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VE4005S2B2
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El VE4005S2B2 es un conjunto de interfaz de E/S totalmente integrado y compatible de fábrica dentro del subsistema de E/S tradicional de la serie M DeltaV™ de Emerson. Este conjunto consta de dos componentes esenciales: la tarjeta de salida analógica (AO) KJ3221X1‑BA1 Serie‑2 con HART y el bloque de terminales de E/S con fusible KJ4001X1‑CB1 . Diseñado para instalaciones simplex (no redundantes), el VE4005S2B2 proporciona ocho canales de salida analógica de 4–20 mA aislados individualmente con capacidad de paso HART, entregando señales de control precisas a elementos de control finales como válvulas, posicionadores y actuadores en entornos de automatización de procesos.
El VE4005S2B2 está diseñado para cumplir con los exigentes requisitos del control de procesos moderno, combinando alta precisión, aislamiento robusto y funciones de diagnóstico avanzadas en un factor de forma compacto, plug-and-play. Es totalmente compatible con los controladores DeltaV serie M (MQ, MX, PK) y los portadores horizontales o VerticalPlus, y admite la adición y el reemplazo en línea bajo alimentación (intercambio en caliente) cuando se instala con una fuente de alimentación aprobada con clasificación FM, como se detalla en las pautas de instalación de Clase I División 2. El bloque de terminales con fusible proporciona protección integral contra sobrecorriente por canal, lo que simplifica el cableado de campo y reduce el número de componentes externos, lo que reduce los costos de capital e instalación.
Esta introducción del producto ofrece una descripción general completa del VE4005S2B2, que cubre sus aplicaciones previstas, beneficios clave, especificaciones técnicas detalladas en formato tabular, información de certificación, datos de pedido y consideraciones esenciales de instalación y seguridad. Toda la información se deriva de la hoja de datos oficial del producto de E/S tradicional de la serie M de DeltaV y de las instrucciones de instalación en lugares peligrosos FM/ATEX (documento 12P1293).
Descripción general del producto y contexto del sistema
El VE4005S2B2 es miembro de la familia de E/S tradicionales de la serie M de DeltaV, reconocida por su modularidad, diseño de montaje en campo y facilidad de mantenimiento. Los subsistemas de E/S tradicionales se implementan cerca de los dispositivos de campo, lo que reduce significativamente el cableado y elimina la necesidad de paneles de clasificación extensos. El VE4005S2B2 aborda específicamente los requisitos de salida analógica, convirtiendo señales de control digitales del controlador DeltaV en señales de corriente de 4–20 mA de alta precisión que accionan actuadores de campo. El soporte integrado del protocolo HART (transductor remoto direccionable en carretera) permite la comunicación digital bidireccional a través del mismo bucle de dos cables, lo que permite a los usuarios acceder a diagnósticos del dispositivo, datos de calibración y variables secundarias a través del Administrador de dispositivos AMS de Emerson sin cableado adicional.
El VE4005S2B2 está diseñado para funcionamiento simplex, es decir, una sola tarjeta por interfaz de E/S. Para aplicaciones críticas que requieren redundancia, hay disponible una versión redundante que utiliza la misma tarjeta KJ3221X1‑BA1 montada en un bloque de terminales redundante de dos anchos (modelo VE4035S2B1 o similar), pero el VE4005S2B2 en sí es el conjunto simplex fusionado. El bloque de terminales con fusibles (KJ4001X1‑CB1) incorpora un fusible reemplazable de 2,0 A por canal (lado del campo), que protege tanto la tarjeta como el dispositivo de campo contra condiciones de sobrecorriente. Este fusible integral elimina la necesidad de portafusibles externos, lo que ahorra espacio en el panel y mano de obra de instalación.
