IS200SHRAH2A è una morsettiera di ingresso/uscita analogica compatta e ad alte prestazioni abilitata HART (Highway Addressable Remote Transducer) all'interno del sistema di controllo Mark VIe di General Electric (GE). Come membro della famiglia SHRA, IS200SHRAH2A è progettato specificamente per il collegamento al pacchetto I/O PHRA (modello IS220PHRA), fornendo 10 canali di ingresso analogico da 4-20 mA e 2 canali di uscita analogica da 4-20 mA per il controllo dei processi industriali. Supporta contemporaneamente la trasmissione bidirezionale trasparente del protocollo di comunicazione HART. Caratterizzata da un pratico design con terminale collegabile che semplifica notevolmente il cablaggio in loco e i lavori di manutenzione, questa scheda è la scelta ideale per l'acquisizione di segnali di processo e i circuiti di controllo nei settori petrolchimico, della produzione di energia e della metallurgia.
Il vantaggio principale dell'IS200SHRAH2A risiede nella sua capacità pass-through HART. Consente ai comandi HART provenienti dal sistema di controllo (tramite il pacchetto I/O PHRA) di passare senza ostacoli ai trasmettitori da campo intelligenti abilitati HART e restituisce i segnali di risposta HART dai dispositivi di campo al sistema di controllo. Ciò consente la configurazione remota dei parametri, il recupero dei dati diagnostici e il monitoraggio dello stato del dispositivo senza influenzare la normale trasmissione del segnale analogico 4-20 mA. Questa funzionalità consente agli utenti di sfruttare appieno le funzionalità avanzate dei dispositivi di campo intelligenti senza richiedere cablaggi aggiuntivi.
Posizionamento e compatibilità del sistema
All'interno dell'architettura di controllo Mark VIe, IS200SHRAH2A funge da parte del sottosistema I/O di processo, posizionato tra la rete Ethernet del controller e i dispositivi di campo. La sua modalità di funzionamento è la seguente: il pacchetto I/O PHRA si collega direttamente al connettore di tipo D sulla scheda IS200SHRAH2A e scambia dati ad alta velocità con il controller tramite Ethernet. Un IS200SHRAH2A corrisponde a un pacchetto I/O PHRA, formando un'unità compatta di acquisizione e uscita analogica simplex.
È importante notare che IS200SHRAH2A è compatibile solo con il pacchetto I/O PHRA (tutte le versioni di IS220PHRA) e non è compatibile con il pacchetto I/O YHRA. La scheda fornisce solo una configurazione simplex e non supporta applicazioni TMR (Triple Modular Redundant), rendendola adatta per loop di controllo sensibili ai costi o con requisiti di ridondanza meno rigorosi.
Caratteristiche funzionali principali
1. Ricchi canali di ingresso e uscita analogici
L'IS200SHRAH2A fornisce 10 ingressi analogici e 2 uscite analogiche, per un totale di 12 canali. Di questi, 8 ingressi possono essere configurati tramite ponticelli per ingresso di corrente da 4-20 mA o ingresso di tensione CC da ±5 V, soddisfacendo i diversi requisiti di interfaccia del trasmettitore. È possibile configurare altri 2 ingressi per ingresso di corrente da 4-20 mA o ±1 mA, offrendo un metodo di connessione flessibile per segnali speciali a bassa corrente. Le 2 uscite analogiche sono uscite di corrente standard da 4-20 mA, in grado di pilotare direttamente carichi come attuatori, posizionatori o registratori.
La scheda fornisce un'alimentazione a 24 V CC per tutti i trasmettitori, con un massimo di 21 mA per canale. Questo può alimentare direttamente i trasmettitori a due fili, semplificando la progettazione della distribuzione dell'alimentazione sul campo.
2. Comunicazione HART trasparente
Il protocollo HART è uno standard industriale che sovrappone i segnali di frequenza a un segnale analogico da 4-20 mA per ottenere la comunicazione digitale. IS200SHRAH2A supporta il pass-through completo del segnale HART: quando un canale di ingresso è configurato per la modalità corrente 4-20 mA tramite ponticelli, i segnali modulati HART possono essere trasmessi bidirezionalmente attraverso il collegamento dati comprendente la morsettiera, il pacchetto I/O PHRA e il controller. I sistemi di gestione delle risorse o i comunicatori HART portatili sul sistema di controllo possono utilizzare questo percorso per accedere in remoto ai dispositivi HART sul campo, leggere l'identificazione del dispositivo, i parametri di configurazione, le informazioni diagnostiche e i dati multivariabili. Ciò migliora significativamente l’efficienza della gestione delle apparecchiature e le capacità di manutenzione predittiva.
Si noti che la comunicazione HART è disponibile solo quando l'ingresso è impostato sulla modalità 4-20 mA. Se un ingresso è configurato per la modalità di tensione di ±5 V CC o di corrente di ±1 mA, il segnale HART verrà isolato o filtrato, impedendo la comunicazione.
3. Design del terminale collegabile
A differenza dei terminali fissi di SHRAH1A, IS200SHRAH2A utilizza un connettore ad angolo retto che accetta una varietà di morsettiere standard di tipo Euro-block a 48 pin collegabili disponibili in commercio. Questo design offre una notevole comodità: durante il cablaggio sul campo, tutti i cavi possono prima essere fatti passare sulla morsettiera innestabile, che può poi essere inserita sulla scheda come una singola unità per un'installazione rapida. Quando si sostituisce la scheda, è necessario scollegare solo la morsettiera, eliminando la necessità di rimuovere ciascun cavo singolarmente, riducendo notevolmente i tempi di inattività per la manutenzione. Accanto alla morsettiera è presente un punto di messa a terra per la schermatura del cavo I/O, che sopprime efficacemente le interferenze elettromagnetiche.
