AI820 je vysoce výkonný, multifunkční modul diferenciálního analogového vstupu, který je součástí hardwarové rodiny ABB Ability™ System 800xA®, navržený pro vysoce přesné získávání signálů v průmyslových automatizačních a řídicích systémech. Tento modul poskytuje 4 plně izolované diferenciální vstupní kanály. Každý kanál lze nezávisle konfigurovat jako proudový nebo napěťový vstup s podporou různých průmyslových standardních signálových rozsahů včetně ±20 mA, 4…20 mA, ±10 V, 2…10 V atd., což nabízí silnou kompatibilitu a flexibilitu.
AI820 využívá design diferenciálního vstupu, který účinně potlačuje rušení v běžném režimu a zajišťuje přesnost a stabilitu získávání signálu v náročných průmyslových prostředích. Modul obsahuje vysoce přesný analogově-digitální převodník se 14bitovým rozlišením plus znaménkový bit. V kombinaci s nízkým teplotním driftem a vysokou odolností proti šumu je vhodný pro různé náročné aplikace, jako je řízení procesů, monitorovací systémy a záznam dat.
Modul také integruje rozvody napájení pro externí dvouvodičové vysílače. Při použití s Extended Module Termination Units (MTU) zjednodušuje kabeláž v terénu a snižuje složitost systémové integrace. Všechny kanály jsou navrženy se skupinovou izolací, což zajišťuje bezpečnost signálu a spolehlivost systému.
2. Klíčové vlastnosti a výhody
| funkce |
Popis |
| Podpora typu Multi-Signal |
Podporuje proudové (-20…+20 mA, 0…20 mA, 4…20 mA) a napěťové (-10…+10 V, 0…10 V, 2…10 V, -5…+5 V, 0…5 V, 1…5 V) vstupy s vynikající kompatibilitou. |
| Diferenciální vstup a vysoká izolace |
4 diferenciální vstupní kanály, všechny kanály ve skupině jsou izolovány od země. Jmenovité izolační napětí: 50 V. Vysoký poměr odmítnutí společného režimu (CMRR > 80 dB). |
| Vysoká přesnost a rozlišení |
14bitové rozlišení plus znaménkový bit. Celková chyba ≤ 0,1 %. Nízký teplotní drift (proud: 50 ppm/°C, napětí: 70 ppm/°C). |
| Vestavěné ochranné mechanismy |
Vstupní bočníkové rezistory odolávají náhodnému připojení až do 30 V DC. Proudové snímací odpory 250 Ω mají schopnost okamžitého přetížení 5 W pro ochranu vstupního obvodu. |
| Kompatibilita komunikace HART |
Vstupní obvod může přenášet komunikační signály HART, což podporuje integraci s chytrými přístroji. |
| Napájení externího vysílače |
Modul může distribuovat 24 V DC napájení do externích dvouvodičových vysílačů přes MTU, což zjednodušuje zapojení. |
| Rychlá odezva |
Aktualizační cyklus pro všechny 4 kanály < 26 ms. Doba náběhu vstupního filtru: 40 ms. Vhodné pro rychlé získávání procesního signálu. |
| Komplexní diagnostika |
Přední panel je vybaven LED diodami F (Fault), R (Run) a W (Warning). Podporuje monitorování stavu na úrovni modulů a kanálů. |
| Široká ekologická vhodnost |
Vhodné pro třídu I Div 2 / zóna 2 s nebezpečím výbuchu. Certifikováno několika námořními klasifikačními společnostmi. Rozsah provozních teplot: 0…+55°C. |
| Modulární instalace |
Kompatibilní s různými MTU (TU810, TU812, TU814, TU830, TU833). Flexibilní instalace vhodná pro kompaktní nebo rozšířené uspořádání skříně. |
3. Funkční a konstrukční popis
3.1 Konfigurace vstupního kanálu
Každý kanál AI820 lze nezávisle konfigurovat jako napěťový nebo proudový vstup pomocí hardwarového zapojení a nastavení softwaru. Napěťové vstupy využívají vysokoimpedanční diferenciální strukturu pro minimalizaci účinků zatížení. Proudové vstupy jsou převáděny na napěťové signály pro měření přes interní přesný odpor 250 Ω. Modul podporuje superpozici digitálního signálu HART, takže je vhodný pro inteligentní vysílací systémy.