Beneficios clave y ventajas funcionales
Reducción de costos de capital : el VE4005S2B2 aprovecha la modularidad completa del sistema. Los usuarios pueden comprar interfaces de E/S en grupos de 8 canales según sea necesario, escalando el sistema de forma incremental. El bloque de terminales con fusibles reduce los componentes externos y la capacidad de montar la interfaz en cajas de conexiones de campo minimiza el espacio ocupado por la sala de control y los largos tendidos de cables multipolares.
Ahorro de tiempo y gastos de instalación : el diseño plug-and-play permite precablear el bloque de terminales en el taller antes de instalar la tarjeta de E/S. La tarjeta simplemente se conecta al portador de interfaz de E/S y el bloque de terminales se acopla directamente sin cableado adicional. El sistema de codificación (posiciones de clave únicas para cada tipo de tarjeta) garantiza que solo se pueda insertar la tarjeta AO correcta en el bloque de terminales con fusibles, lo que elimina errores de instalación y ahorra tiempo de puesta en servicio.
Productividad mejorada : el VE4005S2B2 admite la adición y sustitución en línea. Con la energía del sistema energizada (bajo condiciones específicas), la tarjeta se puede quitar o insertar sin interrumpir el proceso, siempre que la energía del campo esté desenergizada y solo se maneje una tarjeta a la vez. DeltaV Explorer reconoce automáticamente el nuevo hardware y asigna la configuración básica.
Disponibilidad del proceso : aunque el VE4005S2B2 es un conjunto simple, su diseño incorpora un alto aislamiento (1500 V CC probado en fábrica) y LED de diagnóstico robustos (alimentación, error y estado del canal) para facilitar una rápida identificación de fallas. El paso HART permite el mantenimiento predictivo, lo que reduce el tiempo de inactividad no planificado.
Idoneidad para ubicaciones peligrosas : el VE4005S2B2 cuenta con certificaciones FM, CSA, ATEX e IEC-Ex para áreas peligrosas Clase I, División 2 (Grupos A, B, C, D) y Zona 2. La clasificación del circuito de campo para la tarjeta KJ3221X1‑BA1 es No Incendiaria (energía limitada) con parámetros de seguridad definidos (Voc, Isc, Ca, La), lo que permite la conexión a dispositivos de campo en ubicaciones clasificadas sin la necesidad de barreras de seguridad intrínsecas en muchos casos, siempre que el aparato conectado cumpla con los límites especificados.
Notas de aplicación y uso
El VE4005S2B2 generalmente se implementa en bucles de control de procesos continuos donde se requiere una salida de corriente precisa para posicionar válvulas de control, variadores de velocidad u otros actuadores moduladores. El módem HART integrado permite la comunicación digital sin afectar la señal analógica, lo que permite la gestión de activos, la calibración remota y la recopilación de datos de diagnóstico a través de AMS Device Manager. La tarjeta admite paso HART para los ocho canales, con un tiempo de escaneo típico de 600 a 800 ms por canal habilitado, lo que garantiza actualizaciones oportunas de las variables del proceso.
El bloque de terminales con fusibles proporciona un fusible de 2,0 A por canal. Este fusible es reemplazable en campo y está diseñado para proteger contra fallas de cableado o cortocircuitos del actuador. El tipo de fusible es de acción lenta o de retardo (consulte las especificaciones del kit de fusibles). El bloque de terminales acepta cableado de campo estándar (tamaño de cable recomendado de 0,5 a 2,5 mm² / 20–14 AWG) e incluye polaridad y numeración de canales claramente marcadas.
Al planificar la instalación, tenga en cuenta que el VE4005S2B2 requiere una ranura de soporte coincidente con la codificación correcta. Las posiciones clave de la tarjeta (marcadas en el costado de la tarjeta) están configuradas de fábrica para coincidir con el bloque de terminales. El bloque de terminales con fusibles tiene una clave específica para la tarjeta AO; Se evita mecánicamente intentar insertar un tipo de tarjeta diferente (por ejemplo, AI o DI).
