De AI930S (AI4H-Ex) is een krachtige, zeer betrouwbare analoge ingangsmodule binnen de ABB Ability™ System 800xA® en S900 Remote I/O-familie, speciaal ontworpen voor industriële procesbesturing en automatiseringstoepassingen. De module beschikt over vier onafhankelijke 4…20 mA stroomsignaalingangskanalen en geïntegreerde ondersteuning voor het HART®-communicatieprotocol, waardoor directe verbinding met slimme zenders mogelijk is voor dubbele functionaliteit van analoge signaalverwerving en digitale informatie-uitwisseling.
De AI930S behoort tot de S900 I/O Type S-serie en is ontworpen voor installatie in gevaarlijke omgevingen (Zone 1) en kan worden aangesloten op intrinsiek veilige (Ex i) veldapparatuur. Het is geschikt voor industrieën met strenge veiligheids- en betrouwbaarheidseisen, zoals olie en gas, petrochemie, farmacie en energieopwekking. De module ondersteunt PROFIBUS-DP/DPV1-veldbuscommunicatie, waardoor naadloze integratie mogelijk is met ABB-besturingssystemen zoals AC800M, AC800F en AC870P, evenals PROFIBUS-mastersystemen van derden via GSD-bestanden of DTM-tools.
De module bevat geavanceerde functies zoals elektrische isolatie, lijnbewaking, foutdiagnostiek, Hot Swap en Hot Configuration In Run (HCIR), waardoor de beschikbaarheid van het systeem wordt verbeterd en de installatie-, inbedrijfstellings- en onderhoudskosten aanzienlijk worden verlaagd. De robuuste constructie wordt aangevuld met een G3-corrosiebeschermingscoating, waardoor hij geschikt is voor zware industriële omgevingen.
2. Belangrijkste kenmerken en voordelen
2.1 Intrinsiek veilig ontwerp en hoge betrouwbaarheid
De AI930S is ATEX-gecertificeerd voor gebruik in gevaarlijke zones van Zone 1. Het kan direct in het veld worden geïnstalleerd, waardoor de signaalkabellengte, de opstellingskasten, de systeemkosten en de potentiële storingspunten worden verminderd. Volledige elektrische isolatie (ingangsbusvoeding) binnen de module voorkomt effectief aardlusinterferentie en common-mode spanningseffecten, waardoor nauwkeurige signaalverwerving wordt gegarandeerd.
2.2 Geïntegreerde HART-communicatiemogelijkheden
De module beschikt over een ingebouwde Primary HART Master, die directe communicatie met slimme HART-apparaten mogelijk maakt via de 4…20 mA-lus, en ondersteunt:
Cyclische uitlezing van HART-variabelen (tot 8 drijvende-kommavariabelen, bijv. temperatuur, druk, flow)
HART Status Polling (realtime detectie van apparaatalarmen, configuratiewijzigingen, communicatiefouten)
Acyclische HART-parameterconfiguratie (via DTM-tools of DPV1-compatibele masters)
2.3 Hoge nauwkeurigheid en stabiliteit
De module maakt gebruik van een 16-bits ADC-converter. Meetwaarden worden verzonden in μA (4 mA komt bijvoorbeeld overeen met 4000). Het ondersteunt twee selecteerbare meetbereiken: 0…20 mA en 4…20 mA. Een configureerbaar PT1-filteralgoritme (tijdconstanten: 0,1 s tot 29,2 s) is ingebouwd om veldruis effectief te onderdrukken en de signaalstabiliteit te verbeteren.
2.4 Flexibele configuratie en parametrering
Er worden twee parametreermodi ondersteund:
Modus 1: Uniforme parameterinstellingen op moduleniveau, geschikt voor snelle implementatie.
Modus 2: Onafhankelijke parameterinstellingen per kanaal, waardoor flexibele configuratie van meetbereiken, filtertijden, foutvervangingswaarden, etc. mogelijk is.
