Módulo de entrada/saída analógica ABB 07 AC 91 GJR5252300R0101

O 07 AC 91 é um módulo de entrada/saída analógica altamente flexível e de alto desempenho da família de sistemas ABB Advant Controller 31. Projetado como um módulo remoto no barramento do sistema CS31, facilita a conversão confiável e precisa entre os sinais analógicos do sensor de campo e os sinais digitais da unidade de controle em sistemas de controle de automação industrial. Com seus poderosos recursos de configuração, excelentes funções de diagnóstico e design robusto, este módulo é amplamente utilizado em diversas aplicações industriais, como controle de processos, monitoramento de equipamentos e aquisição de dados.

A principal característica do módulo reside na alta configurabilidade de seus 16 canais. Os usuários podem selecionar entre dois modos de operação distintos por meio de chaves DIP no módulo, permitindo um equilíbrio ideal entre o número de canais, tipo de sinal, resolução e funcionalidade de entrada/saída com base nas necessidades reais da aplicação. Ele opera com tensão de alimentação de 24 Vcc e possui uma interface de barramento CS31 eletricamente isolada, garantindo comunicação estável do sistema e forte imunidade a ruídos.

2. Recursos de design e hardware

O módulo 07AC91 emprega um design compacto e modular com uma construção robusta adequada para ambientes industriais.

1. Aparência e exibição: O painel frontal integra exibição intuitiva e elementos operacionais, incluindo:

• 8 LEDs verdes de seleção/diagnóstico de canal: Usados ​​para indicar o canal atualmente selecionado ou exibir informações de diagnóstico (número do canal em código hexadecimal).

• 8 LEDs verdes de exibição de valor analógico: Fornecem uma representação visual em estilo de gráfico de barras do valor analógico para o canal selecionado, permitindo rápida inspeção no local.

• 1 LED vermelho de erro: Acende quando ocorre um erro no módulo (por exemplo, medição fora da faixa).

• 1 botão de teste: Usado para seleção manual de canal, acionamento de exibição de diagnóstico, realização de testes de LED e reconhecimento de erros.

• A folha do painel frontal contém etiquetas claras, incluindo atribuições de endereços para diferentes modos de operação, facilitando a instalação e o comissionamento.

2. Conexão Elétrica e Isolamento:

• O módulo possui blocos terminais removíveis do tipo parafuso para facilitar a fiação. A fonte de alimentação e os terminais do barramento CS31 suportam condutores de até 2,5 mm² (ou dois de 1,5 mm²). Todos os outros terminais de sinal analógico suportam condutores de até 1,5 mm².

• O isolamento elétrico crucial é implementado: A interface do barramento do sistema CS31 é totalmente isolada eletricamente do restante dos circuitos internos do módulo. Isso evita efetivamente que interferências no barramento afetem o processamento de sinais analógicos e aumenta a segurança do sistema. Além disso, a entrada binária (terminais 25/26) utilizada para habilitar as saídas analógicas também é isolada.

• Nota importante: Não há isolamento elétrico dentro do módulo entre o circuito analógico interno (incluindo o aterramento de referência AGND para todos os canais de E/S analógicos) e a fonte de alimentação (o terminal M de 24 Vcc). A diferença de potencial máxima permitida entre eles é de ±1V. Portanto, todas as conexões para sensores e atuadores de sinais analógicos externos devem ser eletricamente isoladas do ambiente de instalação. Além disso, as blindagens dos cabos devem ser conectadas ao terra do gabinete onde entram no gabinete de controle.

3. Opções de montagem: O módulo oferece duas opções de montagem flexíveis:

• Montagem em trilho DIN padrão: Em conformidade com o padrão DIN EN 50022-35, adequado para trilhos DIN de 15 mm de altura.

• Montagem direta com parafuso: fixada com quatro parafusos M4.

• O módulo deve ser instalado verticalmente com os terminais voltados para cima/para baixo. Deve ser garantido espaço suficiente ao redor do módulo (especialmente acima e abaixo) para resfriamento por convecção natural, evitando superaquecimento causado por bloqueio de dutos de cabos ou outros componentes.

3. Funções principais e modos operacionais em detalhes

A característica mais proeminente do 07AC91 é seu design de modo de operação duplo, selecionável através da posição 8 da chave DIP 1.

1. Modo de alta precisão '12 bits':

• Configuração do Canal: Fixo como 8 entradas analógicas (terminais 4-19) e 8 saídas analógicas (terminais 27-42). Os canais de entrada e saída podem ser configurados individualmente para sinais de tensão de ±10V ou sinais de corrente de 0...20mA.

• Resolução: Fornece alta resolução de 12 bits. Para a faixa de ±10 V, isso equivale efetivamente a 11 bits mais um bit de sinal. Para a faixa de 0 a 20 mA, são 12 bits sem sinal.

• Representação de Dados: No sistema de controle (CLP), cada valor analógico ocupa uma palavra completa (16 bits). Por exemplo, uma entrada de -10V a +10V corresponde a uma faixa digital de -32760 a +32760 (hexadecimal 8008 a 7FF8). Se a entrada exceder a faixa, o módulo emitirá um valor de overflow fixo (+32767 ou -32767).