Para ampliaciones del sistema, el VE4005S2B2 se puede instalar bajo alimentación (intercambio en caliente) siempre que se cumplan las condiciones de seguridad. Esta característica minimiza el tiempo de inactividad del proceso durante el mantenimiento o las actualizaciones de capacidad. Después de la inserción, el sistema DeltaV detecta automáticamente la nueva tarjeta y asigna una configuración básica, que luego se puede personalizar en la estrategia de control.
Mantenimiento y solución de problemas
Indicadores LED: La tarjeta tiene un LED de encendido verde y un LED de error rojo. Los LED de estado de canal individual indican actividad de salida o condiciones de falla (por ejemplo, circuito abierto, cortocircuito o sobrecorriente). Consulte los diagnósticos de DeltaV para obtener códigos de error detallados.
Reemplazo de fusibles: Si se funde un fusible de canal, reemplácelo únicamente con el fusible aprobado del kit KJ4010X1‑BC1 (pieza 55P0587X012). Asegúrese de que se retire la alimentación de campo antes de reemplazar el fusible.
Reemplazo de tarjeta: En el caso de una tarjeta defectuosa, con la alimentación del sistema energizada (y la alimentación de campo desactivada), retire la tarjeta antigua e inserte la nueva. La codificación garantiza una inserción correcta. Después del reemplazo, el sistema vuelve a poner en funcionamiento la tarjeta automáticamente.
Inspección periódica: En entornos químicos hostiles, inspeccione el plástico del bloque de terminales y los portafusibles para detectar degradación. Si observa alguna grieta o decoloración, reemplace el bloque de terminales.
Especificaciones técnicas detalladas
Las siguientes tablas presentan los datos técnicos completos del conjunto VE4005S2B2. Todos los valores se derivan de la documentación oficial del producto Emerson y son aplicables en todo el rango de temperaturas de funcionamiento, a menos que se indique lo contrario.
Tabla 1: Especificaciones generales para VE4005S2B2 (nivel de ensamblaje)
Parámetro |
Especificación |
|---|---|
Designación del producto |
VE4005S2B2: bloque de terminación de E/S con fusible y tarjeta AO HART de 8 canales (símplex) |
Modelo de tarjeta de E/S |
KJ3221X1‑BA1 (Salida analógica Serie‑2 con HART) |
Modelo de bloque de terminales |
KJ4001X1‑CB1 (Bloque de terminales de E/S con fusibles) |
Número de canales |
8 (aislado individualmente) |
Tipo de señal |
Salida analógica, 4–20 mA (con comunicación digital HART) |
Rango de señal completo |
1 a 23 mA (capacidad de sobrerango) |
Precisión sobre temperatura |
±0,25 % del intervalo (incluida la deriva de –40 a 70 °C) |
Resolución |
Convertidor D/A de 12 bits (proporciona una resolución de pasos fina) |
Cumplimiento de salida |
Suministro de 20 mA a 21,6 V CC en una carga de 700 Ω (resistencia de carga máxima) |
Calibración |
Calibrado de fábrica; Datos de calibración almacenados en la tarjeta: no se requiere calibración en el campo. |
Corriente del bus local (12 V CC nominal) |
Simplex: 100 mA típico, 150 mA máximo |
Potencia del circuito de campo |
300 mA máximo a 24 V CC (+10 %), suministrado desde alimentación de campo por bus |
Aislamiento |
Cada canal aislado ópticamente del sistema; probado en fábrica a 1500 V CC (sistema a campo) |
Fusible opcional |
2,0 A por canal (lado del campo), reemplazable (parte de KJ4001X1‑CB1) |
Soporte de comunicación HART |
Paso HART para AMS Device Manager; Informes de variables y estados para funciones de control. |
Tiempo de escaneo HART |
600 – 800 ms (típico) por canal habilitado |
Temperatura de funcionamiento |
–40 a 70 °C (–40 a 158 °F) – consulte la nota sobre la vida útil a alta temperatura |
Temperatura de almacenamiento |
