AI895 je analogový vstupní modul ABB, který může přímo propojit 2vodičové převodníky a se zvláštním připojením může také propojit 4vodičové převodníky bez ztráty schopnosti HART. Konstrukce modulu AI895 plně zohledňuje praktické potřeby průmyslových aplikací. Jeho základní vlastnosti a výhody se odrážejí v následujících aspektech:
Integrovaná jiskrová bezpečnost (IS)
Vestavěná ochrana: Každý kanál obsahuje komponenty vnitřní bezpečnostní ochrany, které umožňují přímé připojení k procesnímu zařízení (např. převodníkům) instalovaným v nebezpečných oblastech (jako je ATEX/IECEx zóna 0/1) bez potřeby dalších externích bezpečnostních bariér nebo izolátorů. To výrazně zjednodušuje návrh systému, snižuje požadavky na prostor skříně a snižuje náklady na instalaci a materiál.
Rozsáhlé certifikace: Modul vyhovuje mezinárodním normám odolným proti výbuchu, jako jsou ATEX a IECEx. Je vhodný pro drsná prostředí, jako je zóna 2 s rozhraním pro zónu 0/1, což zajišťuje bezpečný provoz v přítomnosti hořlavých plynů nebo prachu.
Schopnost komunikace HART
Integrace dvou protokolů: Při přenosu standardních analogových signálů 4-20 mA modul podporuje superponované digitální komunikační signály HART. Uživatelé mohou přistupovat k inteligentním polním zařízením (např. převodníkům, akčním členům) prostřednictvím protokolu HART pro konfiguraci parametrů, pokročilou diagnostiku, dotazy na stav a čtení informací o zařízení, což umožňuje prediktivní údržbu.
Podpora DTM: V rámci FDT/DTM systému 800xA má modul AI895 DTM (Device Type Manager) funkci směrování HART. To umožňuje hostitelskému softwaru (např. Fieldbus Builder) komunikovat s DTM přístrojů HART připojenými k jeho kanálům prostřednictvím tohoto modulu, což umožňuje centralizovanou konfiguraci a správu chytrých zařízení.
Vysoká integrace a flexibilita
8-kanálová hustota: Jediný modul poskytuje 8 nezávislých analogových vstupních kanálů, což optimalizuje využití prostoru v racku, takže je zvláště vhodný pro aplikace s vysokou hustotou signálu.
Možnost flexibilního napájení: Každý kanál může dodávat smyčkové napájení (obvykle ≥15V @ 20mA) připojeným dvouvodičovým vysílačům a je schopen napájet zařízení s certifikací Ex. Jeho nízký úbytek vstupního napětí (typicky 3V, včetně PTC) zajišťuje dostatečné provozní napětí pro polní přístroje.
Komplexní zpracování signálu: Podporuje různá nastavení filtrů pro potlačení šumu. Vyznačuje se vysokým poměrem odmítnutí společného režimu (CMRR >80 dB) a poměrem odmítnutí normálního režimu (NMRR >10 dB), což zajišťuje přesnost měření v drsných elektrických prostředích.
Výkonné funkce diagnostiky a údržby
Víceúrovňová diagnostika: Poskytuje diagnostiku na úrovni modulu a na úrovni kanálu pro rychlou lokalizaci chyb, jako je chybějící modul, chyba typu, externí výpadek napájení, zkrat/přerušení obvodu kanálu atd.
Monitorování zařízení HART: Modul monitoruje stav komunikace připojených přístrojů HART, snímá přítomnost zařízení, hlásí stav specifický pro zařízení (např. konfigurace změněná, výstup fixní, mimo limity) a tyto informace jasně zobrazuje prostřednictvím rozhraní DTM.
Snadná údržba: Podporuje výměnu za provozu (za podmínek povolených systémem). LED indikátory na přední straně modulu poskytují intuitivní stav komunikace Run, Fault, Warning a HART.
Bezproblémová integrace systému
Plug-and-Play: Kompatibilní s I/O systémem S800 a kompaktními měřicími terminálovými jednotkami (MTU) jako TU890/TU891, umožňující rychlé a jednoduché dvouvodičové připojení.
Sjednocené technické prostředí: V rámci systému 800xA se konfigurace, monitorování a diagnostika provádějí prostřednictvím jeho vyhrazeného DTM, který nabízí konzistentní inženýrské a provozní zkušenosti s celým systémem 800xA, včetně správy uživatelských rolí, online sledování, stahování parametrů atd.
