ABB 07 AC 91 GJR5252300R0101 Modulo ingresso/uscita analogico

Lo 07 AC 91 è un modulo di ingresso/uscita analogico ad alte prestazioni e altamente flessibile della famiglia di sistemi ABB Advant Controller 31. Progettato come modulo remoto sul bus di sistema CS31, facilita la conversione affidabile e precisa tra i segnali dei sensori analogici di campo e i segnali digitali dell'unità di controllo nei sistemi di controllo dell'automazione industriale. Grazie alle sue potenti capacità di configurazione, alle eccellenti funzioni diagnostiche e al design robusto, questo modulo è ampiamente utilizzato in varie applicazioni industriali come controllo di processo, monitoraggio delle apparecchiature e acquisizione dati.

La caratteristica principale del modulo risiede nell'elevata configurabilità dei suoi 16 canali. Gli utenti possono scegliere tra due modalità operative distinte tramite DIP switch sul modulo, consentendo un equilibrio ottimale tra numero di canali, tipo di segnale, risoluzione e funzionalità di ingresso/uscita in base alle effettive esigenze dell'applicazione. Funziona con una tensione di alimentazione di 24 V CC ed è dotato di un'interfaccia bus CS31 isolata elettricamente, che garantisce una comunicazione di sistema stabile e una forte immunità ai disturbi.

2. Design e caratteristiche hardware

Il modulo 07AC91 utilizza un design compatto e modulare con una struttura robusta adatta agli ambienti industriali.

1. Aspetto e display: il pannello frontale integra display ed elementi operativi intuitivi, tra cui:

• 8 LED verdi di selezione/diagnostica del canale: utilizzati per indicare il canale attualmente selezionato o visualizzare informazioni diagnostiche (numero del canale in codice esadecimale).

• 8 LED verdi di visualizzazione del valore analogico: forniscono una rappresentazione visiva in stile grafico a barre del valore analogico per il canale selezionato, consentendo una rapida ispezione in loco.

• 1 LED di errore rosso: si illumina quando si verifica un errore del modulo (ad esempio, misurazione fuori range).

• 1 pulsante test: utilizzato per la selezione manuale del canale, l'attivazione della visualizzazione diagnostica, l'esecuzione di test LED e il riconoscimento degli errori.

• La pellicola del pannello frontale contiene un'etichettatura chiara, comprese le assegnazioni degli indirizzi per le diverse modalità operative, facilitando l'installazione e la messa in servizio.

2. Collegamento elettrico e isolamento:

• Il modulo è dotato di morsettiere rimovibili a vite per un facile cablaggio. L'alimentatore e i terminali bus CS31 supportano conduttori fino a 2,5 mm² (o due 1,5 mm²). Tutti gli altri terminali di segnale analogico supportano conduttori fino a 1,5 mm².

• Viene implementato un isolamento elettrico fondamentale: l'interfaccia del bus di sistema CS31 è completamente isolata elettricamente dal resto dei circuiti interni del modulo. Ciò impedisce efficacemente alle interferenze sul bus di influenzare l'elaborazione del segnale analogico e migliora la sicurezza del sistema. Inoltre, anche l'ingresso binario (morsetti 25/26) utilizzato per abilitare le uscite analogiche è isolato.

• Nota importante: all'interno del modulo non è presente isolamento elettrico tra la circuiteria analogica interna (inclusa la terra di riferimento AGND per tutti i canali I/O analogici) e l'alimentatore (il terminale M della 24 V CC). La differenza di potenziale massima consentita tra loro è ±1 V. Pertanto, tutti i collegamenti per sensori e attuatori di segnali analogici esterni devono essere isolati elettricamente dall'ambiente di installazione. Inoltre, le schermature dei cavi devono essere collegate alla terra dell'armadio nel punto in cui entrano nell'armadio di controllo.

