termocoppia K, uno per potenziometro...). Configurazione tramite codici sul fronte strumento, senza PC, senza software, senza cavi proprietari: il manutentore può adattare il convertitore a una nuova sonda direttamente in campo, anche anni dopo l'installazione.
L'alimentazione universale 18-265 V AC/DC elimina anche il problema di tenere a magazzino versioni diverse per 24 V DC e 230 V AC: un solo articolo si adatta a qualsiasi quadro elettrico industriale. Isolamento galvanico a 3 vie tra ingresso, uscita e alimentazione, garanzia FEMA estesa a 5 anni di serie.
Stessa anima — convertitore universale configurabile — in due varianti che si differenziano per la presenza del display frontale e per le funzioni avanzate. La scelta dipende da come verrà gestita la manutenzione e se serve visualizzazione locale del valore.
La scelta più compatta ed economica, senza display
Display frontale, funzioni avanzate, force per messa in servizio
Scegli I3P quando il valore misurato viene letto solo dal PLC e non serve visualizzazione locale, quando lo spazio in quadro è limitato, quando il budget è la priorità.
Scegli I4P quando serve display locale per verifica del valore in campo, quando i tecnici manutentori usano la funzione force per messa in servizio o test, quando devi configurare allarmi locali (relè di soglia), quando l'applicazione è critica e vuoi un livello di prestazioni superiore.
Tutti gli ingressi qui elencati sono coperti dallo stesso articolo (I3P o I4P) e si selezionano via codice di configurazione. Non serve acquistare strumenti diversi.
La sonda di temperatura più diffusa nell'industria. 100 Ω a 0°C, range tipico -200 a +600°C. Cablaggio a 2, 3 o 4 fili.
Versioni a maggiore resistenza nominale (500 Ω, 1000 Ω a 0°C). Migliore immunità alla resistenza del cavo, adatte a tratte lunghe.
Sonda al nichel, 100 Ω a 0°C. Range più ristretto della Pt100 (-60 a +180°C) ma sensibilità superiore in quel range.
Range -40 a +750°C. Industria meccanica, plastica, alimentare. La più diffusa in ambito industriale generale.
Range -200 a +1200°C. Forni, cottura, processi metallurgici. Standard per alte temperature in atmosfera ossidante.
Range -200 a +350°C. Industria alimentare, criogenica, basse temperature dove serve massima precisione.
Range fino a 1700-1800°C. Forni alta temperatura, vetro, ceramica. Costose ma necessarie per processi a temperature estreme.
Tipo N: range simile a K ma migliore stabilità termica. Tipo E (NiCr-CuNi): elevata sensibilità a basse-medie temperature.
Conversione di un segnale 4-20 mA esistente con scalatura diversa, isolamento, o conversione a 0-10 V.
Conversione di tensioni di processo (0-10 V, 0-5 V, 1-5 V, ±10 V) in 4-20 mA standard per integrazione PLC.
Per posizione di valvole, attuatori, leve di comando. Range standard di resistenza, scalatura completa configurabile.
Misura diretta di resistenze (es. sonde non standard, sensori custom). Linearizzazione configurabile o curva personalizzata.
Il valore aggiunto del convertitore universale rispetto a un trasmettitore dedicato è la scalatura completa configurabile: stesso strumento, qualsiasi range di ingresso, qualsiasi range di uscita.