2. Podrobné technické vlastnosti
1. Získávání a zpracování signálu
AI895 je optimalizován pro průmyslový standardní proudový signál 4-20 mA. Jeho 12bitové rozlišení poskytuje dostatečnou přesnost pro velkou většinu aplikací pro monitorování procesů, jako je měření tlaku, teploty, průtoku a hladiny. Interní vysoce přesný analogově-digitální převodník modulu a stabilní referenční napětí zajišťují konzistenci měření v širokém teplotním rozsahu (teplotní drift pouze 100 ppm/°C). Uživatelé mohou nezávisle konfigurovat časovou konstantu filtru pro každý kanál prostřednictvím DTM, aby dosáhli optimální rovnováhy mezi rychlostí odezvy a potlačením šumu.
2. Návrh jiskrové bezpečnosti
Základní bezpečnostní prvek AI895 spočívá v jeho 'energii omezujícím' designu. Vnitřní obvody modulu jsou speciálně navrženy tak, aby zajistily, že i za poruchových podmínek je elektrická energie přenášená do nebezpečné oblasti dostatečně nízká, aby nebyla schopna zapálit konkrétní výbušnou směs plynů. To umožňuje jeho instalaci přímo v bezpečné oblasti (např. rozvaděč) při současném rozšíření signálních vedení k polním přístrojům v nebezpečné oblasti, čímž se vytvoří kompletní a nákladově efektivní řešení jiskrově bezpečné smyčky bez mezilehlých bezpečnostních bariér.
3. Integrace protokolu HART
Jako brána HART spravuje AI895 komunikaci fyzické vrstvy s polními přístroji HART. Jeho DTM poskytuje bohaté funkce související s HART:
Parametrizace: Umožňuje nastavení parametrů komunikace HART, jako je počet opakování při zaneprázdnění/chybové odpovědi, pro optimalizaci spolehlivosti komunikace.
Diagnostika: Vyhrazená diagnostická karta 'HART device' zobrazuje stav zařízení (např. probíhající operace, hardwarové poruchy), stav skenování přístroje HART pro všechny kanály (skenování povoleno, vyhledávání, zmizelo, objevilo se, neodpovídá) a podrobné komunikační chyby, odezva na příkaz a kódy stavu zařízení v terénu.
Servisní funkce:
Proveďte hlavní reset: Když jsou v terénu přidány nebo nahrazeny nové přístroje HART, provedení tohoto příkazu přinutí modul znovu prohledat všechny kanály a aktualizovat svůj vnitřní seznam zařízení HART.
Enable/Disable Scan: Řídí, zda modul pravidelně dotazuje rozpoznaná zařízení HART za účelem sledování jejich online stavu.
Číst parametry brány: Načte informace, jako je počet rozpoznaných nástrojů, stav skenování, nastavení opakování atd.
Provést autotest zařízení: Provede autotest vnitřní funkčnosti HART modulu.
4. Konfigurace a provoz
Konfigurace modulu AI895 se primárně provádí prostřednictvím jeho DTM v rámci inženýrského prostředí System 800xA (např. Control Builder nebo Fieldbus Builder). Klíčová konfigurační rozhraní zahrnují:
Parametry kanálu: Každý kanál lze jednotlivě aktivovat/deaktivovat. Lze zvolit rozsah signálu (pevně 4-20 mA), linearizaci (např. žádná, druhá odmocnina) a dobu filtrování.
Parametrizace: Určeno pro konfiguraci parametrů komunikace HART.
Pozorovat: Zobrazuje naměřené hodnoty v reálném čase (digitální, procentuální a sloupcový graf) a stav kanálu pro všechny kanály v online režimu.
Servis: Provádí pokročilé příkazy a funkce související s HART zmíněnými výše.
Uživatelské role a oprávnění (např. Observer, Operator, Maintenance, Planning Engineer) jsou integrovány do aplikací DTM a zajišťují provozní bezpečnost.
3. Aplikační pole
Analogový vstupní modul ABB AI895 je široce používán v průmyslových odvětvích vyžadujících jiskrovou bezpečnost, vysoce přesné měření a inteligentní správu zařízení, včetně:
Oil & Gas: Monitorování tlaku, teploty a průtoku na pobřežních plošinách, rafineriích a potrubích.
Chemical & Pharmaceutical: Monitorování parametrů procesu pro reaktory, skladovací nádrže a výrobní linky, splňující přísné požadavky na ochranu proti výbuchu.
Výroba energie: Pomocné monitorování procesů v elektrárnách (zejména uhelných a plynových).
Metals & Mining: Monitoring výrobního procesu v prostředí s výbušným prachem.
Voda a čištění odpadních vod: Získávání klíčových parametrů pro čerpací stanice a čistírny odpadních vod.
Jakákoli aplikace využívající systém 800xA, která vyžaduje připojení k jiskrově bezpečným inteligentním vysílačům.
