AI820 è un modulo di ingresso analogico differenziale multifunzionale e ad alte prestazioni, parte della famiglia hardware ABB Ability™ System 800xA®, progettato per l'acquisizione di segnali ad alta precisione nei sistemi di controllo e automazione industriale. Questo modulo fornisce 4 canali di ingresso differenziali completamente isolati. Ciascun canale può essere configurato in modo indipendente come ingresso di corrente o tensione, supportando vari intervalli di segnali standard industriali tra cui ±20 mA, 4…20 mA, ±10 V, 2…10 V, ecc., offrendo elevata compatibilità e flessibilità.
L'AI820 utilizza un design di ingresso differenziale, sopprimendo efficacemente le interferenze di modo comune e garantendo la precisione e la stabilità dell'acquisizione del segnale in ambienti industriali difficili. Il modulo è dotato di un convertitore analogico-digitale ad alta precisione con risoluzione a 14 bit più un bit di segno. Combinato con una deriva a bassa temperatura e un'elevata immunità al rumore, è adatto a varie applicazioni impegnative come controllo di processo, sistemi di monitoraggio e registrazione dati.
Il modulo integra anche la distribuzione dell'alimentazione per trasmettitori a due fili esterni. Se utilizzato con unità di terminazione moduli estesi (MTU), semplifica il cablaggio sul campo e riduce la complessità dell'integrazione del sistema. Tutti i canali sono progettati con isolamento di gruppo, garantendo la sicurezza del segnale e l'affidabilità del sistema.
2. Caratteristiche e vantaggi principali
| delle caratteristiche |
Descrizione |
| Supporto di tipo multi-segnale |
Supporta ingressi di corrente (-20…+20 mA, 0…20 mA, 4…20 mA) e tensione (-10…+10 V, 0…10 V, 2…10 V, -5…+5 V, 0…5 V, 1…5 V) con eccellente compatibilità. |
| Ingresso differenziale e isolamento elevato |
4 canali di ingresso differenziali, tutti i canali all'interno di un gruppo sono isolati da terra. Tensione di isolamento nominale: 50 V. Rapporto di reiezione di modo comune elevato (CMRR > 80 dB). |
| Alta precisione e risoluzione |
Risoluzione a 14 bit più bit di segno. Errore totale ≤ 0,1%. Deriva a bassa temperatura (corrente: 50 ppm/°C, tensione: 70 ppm/°C). |
| Meccanismi di protezione integrati |
I resistori di shunt di ingresso resistono al collegamento accidentale fino a 30 V CC. I resistori di rilevamento della corrente da 250 Ω hanno una capacità di sovraccarico istantaneo di 5 W per proteggere il circuito di ingresso. |
| Compatibilità di comunicazione HART |
Il circuito di ingresso può trasportare segnali di comunicazione HART, supportando l'integrazione con strumenti intelligenti. |
| Alimentazione del trasmettitore esterno |
Il modulo può distribuire alimentazione a 24 V CC a trasmettitori esterni a due fili tramite MTU, semplificando il cablaggio. |
| Risposta rapida |
Ciclo di aggiornamento per tutti e 4 i canali < 26 ms. Tempo di salita del filtro di ingresso: 40 ms. Adatto per l'acquisizione rapida del segnale di processo. |
| Diagnostica completa |
Pannello frontale dotato di LED F (guasto), R (marcia) e W (avviso). Supporta il monitoraggio dello stato a livello di modulo e canale. |
| Ampia idoneità ambientale |
Adatto per aree pericolose di Classe I Div 2/Zona 2. Certificato da più società di classificazione marina. Intervallo di temperatura di funzionamento: 0…+55°C. |
| Installazione modulare |
Compatibile con vari MTU (TU810, TU812, TU814, TU830, TU833). Installazione flessibile adatta a layout di armadi compatti o estesi. |
3. Descrizione funzionale e progettuale
3.1 Configurazione del canale di ingresso
Ciascun canale dell'AI820 può essere configurato in modo indipendente come ingresso di tensione o corrente tramite cablaggio hardware e impostazioni software. Gli ingressi di tensione utilizzano una struttura differenziale ad alta impedenza per ridurre al minimo gli effetti di carico. Gli ingressi di corrente vengono convertiti in segnali di tensione per la misurazione tramite un resistore di precisione interno da 250 Ω. Il modulo supporta la sovrapposizione del segnale digitale HART, rendendolo adatto ai sistemi di trasmissione intelligenti.
