El IS200SHRAH2A es un tablero de terminales de entrada/salida analógica habilitado para HART (transductor remoto direccionable en carretera) compacto y de alto rendimiento dentro del sistema de control Mark VIe de General Electric (GE). Como miembro de la familia SHRA, el IS200SHRAH2A está diseñado específicamente para conectarse al paquete de E/S PHRA (modelo IS220PHRA), proporcionando 10 canales de entrada analógica de 4-20 mA y 2 canales de salida analógica de 4-20 mA para control de procesos industriales. Al mismo tiempo admite la transmisión bidireccional transparente del protocolo de comunicación HART. Con un conveniente diseño de terminal enchufable que simplifica enormemente el cableado y el trabajo de mantenimiento en el sitio, esta placa es una opción ideal para la adquisición de señales de proceso y bucles de control en las industrias petroquímica, de generación de energía y metalúrgica.
La principal ventaja del IS200SHRAH2A radica en su capacidad de paso HART. Permite que los comandos HART que se originan en el sistema de control (a través del paquete de E/S PHRA) pasen sin obstáculos a los transmisores de campo inteligentes habilitados para HART y devuelve las señales de respuesta HART de los dispositivos de campo al sistema de control. Esto permite la configuración remota de parámetros, la recuperación de datos de diagnóstico y el monitoreo del estado del dispositivo sin afectar la transmisión normal de la señal analógica de 4-20 mA. Esta característica permite a los usuarios utilizar plenamente la funcionalidad avanzada de los dispositivos de campo inteligentes sin necesidad de cableado adicional.
Posicionamiento y compatibilidad del sistema
Dentro de la arquitectura de control Mark VIe, el IS200SHRAH2A sirve como parte del subsistema de E/S del proceso, ubicado entre la red Ethernet del controlador y los dispositivos de campo. Su modo de funcionamiento es el siguiente: el paquete de E/S PHRA se conecta directamente al conector tipo D de la placa IS200SHRAH2A e intercambia datos de alta velocidad con el controlador a través de Ethernet. Un IS200SHRAH2A corresponde a un paquete de E/S PHRA, formando una unidad compacta de salida y adquisición analógica simplex.
Es importante tener en cuenta que el IS200SHRAH2A solo es compatible con el paquete de E/S PHRA (todas las versiones de IS220PHRA) y no es compatible con el paquete de E/S YHRA. La placa proporciona solo una configuración simple y no admite aplicaciones Triple Modular Redundante (TMR), lo que la hace adecuada para bucles de control que son sensibles a los costos o tienen requisitos de redundancia menos estrictos.
Características funcionales principales
1. Ricos canales de entrada y salida analógica
El IS200SHRAH2A proporciona 10 entradas analógicas y 2 salidas analógicas, con un total de 12 canales. De estas, 8 entradas se pueden configurar mediante puentes para entrada de corriente de 4-20 mA o entrada de voltaje de ±5 V CC, acomodando diferentes requisitos de interfaz del transmisor. Se pueden configurar 2 entradas adicionales para entrada de corriente de 4-20 mA o ±1 mA, lo que ofrece un método de conexión flexible para señales especiales de baja corriente. Las 2 salidas analógicas son salidas de corriente estándar de 4-20 mA, capaces de controlar directamente cargas como actuadores, posicionadores o registradores.
La placa proporciona una alimentación de 24 V CC para todos los transmisores, con un máximo de 21 mA por canal. Esto puede alimentar directamente transmisores de dos hilos, simplificando el diseño de distribución de energía en campo.
2. Comunicación HART transparente
El protocolo HART es un estándar industrial que superpone señales de frecuencia a una señal analógica de 4-20 mA para lograr una comunicación digital. El IS200SHRAH2A admite paso de señal HART completo: cuando un canal de entrada está configurado para modo de corriente de 4-20 mA mediante puentes, las señales moduladas HART se pueden transmitir bidireccionalmente a través del enlace de datos que comprende la placa de terminales, el paquete de E/S PHRA y el controlador. Los sistemas de gestión de activos o los comunicadores HART portátiles en el sistema de control pueden utilizar esta ruta para acceder de forma remota a dispositivos HART de campo, leer la identificación del dispositivo, los parámetros de configuración, la información de diagnóstico y los datos multivariables. Esto mejora significativamente la eficiencia de la gestión de equipos y las capacidades de mantenimiento predictivo.
Tenga en cuenta que la comunicación HART solo está disponible cuando la entrada está configurada en modo 4-20 mA. Si una entrada está configurada para voltaje de ±5 V CC o modo de corriente de ±1 mA, la señal HART se aislará o filtrará, lo que impedirá la comunicación.
3. Diseño de terminal enchufable
A diferencia de los terminales fijos del SHRAH1A, el IS200SHRAH2A emplea un cabezal en ángulo recto que acepta una variedad de bloques de terminales tipo Eurobloque de 48 pines enchufables estándar disponibles comercialmente. Este diseño ofrece una gran comodidad: durante el cableado de campo, todos los cables se pueden conectar primero al bloque de terminales enchufables, que luego se puede insertar en la placa como una sola unidad para una instalación rápida. Al reemplazar la placa, solo es necesario desenchufar el bloque de terminales, lo que elimina la necesidad de retirar cada cable individualmente, lo que reduce en gran medida el tiempo de inactividad por mantenimiento. Junto al bloque de terminales se proporciona un punto de conexión a tierra para el blindaje del cable de E/S, lo que suprime eficazmente las interferencias electromagnéticas.
