El IS200TDBSH2A es un tablero de terminales de entrada/salida discreta simplex diseñado por General Electric (GE) para los sistemas de control Mark VIe y Mark VIeS. Es miembro de la serie TDBS, específicamente diseñada para aplicaciones que requieren un voltaje de humectación nominal de 24 VCC. Este tablero de terminales actúa como un puente de interfaz entre el módulo de E/S PDIO y los dispositivos de campo, principalmente responsable de recibir señales discretas de campo (como contactos de botones, interruptores de límite) y accionar cargas de campo (como relés, válvulas de solenoide, luces indicadoras). Su diseño admite montaje en riel DIN o plano, presentando alta confiabilidad, facilidad de mantenimiento y expansión flexible. Se utiliza ampliamente en automatización y control industrial, especialmente en aplicaciones de control de procesos críticos como turbinas de gas y vapor.
Descripción funcional básica
Las funciones principales del IS200TDBSH2A están claramente divididas en dos partes principales: entradas discretas y salidas de relé.
Entrada discreta de 24 canales
Supresión de ruido: la supresión de ruido incorporada protege eficazmente contra picos de sobretensión y ruido de alta frecuencia, lo que garantiza la estabilidad y precisión de la señal en entornos electromagnéticos industriales hostiles.
Filtrado de hardware: Cuenta con un filtro de hardware de 4 milisegundos para eliminar interferencias transitorias como el rebote de contacto, evitando activaciones falsas.
Tipo de entrada: Acepta 24 señales de 'contacto seco', es decir, contactos de interruptor pasivo proporcionados por dispositivos de campo.
Voltaje de mojado: Para detectar el estado de los contactos (abiertos o cerrados), el tablero de terminales requiere un voltaje de mojado externo. El IS200TDBSH2A admite un voltaje de humectación nominal de 24 VCC, con un rango aceptable de 16 a 32 VCC. Este voltaje es flotante, lo que mejora la inmunidad al ruido.
Acondicionamiento de señal: Cada canal de entrada está equipado con circuitos avanzados de acondicionamiento de señal.
Corriente de entrada: La corriente de entrada está limitada por resistencias internas. La corriente típica es de 2,5 mA para los primeros 21 circuitos y de 10 mA para los últimos tres circuitos (22-24). Este diseño ayuda a reducir el consumo de energía y mejorar la seguridad.
Cableado: Las 24 entradas se conectan a través del bloque de terminales enchufable inferior de 48 puntos (TB2). Cada grupo de entrada utiliza dos terminales (p. ej., Wet 1 y In 1), lo que garantiza un cableado claro.
Salida de relé de 12 canales
Tipo de relé: Proporciona 12 contactos de relé de formato C (interrupción antes de cierre). Cada relé proporciona tres terminales de salida: normalmente cerrado (NC), común (COM) y normalmente abierto (NO). Esta estructura ofrece una gran flexibilidad para la lógica de control (capaz de elegir abrir o romper un circuito).
Capacidad de carga: Los contactos del relé utilizan material de aleación de plata y níquel, lo que garantiza una larga vida útil. Su capacidad de carga depende de la tensión de funcionamiento:
Tiempo de respuesta: El tiempo de respuesta de conmutación típico es de 25 milisegundos, lo que cumple con los requisitos de control rápido.
Vida mecánica y eléctrica: La vida operativa eléctrica es de hasta 100.000 ciclos; La vida mecánica es de hasta 5.000.000 de ciclos.
Cableado: Las 12 salidas de relé se conectan a través del bloque de terminales enchufable de 48 puntos superior (TB1). Cada relé ocupa 4 terminales (NC, COM, NO y un terminal SOL reservado).
Integración con el módulo PDIO I/O
El IS200TDBSH2A en sí no tiene capacidad de procesamiento inteligente; debe usarse junto con un módulo de E/S discretas PDIO. El módulo PDIO se conecta al IS200TDBSH2A mediante un conector tipo D y se comunica con el controlador de nivel superior (por ejemplo, el controlador Mark VIe) a través de Ethernet. Una sola placa de terminales TDBS proporciona un punto de conexión PDIO, aunque el módulo PDIO en sí se puede configurar con una o dos conexiones de red al controlador para lograr redundancia.
