Die IS200TDBTH2A ist eine diskrete Eingangs-/Ausgangs-Klemmenplatine der TDBT-Serie, die speziell für Mark VIe-Steuerungssysteme mit Triple Modular Redundancy (TMR)-Architektur entwickelt wurde. Diese Klemmenplatine unterstützt die DIN-Schienen- oder Schalttafelmontage und zeichnet sich durch hohe Zuverlässigkeit, modularen Aufbau und flexible Konfigurationsmöglichkeiten aus, wodurch sie für die industrielle Automatisierung, Prozesssteuerung und sicherheitskritische Systeme geeignet ist.
Der IS200TDBTH2A bietet 24 gruppenisolierte Kontakteingangskanäle und 12 Form-C-Relaisausgangskanäle. Es unterstützt eine standardmäßige Benetzungsspannung von 24 V DC und ist an verschiedene industrielle Signalschnittstellenanforderungen anpassbar. Sein Design vereint Signalintegrität, Störfestigkeit und Systemdiagnose und macht es zu einer entscheidenden I/O-Schnittstellenkomponente in redundanten Steuerungssystemen.
2. Hauptmerkmale
2.1 Diskrete Eingangsfunktionalität
Der IS200TDBTH2A bietet 24 Spannungseingangskanäle mit potenzialfreiem Kontakt. Jede Eingangsgruppe verfügt über eine Gruppenisolierung und kann eine extern zugeführte Benetzungsspannung von nominal 24 V DC aufnehmen (tatsächlicher Betriebsbereich: 16–32 V DC). Die Eingangskreise besitzen folgende Eigenschaften:
Rauschunterdrückung: Jeder Eingang ist mit einem Hardwarefilter und einer Überspannungsunterdrückungsschaltung ausgestattet, die hochfrequentes Rauschen und Spannungstransienten effektiv abschwächt und so die Signalstabilität verbessert.
Strombegrenzung: Die ersten 21 Eingangskreise sind auf 2,5 mA strombegrenzt, und die letzten drei Kreise (22–24) sind auf 10 mA begrenzt, um die Schaltung vor Überstrom oder Kurzschlüssen zu schützen.
Schwellenerkennung: Die Schwellenspannung des Eingangssignals ist auf 50 % der Benetzungsspannung eingestellt, um eine zuverlässige Erkennung des Logikzustands zu gewährleisten.
Überwachung der Benetzungsspannung: Das System überwacht kontinuierlich die Benetzungsspannung. Sinkt die Spannung unter 40 % des Nennwertes, wird ein Diagnosealarm ausgelöst und der Fehlerzustand gespeichert.
2.2 Funktionalität des Relaisausgangs
Der IS200TDBTH2A bietet 12 Form-C-Relaisausgänge. Jedes Relais umfasst Schließerkontakte (NO), Öffnerkontakte (NC) und gemeinsame Kontakte (COM), die sowohl Wechselstrom- als auch Gleichstromlasten mit den folgenden Funktionen unterstützen:
Tragfähigkeit:
Maximaler Laststrom: 3,15 A bei 24 V DC
Unterstützt auch 3,15 A bei 120/240 V AC
1,2 A bei 48 V DC
0,6 A bei 125 V DC
Lebensdauer des Relais:
Kontaktmaterial: Silber-Nickel-Legierung, bietet gute Leitfähigkeit und Verschleißfestigkeit.
Reaktionszeit: Typische Schaltreaktionszeit ≤ 25 ms.
2.3 Modularität und Erweiterbarkeit
PDIO-E/A-Modulschnittstelle: Der IS200TDBTH2A bietet drei D-Typ-Anschlüsse (JR1, JS1, JT1) zum Anschluss von drei PDIO-E/A-Modulen und ermöglicht so eine redundante Kommunikation mit den R-, S- und T-Controllern.
Unterstützung der WROB-Optionsplatine: Die Optionsplatine WROBH1A kann installiert werden, um einen Sicherungsschutz und eine Strommessung für die ersten sechs Relais sowie eine dedizierte Stromversorgung für das 12. Relais bereitzustellen.