3.2 Izolace a odolnost proti hluku
Všechny 4 kanály jsou elektricky izolovány od ModuleBus a uzemněny jako jedna skupina, se jmenovitým izolačním napětím 50 V a dielektrickou pevností 500 V AC. Vysoký poměr odmítnutí společného režimu (≥80 dB) a poměr odmítnutí normálního režimu (33 dB) zajišťují integritu signálu i v prostředí se silným elektromagnetickým rušením.
3.3 Napájení a distribuce
Modul přijímá 24 V DC napájení z ModuleBus a zajišťuje distribuci napájení pro externí dvouvodičové vysílače. Při použití s Extended MTU (např. TU830) může být napájení dodáváno přímo do polních přístrojů bez dalších svorek. Napájecí vedení nemají omezení proudu; ochrana spoléhá na pojistky v rámci MTU nebo externích obvodů.
3.4 Ochranné mechanismy
Ochrana proti přepětí: Proudové vstupy vydrží náhodné připojení až do 30 V DC. Snímací odpory 250 Ω mají schopnost okamžitého přetížení 5 W.
Filtrování a stabilita: Každý kanál je vybaven nízkofrekvenčním filtrem (LPF) s dobou náběhu 40 ms, který účinně potlačuje vysokofrekvenční šum.
Sledování stavu: Modul obsahuje monitorování interního napájení a diagnostiku kanálu. Poruchy jsou indikovány pomocí LED diod na předním panelu a alarmů systémové sběrnice.
3.5 Zapojení a kompatibilita MTU
AI820 je kompatibilní s různými zakončovacími jednotkami modulů, včetně:
TU830/TU833 Extended MTU: Integruje rozvod energie a pojistky, podporuje přímé připojení třívodičových přístrojů.
TU810/TU814 Compact MTU: Poskytuje svorky pro vstup procesního napětí 24 V; vyžaduje externí rozvod energie.
TU812 Compact MTU: Obsahuje 25kolíkový konektor D-Sub, vhodný pro aplikace s vysokou hustotou kabeláže.
4. Typické aplikační scénáře
AI820 je vhodný pro různé systémy řízení a monitorování průmyslových procesů, včetně, ale bez omezení na:
Process Variable Acquisition: Přesné měření analogových signálů, jako je teplota, tlak, průtok a hladina.
Systémy energetického managementu: Monitorování a záznam elektrických parametrů, jako je napětí, proud a výkon.
Monitorování stavu zařízení: Získávání signálu z mechanických senzorů pro vibrace, posun, rychlost atd.
Laboratoře a zkušební stolice: Vícekanálové, vysoce přesné systémy sběru dat.
Aplikace v nebezpečných oblastech: Vhodné pro prostředí certifikovaná pro třídu I Div 2 / zóna 2, jako je chemický, ropný a plynárenský průmysl.
5. Doporučení pro instalaci a konfiguraci
Výběr MTU: Vyberte vhodný typ MTU na základě složitosti provozního zapojení a požadavků na napájení.
Uzemnění a stínění: Pro snížení rušení se doporučuje používat stíněné kroucené dvoulinky a implementovat jednobodové uzemnění na straně skříně.
Rozdělení energie: Při napájení více dvouvodičových vysílačů vypočítejte celkový proud a ujistěte se, že kapacita pojistky MTU je dostatečná.
Ohledy na životní prostředí: Ve vysokoteplotních nebo hustě zaplněných instalacích zajistěte dostatečný odvod tepla, aby modul zůstal ve jmenovitém teplotním rozsahu.
Konfigurace softwaru: Nakonfigurujte typ signálu, rozsah a parametry filtru každého kanálu prostřednictvím systému 800xA nebo odpovídající platformy ovladače.
