IS200TDBSH2A je simplexní diskrétní vstupně/výstupní terminálová deska navržená společností General Electric (GE) pro řídicí systémy Mark VIe a Mark VIeS. Je členem řady TDBS, speciálně určený pro aplikace vyžadující jmenovité smáčecí napětí 24V DC. Tato svorkovnice funguje jako můstek rozhraní mezi I/O modulem PDIO a polními zařízeními, primárně odpovědnými za příjem polních diskrétních signálů (jako jsou kontakty z tlačítek, koncových spínačů) a budící zátěže pole (jako jsou relé, solenoidové ventily, kontrolky). Jeho konstrukce podporuje montáž na DIN lištu nebo plochou montáž, vyznačuje se vysokou spolehlivostí, snadnou údržbou a flexibilním rozšířením. Je široce používán v průmyslové automatizaci a řízení, zejména v kritických aplikacích řízení procesů, jako jsou plynové a parní turbíny.
Základní funkční popis
Základní funkce IS200TDBSH2A jsou jasně rozděleny do dvou hlavních částí: diskrétní vstupy a reléové výstupy.
24kanálový diskrétní vstup
Potlačení šumu: Vestavěné potlačení šumu účinně chrání před rázovými špičkami a vysokofrekvenčním šumem a zajišťuje stabilitu a přesnost signálu v drsných průmyslových elektromagnetických prostředích.
Hardwarové filtrování: Obsahuje 4milisekundový hardwarový filtr, který eliminuje přechodné rušení, jako je odraz kontaktu, a zabraňuje falešnému spouštění.
Typ vstupu: Přijímá 24 signálů „suchého kontaktu“, tj. pasivních spínacích kontaktů poskytovaných provozními zařízeními.
Smáčecí napětí: Pro detekci stavu kontaktů (rozepnuté nebo sepnuté) vyžaduje svorkovnice externí smáčecí napětí. IS200TDBSH2A podporuje jmenovité smáčecí napětí 24 V DC s přijatelným rozsahem 16 až 32 V DC. Toto napětí je plovoucí, což zvyšuje odolnost proti rušení.
Úprava signálu: Každý vstupní kanál je vybaven pokročilými obvody úpravy signálu.
Vstupní proud: Vstupní proud je omezen vnitřními odpory. Typický proud je 2,5 mA pro prvních 21 obvodů a 10 mA pro poslední tři obvody (22-24). Tento design pomáhá snížit spotřebu energie a zvýšit bezpečnost.
Zapojení: 24 vstupů je připojeno přes spodní 48bodovou zásuvnou svorkovnici (TB2). Každá vstupní skupina používá dvě svorky (např. Wet 1 a In 1), které zajišťují jasné zapojení.
12kanálový reléový výstup
Typ relé: Poskytuje 12 reléových kontaktů Form-C (přerušení před zapnutím). Každé relé má tři výstupní svorky: normálně sepnuto (NC), společné (COM) a normálně otevřeno (NO). Tato struktura nabízí velkou flexibilitu pro řídicí logiku (může si vybrat, zda se má obvod vytvořit nebo přerušit).
Zatížitelnost: Kontakty relé používají materiál slitiny stříbra a niklu, což zajišťuje dlouhou životnost. Jejich zatížitelnost závisí na provozním napětí:
Doba odezvy: Typická doba odezvy sepnutí je 25 milisekund, což splňuje požadavky na rychlé ovládání.
Mechanická a elektrická životnost: Elektrická provozní životnost je až 100 000 cyklů; mechanická životnost je až 5 000 000 cyklů.
Zapojení: 12 reléových výstupů je připojeno přes horní 48bodovou zásuvnou svorkovnici (TB1). Každé relé zabírá 4 svorky (NC, COM, NO a vyhrazenou svorku SOL).
Integrace s I/O modulem PDIO
Samotný IS200TDBSH2A nemá žádné inteligentní zpracování; musí být použit ve spojení s diskrétním I/O modulem PDIO. Modul PDIO se zapojuje do IS200TDBSH2A pomocí konektoru typu D a komunikuje s řídicím systémem vyšší úrovně (např. řídicím systémem Mark VIe) přes Ethernet. Jedna svorkovnice TDBS poskytuje jeden přípojný bod PDIO, ačkoli samotný modul PDIO může být konfigurován s jedním nebo dvěma síťovými připojeními k řídicí jednotce pro redundanci.