–40 a 85 °C (–40 a 185 °F) |
Humedad relativa |
Del 5 al 95 % sin condensación |
Contaminantes en el aire |
ISA‑S71.04‑1985 Clase G3 con revestimiento conforme |
Clasificación de protección |
IP 20 |
Choque |
10 g, ½ onda sinusoidal durante 11 ms |
Vibración |
1 mm pico a pico de 5 a 16 Hz; 0,5 g de 16 a 150 Hz |
Dimensiones (por tarjeta) |
Alto 10,7 cm (4,2 pulgadas), Ancho 4,1 cm (1,6 pulgadas), Profundidad 10,5 cm (4,1 pulgadas) |
Tipo de bloque de terminales |
Terminación tipo tornillo con fusible para cableado de campo; acepta dispositivos de 2 cables |
Tabla 2: Características eléctricas – Salida analógica (por canal)
Parámetro |
Valor |
|---|---|
Rango de salida nominal |
4 a 20 mA (lineal) |
Rango utilizable |
1 a 23 mA (detección de exceso de rango disponible) |
Voltaje de cumplimiento de salida |
21,6 V CC mínimo a 20 mA (con alimentación de 24 V CC y carga de 700 Ω) |
Resistencia de carga máxima |
Suministro de 700 Ω a 21,6 V; se reduce con menor oferta |
Precisión (incluye linealidad, histéresis, repetibilidad) |
±0,25 % del intervalo en todo el rango de temperatura |
Repetibilidad |
±0,05 % del intervalo |
Resolución |
12 bits (aprox. 0,025 % del rango completo) |
Deriva de temperatura |
Incluido en la especificación de precisión |
Tiempo de respuesta |
No especificado – típico para el control de procesos; Actualizaciones HART en el momento del escaneo |
Ondulación de salida |
< 10 mV pico a pico (típico) |
Protección contra cortocircuitos |
Protegido mediante fusible por canal (2,0 A) y limitación de corriente interna |
Detección de circuito abierto |
Soportado a través de diagnósticos HART y alertas de hardware |
Tabla 3: Aislamiento y rigidez dieléctrica
Parámetro |
Especificación |
|---|---|
Tipo de aislamiento |
Aislamiento del optoacoplador entre cada canal y la lógica del sistema. |
Voltaje de prueba de aislamiento |
1500 V CC (probado en fábrica) entre los circuitos de campo y el lado del sistema |
Aislamiento de canal a canal |
No aislados entre sí (retorno de campo común): cada canal está aislado únicamente del sistema |
Voltaje de modo común |
±0,7 V CC máximo entre canales (si se hace referencia), pero el aislamiento es solo del sistema al campo |
Tabla 4: Clasificación de circuitos de campo para ubicaciones peligrosas (parámetros no inflamables)
La tarjeta KJ3221X1‑BA1 dentro del VE4005S2B2 está clasificada como no inflamable para Clase I, División 2, Grupos A, B, C, D (y Zona 2). Se deben respetar los siguientes límites al conectar dispositivos de campo.
Parámetro |
Valor |
Descripción |
|---|---|---|
voz |
28,7 voltios |
Tensión máxima de circuito abierto que se puede entregar al área peligrosa por canal |
isc |
33mA |
Corriente máxima de cortocircuito por canal |
Ca (Capacitancia) |
17 µF |
Capacitancia externa máxima permitida (incluido el cable y el dispositivo) que se puede conectar |
La (Inductancia) |
11 milisegundos |
Inductancia externa máxima permitida (incluido el cable y el dispositivo) que se puede conectar |
Vmáx (dispositivo) |
Debe ser ≥ Voc |
El aparato conectado debe tener Vmax ≥ 28,7 V |
Imax (dispositivo) |
Debe ser ≥ Isc |
El aparato conectado debe tener Imax ≥ 33 mA |
Ci (dispositivo) |
≤ CA |
Aparato conectado capacitancia desprotegida ≤ 17 µF |
Li (dispositivo) |
≤ La |
Aparato conectado inductancia desprotegida ≤ 11 mH |
Importante: El circuito de campo no es inflamable solo cuando el dispositivo conectado cumple con los parámetros anteriores y está aprobado por FM para cableado no inflamable. Los circuitos no incendiarios no deben interconectarse con circuitos que no produzcan arcos. Consulte el documento de instalación 12P1293 para conocer las prácticas de cableado detalladas.