4. Configurazione flessibile dei ponticelli
L'IS200SHRAH2A raggiunge una configurazione del canale altamente flessibile tramite ponticelli integrati, consentendo l'adattamento a diversi tipi di segnali di campo senza modifiche hardware. Le funzioni specifiche dei ponticelli sono le seguenti:
Gruppo di ponticelli |
Funzione |
Opzioni di configurazione |
Da JP1A a JP8A |
Seleziona il tipo di ingresso per i canali da 1 a 8 |
Ingresso corrente (4-20 mA) o ingresso tensione (±5 V) |
Da JP1B a JP8B |
Selezionare il metodo di connessione di ritorno per i canali da 1 a 8 |
Ritorno collegato al Comune o lasciato Aperto |
JP9A e JP10A |
Seleziona l'intervallo di corrente in ingresso per i canali 9 e 10 |
4-20 mA o ±1 mA |
JP9B e JP10B |
Seleziona il metodo di connessione di ritorno per i canali 9 e 10 |
Ritorno collegato al Comune o lasciato Aperto |
Tutte le altre configurazioni, come le impostazioni dell'intervallo, i parametri del filtro e l'abilitazione della comunicazione HART, vengono eseguite dal pacchetto I/O PHRA tramite il software applicativo ToolboxST, senza la necessità di manipolare la morsettiera stessa.
5. Diagnostica e identificazione di bordo
IS200SHRAH2A fornisce un resistore in serie per ciascun canale di uscita analogico. La caduta di tensione su questo resistore indica la corrente di uscita effettiva, consentendo al pacchetto I/O PHRA di eseguire la diagnostica in tempo reale. Se una qualsiasi delle uscite analogiche diventa difettosa (ad esempio, a causa di un circuito aperto, cortocircuito o sovraccarico), il PHRA genererà un allarme diagnostico.
È inoltre integrato un chip ID di sola lettura integrato, che memorizza il numero di serie della morsettiera, il tipo di scheda, il numero di revisione e la posizione del connettore JR/JS/JT associato. Il pacchetto I/O PHRA legge questo chip ID all'inizializzazione all'accensione. Se viene rilevata una mancata corrispondenza tra il modello di scheda effettivamente collegato e quello configurato, verrà generato un errore di incompatibilità hardware, prevenendo di fatto anomalie del sistema causate da un errato inserimento della scheda.
6. Ampio supporto del trasmettitore
IS200SHRAH2A supporta diversi metodi di cablaggio del trasmettitore da campo, tra cui:
Trasmettitori due fili : Alimentati con alimentazione 24 V DC da morsettiera; segnale e alimentazione condividono un'unica coppia di cavi.
Trasmettitori tre fili : Alimentati con alimentazione 24 V DC da morsettiera; segnale e alimentazione condividono un filo di ritorno comune.
Trasmettitori a quattro fili : Segnale e potenza sono completamente separati; il trasmettitore è alimentato autonomamente o dalla rete di bordo.
Trasmettitori alimentati esternamente : il trasmettitore è alimentato da una fonte esterna; alla morsettiera è collegato solo il segnale 4-20 mA.
Questa compatibilità consente a IS200SHRAH2A di integrarsi perfettamente negli schemi di cablaggio sul campo esistenti, proteggendo l'investimento esistente dell'utente.
Caratteristiche principali di installazione e cablaggio
L'installazione dell'IS200SHRAH2A segue questi passaggi: innanzitutto assemblare l'isolante in plastica e la morsettiera, quindi fissarli a una piastra di montaggio (o staffa) metallica. Infine, aggancia la piastra metallica su una guida DIN o fissala direttamente all'interno dell'armadio. Per il cablaggio, si consiglia di utilizzare un cavo a doppino intrecciato schermato da 18 AWG (circa 0,8 mm²) per sopprimere efficacemente le interferenze elettromagnetiche e garantire l'integrità del segnale. Il filo di drenaggio della schermatura del cavo deve essere terminato al terminale di terra dedicato adiacente alla morsettiera per evitare la creazione di anelli di terra.
Utilizzando le morsettiere innestabili: inserire le estremità spelate dei cavi nei fori corrispondenti della morsettiera e serrare le viti. Dopo aver verificato che i collegamenti siano sicuri, allineare l'intera morsettiera con l'intestazione ad angolo retto sulla scheda e spingerla in posizione per completare il collegamento elettrico. Durante la sostituzione per manutenzione, è sufficiente scollegare la morsettiera dalla vecchia scheda, installare la nuova scheda e ricollegare la morsettiera. Non è necessario ricablare, riducendo notevolmente i tempi di inattività.
Scenari applicativi
L'IS200SHRAH2A è adatto a varie applicazioni di controllo dei processi industriali. Le applicazioni tipiche includono:
Acquisizione di segnali di trasmettitori a due o quattro fili per variabili di processo quali pressione, temperatura, portata e livello.
Uscita di segnali di controllo da 4-20 mA ad attuatori come posizionatori di valvole intelligenti e azionamenti a velocità variabile.
Progetti di gestione delle risorse che richiedono l'accesso remoto agli strumenti HART per la configurazione e la diagnostica.
Sistemi simplex con un'architettura a controller singolo, come sistemi ausiliari, trattamento dell'acqua e controllo della caldaia.