4. Configuración de puente flexible
El IS200SHRAH2A logra una configuración de canales altamente flexible a través de puentes integrados, lo que permite la adaptación a diferentes tipos de señales de campo sin cambios de hardware. Las funciones específicas del puente son las siguientes:
Grupo de puentes |
Función |
Opciones de configuración |
JP1A a JP8A |
Seleccione el tipo de entrada para los canales 1 a 8 |
Entrada de corriente (4-20 mA) o entrada de voltaje (±5 V) |
JP1B a JP8B |
Seleccione el método de conexión de retorno para los canales 1 a 8 |
Retorno conectado a Común o dejado Abierto |
JP9A y JP10A |
Seleccione el rango de corriente de entrada para los canales 9 y 10 |
4-20 mA o ±1 mA |
JP9B y JP10B |
Seleccione el método de conexión de retorno para los canales 9 y 10 |
Retorno conectado a Común o dejado Abierto |
Todas las demás configuraciones, como ajustes de rango, parámetros de filtro y habilitación de comunicación HART, las realiza el paquete de E/S PHRA a través del software de aplicación ToolboxST, sin necesidad de manipular el tablero de terminales.
5. Diagnóstico e identificación a bordo
El IS200SHRAH2A proporciona una resistencia en serie para cada canal de salida analógica. La caída de voltaje a través de esta resistencia indica la corriente de salida real, lo que permite que el paquete de E/S PHRA realice diagnósticos en tiempo real. Si alguna de las salidas analógicas deja de funcionar (por ejemplo, debido a un circuito abierto, un cortocircuito o una sobrecarga), el PHRA generará una alarma de diagnóstico.
También se integra un chip de identificación de solo lectura incorporado, que almacena el número de serie de la placa terminal, el tipo de placa, el número de revisión y la ubicación del conector JR/JS/JT asociado. El paquete PHRA I/O lee este chip de identificación al momento de la inicialización del encendido. Si se detecta una discrepancia entre el modelo de placa real conectado y el configurado, se generará una falla de incompatibilidad de hardware, lo que evitará de manera efectiva anomalías en el sistema causadas por una inserción incorrecta de la placa.
6. Amplio soporte para transmisores
El IS200SHRAH2A admite múltiples métodos de cableado de transmisores de campo, que incluyen:
Transmisores de dos hilos : Alimentados por la alimentación de 24 V CC desde la regleta de bornes; La señal y la potencia comparten un solo par de cables.
Transmisores de tres hilos : Alimentados por la alimentación de 24 V CC desde el tablero de bornes; La señal y la potencia comparten un cable de retorno común.
Transmisores de cuatro hilos : La señal y la potencia están completamente separadas; el transmisor se alimenta de forma independiente o desde la red de a bordo.
Transmisores alimentados externamente : El transmisor recibe alimentación de una fuente externa; sólo la señal de 4-20 mA está conectada al tablero de terminales.
Esta compatibilidad permite que el IS200SHRAH2A se integre perfectamente en los esquemas de cableado de campo existentes, protegiendo la inversión existente del usuario.
Aspectos destacados de la instalación y el cableado
La instalación del IS200SHRAH2A sigue estos pasos: primero, ensamble el aislador de plástico y el tablero de terminales, luego fíjelos a una placa de montaje metálica (o soporte). Finalmente, encaje la placa de metal en un riel DIN o atorníllela directamente dentro del gabinete. Para el cableado, se recomienda utilizar un cable de par trenzado blindado de 18 AWG (aproximadamente 0,8 mm²) para suprimir eficazmente las interferencias electromagnéticas y garantizar la integridad de la señal. El hilo de drenaje del blindaje del cable debe terminar en el terminal de conexión a tierra dedicado adyacente al bloque de terminales para evitar la creación de bucles de tierra.
Usando los bloques de terminales enchufables: inserte los extremos del cable pelado en los orificios correspondientes del bloque de terminales y apriete los tornillos. Después de confirmar que las conexiones estén seguras, alinee todo el bloque de terminales con el encabezado en ángulo recto en la placa y empújelo en su lugar para completar la conexión eléctrica. Durante el reemplazo de mantenimiento, simplemente desconecte el bloque de terminales de la placa anterior, instale la nueva placa y vuelva a enchufar el bloque de terminales. No es necesario volver a cablear, lo que reduce en gran medida el tiempo de inactividad.
Escenarios de aplicación
El IS200SHRAH2A es adecuado para diversas aplicaciones de control de procesos industriales. Las aplicaciones típicas incluyen:
Adquisición de señales de transmisores de dos o cuatro hilos para variables de proceso como presión, temperatura, flujo y nivel.
Salida de señales de control de 4-20 mA a actuadores como posicionadores de válvulas inteligentes y variadores de velocidad.
Proyectos de gestión de activos que requieren acceso remoto a instrumentos HART para configuración y diagnóstico.
Sistemas simplex con arquitectura de controlador único, como sistemas auxiliares, tratamiento de agua y control de calderas.