Tabla 5: Requisitos de fuente de alimentación
Tipo de suministro |
Parámetro |
Valor |
|---|---|---|
Alimentación del sistema (bus local) |
Voltaje |
12 V CC nominal (desde el portador) |
Actual (símplex) |
100 mA típico, 150 mA máximo por tarjeta |
|
Energía de campo (bussed) |
Voltaje |
24 V CC (+10 %, es decir, 26,4 V máx.) |
Actual (por tarjeta) |
300 mA máximo (total para los 8 canales) |
|
Fusible |
2,0 A por canal (lado del campo) – reemplazable |
|
Certificación de fuente de alimentación |
Debe tener aprobación FM para Clase I Div 2 con Voc ≤ 12,6 V y Lo ≤ 23 µH para capacidad de intercambio en caliente |
Tabla 6: Indicadores y Diagnósticos
Característica |
Descripción |
|---|---|
LED de encendido |
Verde: indica que hay energía del sistema en la tarjeta. |
LED de error interno |
Rojo: indica una falla de hardware o un error de comunicación |
LED de estado del canal |
Ocho LED individuales (uno por canal): proporcionan una indicación visual rápida del estado de la salida (encendido/apagado, falla) |
Alertas de hardware |
Informe automático de errores de integridad (primarios y secundarios en versiones redundantes, pero para simplex, informa fallas de canal) |
Explorador de diagnóstico |
Salud y estado de cada canal disponible a través de DeltaV Diagnostics Explorer |
Estado HART |
Variable y estado del dispositivo reportados al controlador para control y mantenimiento. |
Tabla 7: Especificaciones ambientales y mecánicas (comunes a todas las E/S de la serie M)
Parámetro |
Valor |
|---|---|
Rango de temperatura de funcionamiento |
–40 °C a +70 °C (–40 °F a +158 °F) * |
Temperatura de almacenamiento |
–40 °C a +85 °C (–40 °F a +185 °F) |
Humedad relativa |
5 % a 95 % (sin condensación) |
Protección contra la corrosión |
El revestimiento conformado cumple con ISA‑S71.04‑1985 Clase G3 |
Protección de ingreso |
IP 20 (apto para instalación cerrada) |
Resistencia a los golpes |
10 g, ½ sinusoidal, 11 ms |
Resistencia a las vibraciones |
1 mm pico a pico (5–16 Hz); 0,5 g (16-150 Hz) |
Dimensiones (por tarjeta) |
Alto 107 mm (4,2 pulgadas) × Ancho 41 mm (1,6 pulgadas) × Fondo 105 mm (4,1 pulgadas) |
Peso |
Aprox. 0,3 kg (0,66 lb) por tarjeta; El bloque de terminales añade aprox. 0,2 kilogramos |
*Nota: El funcionamiento continuo al límite superior de temperatura puede reducir la vida útil esperada. Consulte el documento técnico de Emerson 'Efectos del calor y el flujo de aire dentro de un gabinete' para obtener orientación sobre la reducción de potencia.
