ABB 07 AC 91 GJR5252300R0101 Analoge ingangs-/uitgangsmodule

De 07 AC 91 is een krachtige, zeer flexibele analoge in-/uitgangsmodule binnen de ABB Advant Controller 31-systeemfamilie. Ontworpen als een externe module op de CS31-systeembus, maakt deze een betrouwbare en nauwkeurige conversie mogelijk tussen analoge veldsensorsignalen en de digitale signalen van de besturingseenheid in besturingssystemen voor industriële automatisering. Met zijn krachtige configuratiemogelijkheden, uitstekende diagnostische functies en robuust ontwerp wordt deze module veel gebruikt in verschillende industriële toepassingen, zoals procescontrole, apparatuurbewaking en data-acquisitie.

Het kernkenmerk van de module ligt in de hoge configureerbaarheid van de 16 kanalen. Gebruikers kunnen via DIP-schakelaars op de module kiezen tussen twee verschillende bedrijfsmodi, waardoor een optimale balans mogelijk is tussen het aantal kanalen, het signaaltype, de resolutie en de invoer-/uitvoerfunctionaliteit op basis van de daadwerkelijke toepassingsbehoeften. Het werkt op een voedingsspanning van 24 V DC en is voorzien van een elektrisch geïsoleerde CS31-businterface, wat zorgt voor stabiele systeemcommunicatie en een sterke ruisimmuniteit.

2. Ontwerp- en hardwarekenmerken

De 07AC91-module maakt gebruik van een compact, modulair ontwerp met een robuuste constructie die geschikt is voor industriële omgevingen.

1. Uiterlijk en display: Het voorpaneel integreert intuïtieve display- en bedieningselementen, waaronder:

• 8 groene kanaalselectie/diagnostische LED's: Wordt gebruikt om het momenteel geselecteerde kanaal aan te geven of om diagnostische informatie weer te geven (kanaalnummer in hexadecimale code).

• 8 groene weergave-LED's voor analoge waarden: bieden een visuele weergave in staafdiagramstijl van de analoge waarde voor het geselecteerde kanaal, waardoor snelle inspectie ter plaatse mogelijk is.

• 1 rode fout-LED: brandt wanneer er een modulefout optreedt (bijv. meting buiten bereik).

• 1 testknop: wordt gebruikt voor handmatige kanaalselectie, het activeren van een diagnosedisplay, het uitvoeren van LED-tests en het bevestigen van fouten.

• De frontpaneelfolie bevat duidelijke labels, inclusief adrestoewijzingen voor verschillende bedrijfsmodi, wat de installatie en inbedrijfstelling vergemakkelijkt.

2. Elektrische aansluiting en isolatie:

• De module is voorzien van verwijderbare schroefklemmenblokken voor eenvoudige bedrading. De voeding en CS31-busklemmen ondersteunen geleiders tot 2,5 mm² (of twee 1,5 mm²). Alle andere analoge signaalklemmen ondersteunen geleiders tot 1,5 mm².

• Cruciale elektrische isolatie is geïmplementeerd: de CS31-systeembusinterface is volledig elektrisch geïsoleerd van de rest van de interne circuits van de module. Dit voorkomt effectief dat interferentie op de bus de analoge signaalverwerking beïnvloedt en verbetert de systeemveiligheid. Bovendien is de binaire ingang (klemmen 25/26) die wordt gebruikt om de analoge uitgangen in te schakelen, ook geïsoleerd.

• Belangrijke opmerking: Er is geen elektrische isolatie binnen de module tussen de interne analoge circuits (inclusief de referentieaarde AGND voor alle analoge I/O-kanalen) en de voeding (de M-terminal van de 24V DC). Het maximaal toegestane potentiaalverschil daartussen is ±1V. Daarom moeten alle aansluitingen voor externe analoge signaalsensoren en actuatoren elektrisch geïsoleerd zijn van hun installatieomgeving. Bovendien moeten kabelafschermingen worden aangesloten op de kastaarde waar ze de schakelkast binnenkomen.