3. Opzioni di montaggio: il modulo offre due opzioni di montaggio flessibili:

• Montaggio su guida DIN standard: conforme allo standard DIN EN 50022-35, adatto per guide DIN alte 15 mm.

• Montaggio diretto con viti: fissato tramite quattro viti M4.

• Il modulo deve essere installato verticalmente con i terminali rivolti verso l'alto/il basso. È necessario garantire uno spazio sufficiente attorno al modulo (soprattutto sopra e sotto) per il raffreddamento per convezione naturale, evitando il surriscaldamento causato dall'ostruzione di canaline per cavi o altri componenti.

3. Funzioni principali e modalità operative in dettaglio

La caratteristica più importante dello 07AC91 è la sua doppia modalità operativa, selezionabile tramite la posizione 8 del DIP switch 1.

1. Modalità ad alta precisione '12 bit':

• Configurazione canale: fissa su 8 ingressi analogici (terminali 4-19) e 8 uscite analogiche (terminali 27-42). Entrambi i canali di ingresso e di uscita possono essere configurati individualmente per segnali di tensione ±10 V o segnali di corrente 0...20 mA.

• Risoluzione: fornisce un'elevata risoluzione a 12 bit. Per l'intervallo ±10 V, si tratta effettivamente di 11 bit più un bit di segno. Per l'intervallo 0...20 mA, sono 12 bit senza segno.

• Rappresentazione dei dati: nel sistema di controllo (PLC), ciascun valore analogico occupa una parola intera (16 bit). Ad esempio, un ingresso da -10 V a +10 V corrisponde a un intervallo digitale da -32760 a +32760 (esadecimale da 8008 a 7FF8). Se l'ingresso supera l'intervallo, il modulo emette un valore di overflow fisso (+32767 o -32767).

• Applicazione: ideale per applicazioni che richiedono un'elevata precisione di misurazione e controllo, come il controllo preciso della temperatura o della pressione, o sistemi complessi che richiedono l'acquisizione e l'output simultanei ad alta precisione di più canali.

2. Modalità ad alta densità '8 bit':

• Ingresso o uscita.

• Segnale in tensione 0...10V o segnale in corrente 0...20mA.

• Configurazione dei canali: i 16 canali analogici (terminali 4-19 e 27-42) sono configurabili. Utilizzando gli interruttori DIP, la configurazione viene eseguita a coppie (due canali per gruppo). Ogni coppia può essere impostata indipendentemente come:

• Risoluzione: fornisce una risoluzione a 8 bit.

• Rappresentazione dei dati: per risparmiare risorse del bus, i valori digitali a 8 bit di due canali sono 'impacchettati' in una parola a 16 bit (un canale nel byte basso, l'altro nel byte alto). Ad esempio, 0...10 V corrisponde a un intervallo digitale da 0 a 255 (esadecimale da 00 a FF).

• Applicazione: adatto per applicazioni in cui sono necessari più canali di segnale con requisiti di precisione relativamente inferiori, come il monitoraggio della temperatura multipunto o il controllo di valvole batch, offrendo un modo conveniente per espandere la capacità di gestione del segnale analogico del sistema.

3. Funzione di abilitazione uscita analogica:

• Tutti i canali di uscita analogici del modulo (in entrambe le modalità) sono controllati da un ingresso di abilitazione dedicato. Questo ingresso si trova sui terminali 25 (+) e 26 (-) e richiede un segnale a 24 V CC (binario '1') per attivare tutte le uscite analogiche.

• Se il segnale di abilitazione non è presente, tutte le uscite di tensione rimangono a 0 V e le uscite di corrente rimangono a 0 mA. Questa funzionalità aggiunge un livello di sicurezza, consentendo di disabilitare in modo sicuro tutte le uscite analogiche durante le emergenze o la manutenzione.