Tabla 8: Compatibilidad y requisitos del sistema
Artículo |
Requisito |
|---|---|
Controladores compatibles |
Controladores MQ, MX, PK (serie M): también compatibles con controladores de la serie S en la misma red de control de área DeltaV desde v11.3.1 en adelante |
Compatibilidad con operadores |
Portaequipajes horizontales o VerticalPlus de la serie M (8 de ancho o 4 de ancho): no son físicamente compatibles con los portaequipajes de la serie S |
Versión de software |
Para VE4005S2B2 (con KJ3221X1‑BA1), requiere DeltaV v10.3.1 o posterior (nota: las versiones anteriores pueden usar un número de modelo diferente KJ3221X1‑BA2, pero VE4005S2B2 es compatible con v10.3.1) |
Codificación del bloque de terminales |
Posición de clave única: la tarjeta KJ3221X1‑BA1 tiene un código de clave específico que coincide con el bloque de terminales con fusible, lo que evita la inserción de tipos de tarjetas incorrectos. |
Soporte de redundancia |
VE4005S2B2 es solo simplex. Para redundancia, utilice un bloque de terminales redundante (por ejemplo, VE4035S2B1) con dos tarjetas. |
Terminación masiva |
Para cableado de alta densidad, está disponible un bloque de terminación masiva de 16 pines (VE4005S2B3), pero VE4005S2B2 es la versión con terminal de tornillo fusionado. |
Tabla 9: Información para realizar pedidos (extracto de VE4005S2B2)
Descripción |
Número de modelo |
|---|---|
Interfaz de E/S de salida analógica con fusible, HART de 4–20 mA (símplex) de 8 canales: incluye tarjeta KJ3221X1‑BA1 y bloque de terminales con fusible KJ4001X1‑CB1 |
VE4005S2B2 |
Bloque de terminales estándar alternativo (sin fusibles) |
VE4005S2B1 |
Bloque de terminales estándar redundante |
VE4035S2B1 |
Bloque de terminación masiva de 16 pines (símplex) |
VE4005S2B3 |
Nota: El número de modelo VE4005S2B2 aparece con un doble asterisco en la PDS, lo que indica compatibilidad con DeltaV v10.3.1 y versiones posteriores. Para versiones anteriores, es posible que se requiera un número de pieza diferente (KJ3222X1‑BA2 o equivalente).
Tabla 10: Certificaciones y aprobaciones para áreas peligrosas
El conjunto VE4005S2B2 (tanto tarjeta como bloque de terminales) cuenta con las siguientes certificaciones, según los componentes individuales. La tarjeta KJ3221X1‑BA1 está certificada; El bloque de terminales es pasivo pero debe usarse en la configuración aprobada.
Organismo de Certificación |
Estándar / Marcado |
Clasificación |
|---|---|---|
FM (EE. UU.) |
Clase I, División 2, Grupos A, B, C, D, T4 |
Adecuado para uso en ubicaciones peligrosas como circuitos de campo no incendiarios |
mcm (Canadá) |
Clase I, División 2, Grupos A, B, C, D, T4 |
Igual que arriba |
ATEX |
II 3G Ex ec IIC T4 Gc (o Ex nA nC IIC T4 Gc) |
Zona 2, apta para funcionamiento no inflamable |
IEC‑Ex |
II 3G Ex ec IIC T4 Gc |
Zona 2, no incendiaria |
CE |
EN61326‑1 (CEM) |
Compatibilidad electromagnética para entornos industriales. |
Marina |
IACS E10, ABS, DNV |
Adecuado para aplicaciones marinas (ver certificados específicos) |
Advertencias importantes de instalación (del documento 12P1293):
Se debe desconectar la energía antes de desconectar portadores, cables extensores o terminadores.
La alimentación de campo por bus debe desactivarse antes de retirar o insertar la tarjeta.
Solo se puede extraer o insertar una tarjeta a la vez con la alimentación del sistema energizada y solo cuando la fuente de alimentación del sistema cumpla con los parámetros aprobados por FM (Voc ≤ 12,6 V, Lo ≤ 23 µH).
No se deben interconectar circuitos no incendiarios ni de arco.
Los fusibles reemplazables (tipo KJ4010X1‑BC1, individual 55P0587X012) deben inspeccionarse periódicamente para detectar degradación del material de la carcasa de poliamida 6 si se exponen a ciertos productos químicos.
Para instalaciones en áreas peligrosas, consulte las Instrucciones de instalación Clase I División 2 (12P1293) y las Instrucciones de Zona 2 (12P2046).