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VE4005S2B2
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Le VE4005S2B2 est un ensemble d'interface d'E/S entièrement intégré et adapté en usine au sein du sous-système d'E/S traditionnel Emerson DeltaV™ série M. Cet assemblage comprend deux composants essentiels : la carte de sortie analogique (AO) KJ3221X1‑BA1 série‑2 avec HART et le bornier d'E/S à fusible KJ4001X1‑CB1 . Conçu pour les installations simplex (non redondantes), le VE4005S2B2 fournit huit canaux de sortie analogiques 4 à 20 mA isolés individuellement avec une capacité de transmission HART, fournissant des signaux de contrôle précis aux éléments de contrôle finaux tels que les vannes, les positionneurs et les actionneurs dans les environnements d'automatisation des processus.
Le VE4005S2B2 est conçu pour répondre aux exigences exigeantes du contrôle de processus moderne, combinant haute précision, isolation robuste et fonctionnalités de diagnostic avancées dans un format compact et plug-and-play. Il est entièrement compatible avec les contrôleurs DeltaV série M (MQ, MX, PK) et les supports horizontaux ou VerticalPlus, et il prend en charge l'ajout et le remplacement en ligne sous tension (échange à chaud) lorsqu'il est installé avec une alimentation homologuée FM, comme détaillé dans les directives d'installation de classe I Division 2. Le bornier à fusibles offre une protection intégrée contre les surintensités par canal, simplifiant le câblage sur site et réduisant le nombre de composants externes, réduisant ainsi les coûts d'investissement et d'installation.
Cette introduction au produit offre un aperçu complet du VE4005S2B2, couvrant ses applications prévues, ses principaux avantages, ses spécifications techniques détaillées sous forme de tableau, les informations de certification, les données de commande et les considérations essentielles d'installation et de sécurité. Toutes les informations proviennent de la fiche technique officielle du produit d'E/S traditionnelle DeltaV M-series et des instructions d'installation en zone dangereuse FM/ATEX (document 12P1293).
Présentation du produit et contexte du système
Le VE4005S2B2 fait partie de la famille d'E/S traditionnelles DeltaV série M, réputée pour sa modularité, sa conception montable sur site et sa facilité de maintenance. Les sous-systèmes d'E/S traditionnels sont déployés à proximité des appareils de terrain, ce qui réduit considérablement les câblages et élimine le besoin de panneaux de regroupement étendus. Le VE4005S2B2 répond spécifiquement aux exigences de sortie analogique, en convertissant les signaux de commande numériques du contrôleur DeltaV en signaux de courant de haute précision de 4 à 20 mA qui pilotent les actionneurs de terrain. La prise en charge intégrée du protocole HART (Highway Addressable Remote Transducer) permet une communication numérique bidirectionnelle sur la même boucle à deux fils, permettant aux utilisateurs d'accéder aux diagnostics de l'appareil, aux données d'étalonnage et aux variables secondaires via le gestionnaire de périphériques AMS d'Emerson sans câblage supplémentaire.
Le VE4005S2B2 est conçu pour un fonctionnement simplex, c'est-à-dire une seule carte par interface E/S. Pour les applications critiques nécessitant une redondance, une version redondante est disponible utilisant la même carte KJ3221X1‑BA1 montée sur un bornier redondant à deux largeurs (modèle VE4035S2B1 ou similaire), mais le VE4005S2B2 lui-même est l'assemblage simplex avec fusible. Le bornier à fusibles (KJ4001X1‑CB1) intègre un fusible remplaçable de 2,0 A par canal (côté terrain), protégeant à la fois la carte et l'appareil de terrain des conditions de surintensité. Ce fusible intégré élimine le besoin de porte-fusibles externes, économisant ainsi de l'espace sur le panneau et du travail d'installation.
