IS200SHRAH2A je vysoce výkonný, kompaktní HART (Highway Addressable Remote Transducer) s analogovou vstupní/výstupní svorkovnicí v řídicím systému General Electric (GE) Mark VIe. Jako člen rodiny SHRA je IS200SHRAH2A speciálně navržen pro připojení k PHRA I/O packu (model IS220PHRA), který poskytuje 10 kanálů analogového vstupu 4-20 mA a 2 kanály analogového výstupu 4-20 mA pro řízení průmyslových procesů. Zároveň podporuje transparentní obousměrný přenos komunikačního protokolu HART. Díky praktickému designu zásuvných terminálů, který výrazně zjednodušuje kabeláž a údržbu na místě, je tato deska ideální volbou pro sběr procesních signálů a řídicí smyčky v petrochemickém, energetickém a metalurgickém průmyslu.
Hlavní výhoda IS200SHRAH2A spočívá v jeho schopnosti HART pass-through. Umožňuje, aby povely HART pocházející z řídicího systému (prostřednictvím sady I/O PHRA) bez překážek přecházely do vysílačů inteligentních polí s povoleným HART a vrací signály odezvy HART z polních zařízení zpět do řídicího systému. To umožňuje vzdálenou konfiguraci parametrů, získávání diagnostických dat a monitorování stavu zařízení bez ovlivnění normálního přenosu analogového signálu 4-20 mA. Tato funkce umožňuje uživatelům plně využívat pokročilé funkce inteligentních polních zařízení bez nutnosti dodatečné kabeláže.
Umístění systému a kompatibilita
V rámci řídicí architektury Mark VIe slouží IS200SHRAH2A jako součást procesního I/O subsystému, který je umístěn mezi ethernetovou sítí řídicí jednotky a provozními zařízeními. Jeho pracovní režim je následující: PHRA I/O pack se zapojuje přímo do konektoru typu D na desce IS200SHRAH2A a vyměňuje si vysokorychlostní data s kontrolérem přes Ethernet. Jeden IS200SHRAH2A odpovídá jednomu I/O bloku PHRA, který tvoří kompaktní simplexní analogovou akviziční a výstupní jednotku.
Je důležité si uvědomit, že IS200SHRAH2A je kompatibilní pouze s I/O sadou PHRA (všechny verze IS220PHRA) a není kompatibilní s I/O sadou YHRA. Deska poskytuje pouze simplexní konfiguraci a nepodporuje aplikace Triple Modular Redundant (TMR), takže je vhodná pro řídicí smyčky, které jsou cenově citlivé nebo mají méně přísné požadavky na redundanci.
Základní funkční vlastnosti
1. Bohaté analogové vstupní a výstupní kanály
IS200SHRAH2A poskytuje 10 analogových vstupů a 2 analogové výstupy, celkem 12 kanálů. Z nich lze 8 vstupů konfigurovat pomocí propojek buď pro proudový vstup 4-20 mA, nebo pro napěťový vstup ±5 V DC, což vyhovuje různým požadavkům na rozhraní převodníku. Další 2 vstupy lze nakonfigurovat buď pro proudový vstup 4-20 mA nebo ±1 mA, což nabízí flexibilní způsob připojení pro speciální nízkoproudové signály. 2 analogové výstupy jsou standardní proudové výstupy 4-20 mA, které jsou schopné přímo řídit zátěže, jako jsou akční členy, polohovače nebo záznamníky.
Deska poskytuje 24 V DC napájení pro všechny vysílače, s maximem 21 mA na kanál. To může přímo napájet dvouvodičové vysílače, což zjednodušuje návrh distribuce energie v poli.
2. Transparentní komunikace HART
Protokol HART je průmyslový standard, který superponuje frekvenční signály na analogový signál 4-20 mA za účelem dosažení digitální komunikace. IS200SHRAH2A podporuje kompletní průchod signálu HART: když je vstupní kanál nakonfigurován na proudový režim 4-20 mA pomocí propojek, signály modulované HART mohou být přenášeny obousměrně přes datové spojení obsahující svorkovnici, sadu I/O PHRA a řídicí jednotku. Systémy správy aktiv nebo ruční komunikátory HART v řídicím systému mohou tuto cestu využít ke vzdálenému přístupu k zařízením HART v terénu, ke čtení identifikace zařízení, konfiguračních parametrů, diagnostických informací a dat s více proměnnými. To výrazně zvyšuje efektivitu správy zařízení a možnosti prediktivní údržby.
Vezměte prosím na vědomí, že komunikace HART je dostupná pouze tehdy, když je vstup nastaven na režim 4-20 mA. Pokud je vstup nakonfigurován pro ±5 V DC napětí nebo ±1 mA proudový režim, bude HART signál izolován nebo odfiltrován, což zabrání komunikaci.
3. Konstrukce zásuvného terminálu
Na rozdíl od pevných svorek SHRAH1A používá IS200SHRAH2A pravoúhlý konektor, který přijímá různé komerčně dostupné standardní zásuvné 48kolíkové svorkovnice typu Euroblok. Tato konstrukce nabízí značné pohodlí: při zapojování v terénu lze všechny kabely nejprve připevnit na zásuvnou svorkovnici, kterou lze poté zasunout na desku jako jednu jednotku pro rychlou instalaci. Při výměně desky je potřeba odpojit pouze svorkovnici, čímž odpadá nutnost odstraňovat každý vodič jednotlivě, což výrazně zkracuje prostoje na údržbu. V blízkosti svorkovnice je umístěn zemnící bod pro stínění I/O kabelu, který účinně potlačuje elektromagnetické rušení.
