برد ترمینال IO آنالوگ فعال GE IS200SHRAH2A HART

IS200SHRAH2A یک برد ترمینال ورودی/خروجی آنالوگ HART (مبدل از راه دور آدرس‌پذیر بزرگراه) با کارایی بالا و فشرده در سیستم کنترل Mark VIe جنرال الکتریک (GE) است. به عنوان عضوی از خانواده SHRA، IS200SHRAH2A به طور خاص برای اتصال به بسته ورودی/خروجی PHRA (مدل IS220PHRA) طراحی شده است که 10 کانال ورودی آنالوگ 4-20 میلی آمپر و 2 کانال خروجی آنالوگ 4-20 میلی آمپر را برای کنترل فرآیند صنعتی ارائه می دهد. این به طور همزمان از انتقال شفاف دو طرفه پروتکل ارتباطی HART پشتیبانی می کند. این برد با طراحی مناسب ترمینال قابل اتصال که کار سیم کشی و تعمیر و نگهداری در محل را بسیار ساده می کند، انتخاب ایده آلی برای دریافت سیگنال فرآیند و حلقه های کنترل در صنایع پتروشیمی، تولید برق و متالورژی است.

مزیت اصلی IS200SHRAH2A در قابلیت عبور HART آن است. این اجازه می دهد تا دستورات HART که از سیستم کنترل سرچشمه می گیرند (از طریق بسته PHRA I/O) بدون مانع به فرستنده های میدان هوشمند مجهز به HART منتقل شوند و سیگنال های پاسخ HART را از دستگاه های میدانی به سیستم کنترل برمی گرداند. این کار پیکربندی پارامتر از راه دور، بازیابی داده های تشخیصی و نظارت بر وضعیت دستگاه را بدون تأثیر بر انتقال عادی سیگنال آنالوگ 4-20 میلی آمپر امکان پذیر می کند. این ویژگی به کاربران اجازه می دهد تا بدون نیاز به سیم کشی اضافی، از عملکرد پیشرفته دستگاه های میدان هوشمند به طور کامل استفاده کنند.

موقعیت یابی و سازگاری سیستم

در معماری کنترل Mark VIe، IS200SHRAH2A به عنوان بخشی از زیرسیستم I/O فرآیند عمل می کند که بین شبکه اترنت کنترل کننده و دستگاه های میدانی قرار گرفته است. حالت کار آن به شرح زیر است: بسته PHRA I/O مستقیماً به کانکتور نوع D در برد IS200SHRAH2A متصل می شود و داده های پرسرعت را با کنترل کننده از طریق اترنت مبادله می کند. یک IS200SHRAH2A مربوط به یک بسته ورودی/خروجی PHRA است که یک واحد جمع‌آوری و خروجی آنالوگ سیمپلکس را تشکیل می‌دهد.

توجه به این نکته ضروری است که IS200SHRAH2A فقط با بسته ورودی/خروجی PHRA (همه نسخه‌های IS220PHRA) سازگار است و با بسته ورودی/خروجی YHRA سازگار نیست. این برد فقط یک پیکربندی سیمپلکس را ارائه می‌کند و از برنامه‌های Triple Modular Redundant (TMR) پشتیبانی نمی‌کند، و آن را برای حلقه‌های کنترلی که به هزینه حساس هستند یا نیازمندی‌های افزونگی سخت‌گیرانه‌تری دارند، مناسب می‌سازد.

ویژگی های عملکردی اصلی

1. کانال های ورودی و خروجی غنی آنالوگ

IS200SHRAH2A دارای 10 ورودی آنالوگ و 2 خروجی آنالوگ است که در مجموع 12 کانال دارد. از این میان، 8 ورودی را می توان از طریق جامپرها برای ورودی جریان 4-20 میلی آمپر یا ورودی ولتاژ DC ± 5 ولت پیکربندی کرد و نیازهای رابط فرستنده مختلف را برآورده کرد. 2 ورودی اضافی را می توان برای ورودی جریان 4-20 میلی آمپر یا 1 میلی آمپر ± پیکربندی کرد که یک روش اتصال انعطاف پذیر برای سیگنال های ویژه با جریان پایین ارائه می دهد. 2 خروجی آنالوگ خروجی های جریان استاندارد 4-20 میلی آمپر هستند که می توانند مستقیماً بارهایی مانند محرک ها، پوزیشنرها یا ضبط کننده ها را هدایت کنند.