Zásuvné svorkovnice
Všechny svorkovnice jsou zásuvné. To je mimořádně výhodné pro uvádění do provozu, údržbu nebo výměnu svorkovnice, protože bloky lze odpojit bez odstranění veškeré kabeláže, což ušetří značný čas a úsilí.
Principy práce a podrobné vnitřní obvody
(A) Pracovní principy sekce diskrétního vstupu
Základním úkolem diskrétního vstupního obvodu je spolehlivě převádět mechanický stav rozepnuto/sepnuto polních kontaktů na digitální signál rozpoznatelný řídicí jednotkou.
Aplikace smáčecího napětí a dráha proudu:
Externě dodávané smáčecí napětí 24V DC je přiváděno na svorkovnici přes 3pinový konektor Mate-N-Lok (JE1). U TDBSH2A (stejně jako H4A, H6A) je všech 24 výstupních svorek smáčecího napětí (liché svorky na TB2) interně zapojeno paralelně, všechny jsou napájeny z pinu 1 JE1 (kladný).
Když se polní kontakt sepne, vytvoří se proudová dráha: JE1 Pin 1 (+24V) -> Wetting Voltage Termin (např. Wet 1) -> Closed Field Contact -> Input Terminal (např. In 1) -> Interní optoizolátor na svorkovnici -> JE1 Pin 3 (zpětná cesta).
Tento způsob zapojení – „jeden vodič smáčecího napětí do pole, více signálových vedení se vrací“ – je povolen, což snižuje složitost zapojení.
Úprava a izolace signálu:
Omezení proudu: Rezistory ve vstupní smyčce omezují proud na bezpečný rozsah (2,5 mA nebo 10 mA).
Potlačení šumu: Filtry, skládající se z RC sítí nebo diod potlačujících přechodné napětí poblíž vstupního bodu signálu, pohlcují rázy a filtrují vysokofrekvenční šum.
Optická izolace: Toto je klíčový krok pro bezpečnost systému. Upravený napěťový signál řídí LED diodu (Light-Emitting Diode). Světlo z LED osvětluje vnitřní fototranzistor a způsobuje jeho vedení, čímž generuje čistý signál na vnitřní straně desky. Tato fyzická optická izolační bariéra zcela odděluje stranu pole, která může mít vysoká napětí, rozdíly zemního potenciálu a šum, od strany řídicího systému, čímž chrání drahé řídicí zařízení.
Detekce prahu: Vstupní prahové napětí je nastaveno na 50 % smáčecího napětí (přibližně 12 V pro jmenovité napětí 24 V). Napětí nad tímto je považováno za 'ZAPNUTO' (1) a pod napětím 'VYPNUTO' (0).
Rozdíl od IS200TDBSH8A:
Je důležité poznamenat, že model IS200TDBSH8A má samostatný vnitřní odpor omezující proud pro každou výstupní svorku smáčecího napětí, což vyžaduje samostatný kabel smáčecího napětí pro každý vstup. TDBSH2A postrádá tyto odpory; smáčecí napětí je distribuováno přímo paralelně.
(B) Pracovní principy reléového výstupu a rozšíření volitelné desky
Základní reléový výstup IS200TDBSH2A je 'suchý kontakt', což znamená, že cívka relé je řízena vnitřním obvodem PDIO, zatímco kontakty relé jsou zcela uživatelsky konfigurovány pro spínání externího napájení zátěže.
Základní provoz:
Modul PDIO na základě řídicí logiky posílá signál měniče přes konektor (JA1) do cívky specifického relé na IS200TDBSH2A.
Když je cívka relé pod napětím, vtáhne kotvu, což způsobí, že se svorka Common (COM) přepne ze spojení s normálně uzavřenou (NC) svorkou na spojení s normálně otevřenou (NO) svorkou.
Napájení externí zátěže a zpětná cesta jsou zapojeny do série mezi COM a NO (nebo NC), takže zátěž řídí spínáním relé.