4. Konfigurace flexibilního propojky
IS200SHRAH2A dosahuje vysoce flexibilní konfigurace kanálů prostřednictvím integrovaných propojek, které umožňují přizpůsobení různým typům signálů pole bez hardwarových změn. Specifické funkce propojek jsou následující:
Skupina skokanů |
Funkce |
Možnosti konfigurace |
JP1A až JP8A |
Vyberte typ vstupu pro kanály 1 až 8 |
Proudový vstup (4-20 mA) nebo napěťový vstup (±5 V) |
JP1B až JP8B |
Vyberte způsob zpětného připojení pro kanály 1 až 8 |
Vraťte se připojeno ke Common nebo vlevo Open |
JP9A a JP10A |
Vyberte rozsah vstupního proudu pro kanály 9 a 10 |
4-20 mA nebo ±1 mA |
JP9B a JP10B |
Vyberte způsob zpětného připojení pro kanály 9 a 10 |
Vraťte se připojeno ke Common nebo vlevo Open |
Všechny ostatní konfigurace, jako je nastavení rozsahu, parametry filtru a umožnění komunikace HART, jsou prováděny I/O packem PHRA prostřednictvím aplikačního softwaru ToolboxST, aniž by bylo nutné manipulovat se samotnou svorkovnicí.
5. Palubní diagnostika a identifikace
IS200SHRAH2A poskytuje sériový rezistor pro každý analogový výstupní kanál. Pokles napětí na tomto rezistoru indikuje skutečný výstupní proud, což umožňuje I/O packu PHRA provádět diagnostiku v reálném čase. Pokud se některý z analogových výstupů stane nezdravým (například v důsledku přerušeného obvodu, zkratu nebo přetížení), PHRA vygeneruje diagnostický alarm.
Integrován je také integrovaný identifikační čip pouze pro čtení, který ukládá sériové číslo svorkovnice, typ desky, číslo revize a příslušné umístění konektoru JR/JS/JT. I/O sada PHRA přečte tento ID čip při inicializaci zapnutí. Pokud je zjištěn nesoulad mezi skutečným připojeným modelem desky a konfigurovaným modelem, bude generována chyba hardwarové nekompatibility, což účinně zabrání systémovým abnormalitám způsobeným nesprávným vložením desky.
6. Široká podpora vysílače
IS200SHRAH2A podporuje více způsobů zapojení polních vysílačů, včetně:
Dvouvodičové vysílače : Napájení 24 V DC ze svorkovnice; signál a napájení sdílejí jeden pár vodičů.
Třívodičové vysílače : Napájení 24 V DC ze svorkovnice; signál a napájení sdílejí společný zpětný vodič.
Čtyřvodičové vysílače : Signál a napájení jsou zcela odděleny; vysílač je napájen nezávisle nebo z palubního zdroje.
Externě napájené vysílače : Vysílač je napájen z externího zdroje; na svorkovnici je připojen pouze signál 4-20 mA.
Tato kompatibilita umožňuje IS200SHRAH2A bezproblémovou integraci do stávajících schémat zapojení v terénu, čímž chrání stávající investice uživatele.
Nejdůležitější instalace a zapojení
Instalace IS200SHRAH2A probíhá podle následujících kroků: nejprve sestavte plastový izolátor a svorkovnici, poté je upevněte na kovovou montážní desku (nebo držák). Nakonec zaklapněte kovovou desku na DIN lištu nebo ji přišroubujte přímo do skříně. Pro zapojení se doporučuje použít 18 AWG (přibližně 0,8 mm²) stíněný kroucený párový kabel, který účinně potlačí elektromagnetické rušení a zajistí integritu signálu. Odvodňovací vodič stínění kabelu by měl být zakončen na vyhrazené zemnící svorce vedle svorkovnice, aby se zabránilo vytváření zemních smyček.
Pomocí zásuvných svorkovnic: vložte odizolované konce vodičů do odpovídajících otvorů svorkovnice a utáhněte šrouby. Po potvrzení, že jsou připojení zajištěna, vyrovnejte celou svorkovnici s pravoúhlým konektorem na desce a zatlačte jej na místo, abyste dokončili elektrické připojení. Během výměny při údržbě jednoduše odpojte svorkovnici ze staré desky, nainstalujte novou desku a svorkovnici znovu zapojte. Není potřeba žádné přepojování, což výrazně zkracuje prostoje.
Aplikační scénáře
IS200SHRAH2A je vhodný pro různé aplikace řízení průmyslových procesů. Mezi typické aplikace patří:
Získávání signálů dvouvodičového nebo čtyřvodičového převodníku pro procesní proměnné, jako je tlak, teplota, průtok a hladina.
Výstup řídicích signálů 4-20 mA do pohonů, jako jsou inteligentní polohovače ventilů a pohony s proměnnými otáčkami.
Projekty správy majetku vyžadující vzdálený přístup k přístrojům HART pro konfiguraci a diagnostiku.
Simplexní systémy s jedinou architekturou regulátoru, jako jsou pomocné systémy, úprava vody a ovládání kotle.