| Esempio applicativo | Configurazione ingresso | Configurazione uscita |
|---|---|---|
| Temperatura forno alimentare | Termocoppia tipo K, 0-300°C | 4-20 mA = 0-300°C |
| Temperatura ambiente sala server | Pt100 a 3 fili, 15-35°C | 4-20 mA = 15-35°C |
| Temperatura olio idraulico | Pt1000 a 2 fili, 20-80°C | 0-10 V = 20-80°C |
| Posizione valvola motorizzata | Potenziometro 1 kΩ, 0-100% | 4-20 mA = 0-100% |
| Conversione segnale legacy 0-5 V in 4-20 mA | Tensione, 0-5 V | 4-20 mA = 0-5 V |
| Riscala 4-20 mA con offset | Corrente, 4-20 mA = 0-100% origine | 4-20 mA = 20-80% (zoom su parte centrale) |
Vuoi convertire una Pt100 a 3 fili che misura temperatura serbatoio in un range 0-150°C, in un'uscita 4-20 mA verso PLC. I codici di configurazione tipici sono:
Codice tipo sonda: Pt100 a 3 fili (es. codice 03)
Codice valore minimo: 0 (corrisponde a 4 mA in uscita)
Codice valore massimo: 150 (corrisponde a 20 mA in uscita)
Codice tipo uscita: 4-20 mA (es. codice 01)
Il convertitore lineariza automaticamente la curva caratteristica della Pt100 (che non è lineare per natura, segue lo standard IEC 60751) e produce un'uscita 4-20 mA proporzionale alla temperatura. La procedura richiede 3-5 minuti di lavoro a strumento spento o in test, senza PC e senza software.
Tra Pt100 e Pt1000 c'è un fattore 10 di resistenza nominale: configurare Pt100 quando la sonda è Pt1000 produce una lettura totalmente sbagliata (di centinaia di gradi). Lo stesso vale tra termocoppie diverse: tipo J e tipo K hanno curve caratteristiche differenti, scambiarli produce errori del 10-30%. Verificare sempre il datasheet della sonda e selezionare il codice corrispondente esatto.
Il convertitore universale supporta Pt100 a 2, 3 e 4 fili. Il codice di configurazione va scelto in base al cablaggio fisico. Se la sonda è collegata a 2 fili e il convertitore configurato a 3 fili (o viceversa), c'è un errore costante proporzionale alla resistenza del cavo. Su 50 m di cavo standard si parla di 1-3 Ω di resistenza, che si traducono in 2-8°C di errore.
Una termocoppia misura la differenza di temperatura tra giunto caldo (sonda) e giunto freddo (morsetti del convertitore). Se il convertitore non ha compensazione della giunzione fredda (cold junction compensation, CJC), la lettura è la differenza, non la temperatura assoluta. I convertitori FEMA I3P e I4P hanno CJC integrata: il sensore di temperatura interno compensa automaticamente la temperatura dei morsetti. Verificare nel manuale che la CJC sia attiva e funzionante.
Le termocoppie devono essere collegate al convertitore con cavo di compensazione dello stesso tipo della termocoppia (cavo per tipo K se termocoppia K, cavo per tipo J se termocoppia J). Usare un cavo di rame normale tra termocoppia e convertitore introduce due nuove giunzioni che falsano la misura. Errore frequente in cablaggi di retrofit fatti in fretta.
Configurare un convertitore Pt100 con range -200 a +600°C significa che il segnale 4-20 mA copre 800°C in totale. La risoluzione effettiva del 4-20 mA in lettura PLC (tipicamente 12 bit) limita la sensibilità a 800/4096 = ~0,2°C per LSB. Se l'applicazione richiede risoluzione di 0,1°C, restringere il range di scalatura (es. 0-100°C invece di -200/+600) per ottenere maggiore sensibilità.
L'I4P ha una funzione force che permette di forzare l'uscita a un valore arbitrario (es. 4 mA, 12 mA, 20 mA) per testare il PLC e il cablaggio senza dover avere la sonda fisicamente installata e termostatata. È un'enorme facilitazione in messa in servizio: si verifica che il PLC veda correttamente i valori prima ancora che il processo sia attivo. Molti tecnici non lo usano per pura abitudine.