Funkce a principy volitelných desek typu W:
Síla IS200TDBSH2A (a H4A, H6A) spočívá v jeho schopnosti přijímat různé volitelné desky typu W prostřednictvím konektorů JW1 a JW2, čímž se jednoduché suché kontakty rozšiřují na inteligentní výstupy s možností distribuce napájení a diagnostiky.
Doplňková deska IS200WROBH1A:
Funkce: Tato deska poskytuje centralizovanou, jištěnou distribuci napájení pro všech 12 relé.
Princip: Externí napájecí zdroj se připojuje přes jediný vstupní konektor (JF1). Kladná strana napájení (JF1 Pin 1) se po průchodu pojistkou rozdělí na každé relé (z původní svorky COM se stane svorka POWER). Zpětná cesta pro napájení (JF1 Pin 3) není jištěna. Podobně má každá pojistka izolovanou napěťovou zpětnou vazbu pro diagnostiku chyb. Tato konfigurace zjednodušuje zapojení pro aplikace vyžadující stejné napájení pro více relé.
Doplňková deska IS200WROFH1A:
Funkce: Tato deska umísťuje jednu pojistku do série se společným připojením každého relé.
Princip: Při použití již není napájecí zdroj zátěže připojen k základní svorce COM, ale ke svorce 'pojištěné společné' poskytované doplňkovou deskou. Každá výstupní smyčka je tak chráněna nezávislou pojistkou. Deska zároveň poskytuje izolované snímání zpětné vazby napětí pro každou pojistku, která funguje bez ohledu na polaritu. PDIO může monitorovat tento zpětnovazební signál. Pokud detekuje napětí (to znamená, že je přítomno napájení na straně zátěže), ale je spálená pojistka (obvod je přerušený), generuje diagnostický alarm. Jedinečnou vlastností je, že uživatel může vyjmout pojistku a zapojit čtvrtou svorku (nyní fungující jako VSENSE) přes zátěž, čímž se tento obvod účinně změní na nezávislý monitor napětí pro detekci přítomnosti napětí na straně zátěže, i když relé není zapojeno do řízení.
Doplňková deska IS200WROGH1A:
Funkce: Tato deska dělá reléovou část TDBS funkčně ekvivalentní svorkovnici IS200TRLYH1B při použití v simplexu. Poskytuje jištění a distribuci napájení podle napětí pro prvních 6 relé (1-6) a vyhrazené napájení pro 12. relé.
Princip: Klíčovou vlastností této desky je oboustranné fusing. Externí napájecí zdroj (AC nebo DC) je připojen ke konektorům JF1 a JF2 na desce. Kladná i záporná strana napájení jsou sériově jištěny pro každý výstup (např. FU7 a FU1 odpovídají relé 1). Díky tomu je zvláště vhodný pro 'plovoucí' systémy, kde napájecí zdroj není uzemněn. Napěťové senzory na desce monitorují napětí na každé pojistce. Pokud dojde k přepálení pojistky, senzor detekuje rozdíl napětí a pošle chybový signál zpět do PDIO. Kromě toho jsou na normálně otevřených (NO) kontaktech instalovány metaloxidové varistory (MOV), které potlačují napěťové špičky generované indukčními zátěžemi.
Instalace a bezpečnostní aspekty
Montáž: IS200TDBSH2A se nejprve sestaví s plastovým izolátorem. Poté jej lze nacvaknout na standardní DIN lištu nebo přišroubovat do skříně pomocí plechové sestavy.
Zapojení: Použijte vodiče #24 - #12 AWG připojené přímo ke dvěma sadám 48bodových zásuvných svorkovnic. Zakončovací body stínění by měly být na samostatné zemnící liště.
Důležitá upozornění:
Certifikace pro nebezpečná místa: IS200TDBSH2A není určen pro nebezpečná místa. Je-li to vyžadováno pro nebezpečná místa, je nutné vybrat model IS200TDBSH8A.
Omezení použití volitelné desky: Volitelné desky s diskrétním výstupem (WROBH1A, WROFH1A, WROGH1A) nejsou certifikovány pro nebezpečná prostředí, a proto se nesmí používat se svorkovnicí TDBS v nebezpečných oblastech.
Verze softwaru: Nenahrazujte TDBSH2A za TDBSH8A bez předchozí instalace softwarové sady ControlST verze 4.05 nebo novější.
Diagnostika a konfigurace
