ABB 07 AC 91 GJR5252300R0101 Analogový vstupní/výstupní modul

07 AC 91 je vysoce výkonný, vysoce flexibilní modul analogových vstupů/výstupů v rámci systémové rodiny ABB Advant Controller 31. Je navržen jako vzdálený modul na systémové sběrnici CS31 a umožňuje spolehlivou a přesnou konverzi mezi signály analogových snímačů v terénu a digitálními signály řídicí jednotky v řídicích systémech průmyslové automatizace. Díky svým výkonným konfiguračním schopnostem, vynikajícím diagnostickým funkcím a robustnímu designu je tento modul široce používán v různých průmyslových aplikacích, jako je řízení procesů, monitorování zařízení a sběr dat.

Základní vlastností modulu je vysoká konfigurovatelnost jeho 16 kanálů. Uživatelé si mohou vybrat mezi dvěma odlišnými provozními režimy pomocí DIP přepínačů na modulu, což umožňuje optimální rovnováhu mezi počtem kanálů, typem signálu, rozlišením a funkcemi vstupu/výstupu na základě aktuálních potřeb aplikace. Pracuje s napájecím napětím 24 V DC a je vybaven elektricky izolovaným rozhraním sběrnice CS31, které zajišťuje stabilní systémovou komunikaci a silnou odolnost proti rušení.

2. Design a hardwarové prvky

Modul 07AC91 využívá kompaktní, modulární design s robustní konstrukcí vhodnou pro průmyslové prostředí.

1. Vzhled a displej: Přední panel integruje intuitivní displej a ovládací prvky, včetně:

• 8 zelených LED pro výběr/diagnostické indikátory kanálu: Používá se k indikaci aktuálně zvoleného kanálu nebo zobrazení diagnostických informací (číslo kanálu v hexadecimálním kódu).

• 8 zelených LED pro zobrazení analogových hodnot: Poskytuje vizuální znázornění analogové hodnoty pro vybraný kanál ve stylu sloupcového grafu, což umožňuje rychlou kontrolu na místě.

• 1 červená chybová LED: Svítí, když dojde k chybě modulu (např. měření mimo rozsah).

• 1 testovací tlačítko: Používá se pro ruční výběr kanálu, spouštění diagnostického zobrazení, provádění testů LED a potvrzení chyb.

• Fólie předního panelu obsahuje jasné označení, včetně přiřazení adres pro různé provozní režimy, což usnadňuje instalaci a uvedení do provozu.

2. Elektrické připojení a izolace:

• Modul obsahuje odnímatelné šroubové svorkovnice pro snadné zapojení. Napájecí zdroj a svorky sběrnice CS31 podporují vodiče do 2,5 mm² (nebo dva 1,5 mm²). Všechny ostatní svorky analogového signálu podporují vodiče až 1,5 mm².

• Je implementováno zásadní elektrické oddělení: Rozhraní systémové sběrnice CS31 je plně elektricky izolováno od zbytku vnitřních obvodů modulu. To účinně zabraňuje rušení na sběrnici ovlivňovat zpracování analogového signálu a zvyšuje bezpečnost systému. Kromě toho je binární vstup (svorky 25/26) používaný k aktivaci analogových výstupů také izolován.

• Důležitá poznámka: V modulu není žádná elektrická izolace mezi vnitřními analogovými obvody (včetně referenčního uzemnění AGND pro všechny analogové I/O kanály) a napájecím zdrojem (svorka M 24V DC). Maximální přípustný rozdíl potenciálů mezi nimi je ±1V. Proto musí být všechna připojení pro externí snímače analogového signálu a akční členy elektricky izolována od jejich instalačního prostředí. Kromě toho musí být stínění kabelů připojeno k zemi skříně tam, kde vstupují do řídicí skříně.

3. Možnosti montáže: Modul nabízí dvě flexibilní možnosti montáže:

• Standardní montáž na lištu DIN: Vyhovuje normě DIN EN 50022-35, vhodná pro lišty DIN vysoké 15 mm.

• Přímá šroubová montáž: Upevnění pomocí čtyř šroubů M4.

• Modul musí být instalován svisle se svorkami nahoru/dolů. Kolem modulu (zejména nahoře a dole) musí být zajištěn dostatečný prostor pro chlazení přirozeným prouděním, zabraňující přehřátí způsobenému ucpáním kabelovodů nebo jinými komponentami.

3. Základní funkce a provozní režimy podrobně

Nejvýraznějším rysem 07AC91 je jeho duální provozní režim, volitelný pomocí polohy 8 DIP přepínače 1.

1. '12bitový' režim vysoké přesnosti:

• Konfigurace kanálu: Pevně ​​nastaveno jako 8 analogových vstupů (svorky 4-19) a 8 analogových výstupů (svorky 27-42). Vstupní i výstupní kanály lze individuálně konfigurovat buď pro napěťové signály ±10V nebo proudové signály 0...20mA.

• Rozlišení: Poskytuje vysoké 12bitové rozlišení. Pro rozsah ±10V je to efektivně 11 bitů plus znaménkový bit. Pro rozsah 0...20 mA je to 12 bitů bez znaménka.

• Reprezentace dat: V řídicím systému (PLC) zabírá každá analogová hodnota celé slovo (16 bitů). Například vstup -10V až +10V odpovídá digitálnímu rozsahu -32760 až +32760 (hexadecimálně 8008 až 7FF8). Pokud vstup překročí rozsah, modul vydá pevnou hodnotu přetečení (+32767 nebo -32767).

• Použití: Ideální pro aplikace vyžadující vysokou přesnost měření a řízení, jako je přesné řízení teploty nebo tlaku, nebo složité systémy vyžadující současné vysoce přesné snímání a výstup více kanálů.