3.2 Isolamento e immunità al rumore
Tutti e 4 i canali sono isolati elettricamente dal ModuleBus e messi a terra come un unico gruppo, con una tensione di isolamento nominale di 50 V e una rigidità dielettrica di 500 V CA. L'elevato rapporto di reiezione di modo comune (≥80 dB) e il rapporto di reiezione di modo normale (33 dB) garantiscono l'integrità del segnale anche in ambienti con forti interferenze elettromagnetiche.
3.3 Alimentazione e distribuzione elettrica
Il modulo riceve alimentazione a 24 V CC dal ModuleBus e fornisce la distribuzione dell'alimentazione per trasmettitori a due fili esterni. Se utilizzato con MTU estesi (ad esempio TU830), l'alimentazione può essere fornita direttamente agli strumenti di campo senza terminali aggiuntivi. Le linee di alimentazione non hanno limitazione di corrente; la protezione si basa sui fusibili all'interno della MTU o sui circuiti esterni.
3.4 Meccanismi di protezione
Protezione da sovratensione: gli ingressi di corrente possono sopportare collegamenti accidentali fino a 30 V CC. I resistori di rilevamento da 250 Ω hanno una capacità di sovraccarico istantaneo di 5 W.
Filtraggio e stabilità: ogni canale è dotato di un filtro passa-basso (LPF) con un tempo di salita di 40 ms, che sopprime efficacemente il rumore ad alta frequenza.
Monitoraggio dello stato: il modulo include il monitoraggio dell'alimentazione interna e la diagnostica del canale. I guasti vengono indicati tramite i LED del pannello frontale e gli allarmi del bus di sistema.
3.5 Cablaggio e compatibilità MTU
L'AI820 è compatibile con varie unità terminali del modulo, tra cui:
TU830/TU833 MTU esteso: integra distribuzione di alimentazione e fusibili, supportando il collegamento diretto di strumenti a tre fili.
TU810/TU814 MTU compatto: fornisce terminali per l'ingresso della tensione di processo a 24 V; richiede una distribuzione di energia esterna.
TU812 MTU compatto: presenta un connettore D-Sub a 25 pin, adatto per applicazioni di cablaggio ad alta densità.
4. Scenari applicativi tipici
L'AI820 è adatto a vari sistemi di controllo e monitoraggio dei processi industriali, inclusi ma non limitati a:
Acquisizione delle variabili di processo: misurazione precisa di segnali analogici come temperatura, pressione, flusso e livello.
Sistemi di gestione dell'energia: monitoraggio e registrazione di parametri elettrici come tensione, corrente e potenza.
Monitoraggio delle condizioni delle apparecchiature: acquisizione del segnale da sensori meccanici per vibrazione, spostamento, velocità, ecc.
Banchi Prova e Laboratorio: Sistemi di acquisizione dati multicanale ad alta precisione.
Applicazioni in aree pericolose: adatto per ambienti certificati per Classe I Div 2/Zona 2, come industrie chimiche, petrolifere e del gas.
5. Raccomandazioni per l'installazione e la configurazione
Selezione MTU: scegliere il tipo di MTU appropriato in base alla complessità del cablaggio sul campo e ai requisiti di alimentazione.
Messa a terra e schermatura: si consiglia di utilizzare cavi schermati a doppino intrecciato e di implementare la messa a terra a punto singolo sul lato dell'armadio per ridurre le interferenze dovute al rumore.
Distribuzione dell'alimentazione: quando si alimentano più trasmettitori a due fili, calcolare la corrente totale e assicurarsi che la capacità del fusibile MTU sia sufficiente.
Considerazioni ambientali: nelle installazioni ad alta temperatura o ad alta densità, garantire un'adeguata dissipazione del calore per mantenere il modulo entro l'intervallo di temperatura nominale.
Configurazione software: configura il tipo di segnale, l'intervallo e i parametri del filtro di ciascun canale tramite il sistema 800xA o la piattaforma controller corrispondente.