Avantages clés et avantages fonctionnels
Réduction des coûts d'investissement – Le VE4005S2B2 exploite la modularité complète du système. Les utilisateurs peuvent acheter des interfaces d'E/S par groupes de 8 canaux selon leurs besoins, faisant évoluer le système progressivement. Le bornier à fusibles réduit les composants externes et la possibilité de monter l'interface dans des boîtes de jonction sur site minimise l'encombrement de la salle de contrôle et les longs câbles multiconducteurs.
Gains de temps et de dépenses d'installation – La conception plug-and-play permet au bornier d'être pré-câblé dans l'atelier avant l'installation de la carte E/S. La carte se branche simplement sur le support d'interface E/S et le bornier s'accouple directement sans câblage supplémentaire. Le système de détrompage (positions de clé uniques pour chaque type de carte) garantit que seule la bonne carte AO peut être insérée dans le bornier à fusibles, éliminant ainsi les erreurs d'installation et économisant du temps de mise en service.
Productivité améliorée – Le VE4005S2B2 prend en charge l'ajout et le remplacement en ligne. Une fois l'alimentation du système sous tension (dans des conditions spécifiques), la carte peut être retirée ou insérée sans interrompre le processus, à condition que l'alimentation sur site soit hors tension et qu'une seule carte soit manipulée à la fois. DeltaV Explorer reconnaît automatiquement le nouveau matériel et attribue une configuration de base.
Disponibilité du processus – Bien que le VE4005S2B2 soit un assemblage simplex, sa conception intègre une isolation élevée (1 500 V CC testée en usine) et des LED de diagnostic robustes (alimentation, erreur et état du canal) pour faciliter une identification rapide des défauts. Le relais HART permet une maintenance prédictive, réduisant ainsi les temps d'arrêt imprévus.
Adéquation aux emplacements dangereux – Le VE4005S2B2 est certifié FM, CSA, ATEX et IEC-Ex pour les zones dangereuses de classe I, division 2 (groupes A, B, C, D) et zone 2. La classification du circuit de terrain pour la carte KJ3221X1‑BA1 est non incendiaire (limitée en énergie) avec des paramètres de sécurité définis (Voc, Isc, Ca, La), permettant la connexion à des appareils de terrain dans des emplacements classifiés sans avoir besoin de barrières de sécurité intrinsèques dans de nombreux cas, à condition que l'appareil connecté respecte les limites spécifiées.
Notes d'application et d'utilisation
Le VE4005S2B2 est généralement déployé dans des boucles de contrôle de processus continu où une sortie de courant précise est requise pour positionner les vannes de régulation, les entraînements à vitesse variable ou d'autres actionneurs modulants. Le modem HART intégré permet la communication numérique sans affecter le signal analogique, permettant la gestion des actifs, l'étalonnage à distance et la collecte de données de diagnostic via AMS Device Manager. La carte prend en charge le relais HART pour les huit canaux, avec un temps de scrutation typique de 600 à 800 ms par canal activé, garantissant ainsi des mises à jour en temps opportun des variables de processus.
Le bornier à fusibles fournit un fusible de 2,0 A par canal. Ce fusible est remplaçable sur site et est conçu pour protéger contre les défauts de câblage ou les courts-circuits de l'actionneur. Le type de fusible est du type à fusion lente ou temporisée (voir les spécifications du kit de fusibles). Le bornier accepte le câblage de terrain standard (taille de fil recommandée de 0,5 à 2,5 mm² / 20 à 14 AWG) et comprend une polarité et une numérotation de canal clairement marquées.
Lors de la planification de l'installation, notez que le VE4005S2B2 nécessite un emplacement de support correspondant avec le codage correct. Les positions des touches de la carte (marquées sur le côté de la carte) sont réglées en usine pour correspondre au bornier. Le bornier à fusibles est spécifiquement codé pour la carte AO ; toute tentative d'insertion d'un type de carte différent (par exemple, AI ou DI) est mécaniquement empêchée.
