ABB 07 AC 91 GJR5252300R0101 Module d'entrée/sortie analogique

Le 07 AC 91 est un module d'entrée/sortie analogique hautes performances et très flexible au sein de la famille de systèmes ABB Advant Controller 31. Conçu comme un module distant sur le bus système CS31, il facilite une conversion fiable et précise entre les signaux des capteurs analogiques de terrain et les signaux numériques de l'unité de contrôle dans les systèmes de contrôle d'automatisation industrielle. Avec ses puissantes capacités de configuration, ses excellentes fonctions de diagnostic et sa conception robuste, ce module est largement utilisé dans diverses applications industrielles telles que le contrôle de processus, la surveillance des équipements et l'acquisition de données.

La principale caractéristique du module réside dans la haute configurabilité de ses 16 canaux. Les utilisateurs peuvent choisir entre deux modes de fonctionnement distincts via les commutateurs DIP sur le module, permettant un équilibre optimal entre le nombre de canaux, le type de signal, la résolution et la fonctionnalité d'entrée/sortie en fonction des besoins réels de l'application. Il fonctionne sur une tension d'alimentation de 24 V CC et dispose d'une interface de bus CS31 électriquement isolée, garantissant une communication système stable et une forte immunité au bruit.

2. Caractéristiques de conception et de matériel

Le module 07AC91 utilise une conception compacte et modulaire avec une construction robuste adaptée aux environnements industriels.

1. Apparence et affichage : le panneau avant intègre des éléments d'affichage et de commande intuitifs, notamment :

• 8 LED vertes de sélection/diagnostic de voie : Permettent d'indiquer la voie actuellement sélectionnée ou d'afficher des informations de diagnostic (numéro de voie en code hexadécimal).

• 8 LED vertes d'affichage de la valeur analogique : fournissent une représentation visuelle de type graphique à barres de la valeur analogique pour le canal sélectionné, permettant une inspection rapide sur site.

• 1 LED d'erreur rouge : S'allume lorsqu'une erreur de module se produit (par exemple, mesure hors plage).

• 1 bouton de test : utilisé pour la sélection manuelle des canaux, le déclenchement de l'affichage de diagnostic, la réalisation de tests de LED et l'acquittement des erreurs.

• Le film du panneau avant contient un étiquetage clair, comprenant des attributions d'adresses pour différents modes de fonctionnement, facilitant ainsi l'installation et la mise en service.

2. Connexion électrique et isolation :

• Le module est doté de borniers à vis amovibles pour un câblage facile. L'alimentation et les bornes de bus CS31 prennent en charge des conducteurs jusqu'à 2,5 mm² (ou deux de 1,5 mm²). Tous les autres terminaux de signaux analogiques prennent en charge des conducteurs jusqu'à 1,5 mm².

• Une isolation électrique cruciale est mise en œuvre : l'interface du bus système CS31 est entièrement isolée électriquement du reste des circuits internes du module. Cela empêche efficacement les interférences sur le bus d'affecter le traitement du signal analogique et améliore la sécurité du système. De plus, l'entrée binaire (bornes 25/26) utilisée pour activer les sorties analogiques est également isolée.

• Remarque importante : il n'y a pas d'isolation électrique à l'intérieur du module entre les circuits analogiques internes (y compris la masse de référence AGND pour tous les canaux d'E/S analogiques) et l'alimentation (la borne M du 24 V CC). La différence de potentiel maximale admissible entre eux est de ±1 V. Par conséquent, toutes les connexions des capteurs et actionneurs à signaux analogiques externes doivent être isolées électriquement de leur environnement d’installation. De plus, les blindages des câbles doivent être connectés à la terre de l'armoire à l'endroit où ils pénètrent dans l'armoire de commande.

3. Options de montage : Le module offre deux options de montage flexibles :

• Montage sur rail DIN standard : conforme à la norme DIN EN 50022-35, adapté aux rails DIN de 15 mm de haut.

• Montage direct par vis : fixé à l'aide de quatre vis M4.

• Le module doit être installé verticalement avec les bornes orientées vers le haut/bas. Un espace suffisant autour du module (en particulier au-dessus et en dessous) doit être assuré pour un refroidissement par convection naturelle, évitant ainsi la surchauffe causée par le blocage des goulottes de câbles ou d'autres composants.

3. Fonctions de base et modes de fonctionnement en détail

La caractéristique la plus importante du 07AC91 est sa conception à double mode de fonctionnement, sélectionnable via la position 8 du commutateur DIP 1.

1. Mode haute précision « 12 bits » :

• Configuration des canaux : fixe à 8 entrées analogiques (bornes 4-19) et 8 sorties analogiques (bornes 27-42). Les canaux d'entrée et de sortie peuvent être configurés individuellement pour des signaux de tension ±10 V ou des signaux de courant 0...20 mA.

• Résolution : offre une résolution élevée de 12 bits. Pour la plage ±10 V, cela représente effectivement 11 bits plus un bit de signe. Pour la plage 0...20 mA, il s'agit de 12 bits non signés.

• Représentation des données : Dans le système de contrôle (PLC), chaque valeur analogique occupe un mot complet (16 bits). Par exemple, une entrée de -10V à +10V correspond à une plage numérique de -32760 à +32760 (hexadécimal 8008 à 7FF8). Si l'entrée dépasse la plage, le module émet une valeur de dépassement fixe (+32767 ou -32767).

• Application : idéal pour les applications nécessitant une précision de mesure et de contrôle élevée, telles qu'un contrôle précis de la température ou de la pression, ou des systèmes complexes nécessitant une acquisition et une sortie simultanées de haute précision de plusieurs canaux.

