AI820 یک ماژول ورودی آنالوگ دیفرانسیل چند منظوره با کارایی بالا، بخشی از خانواده سخت افزاری ABB Ability™ System 800xA® است که برای دریافت سیگنال با دقت بالا در سیستم های اتوماسیون صنعتی و کنترل طراحی شده است. این ماژول 4 کانال ورودی دیفرانسیل کاملا ایزوله را ارائه می دهد. هر کانال می تواند به طور مستقل به عنوان یک ورودی جریان یا ولتاژ پیکربندی شود، از محدوده سیگنال استاندارد صنعتی مختلف از جمله ± 20 میلی آمپر، 4…20 میلی آمپر، 10 ± ولت، 2…10 ولت و غیره پشتیبانی می کند و سازگاری و انعطاف پذیری قوی را ارائه می دهد.
AI820 از طراحی ورودی دیفرانسیل استفاده می کند که به طور موثر تداخل حالت مشترک را سرکوب می کند و از دقت و پایداری دریافت سیگنال در محیط های صنعتی خشن اطمینان می دهد. این ماژول دارای یک مبدل آنالوگ به دیجیتال با دقت بالا با وضوح 14 بیت به همراه یک بیت علامت است. همراه با رانش در دمای پایین و ایمنی بالای نویز، برای کاربردهای مختلف مانند کنترل فرآیند، سیستم های نظارت و ثبت داده ها مناسب است.
این ماژول همچنین توزیع برق را برای فرستنده های خارجی دو سیمه یکپارچه می کند. هنگامی که با واحدهای پایان ماژول توسعه یافته (MTU) استفاده می شود، سیم کشی میدان را ساده می کند و پیچیدگی یکپارچه سازی سیستم را کاهش می دهد. همه کانال ها با ایزوله گروهی طراحی شده اند که ایمنی سیگنال و قابلیت اطمینان سیستم را تضمین می کند.
2. ویژگی های کلیدی و مزایا
| ویژگی |
شرح |
| پشتیبانی از نوع چند سیگنال |
از ورودی های جریان (-20…+20 mA, 0…20 mA, 4…20 mA) و ولتاژ (-10…+10 V, 0…10 V, 2…10 V, -5…+5 V, 0…5 V, 1…5 V) با سازگاری عالی پشتیبانی می کند. |
| ورودی دیفرانسیل و ایزوله بالا |
4 کانال ورودی دیفرانسیل، همه کانال های داخل یک گروه از زمین جدا شده اند. ولتاژ عایق نامی: 50 ولت. نسبت دفع حالت معمول بالا (CMRR > 80 دسی بل). |
| دقت و وضوح بالا |
وضوح 14 بیت به اضافه بیت علامت. کل خطا ≤ 0.1%. رانش دمای پایین (جریان: 50 ppm/°C، ولتاژ: 70 ppm/°C). |
| مکانیزم های حفاظتی داخلی |
مقاومت های شنت ورودی اتصال تصادفی تا 30 ولت DC را تحمل می کنند. مقاومت های حسگر جریان 250 Ω دارای قابلیت اضافه بار آنی 5 وات برای محافظت از مدار ورودی هستند. |
| سازگاری ارتباط HART |
مدار ورودی می تواند سیگنال های ارتباطی HART را حمل کند و از ادغام با ابزارهای هوشمند پشتیبانی کند. |
| منبع تغذیه فرستنده خارجی |
این ماژول می تواند برق 24 ولت DC را به فرستنده های دو سیمه خارجی از طریق MTU توزیع کند و سیم کشی را ساده تر کند. |
| پاسخ سریع |
چرخه به روز رسانی برای هر 4 کانال < 26 میلی ثانیه. زمان افزایش فیلتر ورودی: 40 میلی ثانیه مناسب برای دریافت سریع سیگنال فرآیند. |
| تشخیص جامع |
پنل جلویی مجهز به ال ای دی های F (عیب)، R (اجرا) و W (هشدار). پشتیبانی از ماژول و نظارت بر وضعیت در سطح کانال. |
| مناسب زیست محیطی گسترده |
مناسب برای مکان های خطرناک کلاس I Div 2 / Zone 2. تایید شده توسط چندین انجمن طبقه بندی دریایی. محدوده دمای عملیاتی: 0…+55 درجه سانتی گراد. |
| نصب مدولار |
سازگار با MTU های مختلف (TU810، TU812، TU814، TU830، TU833). نصب انعطاف پذیر مناسب برای چیدمان های کابینت فشرده یا گسترده. |
3. شرح عملکرد و طراحی
3.1 پیکربندی کانال ورودی
هر کانال AI820 را می توان به طور مستقل به عنوان ورودی ولتاژ یا جریان از طریق سیم کشی سخت افزاری و تنظیمات نرم افزار پیکربندی کرد. ورودی های ولتاژ از ساختار دیفرانسیل با امپدانس بالا برای به حداقل رساندن اثرات بارگذاری استفاده می کنند. ورودی های جریان برای اندازه گیری از طریق یک مقاومت داخلی با دقت 250 Ω به سیگنال های ولتاژ تبدیل می شوند. این ماژول از برهم نهی سیگنال دیجیتال HART پشتیبانی می کند و آن را برای سیستم های فرستنده هوشمند مناسب می کند.