2.5 Uitgebreide diagnostiek en monitoring
Lijnbewaking: Ondersteunt diagnostiek voor draadbreuk (< 2 mA), kortsluiting (< 1,5 V), overbelasting, enz.
HART-communicatiestatusbewaking: biedt realtime feedback over afwijkingen in de apparaatcommunicatie of statusbitwijzigingen.
Modulestatus: rapporteert module- en kanaalfouten via standaard PROFIBUS-diagnosetelegrammen.
2.6 Redundantie en hoge beschikbaarheid
Ondersteunt stroomredundantie en communicatieredundantie (vereist een redundante communicatie-interface CI920). Beschikt over Hot Swap en Hot Configuration In Run (HCIR), waardoor modulevervanging of configuratiewijzigingen tijdens de werking van het systeem mogelijk zijn, waardoor de uptime van het systeem aanzienlijk wordt verbeterd.
2.7 Eenvoudige installatie en onderhoud
Maakt gebruik van het uniforme mechanische ontwerp en de klemmenblokken van de S900-serie, ter ondersteuning van DIN-railmontage. Status-LED's aan de voorkant van de module maken een snelle diagnose ter plaatse mogelijk. Bij gebruik met de DTM-tools of SMART VISION-software van ABB zijn grafische configuratie, realtime monitoring en historische gegevensanalyse mogelijk.
2.8 Voordelen van systeemintegratie
Volledig compatibel met grootschalige DCS-systemen zoals ABB System 800xA en Symphony Plus.
Standaard GSD-bestanden voorzien voor eenvoudige integratie in PROFIBUS-netwerken van derden.
Ondersteunt het FDT/DTM-framework voor uniform apparaattypebeheer en parameterconfiguratie.
3. Toepassingsgebieden
De AI930S-module wordt veel gebruikt in de volgende industriële scenario's:
Procesbesturing
Voor het verkrijgen van analoge signalen zoals temperatuur, druk, flow en niveau. Toepasbaar in de raffinage-, chemische, farmaceutische en waterbehandelingsindustrie.
Veiligheidsbewakingssystemen
Verbinden van intrinsiek veilige sensoren in gevaarlijke gebieden voor real-time monitoring van veiligheidsparameters zoals gasconcentratie, vlammen en trillingen.
Milieumonitoring en energiebeheer
Het verzamelen van gegevens over energieverbruik (bijv. stroom, arbeidsfactor) en emissieparameters (bijv. SO₂, NOₓ) ter ondersteuning van energie-efficiëntieanalyse en naleving van de milieuwetgeving.
Equipment Health Management
Het lezen van de interne apparaatstatus via HART-variabelen (bijv. kleppositie, actuatortemperatuur, sensorlevensduur) om voorspellend onderhoud mogelijk te maken.
4. Richtlijnen voor installatie en aansluiting
4.1 Overwegingen bij elektrische aansluitingen
De AI930S is een actieve ingangsmodule die lusvoeding (ca. 15 VDC) levert voor 2-draads zenders.
De totale lusspanningsval moet worden berekend:
Utotal=Utransmitter+Imax×Rcable≤15VUtotal=Utransmitter+Imax×Rcable≤15V
Als meerdere zenders een gemeenschappelijke aarde delen, wordt aanbevolen dat de zenders elektrische isolatie aan de uitgangszijde hebben om meetfouten veroorzaakt door aardlussen te voorkomen.
4.2 Aansluiting van intrinsiek veilige apparaten
Bij het aansluiten van intrinsiek veilige apparaten in Zone 0/1 moeten de EN 50039-normen worden gevolgd. Vergelijk de volgende parameters:
Module-uitgang: Uo,Io,Po,Lo,CoUo,Io,Po,Lo,Co
Apparaatinvoer: Ui,Ii,Pi,Li,CiUi,Ii,Pi,Li,Ci
Kabelparameters: Lc,CcLc,Cc
Zorg ervoor dat Uo≤UiUo≤Ui, Io≤IiIo≤Ii, Lo≥Li+LcLo≥Li+Lc, Co≥Ci+CcCo≥Ci+Cc.
