IS200TDBSH2A to dyskretna płytka zaciskowa wejścia/wyjścia Simplex zaprojektowana przez General Electric (GE) dla systemów sterowania Mark VIe i Mark VIeS. Jest członkiem serii TDBS, przeznaczonej specjalnie do zastosowań wymagających nominalnego napięcia zwilżania 24 V DC. Ta listwa zaciskowa działa jako mostek interfejsu między modułem we/wy PDIO a urządzeniami obiektowymi, odpowiedzialny głównie za odbieranie dyskretnych sygnałów obiektowych (takich jak styki przycisków, wyłączników krańcowych) i obciążeń pola sterującego (takich jak przekaźniki, zawory elektromagnetyczne, lampki sygnalizacyjne). Jego konstrukcja umożliwia montaż na szynie DIN lub na płasko, zapewniając wysoką niezawodność, łatwość konserwacji i elastyczną rozbudowę. Jest szeroko stosowany w automatyce i sterowaniu przemysłowym, szczególnie w krytycznych zastosowaniach związanych z kontrolą procesów, takich jak turbiny gazowe i parowe.
Podstawowy opis funkcjonalny
Podstawowe funkcje IS200TDBSH2A są wyraźnie podzielone na dwie główne części: wejścia dyskretne i wyjścia przekaźnikowe.
24-kanałowe wejście dyskretne
Tłumienie szumów: Wbudowane tłumienie szumów skutecznie chroni przed skokami przepięć i szumami o wysokiej częstotliwości, zapewniając stabilność i dokładność sygnału w trudnych przemysłowych środowiskach elektromagnetycznych.
Filtrowanie sprzętowe: Zawiera 4-milisekundowy filtr sprzętowy, który eliminuje zakłócenia przejściowe, takie jak odbijanie styków, zapobiegając fałszywemu wyzwalaniu.
Typ wejścia: Akceptuje 24 sygnały „styk bezpotencjałowy”, tj. pasywne styki przełączające dostarczane przez urządzenia polowe.
Napięcie zwilżania: Aby wykryć stan styków (otwarte lub zamknięte), listwa zaciskowa wymaga zewnętrznego napięcia zwilżania. IS200TDBSH2A obsługuje nominalne napięcie zwilżania 24 V DC, z akceptowalnym zakresem od 16 do 32 V DC. To napięcie jest zmienne, co zwiększa odporność na zakłócenia.
Kondycjonowanie sygnału: Każdy kanał wejściowy jest wyposażony w zaawansowane obwody kondycjonowania sygnału.
Prąd wejściowy: Prąd wejściowy jest ograniczony przez rezystory wewnętrzne. Typowy prąd wynosi 2,5 mA dla pierwszych 21 obwodów i 10 mA dla trzech ostatnich obwodów (22-24). Taka konstrukcja pomaga zmniejszyć zużycie energii i poprawić bezpieczeństwo.
Okablowanie: 24 wejścia są połączone poprzez dolną 48-punktową listwę zaciskową (TB2). Każda grupa wejść wykorzystuje dwa zaciski (np. Wet 1 i In 1), co zapewnia przejrzyste okablowanie.
12-kanałowe wyjście przekaźnikowe
125 V prądu stałego: maks. 0,6A
48 V prądu stałego: maks. 1,2A
24 V DC / 120 V lub 240 V AC (50/60 Hz): Max. 3,15A
Typ przekaźnika: Zapewnia 12 styków przekaźnika typu C (rozłącz przed zwarciem). Każdy przekaźnik posiada trzy zaciski wyjściowe: normalnie zamknięty (NC), wspólny (COM) i normalnie otwarty (NO). Struktura ta zapewnia dużą elastyczność logiki sterowania (możliwość wyboru, czy obwód ma być zamknięty, czy przerwany).
Obciążalność: Styki przekaźnika wykonane są ze stopu srebra i niklu, co zapewnia długą żywotność. Ich nośność zależy od napięcia roboczego:
Czas reakcji: Typowy czas reakcji przełączania wynosi 25 milisekund, co spełnia wymagania dotyczące szybkiego sterowania.
Trwałość mechaniczna i elektryczna: Żywotność elektryczna wynosi do 100 000 cykli; żywotność mechaniczna wynosi do 5 000 000 cykli.
Okablowanie: 12 wyjść przekaźnikowych jest podłączonych poprzez górną 48-punktową listwę zaciskową (TB1). Każdy przekaźnik zajmuje 4 zaciski (NC, COM, NO i zarezerwowany zacisk SOL).
Integracja z modułem we/wy PDIO
Sam IS200TDBSH2A nie ma możliwości inteligentnego przetwarzania; należy go używać w połączeniu z dyskretnym modułem we/wy PDIO. Moduł PDIO podłącza się do IS200TDBSH2A poprzez złącze typu D i komunikuje się ze sterownikiem wyższego poziomu (np. kontrolerem Mark VIe) poprzez Ethernet. Pojedyncza listwa zaciskowa TDBS zapewnia jeden punkt połączenia PDIO, chociaż sam moduł PDIO można skonfigurować z jednym lub dwoma połączeniami sieciowymi ze sterownikiem w celu zapewnienia redundancji.