Pour les extensions du système, le VE4005S2B2 peut être installé sous tension (hot-swap) à condition que les conditions de sécurité soient remplies. Cette fonctionnalité minimise les temps d'arrêt des processus lors de la maintenance ou des mises à niveau de capacité. Après insertion, le système DeltaV détecte automatiquement la nouvelle carte et lui attribue une configuration de base, qui peut ensuite être personnalisée dans la stratégie de contrôle.
Entretien et dépannage
Indicateurs LED : La carte est dotée d'une LED d'alimentation verte et d'une LED d'erreur rouge. Les LED d'état des canaux individuels indiquent l'activité de sortie ou les conditions de défaut (par exemple, circuit ouvert, court-circuit ou surintensité). Reportez-vous aux diagnostics DeltaV pour les codes d'erreur détaillés.
Remplacement du fusible : si un fusible de canal grille, remplacez-le uniquement par le fusible approuvé du kit KJ4010X1‑BC1 (pièce 55P0587X012). Assurez-vous que l’alimentation sur site est coupée avant de remplacer le fusible.
Remplacement de la carte : pour une carte défectueuse, avec l'alimentation du système sous tension (et l'alimentation sur site hors tension), retirez l'ancienne carte et insérez la nouvelle. Le détrompage garantit une insertion correcte. Après le remplacement, le système remet automatiquement la carte en service.
Inspection périodique : dans des environnements chimiques difficiles, inspectez le plastique du bornier et les porte-fusibles pour déceler toute dégradation. Si des fissures ou une décoloration sont observées, remplacez le bornier.
Spécifications techniques détaillées
Les tableaux suivants présentent les données techniques complètes de l'ensemble VE4005S2B2. Toutes les valeurs sont dérivées de la documentation officielle du produit Emerson et sont applicables sur toute la plage de températures de fonctionnement, sauf indication contraire.
Tableau 1 : Spécifications générales du VE4005S2B2 (niveau assemblage)
Paramètre |
Spécification |
|---|---|
Désignation du produit |
VE4005S2B2 – Bloc de terminaison d'E/S à fusible avec carte HART AO à 8 canaux (Simplex) |
Modèle de carte E/S |
KJ3221X1‑BA1 (sortie analogique série‑2 avec HART) |
Modèle de bornier |
KJ4001X1‑CB1 (bornier d'E/S à fusible) |
Nombre de canaux |
8 (isolés individuellement) |
Type de signal |
Sortie analogique, 4-20 mA (avec communication numérique HART) |
Gamme complète de signaux |
1 à 23 mA (capacité de dépassement de plage) |
Précision sur température |
±0,25 % de l'échelle (y compris dérive de –40 à 70 °C) |
Résolution |
Convertisseur D/A 12 bits (fournit une résolution fine) |
Conformité des sorties |
Alimentation 20 mA à 21,6 V CC dans une charge de 700 Ω (résistance de charge maximale) |
Étalonnage |
Calibré en usine ; données d'étalonnage stockées sur la carte – aucun étalonnage sur site n'est requis |
Courant du bus local (12 V CC nominal) |
Simplex : 100 mA typique, 150 mA maximum |
Puissance du circuit de terrain |
300 mA maximum à 24 V CC (+10 %), alimenté par une alimentation de terrain busée |
Isolement |
Chaque canal est optiquement isolé du système ; testé en usine à 1 500 V CC (du système au terrain) |
Fusible en option |
2,0 A par canal (côté terrain), remplaçable (partie du KJ4001X1‑CB1) |
Prise en charge des communications HART |
Passage HART pour AMS Device Manager ; rapports de variables et d'état pour les fonctions de contrôle |
Temps de balayage HART |
600 – 800 ms (typique) par canal activé |
Température de fonctionnement |
–40 à 70 °C (–40 à 158 °F) – voir remarque sur la durée de vie à haute température |
Température de stockage |
–40 à 85 °C (–40 à 185 °F) |
Humidité relative |