2. Mode haute densité « 8 bits » :

• Entrée ou Sortie.

• Signal de tension 0...10 V ou signal de courant 0...20 mA.

• Configuration des canaux : Les 16 canaux analogiques (bornes 4-19 et 27-42) sont configurables. A l'aide de commutateurs DIP, la configuration se fait par paires (deux voies par groupe). Chaque paire peut être définie indépendamment comme :

• Résolution : fournit une résolution de 8 bits.

• Représentation des données : pour conserver les ressources du bus, les valeurs numériques de 8 bits de deux canaux sont « regroupées » dans un mot de 16 bits (un canal dans l'octet de poids faible, l'autre dans l'octet de poids fort). Par exemple, 0...10 V correspond à une plage numérique de 0 à 255 (hexadécimal 00 à FF).

• Application : convient aux applications où davantage de canaux de signal sont nécessaires avec des exigences de précision relativement faibles, telles que la surveillance multipoint de la température ou le contrôle des vannes de lot, offrant un moyen rentable d'étendre la capacité de traitement des signaux analogiques du système.

3. Fonction d'activation de sortie analogique :

• Tous les canaux de sortie analogiques du module (dans les deux modes) sont contrôlés par une entrée d'activation dédiée. Cette entrée est située aux bornes 25 (+) et 26 (-) et nécessite un signal 24 V CC (binaire « 1 ») pour activer toutes les sorties analogiques.

• Si le signal d'activation n'est pas présent, toutes les sorties de tension restent à 0 V et les sorties de courant restent à 0 mA. Cette fonctionnalité ajoute une couche de sécurité, permettant à toutes les sorties analogiques d'être désactivées en toute sécurité en cas d'urgence ou de maintenance.

4. Configuration et adressage

La configuration de l'adresse du module et du mode de fonctionnement s'effectue entièrement via deux commutateurs DIP situés sous un couvercle coulissant sur le côté droit du module, ne nécessitant aucun outil logiciel : simple et fiable.

1. Réglage de l'adresse du module : défini via le commutateur DIP d'adresse (8 positions). La valeur de l'adresse est la somme des poids correspondant à tous les interrupteurs en position 'ON' (les poids sont 1, 2, 4, 8,...). Cette adresse détermine la position logique du module sur le bus CS31. Lorsqu'elle est utilisée avec des unités centrales telles que la série 07 KR 91 / 07 KT 9x, la plage d'adresses disponible est généralement 00-05 ou 08-15.

2. Configuration des canaux :

• Mode '12 bits' : utilise les commutateurs DIP 1 et 2. Chaque bit correspond à un canal (E0-A7). OFF = ±10 V, ON = 0...20 mA.

• Mode « 8 bits » : utilise les commutateurs DIP 1 et 2. Tous les deux bits correspondent à une paire de canaux. L'interrupteur gauche détermine la direction (OFF = entrée, ON = sortie). L'interrupteur droit détermine le type (OFF = 0...10 V, ON = 0...20 mA).

3. Adressage dans l'automate :

• Mode « 12 bits » : chaque canal d'entrée/sortie occupe son propre mot d'entrée analogique (EW) ou mot de sortie analogique (AW). Par exemple, si l'adresse de base est « n », l'entrée E0 correspond à EW n,00 et la sortie A0 correspond à AW n,00.

• Mode « 8 bits » : chaque mot contient deux canaux. Par exemple, si l'adresse de base est « n », la paire de canaux 0/1, lorsqu'elle est configurée comme entrées, correspond à l'octet de poids faible (Lo) et à l'octet de poids fort (Hi) de EW n,00.

5. Fonctionnalités de diagnostic et de maintenance

Le 07AC91 est équipé d'un système de diagnostic complet, simplifiant considérablement le dépannage et la maintenance.

1. Affichage diagnostique :

• Niveau module : la LED d'erreur rouge s'allume pour indiquer une erreur.

• Niveau système : les informations d'erreur (par exemple, « Hors de portée ») sont transmises via le bus CS31 à l'unité centrale. Des informations détaillées telles que la classification des erreurs, le type de module, le numéro de groupe et le numéro de canal peuvent être visualisées dans des mots d'état spécifiques de l'API (par exemple, MW 255).

• Niveau canal : à l'aide du bouton de test du panneau avant, l'état peut être interrogé canal par canal. En appuyant sur le bouton, les LED de sélection de canal affichent le numéro de canal actuel en code binaire. En relâchant le bouton, les LED de valeur analogique affichent l'ampleur du signal analogique pour ce canal. Ensuite, pendant environ 3 secondes, des LED spécifiques (par exemple, la LED 4) s'allument pour indiquer des conditions telles que « Hors de portée » pour ce canal.

2. Acquittement d'erreur : Une fois le défaut corrigé, l'indication d'erreur peut être effacée en accusant réception de l'erreur via :

• Appuyer et maintenir enfoncé le bouton de test du module pendant environ 5 secondes.

• Utilisation du logiciel de programmation (PC).

• Exécution d'une commande d'acquittement dans le programme automate de l'unité centrale.

3. Fonction d'autoprotection (entrée de courant) : lorsqu'il est configuré pour une entrée de courant de 0...20 mA et que le courant dépasse les limites, le shunt d'entrée interne du module s'éteint automatiquement pour l'autoprotection et génère une valeur de « débordement ». Le module tente de réactiver la mesure environ une fois par seconde. Une fois que le courant revient dans une plage acceptable, la mesure correcte reprend.

4. Test LED : Le bouton de test peut lancer un test où toutes les LED s'allument, facilitant ainsi une vérification rapide de la fonctionnalité de l'unité d'affichage.