3. Montageopties: De module biedt twee flexibele montageopties:

• Standaard DIN-railmontage: Voldoet aan de norm DIN EN 50022-35, geschikt voor 15 mm hoge DIN-rails.

• Directe schroefmontage: Vastgezet met vier M4-schroeven.

• De module moet verticaal worden geïnstalleerd met de klemmen naar boven/beneden gericht. Er moet voldoende ruimte rondom de module (vooral boven en onder) worden gewaarborgd voor natuurlijke convectiekoeling, waardoor oververhitting door verstopping door kabelgoten of andere componenten wordt voorkomen.

3. Kernfuncties en bedieningsmodi in detail

Het meest opvallende kenmerk van de 07AC91 is het ontwerp met dubbele werkingsmodi, selecteerbaar via positie 8 van DIP-schakelaar 1.

1. '12-bit' Hoge-precisiemodus:

• Kanaalconfiguratie: Vast als 8 analoge ingangen (klemmen 4-19) en 8 analoge uitgangen (klemmen 27-42). Zowel de ingangs- als uitgangskanalen kunnen individueel worden geconfigureerd voor ±10V spanningssignalen of 0...20mA stroomsignalen.

• Resolutie: Biedt een hoge 12-bits resolutie. Voor het ±10V-bereik is dit feitelijk 11 bits plus een tekenbit. Voor het bereik van 0...20 mA is dit 12 bits zonder teken.

• Gegevensrepresentatie: In het besturingssysteem (PLC) beslaat elke analoge waarde een volledig woord (16 bits). Een ingang van -10V tot +10V komt bijvoorbeeld overeen met een digitaal bereik van -32760 tot +32760 (hexadecimaal 8008 tot 7FF8). Als de ingang het bereik overschrijdt, geeft de module een vaste overflowwaarde (+32767 of -32767) uit.

• Toepassing: Ideaal voor toepassingen die een hoge meet- en regelprecisie vereisen, zoals nauwkeurige temperatuur- of drukregeling, of complexe systemen die gelijktijdige, uiterst nauwkeurige acquisitie en output van meerdere kanalen vereisen.

2. '8-bit' Hoge dichtheidsmodus:

• Invoer of uitvoer.

• 0...10V spanningssignaal of 0...20mA stroomsignaal.

• Kanaalconfiguratie: De 16 analoge kanalen (klemmen 4-19 en 27-42) zijn configureerbaar. Met behulp van DIP-switches gebeurt de configuratie in paren (twee kanalen per groep). Elk paar kan onafhankelijk worden ingesteld als:

• Resolutie: Biedt een resolutie van 8 bits.

• Gegevensrepresentatie: Om busbronnen te sparen, worden de 8-bits digitale waarden van twee kanalen 'verpakt' in één 16-bits woord (één kanaal in de lage byte, het andere in de hoge byte). 0...10V komt bijvoorbeeld overeen met een digitaal bereik van 0 tot 255 (hexadecimaal 00 tot FF).

• Toepassing: Geschikt voor toepassingen waarbij meer signaalkanalen nodig zijn met relatief lagere nauwkeurigheidseisen, zoals meerpuntstemperatuurbewaking of batchklepregeling, wat een kosteneffectieve manier biedt om de analoge signaalverwerkingscapaciteit van het systeem uit te breiden.

3. Functie analoge uitgang inschakelen:

• Alle analoge uitgangskanalen van de module (in beide modi) worden bestuurd door een speciale vrijgave-ingang. Deze ingang bevindt zich op de klemmen 25 (+) en 26 (-) en vereist een signaal van 24 V DC (binair '1') om alle analoge uitgangen te activeren.

• Als het vrijgavesignaal niet aanwezig is, blijven alle spanningsuitgangen op 0V en blijven de stroomuitgangen op 0mA. Deze functie voegt een extra veiligheidslaag toe, waardoor alle analoge uitgangen veilig kunnen worden uitgeschakeld tijdens noodgevallen of onderhoud.