این برد منبع تغذیه 24 ولت DC را برای همه فرستنده ها با حداکثر 21 میلی آمپر در هر کانال فراهم می کند. این می تواند مستقیماً فرستنده های دو سیمه را تغذیه کند و طراحی توزیع برق میدانی را ساده کند.

2. ارتباطات HART شفاف

پروتکل HART یک استاندارد صنعتی است که سیگنال های فرکانس را بر روی یک سیگنال آنالوگ 4-20 میلی آمپر قرار می دهد تا به ارتباطات دیجیتالی دست یابد. IS200SHRAH2A از انتقال کامل سیگنال HART پشتیبانی می کند: هنگامی که یک کانال ورودی برای حالت جریان 4-20 میلی آمپر از طریق جامپرها پیکربندی می شود، سیگنال های مدوله شده HART را می توان به صورت دو طرفه از طریق پیوند داده شامل برد ترمینال، بسته ورودی/خروجی PHRA و کنترلر منتقل کرد. سیستم های مدیریت دارایی یا ارتباط دهنده های HART دستی در سیستم کنترل می توانند از این مسیر برای دسترسی از راه دور به دستگاه های HART میدانی، خواندن شناسایی دستگاه، پارامترهای پیکربندی، اطلاعات تشخیصی و داده های چند متغیره استفاده کنند. این به طور قابل توجهی کارایی مدیریت تجهیزات و قابلیت های تعمیر و نگهداری پیش بینی را افزایش می دهد.

لطفاً توجه داشته باشید که ارتباط HART تنها زمانی در دسترس است که ورودی روی حالت 4-20 میلی آمپر تنظیم شده باشد. اگر یک ورودی برای ولتاژ 5 ولت DC ± یا حالت جریان ± 1 میلی آمپر پیکربندی شده باشد، سیگنال HART ایزوله یا فیلتر می شود و از برقراری ارتباط جلوگیری می کند.

3. طراحی ترمینال قابل اتصال

برخلاف پایانه های ثابت SHRAH1A، IS200SHRAH2A از یک هدر زاویه راست استفاده می کند که انواع بلوک های ترمینال 48 پین یورو بلوک استاندارد قابل اتصال تجاری را می پذیرد. این طراحی سهولت قابل توجهی را ارائه می دهد: در طول سیم کشی میدانی، همه کابل ها را می توان ابتدا روی بلوک ترمینال قابل اتصال قرار داد، که سپس می تواند به عنوان یک واحد برای نصب سریع روی برد قرار گیرد. هنگام تعویض برد، فقط بلوک ترمینال باید از پریز جدا شود، که نیاز به جدا کردن هر سیم را به صورت جداگانه از بین می برد، که تا حد زیادی زمان خرابی تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد. یک نقطه اتصال به زمین برای محافظ کابل I/O در مجاورت بلوک ترمینال ارائه شده است که به طور موثر تداخل الکترومغناطیسی را سرکوب می کند.

4. پیکربندی جامپر انعطاف پذیر

IS200SHRAH2A به پیکربندی کانال بسیار منعطف از طریق پرش‌های داخلی دست می‌یابد که امکان تطبیق با انواع سیگنال‌های میدانی مختلف را بدون تغییرات سخت‌افزاری فراهم می‌کند. توابع خاص جامپر به شرح زیر است:

تمام تنظیمات دیگر، مانند تنظیمات محدوده، پارامترهای فیلتر و فعال کردن ارتباط HART، توسط بسته I/O PHRA از طریق نرم افزار کاربردی ToolboxST بدون نیاز به دستکاری خود برد ترمینال انجام می شود.

5. تشخیص و شناسایی داخلی

IS200SHRAH2A یک مقاومت سری برای هر کانال خروجی آنالوگ فراهم می کند. افت ولتاژ در این مقاومت جریان خروجی واقعی را نشان می‌دهد و به بسته ورودی/خروجی PHRA امکان تشخیص بلادرنگ را می‌دهد. اگر هر یک از خروجی های آنالوگ ناسالم شود (مثلاً به دلیل مدار باز، اتصال کوتاه یا اضافه بار)، PHRA یک زنگ تشخیصی ایجاد می کند.