Wtykowe listwy zaciskowe
Wszystkie listwy zaciskowe są wtykowe. Jest to niezwykle wygodne podczas uruchamiania, konserwacji lub wymiany listwy zaciskowej, ponieważ bloki można odłączyć bez usuwania całego okablowania, co pozwala zaoszczędzić znaczną ilość czasu i wysiłku.
Zasady działania i szczegółowe obwody wewnętrzne
(A) Zasady działania sekcji dotyczącej wejść dyskretnych
Podstawowym zadaniem dyskretnego obwodu wejściowego jest niezawodna konwersja mechanicznego stanu rozwarcia/zamknięcia styków polowych na sygnał cyfrowy rozpoznawalny przez sterownik.
Zastosowanie napięcia zwilżającego i ścieżka prądu:
Dostarczone zewnętrznie napięcie zwilżania 24 V DC jest dostarczane do listwy zaciskowej poprzez 3-pinowe złącze Mate-N-Lok (JE1). W przypadku TDBSH2A (a także H4A, H6A) wszystkie 24 zaciski wyjściowe napięcia zwilżania (zaciski nieparzyste na TB2) są wewnętrznie połączone równolegle, a wszystkie pochodzą ze styku 1 JE1 (dodatni).
Kiedy styk polowy zamyka się, tworzona jest ścieżka prądowa: JE1 Pin 1 (+24 V) -> Zacisk napięcia zwilżania (np. Mokry 1) -> Zamknięty styk polowy -> Zacisk wejściowy (np. In 1) -> Wewnętrzny optoizolator na listwie zaciskowej -> JE1 Pin 3 (ścieżka powrotna).
Ta metoda okablowania – „pojedynczy przewód napięcia zwilżającego do pola i powrót wielu linii sygnałowych” – jest dozwolona, co zmniejsza złożoność okablowania.
Kondycjonowanie i izolacja sygnału:
Ograniczanie prądu: Rezystory w pętli wejściowej ograniczają prąd do bezpiecznego zakresu (2,5 mA lub 10 mA).
Tłumienie szumów: Filtry składające się z sieci RC lub diod tłumiących napięcie przejściowe w pobliżu punktu wejścia sygnału, pochłaniają przepięcia i filtrują szumy o wysokiej częstotliwości.
Izolacja optyczna: Jest to kluczowy krok dla bezpieczeństwa systemu. Kondycjonowany sygnał napięciowy napędza diodę elektroluminescencyjną (LED). Światło z diody LED oświetla wewnętrzny fototranzystor, powodując jego przewodzenie, generując w ten sposób czysty sygnał po wewnętrznej stronie płytki. Ta fizyczna optyczna bariera izolacyjna całkowicie oddziela stronę pola, w której mogą występować wysokie napięcia, różnice potencjałów uziemienia i zakłócenia, od strony systemu sterowania, chroniąc kosztowny sprzęt sterujący.
Wykrywanie progu: wejściowe napięcie progowe jest ustawione na 50% napięcia zwilżania (około 12 V dla napięcia nominalnego 24 V). Napięcie powyżej tego uznawane jest za „WŁĄCZONE” (1), a poniżej za „WYŁĄCZONE” (0).
Różnica w stosunku do IS200TDBSH8A:
Należy zauważyć, że model IS200TDBSH8A ma oddzielny wewnętrzny rezystor ograniczający prąd dla każdego zacisku wyjściowego napięcia zwilżania, co wymaga oddzielnego przewodu napięcia zwilżania dla każdego wejścia. TDBSH2A nie ma tych rezystorów; napięcie zwilżania jest rozdzielane bezpośrednio równolegle.
(B) Zasady działania wyjścia przekaźnikowego i rozbudowa karty opcjonalnej
Podstawowym wyjściem przekaźnika IS200TDBSH2A jest „styk bezpotencjałowy”, co oznacza, że cewka przekaźnika jest sterowana przez wewnętrzne obwody PDIO, podczas gdy styki przekaźnika są w całości skonfigurowane przez użytkownika do przełączania zewnętrznego źródła zasilania.
Podstawowa operacja:
Moduł PDIO, oparty na logice sterującej, wysyła sygnał sterujący przez złącze (JA1) do cewki określonego przekaźnika w IS200TDBSH2A.
Kiedy cewka przekaźnika jest pod napięciem, przyciąga ona zworę, powodując przełączenie zacisku wspólnego (COM) z połączenia z zaciskiem normalnie zamkniętym (NC) na połączenie z zaciskiem normalnie otwartym (NO).
Zasilanie obciążenia zewnętrznego i ścieżka powrotna są połączone szeregowo pomiędzy COM i NO (lub NC), kontrolując w ten sposób obciążenie poprzez przełączanie przekaźnika.
Funkcja i zasady kart opcjonalnych typu W:
Moc IS200TDBSH2A (oraz H4A, H6A) polega na możliwości akceptowania różnych kart opcjonalnych typu W za pośrednictwem złączy JW1 i JW2, rozszerzając proste styki bezpotencjałowe w inteligentne wyjścia z dystrybucją mocy i możliwościami diagnostycznymi.
