L'AI820 est un module d'entrée analogique différentielle multifonctionnel et hautes performances, faisant partie de la famille matérielle ABB Ability™ System 800xA®, conçu pour l'acquisition de signaux de haute précision dans les systèmes d'automatisation et de contrôle industriels. Ce module fournit 4 canaux d'entrée différentielles entièrement isolés. Chaque canal peut être configuré indépendamment comme entrée de courant ou de tension, prenant en charge diverses plages de signaux standards industriels, notamment ±20 mA, 4…20 mA, ±10 V, 2…10 V, etc., offrant une compatibilité et une flexibilité élevées.
L'AI820 utilise une conception d'entrée différentielle, supprimant efficacement les interférences de mode commun et garantissant la précision et la stabilité de l'acquisition du signal dans les environnements industriels difficiles. Le module dispose d'un convertisseur analogique-numérique de haute précision avec une résolution de 14 bits plus un bit de signe. Combiné avec une dérive à basse température et une immunité élevée au bruit, il convient à diverses applications exigeantes telles que le contrôle de processus, les systèmes de surveillance et l'enregistrement de données.
Le module intègre également la distribution d'énergie pour les transmetteurs externes à deux fils. Lorsqu'il est utilisé avec des unités de terminaison de module étendu (MTU), il simplifie le câblage sur site et réduit la complexité de l'intégration du système. Tous les canaux sont conçus avec une isolation de groupe, garantissant la sécurité du signal et la fiabilité du système.
2. Principales caractéristiques et avantages
| des fonctionnalités |
Description |
| Prise en charge de types multi-signaux |
Prend en charge les entrées de courant (-20…+20 mA, 0…20 mA, 4…20 mA) et de tension (-10…+10 V, 0…10 V, 2…10 V, -5…+5 V, 0…5 V, 1…5 V) avec une excellente compatibilité. |
| Entrée différentielle et isolation élevée |
4 canaux d'entrée différentiels, tous les canaux d'un groupe sont isolés de la terre. Tension d'isolation nominale : 50 V. Taux de réjection en mode commun élevé (CMRR > 80 dB). |
| Haute précision et résolution |
Résolution de 14 bits plus bit de signe. Erreur totale ≤ 0,1 %. Dérive à faible température (Courant : 50 ppm/°C, Tension : 70 ppm/°C). |
| Mécanismes de protection intégrés |
Les résistances shunt d'entrée résistent à une connexion accidentelle jusqu'à 30 V DC. Les résistances de détection de courant de 250 Ω ont une capacité de surcharge instantanée de 5 W pour protéger le circuit d'entrée. |
| Compatibilité des communications HART |
Le circuit d'entrée peut transporter des signaux de communication HART, prenant en charge l'intégration avec des instruments intelligents. |
| Alimentation externe de l'émetteur |
Le module peut distribuer une alimentation 24 V CC aux transmetteurs externes à deux fils via le MTU, simplifiant ainsi le câblage. |
| Réponse rapide |
Cycle de mise à jour pour les 4 canaux < 26 ms. Temps de montée du filtre d'entrée : 40 ms. Convient pour l'acquisition rapide de signaux de processus. |
| Diagnostic complet |
Panneau avant équipé de LED F (Défaut), R (Exécution) et W (Avertissement). Prend en charge la surveillance de l'état du module et du canal. |
| Large adéquation environnementale |
Convient aux emplacements dangereux de classe I Div 2 / Zone 2. Certifié par plusieurs sociétés de classification marine. Plage de température de fonctionnement : 0…+55°C. |
| Installation modulaire |
Compatible avec divers MTU (TU810, TU812, TU814, TU830, TU833). Installation flexible adaptée aux configurations d'armoires compactes ou étendues. |
3. Description fonctionnelle et de conception
3.1 Configuration du canal d'entrée
Chaque canal de l'AI820 peut être configuré indépendamment comme entrée de tension ou de courant via le câblage matériel et les paramètres logiciels. Les entrées de tension utilisent une structure différentielle à haute impédance pour minimiser les effets de charge. Les entrées de courant sont converties en signaux de tension pour la mesure via une résistance interne de précision de 250 Ω. Le module prend en charge la superposition de signaux numériques HART, ce qui le rend adapté aux systèmes de transmetteurs intelligents.