یک تراشه شناسه فقط خواندنی روی برد نیز ادغام شده است که شماره سریال برد ترمینال، نوع برد، شماره ویرایش، و محل اتصال JR/JS/JT مربوطه را ذخیره می کند. بسته ورودی/خروجی PHRA این تراشه شناسه را پس از روشن شدن اولیه می خواند. اگر عدم تطابق بین مدل واقعی برد متصل و پیکربندی شده تشخیص داده شود، یک خطای ناسازگاری سخت افزاری ایجاد می شود که به طور موثر از ناهنجاری های سیستم ناشی از درج نادرست برد جلوگیری می کند.

6. پشتیبانی از فرستنده گسترده

IS200SHRAH2A از چندین روش سیم کشی فرستنده میدان پشتیبانی می کند، از جمله:

• فرستنده های دو سیم : با منبع تغذیه 24 ولت DC از برد ترمینال تغذیه می شوند. سیگنال و برق یک جفت سیم واحد را به اشتراک می گذارند.

• فرستنده های سه سیم : تغذیه با منبع تغذیه 24 ولت DC از برد ترمینال. سیگنال و برق یک سیم برگشت مشترک دارند.

• فرستنده های چهار سیم : سیگنال و قدرت کاملاً از هم جدا شده اند. فرستنده به طور مستقل یا از منبع آنبورد تغذیه می شود.

• فرستنده های خارجی : فرستنده توسط یک منبع خارجی تغذیه می شود. فقط سیگنال 4-20 میلی آمپر به برد ترمینال متصل است.

این سازگاری به IS200SHRAH2A اجازه می دهد تا به طور یکپارچه در طرح های سیم کشی میدانی موجود ادغام شود و از سرمایه گذاری موجود کاربر محافظت کند.

نکات برجسته نصب و سیم کشی

نصب IS200SHRAH2A مراحل زیر را دنبال می کند: ابتدا عایق پلاستیکی و تخته ترمینال را مونتاژ کنید، سپس آنها را روی یک صفحه (یا براکت) فلزی ثابت کنید. در نهایت، صفحه فلزی را روی یک ریل DIN بچسبانید یا آن را مستقیماً در داخل کابینت پیچ کنید. برای سیم کشی، توصیه می شود از کابل جفت پیچ خورده محافظ 18 AWG (تقریباً 0.8 میلی متر مربع) برای سرکوب موثر تداخل الکترومغناطیسی و اطمینان از یکپارچگی سیگنال استفاده کنید. سیم تخلیه محافظ کابل باید در ترمینال زمین اختصاصی مجاور بلوک ترمینال خاتمه یابد تا از ایجاد حلقه های زمین جلوگیری شود.

استفاده از بلوک های ترمینال قابل اتصال: انتهای سیم های کنده شده را در سوراخ های مربوط به بلوک ترمینال قرار دهید و پیچ ها را محکم کنید. پس از اطمینان از ایمن بودن اتصالات، کل بلوک ترمینال را با هدر زاویه سمت راست روی برد تراز کنید و آن را در جای خود فشار دهید تا اتصال الکتریکی کامل شود. در طول تعویض تعمیر و نگهداری، به سادگی بلوک ترمینال را از برد قدیمی جدا کنید، برد جدید را نصب کنید، و بلوک ترمینال را دوباره به آن وصل کنید. نیازی به سیم کشی مجدد نیست و زمان خرابی را تا حد زیادی کاهش می دهد.

سناریوهای کاربردی

IS200SHRAH2A برای کاربردهای مختلف کنترل فرآیند صنعتی مناسب است. کاربردهای معمولی عبارتند از:

• دریافت سیگنال های فرستنده دو سیمه یا چهار سیمه برای متغیرهای فرآیند مانند فشار، دما، جریان و سطح.

• خروجی 4-20 میلی آمپر سیگنال های کنترلی را به محرک هایی مانند موقعیت دهنده های شیر هوشمند و درایوهای سرعت متغیر می دهد.

• پروژه های مدیریت دارایی که برای پیکربندی و تشخیص نیاز به دسترسی از راه دور به ابزار HART دارند.

• سیستم های سیمپلکس با معماری واحد کنترل کننده، مانند سیستم های کمکی، تصفیه آب و کنترل دیگ.