Costruttore di forni industriali che produce 50 macchine all'anno con configurazioni diverse: alcuni clienti chiedono Pt100, altri termocoppia K, altri J. Tenere a magazzino tre trasmettitori diversi è un costo. Soluzione: standardizzare su I3P, configurabile al collaudo finale in base alla sonda scelta dal cliente specifico. Un solo codice di acquisto, semplificazione della distinta base, riduzione delle scorte.
Forno alimentare anni '90 con termocoppia tipo T installata, controllore originale guasto. Il nuovo PLC moderno non ha ingresso diretto per tipo T (poco diffuso). Soluzione: I3P configurato per termocoppia T con uscita 4-20 mA al PLC. La termocoppia esistente non viene sostituita, il nuovo PLC vede un 4-20 mA standard. Cambio del controllore senza intervento sulla sonda.
Stabilimento chimico con strumentazione installata in 30 anni: Pt100, Pt1000, termocoppie diverse, sonde di pressione 4-20 mA, sonde di livello 0-10 V. Il nuovo SCADA richiede tutti gli ingressi standardizzati a 4-20 mA. Soluzione: 80 convertitori I4P (uno per ogni canale), tutti configurati al 4-20 mA in uscita ma con ingressi diversi. Lo SCADA vede 80 segnali identici nel formato, la flessibilità è nei convertitori.
Valvola motorizzata di regolazione con feedback di posizione tramite potenziometro 1 kΩ (segnale 0-1000 Ω = 0-100% di apertura). Il PLC ha solo ingressi 4-20 mA. Soluzione: I3P configurato come ingresso potenziometro, uscita 4-20 mA = 0-100%. Il PLC vede direttamente la posizione percentuale della valvola.
Indicaci il tipo di sonda (Pt100, termocoppia, potenziometro...), il range di scala desiderato, il tipo di uscita richiesta, e se serve display locale: ti consigliamo I3P o I4P configurato per la tua applicazione, con disponibilità a magazzino e supporto alla messa in servizio.
Pillar convertitori e isolatori — guida completa alla gamma FEMA con configuratore prodotto.
Convertitori temperatura focus — pagina dedicata alle conversioni Pt100 e termocoppia.
Isolatori 4-20 mA — quando il segnale di ingresso è già 4-20 mA e basta isolare.
Applicazioni PLC e automazione — pattern di integrazione tipici.
Un convertitore universale è un dispositivo configurabile che accetta in ingresso decine di tipologie diverse di segnali (sonde di temperatura RTD come Pt100, Pt500, Pt1000, Ni100; termocoppie di tipo J, K, T, R, S, B, N, E; potenziometri; resistenze; tensioni 0-10 V; correnti 4-20 mA) e fornisce in uscita un segnale standard 4-20 mA o 0-10 V con scalatura completa. Un singolo articolo a magazzino copre quindi decine di applicazioni diverse, semplificando logistica e manutenzione.
La configurazione a codici è un metodo di programmazione FEMA che usa numeri sul fronte strumento al posto di software dedicati. L'utente seleziona dal manuale i codici corrispondenti al tipo di sonda, range di scala desiderato, tipo di uscita, e li imposta direttamente sullo strumento tramite tasti frontali. Vantaggio: nessun PC, nessun cavo proprietario, nessun software da installare. Il manutentore può riconfigurare lo strumento in campo, anche dopo anni dall'installazione, senza dipendere da licenze software o supporti hardware specifici.
I3P è la versione base del convertitore universale: senza display frontale, configurazione a codici, alimentazione universale, tutte le tipologie di ingresso supportate. I4P è la versione top-range con display frontale integrato, funzioni avanzate (force per messa in servizio rapida, allarmi configurabili, scalatura completa), precisione superiore. Si sceglie I4P quando serve visualizzazione locale del valore, o quando il manutentore vuole verificare in campo cosa sta misurando lo strumento senza dover collegare strumenti esterni.