Steckbare Klemmenblöcke: Die gesamte Verkabelung erfolgt über steckbare Klemmenblöcke im Euro-Stil, die AWG-Drähte Nr. 24–12 unterstützen und so eine einfache Installation und Wartung ermöglichen.
2.4 Diagnose und Überwachung
Der IS200TDBTH2A verfügt über umfassende Diagnosemechanismen, darunter:
Benetzungsspannungsüberwachung: Erkennt, ob die Eingangsstromversorgung normal ist.
Rückmeldung des Relaisstatus: Überwacht die tatsächliche Position jedes Relais über einen isolierten Kontaktsatz; Rückmeldungen werden auf alle drei PDIOs aufgefächert.
Sicherungsstatuserkennung (bei Verwendung von WROBH1A): Überwacht den Status der sechs Sicherungspaare auf der Platine und gewährleistet so die Sicherheit des Stromkreises.
Hardware-Identifikation: Jeder Anschluss verfügt über einen schreibgeschützten ID-Chip, der den Platinentyp, die Seriennummer und die Revisionsnummer speichert; Das System erkennt automatisch die Hardwarekompatibilität.
3. Funktionsprinzip
3.1 Prinzip der diskreten Eingangsschaltung
Das Eingangsschaltkreisdesign des IS200TDBTH2A basiert auf den Prinzipien der Trockenkontakterkennung und des Spannungsschwellenwertvergleichs. Externe Kontakte (z. B. Drucktaster, Endschalter) werden über die TB2-Klemmen angeschlossen und die Benetzungsspannung wird über den JE1-Stecker zugeführt. Der betriebliche Arbeitsablauf ist wie folgt:
Benetzungsspannungsversorgung:
Beim IS200TDBTH2A sind alle Benetzungsspannungs-Ausgangsklemmen parallel geschaltet und werden von JE1 Pin 1 (positiv) und Pin 3 (Rückleitung) versorgt.
Wenn ein externer Kontakt schließt, fließt Strom durch den Eingangskreis und schließt die Schleife.
Signalaufbereitung:
Das Eingangssignal durchläuft zunächst einen Hardwarefilter, um hochfrequentes Rauschen und transiente Störungen zu entfernen.
Das Signal gelangt dann in einen Opto-Isolator, der für eine elektrische Isolierung zwischen der Feldseite und der Steuerseite sorgt, um Erdschleifen und Spannungsstörungen zu verhindern.
Digitale Konvertierung und Übertragung:
Das isolierte Signal wird vom I/O-Prozessor in ein digitales Signal umgewandelt.
Das digitale Signal wird über Ethernet an das entsprechende PDIO-Modul übertragen, das es dann zur TMR-Verarbeitung an die R-, S- oder T-Controller weiterleitet.
Fehlererkennung:
3.2 Prinzip der Relaisausgangsschaltung
Der Relaisausgangsabschnitt des IS200TDBTH2A verwendet elektromagnetische Relais als Betätigungselemente. Die Steuerlogik ist wie folgt:
Steuersignalquelle:
Relaisbetrieb:
Wenn das Steuersignal „geschlossen“ ist, wird die Relaisspule erregt und zieht den beweglichen Kontakt, um COM mit NO zu verbinden.
Wenn das Steuersignal „offen“ ist, wird die Relaisspule entregt und der bewegliche Kontakt kehrt über Federwirkung zurück und verbindet COM mit NC.
Erweiterung der Optionsplatine:
Wenn die Optionsplatine WROBH1A installiert ist, erhalten die ersten sechs Relais einen Dual-End-Sicherungsschutz (Sicherungen sowohl auf der positiven als auch auf der negativen Seite), der für erdfreie Stromversorgungssysteme geeignet ist.
Das 12. Relais wird ohne Sicherungen über den JG1-Stecker mit Strom versorgt.
Status-Feedback:
3.3 Systemkommunikation und Redundanzmechanismus
Der IS200TDBTH2A stellt über drei PDIO-Module eine dreifach redundante Kommunikationsverbindung mit den Controllern her:
Diese Architektur stellt sicher, dass das System auch bei Ausfall eines Controllers oder Kommunikationspfads den normalen Betrieb über die verbleibenden Pfade aufrechterhalten kann.
4. Installations- und Verkabelungsanweisungen