Bloques de terminales enchufables
Todos los bloques de terminales son enchufables. Esto es extremadamente conveniente para la puesta en marcha, mantenimiento o reemplazo del tablero de terminales, ya que los bloques se pueden desconectar sin quitar todo el cableado de campo, lo que ahorra mucho tiempo y esfuerzo.
Principios de funcionamiento y circuitos internos detallados
(A) Principios de funcionamiento de la sección de entrada discreta
La tarea principal del circuito de entrada discreta es convertir de manera confiable el estado mecánico de apertura/cierre de los contactos de campo en una señal digital reconocible por el controlador.
Aplicación de voltaje de humectación y ruta de corriente:
El voltaje de humectación de 24 VCC proporcionado externamente se suministra al tablero de terminales a través de un conector Mate-N-Lok de 3 pines (JE1). Para TDBSH2A (así como H4A, H6A), los 24 terminales de salida de voltaje de humectación (terminales impares en TB2) están conectados en paralelo internamente, todos provenientes del pin 1 de JE1 (positivo).
Cuando se cierra un contacto de campo, se forma una ruta de corriente: JE1 Pin 1 (+24 V) -> Terminal de voltaje húmedo (p. ej., Wet 1) -> Contacto de campo cerrado -> Terminal de entrada (p. ej., In 1) -> Optoaislador interno en el tablero de terminales -> JE1 Pin 3 (Ruta de retorno).
Este método de cableado ('un solo cable de voltaje humedecido al campo, múltiples líneas de señal que regresan') está permitido, lo que reduce la complejidad del cableado.
Acondicionamiento y aislamiento de señales:
Limitación de corriente: las resistencias en el bucle de entrada limitan la corriente a un rango seguro (2,5 mA o 10 mA).
Supresión de ruido: Los filtros, que consisten en redes RC o diodos de supresión de voltaje transitorio cerca del punto de entrada de la señal, absorben las sobretensiones y filtran el ruido de alta frecuencia.
Aislamiento óptico: este es un paso clave para la seguridad del sistema. La señal de voltaje condicionada impulsa un diodo emisor de luz (LED). La luz del LED ilumina un fototransistor interno, lo que hace que conduzca, generando así una señal limpia en el lado interno de la placa. Esta barrera de aislamiento óptico físico separa completamente el lado del campo, que puede tener altos voltajes, diferencias de potencial de tierra y ruido, del lado del sistema de control, protegiendo el costoso equipo controlador.
Detección de umbral: El voltaje umbral de entrada se establece en el 50 % del voltaje de humectación (aproximadamente 12 V para un voltaje nominal de 24 V). Un voltaje por encima de este se considera 'ON' (1), y por debajo se considera 'OFF' (0).
Diferencia con IS200TDBSH8A:
Es importante tener en cuenta que el modelo IS200TDBSH8A tiene una resistencia limitadora de corriente interna separada para cada terminal de salida de voltaje de humectación, lo que requiere un cable de voltaje de humectación separado para cada entrada. El TDBSH2A carece de estas resistencias; la tensión de humectación se distribuye directamente en paralelo.
(B) Principios de funcionamiento de la salida de relé y expansión de la placa opcional
La salida de relé básica del IS200TDBSH2A es un 'contacto seco', lo que significa que la bobina del relé es impulsada por el circuito interno del PDIO, mientras que los contactos del relé están completamente configurados por el usuario para conmutar una fuente de alimentación de carga externa.
Operación básica:
El módulo PDIO, basado en lógica de control, envía una señal de accionamiento a través de un conector (JA1) a la bobina de un relé específico en el IS200TDBSH2A.
Cuando la bobina del relé se energiza, tira de la armadura, lo que hace que el terminal común (COM) cambie de la conexión con el terminal normalmente cerrado (NC) a la conexión con el terminal normalmente abierto (NO).
La fuente de alimentación y la ruta de retorno de la carga externa están conectadas en serie entre COM y NO (o NC), controlando así la carga a través de la conmutación del relé.