4.3 Kabelselectie en bedrading
Gebruik afgeschermde, getwiste kabels met éénpuntsaarding van de afscherming.
Vermijd parallelle stroomkabels; houd een minimale afstand van ≥30 cm aan.
Houd de kabellengte zo kort mogelijk om spanningsverlies en ruisinterferentie te minimaliseren.
5. Parameterconfiguratie en gegevenstoewijzing
5.1 GSD-bestandsselectie
ABB_04D2.GSD : Mode 2 (kanaalgewijze parametrering, Engels)
ABB_04D2.GSG : Modus 2 (Duits)
ABB104D2.GSD : Modus 1 (parametrering per module, Engels)
ABB104D2.GSG : Modus 1 (Duits)
5.2 Meetbereik en HART inschakelen
| Meetbereik |
HART-status |
Beschrijving |
| 0…20mA |
UIT |
Alleen analoog signaal, HART-communicatie niet ondersteund |
| 4…20mA |
UIT |
Analoog signaal + lijnbewaking, HART niet actief |
| 4…20mA |
OP |
HART-status polling en variabele uitlezing geactiveerd |
5.3 Filter-/dempingsinstelling
Selecteerbare filtertijdconstanten: UIT, 0,1 s, 2,6 s, 29,2 s.
Wanneer HART-communicatie is ingeschakeld, wordt een filterinstelling van ≥100 ms aanbevolen om de signaalstabiliteit te garanderen.
5.4 Strategie voor foutvervangingswaarde
Min. waarde: uitgang 3,6 mA (voor bereik van 4…20 mA) of 0 mA (voor bereik van 0…20 mA) bij fout.
Max. waarde: Voert 22 mA uit bij een fout.
Laatste geldige waarde: bevat de laatste geldige bemonsterde waarde.
6. Diagnose en onderhoud
6.1 Statusbewaking en alarmen
De module rapporteert de realtime status via PROFIBUS-diagnosetelegrammen, waaronder:
Anomalieën in de stroomvoorziening
Communicatieonderbrekingen
Kanaaldraadbreuk / kortsluiting / overbelasting
Communicatiefouten HART-apparaat
Te hoge temperatuur van de module
6.2 Stappen voor probleemoplossing
Controleer de voeding en bedradingsaansluitingen.
Controleer het PROFIBUS-adres en de baudrate-instellingen.
Gebruik DTM of SMART VISION om gedetailleerde diagnostische informatie te lezen.
Controleer of de voedingsspanning van de zender aan de vereisten voldoet.
Bevestig het HART-apparaatadres en de communicatieparameters.
6.3 Hot Swap-procedure
Zorg ervoor dat de Hot Swap-functie is ingeschakeld in het besturingssysteem.
Schakel het betreffende deel van het besturingssysteem uit of plaats het in de onderhoudsmodus.
Verwijder de defecte module en plaats de vervangende module.
Het systeem herkent en herstelt automatisch de communicatie zonder dat een configuratiedownload nodig is.
7. Compatibiliteit en systeemintegratie
7.1 Integratie met ABB-besturingssystemen
AC870P: Geïntegreerd via DTM, ondersteunt LSB-statusformaat, automatische gegevensschaling.
AC800F: Gebruikt GSD-import of sjablonen; MSB-statusformaat wordt aanbevolen.
AC800M: Geïntegreerd via HWD-bestanden, ondersteunt percentageschaling en statusfusie.
7.2 Systeemintegratie van derden
Er worden standaard PROFIBUS GSD-bestanden meegeleverd, compatibel met de meeste reguliere PLC's en DCS's.
Geavanceerde configuratie en diagnostiek kunnen worden bereikt via het FDT/DTM-framework.
7.3 Ondersteuning van softwaretools
ABB-apparaatbibliotheek: bevat de volledige DTM-suite en pictogrammen.
SMART VISION: Voor configuratie en monitoring van HART-apparaten.
Control Builder: voor programmering en hardwareconfiguratie van de AC800-serie.