5 à 95 % sans condensation |
Contaminants aéroportés |
ISA‑S71.04‑1985 Classe G3 avec revêtement conforme |
Indice de protection |
IP20 |
Choc |
10 g, onde ½ sinusoïdale pendant 11 ms |
Vibration |
1 mm crête à crête de 5 à 16 Hz ; 0,5 g de 16 à 150 Hz |
Dimensions (par carte) |
Hauteur 10,7 cm (4,2 pouces), Largeur 4,1 cm (1,6 pouces), Profondeur 10,5 cm (4,1 pouces) |
Type de bornier |
Terminaison à vis à fusible pour le câblage sur site ; accepte les appareils à 2 fils |
Tableau 2 : Caractéristiques électriques – Sortie analogique (par canal)
Paramètre |
Valeur |
|---|---|
Plage de sortie nominale |
4 à 20 mA (linéaire) |
Plage utilisable |
1 à 23 mA (détection de dépassement de plage disponible) |
Tension de conformité de sortie |
21,6 V CC minimum à 20 mA (avec alimentation 24 V CC et charge 700 Ω) |
Résistance de charge maximale |
Alimentation 700 Ω à 21,6 V ; diminue avec une offre plus faible |
Précision (inclut la linéarité, l'hystérésis et la répétabilité) |
±0,25 % de l'étendue sur toute la plage de température |
Répétabilité |
±0,05 % de l'étendue |
Résolution |
12 bits (environ 0,025 % de la plage complète) |
Dérive de température |
Inclus dans les spécifications de précision |
Temps de réponse |
Non spécifié – typique pour le contrôle des processus ; Mises à jour HART au moment de l'analyse |
Ondulation de sortie |
< 10 mV crête à crête (typique) |
Protection contre les courts-circuits |
Protégé par un fusible par canal (2,0 A) et une limitation de courant interne |
Détection de circuit ouvert |
Pris en charge via les diagnostics HART et les alertes matérielles |
Tableau 3 : Isolation et rigidité diélectrique
Paramètre |
Spécification |
|---|---|
Type d'isolement |
Isolation par optocoupleur entre chaque canal et la logique du système |
Tension d'essai d'isolement |
1 500 V CC (testé en usine) entre les circuits de terrain et le côté système |
Isolation canal à canal |
Non isolés les uns des autres (retour de champ commun) – chaque canal est isolé uniquement du système |
Tension en mode commun |
±0,7 V CC maximum entre les canaux (si référencé) – mais l'isolation s'effectue uniquement du système au champ |
Tableau 4 : Classification des circuits sur site pour les emplacements dangereux (paramètres non incendiaires)
La carte KJ3221X1‑BA1 du VE4005S2B2 est classée comme non incendiaire pour la classe I, division 2, groupes A, B, C, D (et zone 2). Les limites suivantes doivent être respectées lors du raccordement d'appareils de terrain.
Paramètre |
Valeur |
Description |
|---|---|---|
COV |
28,7 V |
Tension maximale en circuit ouvert pouvant être délivrée à la zone dangereuse par canal |
Icc |
33 mA |
Courant de court-circuit maximal par canal |
Ca (Capacité) |
17 µF |
Capacité externe maximale autorisée (y compris le câble et l'appareil) pouvant être connectée |
La (Inductance) |
11 mH |
Inductance externe maximale autorisée (y compris le câble et l'appareil) pouvant être connectée |
Vmax (appareil) |
Doit être ≥ COV |
L'appareil connecté doit avoir Vmax ≥ 28,7 V |
Imax (appareil) |
Doit être ≥ Isc |
L'appareil connecté doit avoir Imax ≥ 33 mA |
Ci (appareil) |
≤ Ca |
Capacité non protégée de l'appareil connecté ≤ 17 µF |
Li (appareil) |
≤ La |
Inductance non protégée de l'appareil connecté ≤ 11 mH |
Important : Le circuit de terrain est non incendiaire uniquement lorsque l'appareil connecté satisfait aux paramètres ci-dessus et est approuvé FM pour le câblage non incendiaire. Les circuits non incendiaires ne doivent pas être interconnectés avec des circuits sans arc. Reportez-vous au document d'installation 12P1293 pour connaître les pratiques de câblage détaillées.