Karta opcjonalna IS200WROBH1A:
Funkcja: Płyta ta zapewnia scentralizowaną dystrybucję mocy z bezpiecznikami dla wszystkich 12 przekaźników.
Zasada: Zewnętrzne źródło zasilania podłącza się poprzez pojedyncze złącze wejściowe (JF1). Dodatnia strona zasilania (JF1 Pin 1) jest rozprowadzana do każdego przekaźnika (oryginalny zacisk COM staje się zaciskiem POWER) po przejściu przez bezpiecznik. Ścieżka powrotna zasilania (JF1, styk 3) nie jest zabezpieczona. Podobnie każdy bezpiecznik ma izolowane napięcie zwrotne umożliwiające diagnostykę usterek. Taka konfiguracja upraszcza okablowanie w zastosowaniach wymagających tego samego zasilania dla wielu przekaźników.
Karta opcjonalna IS200WROFH1A:
Funkcja: Ta płytka umieszcza pojedynczy bezpiecznik szeregowo ze wspólnym złączem każdego przekaźnika.
Zasada: Podczas użytkowania zasilanie obciążenia nie jest już podłączone do podstawowego zacisku COM, ale do zacisku „wspólnego z bezpiecznikiem” znajdującego się na karcie opcjonalnej. W ten sposób każda pętla wyjściowa jest zabezpieczona niezależnym bezpiecznikiem. Jednocześnie płytka zapewnia izolowane wykrywanie napięcia zwrotnego dla każdego bezpiecznika, które działa niezależnie od polaryzacji. PDIO może monitorować ten sygnał sprzężenia zwrotnego. Jeśli wykryje napięcie (co oznacza, że po stronie obciążenia jest zasilanie), ale bezpiecznik się przepali (obwód jest otwarty), generuje alarm diagnostyczny. Unikalną cechą jest to, że użytkownik może wyjąć bezpiecznik i podłączyć czwarty zacisk (teraz działający jako VSENSE) do obciążenia, skutecznie zamieniając ten obwód w niezależny monitor napięcia wykrywający obecność napięcia po stronie obciążenia, nawet jeśli przekaźnik nie bierze udziału w sterowaniu.
Karta opcjonalna IS200WROGH1A:
Funkcja: Ta płytka sprawia, że część przekaźnikowa TDBS jest funkcjonalnie równoważna listwie zaciskowej IS200TRLYH1B, gdy jest używana w trybie jednostronnym. Zapewnia dystrybucję mocy z bezpiecznikami i wykrywaniem napięcia dla pierwszych 6 przekaźników (1-6) oraz dedykowaną moc dla 12. przekaźnika.
Zasada: Kluczową cechą tej płyty jest łączenie po obu stronach. Zewnętrzne źródło zasilania (AC lub DC) podłącza się do złączy JF1 i JF2 na płytce. Zarówno dodatnia, jak i ujemna strona zasilania są połączone szeregowo bezpiecznikami dla każdego wyjścia (np. FU7 i FU1 odpowiadają przekaźnikowi 1). Dzięki temu nadaje się szczególnie do systemów „pływających”, w których zasilanie nie jest uziemione. Czujniki napięcia na płycie monitorują napięcie na każdym bezpieczniku. Jeśli przepali się bezpiecznik, czujnik wykrywa różnicę napięcia i przekazuje sygnał błędu z powrotem do PDIO. Dodatkowo na stykach normalnie otwartych (NO) zainstalowano warystory z tlenku metalu (MOV), aby tłumić skoki napięcia generowane przez obciążenia indukcyjne.
Uwagi dotyczące instalacji i bezpieczeństwa
Montaż: IS200TDBSH2A jest najpierw montowany z plastikowym izolatorem. Można go następnie zatrzasnąć na standardowej szynie DIN lub przykręcić wewnątrz szafy za pomocą zespołu blaszanego.
Okablowanie: Użyj przewodów #24 - #12 AWG podłączonych bezpośrednio do dwóch zestawów 48-punktowych wtykowych bloków zacisków. Zakończenia ekranu powinny znajdować się na osobnej szynie uziemiającej.
Ważne ostrzeżenia:
Certyfikat dla lokalizacji niebezpiecznych: IS200TDBSH2A nie jest przeznaczony do pracy w lokalizacjach niebezpiecznych. Jeśli jest to wymagane w przypadku lokalizacji niebezpiecznych, należy wybrać model IS200TDBSH8A.
Ograniczenia w użyciu karty opcji: Opcjonalne karty wyjść dyskretnych (WROBH1A, WROFH1A, WROGH1A) nie są certyfikowane do stosowania w lokalizacjach niebezpiecznych i dlatego nie mogą być używane z listwą zaciskową TDBS w obszarach niebezpiecznych.
Wersja oprogramowania: Nie należy zastępować modułu TDBSH2A modułem TDBSH8A bez uprzedniej instalacji pakietu oprogramowania ControlST w wersji 4.05 lub nowszej.
Diagnostyka i konfiguracja