4. Configuratie en adressering

De configuratie van het moduleadres en de bedrijfsmodus wordt volledig uitgevoerd via twee DIP-schakelaars die zich onder een schuifdeksel aan de rechterkant van de module bevinden, waardoor er geen softwaretools nodig zijn: eenvoudig en betrouwbaar.

1. Module-adresinstelling: Instellen via de adres-DIP-schakelaar (8 posities). De adreswaarde is de som van de gewichten die overeenkomen met alle schakelaars in de 'AAN'-positie (gewichten zijn 1, 2, 4, 8,...). Dit adres bepaalt de logische positie van de module op de CS31-bus. Bij gebruik met centrale eenheden zoals de 07 KR 91 / 07 KT 9x-serie is het beschikbare adresbereik doorgaans 00-05 of 08-15.

2. Kanaalconfiguratie:

• '12-bit'-modus: gebruikt DIP-schakelaars 1 en 2. Elke bit komt overeen met één kanaal (E0-A7). UIT = ±10V, AAN = 0...20mA.

• '8-bit'-modus: gebruikt DIP-schakelaars 1 en 2. Elke twee bits komen overeen met een kanaalpaar. De linkerschakelaar bepaalt de richting (UIT = Ingang, AAN = Uitgang). De rechterschakelaar bepaalt het type (UIT = 0...10V, AAN = 0...20mA).

3. Adressering in de PLC:

• '12-bit'-modus: elk ingangs-/uitgangskanaal gebruikt zijn eigen analoge ingangswoord (EW) of analoog uitgangswoord (AW). Als het basisadres bijvoorbeeld 'n' is, komt ingang EO overeen met EW n,00, en komt uitgang AO overeen met AW n,00.

• '8-bit'-modus: elk woord bevat twee kanalen. Als het basisadres bijvoorbeeld 'n' is, komt kanaalpaar 0/1, indien geconfigureerd als ingangen, overeen met de lage byte (Lo) en hoge byte (Hi) van EW n,00.

5. Diagnose- en onderhoudsfuncties

De 07AC91 is uitgerust met een uitgebreid diagnosesysteem, waardoor probleemoplossing en onderhoud aanzienlijk worden vereenvoudigd.

1. Diagnostische weergave:

• Moduleniveau: De rode fout-LED gaat branden, wat aangeeft dat er een fout is.

• Systeemniveau: Foutinformatie (bijv. 'Buiten bereik') wordt via de CS31-bus naar de centrale eenheid verzonden. Gedetailleerde informatie zoals foutclassificatie, moduletype, groepsnummer en kanaalnummer kan worden bekeken in specifieke PLC-statuswoorden (bijv. MW 255).

• Kanaalniveau: Met behulp van de testknop op het voorpaneel kan de status kanaal voor kanaal worden opgevraagd. Als u op de knop drukt, geven de kanaalselectie-LED's het huidige kanaalnummer in binaire code weer. Als u de knop loslaat, laten de analoge waarde-LED's de grootte van het analoge signaal voor dat kanaal zien. Vervolgens gaan specifieke LED's (bijvoorbeeld LED 4) gedurende ongeveer 3 seconden branden om omstandigheden aan te geven zoals 'Buiten bereik' voor dat kanaal.

2. Foutbevestiging: Nadat een fout is verholpen, kan de foutindicatie worden gewist door de fout te bevestigen via:

• Houd de testknop van de module ongeveer 5 seconden ingedrukt.

• Met behulp van de programmeersoftware (PC).

• Uitvoeren van een bevestigingscommando in het PLC-programma van de centrale eenheid.

3. Zelfbeschermingsfunctie (stroomingang): Indien geconfigureerd voor een stroomingang van 0...20 mA en de stroom overschrijdt de limieten, wordt de interne ingangshunt van de module automatisch uitgeschakeld ter zelfbescherming en wordt een 'overflow'-waarde weergegeven. De module probeert ongeveer één keer per seconde de meting te reactiveren. Zodra de stroom terugkeert naar een acceptabel bereik, wordt de correcte meting hervat.

4. LED-test: De testknop kan een test starten waarbij alle LED's oplichten, waardoor een snelle controle van de functionaliteit van het display mogelijk wordt.