Tableau 5 : Exigences en matière d'alimentation électrique
Type d'approvisionnement |
Paramètre |
Valeur |
|---|---|---|
Alimentation du système (bus local) |
Tension |
12 V DC nominal (du transporteur) |
Courant (recto) |
100 mA typique, 150 mA maximum par carte |
|
Alimentation sur le terrain (bus) |
Tension |
24 V DC (+10 %, soit 26,4 V max) |
Courant (par carte) |
300 mA maximum (total pour les 8 canaux) |
|
Fusible |
2,0 A par canal (côté terrain) – remplaçable |
|
Certification d'alimentation |
Doit être approuvé FM pour la classe I Div 2 avec Voc ≤ 12,6 V et Lo ≤ 23 µH pour une capacité de remplacement à chaud |
Tableau 6 : Indicateurs et diagnostics
Fonctionnalité |
Description |
|---|---|
LED d'alimentation |
Vert – indique que l'alimentation du système est présente sur la carte |
LED d'erreur interne |
Rouge – indique un défaut matériel ou une erreur de communication |
LED d'état des canaux |
Huit LED individuelles (une par canal) – fournissent une indication visuelle rapide de l'état de la sortie (marche/arrêt, défaut) |
Alertes matérielles |
Rapport automatique des erreurs d'intégrité (primaire et secondaire dans les versions redondantes, mais pour le simplex, signale les défauts du canal) |
Explorateur de diagnostics |
Santé et état de chaque canal disponibles via DeltaV Diagnostics Explorer |
Statut HART |
Variable et état de l'appareil signalés au contrôleur pour le contrôle et la maintenance |
Tableau 7 : Spécifications environnementales et mécaniques (communes à toutes les E/S de la série M)
Paramètre |
Valeur |
|---|---|
Plage de température de fonctionnement |
–40 °C à +70 °C (–40 °F à +158 °F) * |
Température de stockage |
–40 °C à +85 °C (–40 °F à +185 °F) |
Humidité relative |
5 % à 95 % (sans condensation) |
Protection contre la corrosion |
Le revêtement conforme est conforme à la norme ISA‑S71.04‑1985 Classe G3 |
Protection contre la pénétration |
IP 20 (convient pour une installation fermée) |
Résistance aux chocs |
10 g, ½ sinus, 11 ms |
Résistance aux vibrations |
1 mm crête à crête (5 à 16 Hz) ; 0,5 g (16-150 Hz) |
Dimensions (par carte) |
H 107 mm (4,2 pouces) × L 41 mm (1,6 pouces) × P 105 mm (4,1 pouces) |
Poids |
Env. 0,3 kg (0,66 lb) par carte ; le bornier ajoute env. 0,2 kg |
*Remarque : un fonctionnement continu à la limite supérieure de température peut réduire la durée de vie prévue. Reportez-vous au livre blanc d'Emerson « Effets de la chaleur et du flux d'air à l'intérieur d'un boîtier » pour obtenir des conseils sur le déclassement.