3.2 ایزوله و مصونیت صوتی
همه 4 کانال به صورت الکتریکی از ModuleBus جدا شده و به عنوان یک گروه زمین، با ولتاژ عایق نامی 50 ولت و قدرت دی الکتریک 500 ولت متناوب هستند. نسبت رد حالت معمولی بالا (≥80 دسی بل) و نسبت رد حالت عادی (33 دسی بل) یکپارچگی سیگنال را حتی در محیط هایی با تداخل الکترومغناطیسی قوی تضمین می کند.
3.3 منبع تغذیه و توزیع
ماژول برق 24 ولت DC را از ModuleBus دریافت می کند و توزیع برق را برای فرستنده های خارجی دو سیمه فراهم می کند. هنگامی که با MTUهای Extended (مانند TU830) استفاده می شود، می توان برق را مستقیماً بدون پایانه های اضافی به ابزارهای میدانی تأمین کرد. خطوط منبع تغذیه دارای محدودیت جریان نیستند. حفاظت متکی به فیوزهای درون MTU یا مدارهای خارجی است.
3.4 مکانیسم های حفاظتی
حفاظت از اضافه ولتاژ: ورودی های جریان می توانند اتصال تصادفی تا 30 ولت DC را تحمل کنند. مقاومت های حسی 250 Ω قابلیت اضافه بار آنی 5 وات دارند.
فیلتر و پایداری: هر کانال مجهز به فیلتر پایین گذر (LPF) با زمان افزایش 40 میلی ثانیه است که به طور موثر نویز فرکانس بالا را سرکوب می کند.
نظارت بر وضعیت: این ماژول شامل نظارت بر منبع تغذیه داخلی و تشخیص کانال است. خطاها از طریق ال ای دی های پنل جلویی و آلارم های اتوبوس سیستم نشان داده می شوند.
3.5 سیم کشی و سازگاری MTU
AI820 با واحدهای مختلف پایان ماژول سازگار است، از جمله:
TU830/TU833 Extended MTU: توزیع برق و فیوزها را یکپارچه می کند و از اتصال مستقیم ابزارهای سه سیم پشتیبانی می کند.
TU810/TU814 Compact MTU: پایانه هایی را برای ورودی ولتاژ فرآیند 24 ولت فراهم می کند. نیاز به توزیع توان خارجی دارد.
TU812 Compact MTU: دارای یک کانکتور 25 پین D-Sub، مناسب برای برنامه های سیم کشی با چگالی بالا.
4. سناریوهای کاربردی معمولی
AI820 برای سیستم های کنترل و نظارت بر فرآیندهای صنعتی مختلف، از جمله اما نه محدود به موارد زیر مناسب است:
اکتساب متغیر فرآیند: اندازه گیری دقیق سیگنال های آنالوگ مانند دما، فشار، جریان و سطح.
سیستم های مدیریت انرژی: نظارت و ثبت پارامترهای الکتریکی مانند ولتاژ، جریان و توان.
نظارت بر وضعیت تجهیزات: دریافت سیگنال از حسگرهای مکانیکی برای لرزش، جابجایی، سرعت و غیره.
میزهای آزمایشگاهی و آزمایشی: سیستمهای جمعآوری دادههای چند کاناله و با دقت بالا.
کاربردهای مناطق خطرناک: مناسب برای محیط های دارای گواهینامه کلاس I Div 2 / Zone 2، مانند صنایع شیمیایی، نفت و گاز.
5. توصیه های نصب و پیکربندی
انتخاب MTU: نوع MTU مناسب را بر اساس پیچیدگی سیم کشی میدانی و الزامات منبع تغذیه انتخاب کنید.
اتصال به زمین و محافظ: برای کاهش تداخل نویز توصیه می شود از کابل های جفت تابیده شیلددار استفاده کنید و در سمت کابینت اتصال زمین تک نقطه ای را اجرا کنید.
توزیع برق: هنگام تغذیه چندین فرستنده دو سیمه، جریان کل را محاسبه کنید و از کافی بودن ظرفیت فیوز MTU اطمینان حاصل کنید.
ملاحظات زیست محیطی: در تاسیسات با دمای بالا یا بسته بندی متراکم، از اتلاف حرارت کافی اطمینان حاصل کنید تا ماژول را در محدوده دمایی نامی خود نگه دارید.
پیکربندی نرم افزار: نوع سیگنال، محدوده و پارامترهای فیلتر هر کانال را از طریق سیستم 800xA یا پلت فرم کنترل کننده مربوطه پیکربندی کنید.