4. Configurazione e indirizzamento

L'indirizzo del modulo e la configurazione della modalità operativa vengono eseguiti interamente tramite due DIP switch situati sotto una copertura scorrevole sul lato destro del modulo, senza richiedere strumenti software: semplice e affidabile.

1. Impostazione indirizzo modulo: impostato tramite il DIP switch dell'indirizzo (8 posizioni). Il valore dell'indirizzo è la somma dei pesi corrispondenti a tutti gli interruttori nella posizione 'ON' (i pesi sono 1, 2, 4, 8,...). Questo indirizzo determina la posizione logica del modulo sul bus CS31. Se utilizzato con unità centrali come la serie 07 KR 91 / 07 KT 9x, l'intervallo di indirizzi disponibile è tipicamente 00-05 o 08-15.

2. Configurazione del canale:

• Modalità '12 bit': utilizza gli interruttori DIP 1 e 2. Ciascun bit corrisponde a un canale (E0-A7). SPENTO = ±10 V, ACCESO = 0...20 mA.

• Modalità '8 bit': utilizza gli interruttori DIP 1 e 2. Ogni due bit corrispondono a una coppia di canali. L'interruttore sinistro determina la direzione (OFF = Ingresso, ON = Uscita). L'interruttore destro determina il tipo (OFF = 0...10 V, ON = 0...20 mA).

3. Indirizzamento nel PLC:

• Modalità '12 bit': ciascun canale di ingresso/uscita occupa la propria parola di ingresso analogico (EW) o di uscita analogica (AW). Ad esempio, se l'indirizzo di base è 'n', l'ingresso E0 corrisponde a EW n,00 e l'uscita A0 corrisponde a AW n,00.

• Modalità '8 bit': ogni parola contiene due canali. Ad esempio, se l'indirizzo di base è 'n', la coppia di canali 0/1, quando configurata come ingressi, corrisponde al byte basso (Lo) e al byte alto (Hi) di EW n,00.

5. Funzionalità di diagnostica e manutenzione

Lo 07AC91 è dotato di un sistema diagnostico completo, che semplifica notevolmente la risoluzione dei problemi e la manutenzione.

1. Visualizzazione diagnostica:

• Livello del modulo: il LED rosso di errore si accende indicando un errore.

• Livello di sistema: le informazioni sull'errore (ad es. 'Fuori campo') vengono trasmesse tramite il bus CS31 all'unità centrale. Informazioni dettagliate come classificazione degli errori, tipo di modulo, numero di gruppo e numero di canale possono essere visualizzate in parole di stato specifiche del PLC (ad esempio, MW 255).

• Livello canale: utilizzando il pulsante di test del pannello frontale, lo stato può essere interrogato canale per canale. Premendo il pulsante i LED di selezione del canale visualizzano il numero del canale corrente in codice binario. Rilasciando il pulsante, i LED del valore analogico mostrano l'entità del segnale analogico per quel canale. Successivamente, per circa 3 secondi, l'accensione di specifici LED (es. LED 4) indica condizioni come 'Fuori portata' per quel canale.

2. Riconoscimento errore: Dopo che un guasto è stato corretto, l'indicazione di errore può essere cancellata riconoscendo l'errore tramite:

• Premendo e tenendo premuto il pulsante di test del modulo per circa 5 secondi.

• Utilizzando il software di programmazione (PC).

• Esecuzione di un comando di conferma nel programma PLC dell'unità centrale.

3. Funzione di autoprotezione (ingresso di corrente): quando configurato per ingresso di corrente da 0...20 mA e la corrente supera i limiti, lo shunt di ingresso interno del modulo si spegne automaticamente per autoprotezione ed emette un valore di 'overflow'. Il modulo tenta di riattivare la misurazione circa una volta al secondo. Una volta che la corrente ritorna a un intervallo accettabile, riprende la misurazione corretta.

4. Test LED: il pulsante di test può avviare un test in cui tutti i LED si illuminano, facilitando un rapido controllo della funzionalità dell'unità display.