Tableau 8 : Compatibilité et configuration système requise
Article |
Exigence |
|---|---|
Contrôleurs pris en charge |
Contrôleurs MQ, MX, PK (série M) – également compatibles avec les contrôleurs de la série S sur le même réseau de contrôle régional DeltaV à partir de la version 11.3.1 |
Compatibilité des opérateurs |
Supports horizontaux ou VerticalPlus de la série M (largeur 8 ou 4 largeurs) – non physiquement compatibles avec les supports de la série S |
Version du logiciel |
Pour VE4005S2B2 (avec KJ3221X1‑BA1), nécessite DeltaV v10.3.1 ou version ultérieure (remarque : les versions antérieures peuvent utiliser un numéro de modèle différent KJ3221X1‑BA2, mais VE4005S2B2 est pris en charge à partir de la v10.3.1) |
Détrompage du bornier |
Position de clé unique : la carte KJ3221X1‑BA1 possède un code de clé spécifique qui correspond au bornier à fusible, empêchant ainsi l'insertion de mauvais types de carte |
Prise en charge de la redondance |
VE4005S2B2 est uniquement simplex. Pour la redondance, utilisez un bornier redondant (par exemple, VE4035S2B1) avec deux cartes. |
Licenciement en masse |
Pour le câblage haute densité, un bloc de terminaison de masse à 16 broches (VE4005S2B3) est disponible, mais le VE4005S2B2 est la version à borne à vis avec fusible. |
Tableau 9 : Informations de commande (extrait pour VE4005S2B2)
Description |
Numéro de modèle |
|---|---|
Interface d'E/S de sortie analogique à fusible, 8 canaux, 4–20 mA HART (Simplex) – comprend une carte KJ3221X1‑BA1 et un bornier à fusibles KJ4001X1‑CB1 |
VE4005S2B2 |
Bornier standard alternatif (sans fusible) |
VE4005S2B1 |
Bornier standard redondant |
VE4035S2B1 |
Bornier de terminaison de masse à 16 broches (simplex) |
VE4005S2B3 |
Remarque : Le numéro de modèle VE4005S2B2 est répertorié avec un double astérisque dans le PDS, indiquant la prise en charge de DeltaV v10.3.1 et versions ultérieures. Pour les versions antérieures, un numéro de pièce différent (KJ3222X1‑BA2 ou équivalent) peut être requis.
Tableau 10 : Certifications et approbations pour zones dangereuses
L'ensemble VE4005S2B2 (carte et bornier) porte les certifications suivantes, selon les composants individuels. La carte KJ3221X1‑BA1 est certifiée ; le bornier est passif mais doit être utilisé dans la configuration approuvée.
Organisme de certification |
Norme / Marquage |
Classification |
|---|---|---|
FM (États-Unis) |
Classe I, Division 2, Groupes A, B, C, D, T4 |
Convient pour une utilisation dans des zones dangereuses en tant que circuits de terrain non incendiaires |
cFM (Canada) |
Classe I, Division 2, Groupes A, B, C, D, T4 |
Idem que ci-dessus |
ATEX |
II 3G Ex ec IIC T4 Gc (ou Ex nA nC IIC T4 Gc) |
Zone 2, adaptée au fonctionnement non incendiaire |
CEI‑Ex |
II 3G Ex ec IIC T4 Gc |
Zone 2, non incendiaire |
CE |
EN61326‑1 (CEM) |
Compatibilité électromagnétique pour les environnements industriels |
Marin |
SIGC E10, ABS, DNV |
Adapté aux applications marines (voir certificats spécifiques) |
Avertissements d'installation importants (du document 12P1293) :
L'alimentation doit être mise hors tension avant de déconnecter les supports, les câbles d'extension ou les terminateurs.
L'alimentation de terrain busée doit être mise hors tension avant de retirer ou d'insérer la carte.
Une seule carte peut être retirée ou insérée à la fois lorsque le système est sous tension, et uniquement lorsque l'alimentation du système répond aux paramètres approuvés par FM (Voc ≤ 12,6 V, Lo ≤ 23 µH).
Les circuits non incendiaires et sans arc électrique ne doivent pas être interconnectés.
Les fusibles remplaçables (type KJ4010X1‑BC1, individuel 55P0587X012) doivent être inspectés périodiquement pour détecter toute dégradation du matériau du boîtier en polyamide 6 s'ils sont exposés à certains produits chimiques.
Pour les installations dans des zones dangereuses, reportez-vous aux instructions d'installation de classe I, division 2 (12P1293) et aux instructions de zone 2 (12P2046).