2. '8bitový' režim vysoké hustoty:

• Vstup nebo výstup.

• 0...10V napěťový signál nebo 0...20mA proudový signál.

• Konfigurace kanálu: 16 analogových kanálů (svorky 4-19 a 27-42) je konfigurovatelných. Pomocí DIP přepínačů se konfigurace provádí ve dvojicích (dva kanály na skupinu). Každý pár lze nezávisle nastavit jako:

• Rozlišení: Poskytuje 8bitové rozlišení.

• Reprezentace dat: Pro úsporu zdrojů sběrnice jsou 8bitové digitální hodnoty dvou kanálů 'sbaleny' do jednoho 16bitového slova (jeden kanál v dolním bajtu, druhý v horním bajtu). Například 0...10V odpovídá digitálnímu rozsahu 0 až 255 (hexadecimálně 00 až FF).

• Použití: Vhodné pro aplikace, kde je potřeba více signálových kanálů s relativně nižšími požadavky na přesnost, jako je vícebodové monitorování teploty nebo dávkové ovládání ventilů, což nabízí cenově výhodný způsob, jak rozšířit kapacitu systému pro zpracování analogových signálů.

3. Funkce povolení analogového výstupu:

• Všechny analogové výstupní kanály modulu (v obou režimech) jsou řízeny vyhrazeným vstupem povolení. Tento vstup je umístěn na svorkách 25 (+) a 26 (-) a vyžaduje 24V DC signál (binární '1') pro aktivaci všech analogových výstupů.

• Pokud není přítomen povolovací signál, všechny napěťové výstupy zůstanou na 0V a proudové výstupy zůstanou na 0mA. Tato funkce přidává vrstvu bezpečnosti a umožňuje bezpečně deaktivovat všechny analogové výstupy během nouzových situací nebo údržby.

4. Konfigurace a adresování

Konfigurace adresy modulu a provozního režimu se provádí výhradně pomocí dvou přepínačů DIP umístěných pod posuvným krytem na pravé straně modulu, což nevyžaduje žádné softwarové nástroje – jednoduché a spolehlivé.

1. Nastavení adresy modulu: Nastavte pomocí přepínače Address DIP (8 pozic). Hodnota adresy je součtem vah odpovídajících všem přepínačům v poloze 'ON' (váhy jsou 1, 2, 4, 8,...). Tato adresa určuje logickou pozici modulu na sběrnici CS31. Při použití s ​​centrálními jednotkami, jako je řada 07 KR 91 / 07 KT 9x, je dostupný rozsah adres obvykle 00-05 nebo 08-15.

2. Konfigurace kanálu:

• '12bitový' režim: Používá DIP přepínače 1 a 2. Každý bit odpovídá jednomu kanálu (E0-A7). VYP = ±10V, ZAP = 0...20mA.

• Režim '8-bit': Používá DIP přepínače 1 a 2. Každé dva bity odpovídají páru kanálů. Levý přepínač určuje směr (OFF = vstup, ON = výstup). Pravý přepínač určuje typ (OFF = 0...10V, ON = 0...20mA).

3. Adresování v PLC:

• '12bitový' režim: Každý vstupní/výstupní kanál zabírá vlastní analogové vstupní slovo (EW) nebo analogové výstupní slovo (AW). Pokud je například základní adresa 'n', vstup E0 odpovídá EW n,00 a výstup A0 odpovídá AW n,00.

• '8bitový' režim: Každé slovo obsahuje dva kanály. Pokud je například základní adresa 'n', kanálový pár 0/1, když je konfigurován jako vstupy, odpovídá dolnímu bajtu (Lo) a vysokému bajtu (Hi) EW n,00.

5. Funkce diagnostiky a údržby

07AC91 je vybaven komplexním diagnostickým systémem, který výrazně zjednodušuje odstraňování problémů a údržbu.

1. Diagnostický displej:

• Úroveň modulu: Červená LED dioda chyby se rozsvítí a signalizuje chybu.

• Systémová úroveň: Informace o chybě (např. 'Mimo dosah') jsou přenášeny přes sběrnici CS31 do centrální jednotky. Podrobné informace, jako je klasifikace chyb, typ modulu, číslo skupiny a číslo kanálu, lze zobrazit ve specifických stavových slovech PLC (např. MW 255).

• Úroveň kanálu: Pomocí testovacího tlačítka na předním panelu lze zjistit stav kanál po kanálu. Stisknutím tlačítka LED diody výběru kanálu zobrazí číslo aktuálního kanálu v binárním kódu. Uvolněním tlačítka LED diody analogové hodnoty zobrazí velikost analogového signálu pro daný kanál. Následně se na přibližně 3 sekundy rozsvítí konkrétní LED diody (např. LED 4) a indikují stavy jako 'Mimo rozsah' pro daný kanál.

2. Potvrzení chyby: Po odstranění chyby lze indikaci chyby vymazat potvrzením chyby pomocí:

• Stiskněte a podržte testovací tlačítko modulu po dobu asi 5 sekund.

• Pomocí programovacího softwaru (PC).

• Provedení potvrzovacího příkazu v PLC programu centrální jednotky.

3. Funkce vlastní ochrany (proudový vstup): Když je nakonfigurován na proudový vstup 0...20 mA a proud překročí limity, vnitřní vstupní bočník modulu se automaticky vypne kvůli vlastní ochraně a na výstupu je hodnota 'přetečení'. Modul se pokusí znovu aktivovat měření přibližně jednou za sekundu. Jakmile se proud vrátí do přijatelného rozsahu, bude pokračovat správné měření.

4. Test LED: Testovací tlačítko může zahájit test, kdy se rozsvítí všechny LED, což usnadňuje rychlou kontrolu funkčnosti zobrazovací jednotky.