3.2 Isolation et immunité au bruit
Les 4 canaux sont électriquement isolés du ModuleBus et mis à la terre en un seul groupe, avec une tension d'isolation nominale de 50 V et une rigidité diélectrique de 500 V AC. Le taux de réjection en mode commun élevé (≥80 dB) et le taux de réjection en mode normal (33 dB) garantissent l'intégrité du signal même dans des environnements soumis à de fortes interférences électromagnétiques.
3.3 Alimentation et distribution d'énergie
Le module reçoit une alimentation 24 V CC du ModuleBus et assure la distribution d'énergie pour les transmetteurs externes à deux fils. Lorsqu'il est utilisé avec des MTU étendus (par exemple, TU830), l'alimentation peut être fournie directement aux instruments de terrain sans bornes supplémentaires. Les lignes d'alimentation électrique n'ont pas de limitation de courant ; la protection repose sur des fusibles dans le MTU ou sur des circuits externes.
3.4 Mécanismes de protection
Protection contre les surtensions : les entrées de courant peuvent résister à une connexion accidentelle jusqu'à 30 V DC. Les résistances de détection de 250 Ω ont une capacité de surcharge instantanée de 5 W.
Filtrage et stabilité : chaque canal est équipé d'un filtre passe-bas (LPF) avec un temps de montée de 40 ms, supprimant efficacement le bruit haute fréquence.
Surveillance de l'état : le module comprend une surveillance de l'alimentation interne et des diagnostics de canal. Les défauts sont indiqués via les LED du panneau avant et les alarmes du bus système.
3.5 Câblage et compatibilité MTU
L'AI820 est compatible avec diverses unités de terminaison de module, notamment :
TU830/TU833 MTU étendu : intègre la distribution d'énergie et les fusibles, prenant en charge la connexion directe d'instruments à trois fils.
MTU compact TU810/TU814 : fournit des bornes pour une entrée de tension de procédé 24 V ; nécessite une distribution d’énergie externe.
TU812 Compact MTU : comporte un connecteur D-Sub à 25 broches, adapté aux applications de câblage haute densité.
4. Scénarios d'application typiques
L'AI820 convient à divers systèmes de contrôle et de surveillance de processus industriels, y compris, mais sans s'y limiter :
Acquisition de variables de processus : mesure précise de signaux analogiques tels que la température, la pression, le débit et le niveau.
Systèmes de gestion de l'énergie : surveillance et enregistrement des paramètres électriques tels que la tension, le courant et la puissance.
Surveillance de l'état des équipements : acquisition de signaux à partir de capteurs mécaniques pour les vibrations, le déplacement, la vitesse, etc.
Laboratoire et Bancs d'essais : Systèmes d'acquisition de données multicanaux de haute précision.
Applications dans les zones dangereuses : convient aux environnements certifiés pour la classe I Div 2/Zone 2, tels que les industries chimiques, pétrolières et gazières.
5. Recommandations d'installation et de configuration
Sélection MTU : choisissez le type de MTU approprié en fonction de la complexité du câblage sur site et des exigences d'alimentation.
Mise à la terre et blindage : il est recommandé d'utiliser des câbles à paire torsadée blindés et de mettre en œuvre une mise à la terre en un seul point du côté de l'armoire pour réduire les interférences sonores.
Distribution d'énergie : lors de l'alimentation de plusieurs émetteurs à deux fils, calculez le courant total et assurez-vous que la capacité du fusible MTU est suffisante.
Considérations environnementales : dans les installations à haute température ou à forte densité, assurez une dissipation thermique adéquate pour maintenir le module dans sa plage de température nominale.
Configuration logicielle : configurez le type de signal, la plage et les paramètres de filtre de chaque canal via le système 800xA ou la plate-forme de contrôleur correspondante.