Sì, ed è una scelta molto comune in retrofit di impianti. Un convertitore universale I3P o I4P trasforma una Pt100 in 4-20 mA con la stessa precisione di un trasmettitore di temperatura dedicato, ma con il vantaggio della flessibilità: se domani la sonda viene sostituita con una Pt1000 o una termocoppia J, basta riconfigurare il codice senza cambiare lo strumento. Un trasmettitore dedicato per Pt100 va sostituito completamente. Un convertitore universale è quindi una scelta più lungimirante per applicazioni che possono evolvere.
Il convertitore universale FEMA serie I3P/I4P supporta in ingresso: RTD a 2/3/4 fili (Pt100, Pt500, Pt1000, Ni100), termocoppie 8 tipi (J, K, T, R, S, B, N, E), potenziometri lineari (range standard), resistenze variabili, tensioni 0-10 V, correnti 4-20 mA. Oltre 20 configurazioni distinte selezionabili da codice frontale, coprendo praticamente l'intera casistica di segnali analogici industriali standard.
La scalatura si imposta tramite codici di configurazione sul fronte strumento. Esempio per Pt100 da 0 a 150°C con uscita 4-20 mA: si seleziona il codice tipo sonda (Pt100 a 3 fili), il valore di scala minimo (0°C corrisponde a 4 mA), il valore di scala massimo (150°C corrisponde a 20 mA). Il convertitore lineariza automaticamente la curva della Pt100 (non lineare per natura) e produce un'uscita 4-20 mA proporzionale alla temperatura. La stessa procedura vale per qualsiasi altra combinazione sonda + range.
Sì, isolamento a 3 vie (ingresso, uscita, alimentazione tutti separati galvanicamente). Tipicamente 2000 V AC tra le sezioni. Questo significa che si possono cablare a sonde sul campo, PLC in quadro e alimentazione di rete senza creare loop di massa o accoppiare disturbi tra le tre sezioni. È un livello di isolamento adatto a tutte le applicazioni industriali standard.
Sì, l'I4P ha display frontale integrato che mostra in tempo reale il valore misurato in unità ingegneristiche (gradi, percento, bar, ecc. configurabili). Funziona quindi anche come indicatore locale del valore, senza bisogno di un indicatore separato. Se l'unica funzione richiesta è la visualizzazione, esistono però indicatori di pannello dedicati più economici e con prestazioni superiori per quel singolo compito.
I codici di configurazione si annotano su carta (o si memorizzano nel manuale dell'impianto) e si replicano manualmente sullo strumento successivo. Non c'è esportazione/importazione tramite file software, perché tutta la configurazione è basata su codici numerici. Per impianti con decine di convertitori della stessa configurazione, è prassi creare una "ricetta di configurazione" stampata che il tecnico segue per ogni strumento — operazione che richiede 3-5 minuti per strumento.
Sì, l'I4P ha funzioni di allarme configurabili che possono pilotare relè o uscite digitali quando il valore misurato esce da soglie definite. Esempio: relè che chiude se la temperatura supera 100°C. Le soglie si configurano tramite codici frontali. L'I3P base non ha funzioni di allarme — se servono allarmi locali la scelta è I4P o l'integrazione con relè di soglia esterni separati.
FEMA Electronica produce strumenti per applicazioni industriali standard e non offre versioni certificate ATEX delle linee I3P/I4P. Per zone classificate (Ex ia, Ex d) sono necessarie barriere intrinsecamente sicure dedicate, di costruttori specializzati. MCA può fornire soluzioni ATEX di altri brand del catalogo: contattaci con i dati della zona per una proposta dedicata.
MCA Strumentazione Industriale è distributore ufficiale di FEMA Electronica per l'Italia, ma non distributore esclusivo. Forniamo i convertitori universali I3P e I4P con vendita, configurazione, supporto applicativo e assistenza post-vendita direttamente dal nostro ufficio di Bollate (Milano).
Vedi il cluster convertitori e isolatori di segnale per la guida completa al condizionamento del segnale analogico industriale FEMA Electronica.