Función y principios de las placas opcionales tipo W:
El poder del IS200TDBSH2A (y H4A, H6A) radica en su capacidad de aceptar diferentes placas opcionales tipo W a través de los conectores JW1 y JW2, ampliando los contactos secos simples a salidas inteligentes con capacidades de diagnóstico y distribución de energía.
Placa opcional IS200WROBH1A:
Función: Esta placa proporciona distribución de energía centralizada y con fusibles para los 12 relés.
Principio: Una fuente de alimentación externa se conecta a través de un único conector de entrada (JF1). El lado positivo de la alimentación (JF1 Pin 1) se distribuye a cada relé (el terminal COM original se convierte en el terminal POWER) después de pasar por un fusible. La ruta de retorno del suministro (JF1 Pin 3) no está fusionada. De manera similar, cada fusible tiene retroalimentación de voltaje aislada para diagnóstico de fallas. Esta configuración simplifica el cableado para aplicaciones que requieren la misma fuente de alimentación para múltiples relés.
Placa opcional IS200WROFH1A:
Función: Esta placa coloca un único fusible en serie con la conexión común de cada relé.
Principio: En uso, la fuente de alimentación de carga ya no está conectada al terminal COM básico sino al terminal 'común fusionado' proporcionado por la placa opcional. Así, cada bucle de salida está protegido por un fusible independiente. Al mismo tiempo, la placa proporciona detección de retroalimentación de voltaje aislada para cada fusible, que opera independientemente de la polaridad. El PDIO puede monitorear esta señal de retroalimentación. Si detecta voltaje (lo que significa que hay energía presente en el lado de la carga) pero el fusible está fundido (el circuito está abierto), genera una alarma de diagnóstico. Una característica única es que el usuario puede quitar el fusible y cablear el cuarto terminal (que ahora actúa como VSENSE) a través de la carga, convirtiendo efectivamente ese circuito en un monitor de voltaje independiente para detectar la presencia de voltaje en el lado de la carga, incluso si el relé no está involucrado en el control.
Placa opcional IS200WROGH1A:
Función: Esta placa hace que la porción de relé del TDBS sea funcionalmente equivalente a una placa de terminales IS200TRLYH1B cuando se usa en simplex. Proporciona distribución de energía con fusibles y detección de voltaje para los primeros 6 relés (1-6) y energía dedicada para el duodécimo relé.
Principio: Una característica clave de este tablero es la fusión en ambos lados. Se conecta una fuente de alimentación externa (CA o CC) a los conectores JF1 y JF2 de la placa. Tanto el lado positivo como el negativo del suministro están fusionados en serie para cada salida (por ejemplo, FU7 y FU1 corresponden al relé 1). Esto lo hace particularmente adecuado para sistemas 'flotantes' donde la fuente de alimentación no está conectada a tierra. Los sensores de voltaje en la placa monitorean el voltaje en cada fusible. Si se funde un fusible, el sensor detecta la diferencia de voltaje y envía una señal de falla al PDIO. Además, se instalan varistores de óxido metálico (MOV) en los contactos normalmente abiertos (NO) para suprimir los picos de voltaje generados por cargas inductivas.
Consideraciones de instalación y seguridad
Montaje: Primero se ensambla el IS200TDBSH2A con un aislante de plástico. Luego se puede encajar en un riel DIN estándar o atornillar dentro de un gabinete usando un conjunto de chapa metálica.
Cableado: Utilice cables AWG #24 - #12 conectados directamente a los dos juegos de bloques de terminales enchufables de 48 puntos. Los puntos de terminación del blindaje deben estar en una barra de conexión a tierra separada.
Advertencias importantes:
Certificación para ubicaciones peligrosas: El IS200TDBSH2A no está diseñado para ubicaciones peligrosas. Si es necesario para ubicaciones peligrosas, se debe seleccionar el modelo IS200TDBSH8A.
Restricción de uso de la placa opcional: Las placas opcionales de salida discreta (WROBH1A, WROFH1A, WROGH1A) no están certificadas para ubicaciones peligrosas y, por lo tanto, no deben usarse con la placa terminal TDBS en áreas peligrosas.
Versión de software: No reemplace un TDBSH2A con un TDBSH8A sin instalar primero el paquete de software ControlST versión 4.05 o posterior.
Diagnóstico y configuración