• Aplicação: Ideal para aplicações que exigem alta precisão de medição e controle, como controle preciso de temperatura ou pressão, ou sistemas complexos que exigem aquisição simultânea de alta precisão e saída de múltiplos canais.

2. Modo de alta densidade '8 bits':

• Entrada ou Saída.

• Sinal de tensão de 0...10 V ou sinal de corrente de 0...20 mA.

• Configuração de Canal: Os 16 canais analógicos (terminais 4-19 e 27-42) são configuráveis. Utilizando chaves DIP, a configuração é feita em pares (dois canais por grupo). Cada par pode ser definido independentemente como:

• Resolução: Fornece resolução de 8 bits.

• Representação de Dados: Para conservar os recursos do barramento, os valores digitais de 8 bits de dois canais são “empacotados” em uma palavra de 16 bits (um canal no byte baixo, o outro no byte alto). Por exemplo, 0...10V corresponde a uma faixa digital de 0 a 255 (hexadecimal 00 a FF).

• Aplicação: Adequado para aplicações onde são necessários mais canais de sinal com requisitos de precisão relativamente mais baixos, como monitoramento de temperatura multiponto ou controle de válvula em lote, oferecendo uma maneira econômica de expandir a capacidade de tratamento de sinal analógico do sistema.

3. Função de habilitação de saída analógica:

• Todos os canais de saída analógica do módulo (em qualquer modo) são controlados por uma entrada de habilitação dedicada. Esta entrada está localizada nos terminais 25 (+) e 26 (-) e requer um sinal de 24 Vcc (binário '1') para ativar todas as saídas analógicas.

• Se o sinal de habilitação não estiver presente, todas as saídas de tensão permanecerão em 0V e as saídas de corrente permanecerão em 0mA. Este recurso adiciona uma camada de segurança, permitindo que todas as saídas analógicas sejam desabilitadas com segurança durante emergências ou manutenção.

4. Configuração e Endereçamento

A configuração do endereço do módulo e do modo de operação é realizada inteiramente por meio de duas chaves DIP localizadas sob uma tampa deslizante no lado direito do módulo, sem necessidade de ferramentas de software – simples e confiável.

1. Configuração de endereço do módulo: definida através da chave DIP de endereço (8 posições). O valor do endereço é a soma dos pesos correspondentes a todas as chaves na posição 'ON' (os pesos são 1, 2, 4, 8,...). Este endereço determina a posição lógica do módulo no barramento CS31. Quando usado com unidades centrais como a série 07 KR 91/07 KT 9x, o intervalo de endereços disponível é normalmente 00-05 ou 08-15.

2. Configuração do canal:

• Modo '12 bits': Utiliza chaves DIP 1 e 2. Cada bit corresponde a um canal (E0-A7). DESLIGADO = ±10V, LIGADO = 0...20mA.

• Modo '8 bits': Utiliza chaves DIP 1 e 2. Cada dois bits correspondem a um par de canais. O interruptor esquerdo determina a direção (OFF = Entrada, ON = Saída). A chave direita determina o tipo (OFF = 0...10V, ON = 0...20mA).

3. Endereçamento no PLC:

• Modo '12 bits': Cada canal de entrada/saída ocupa sua própria palavra de entrada analógica (EW) ou palavra de saída analógica (AW). Por exemplo, se o endereço base for 'n', a entrada E0 corresponde a EW n,00 e a saída A0 corresponde a AW n,00.

• Modo '8 bits': Cada palavra contém dois canais. Por exemplo, se o endereço base for 'n', o par de canais 0/1, quando configurado como entradas, corresponde ao byte baixo (Lo) e ao byte alto (Hi) de EW n,00.

5. Recursos de diagnóstico e manutenção

O 07AC91 está equipado com um sistema de diagnóstico abrangente, simplificando bastante a solução de problemas e a manutenção.

1. Exibição de diagnóstico:

• Nível do módulo: O LED vermelho de erro acende indicando um erro.

• Nível do sistema: Informações de erro (por exemplo, 'Fora de alcance') são transmitidas através do barramento CS31 para a unidade central. Informações detalhadas como classificação de erros, tipo de módulo, número de grupo e número de canal podem ser visualizadas em palavras de status específicas do CLP (por exemplo, MW 255).

• Nível do Canal: Usando o botão de teste do painel frontal, o status pode ser consultado canal por canal. Pressionar o botão faz com que os LEDs de seleção de canal exibam o número do canal atual em código binário. Soltar o botão faz com que os LEDs de valor analógico mostrem a magnitude do sinal analógico para aquele canal. Posteriormente, por cerca de 3 segundos, LEDs específicos (por exemplo, LED 4) acesos indicam condições como “Fora de alcance” para aquele canal.

2. Reconhecimento de erro: Após a correção de uma falha, a indicação de erro pode ser eliminada reconhecendo o erro por meio de:

• Pressionando e segurando o botão de teste do módulo por cerca de 5 segundos.

• Usando o software de programação (PC).

• Executar um comando de reconhecimento no programa PLC da unidade central.

3. Recurso de autoproteção (entrada de corrente): Quando configurado para entrada de corrente de 0...20 mA e a corrente excede os limites, o shunt de entrada interno do módulo desliga automaticamente para autoproteção e gera um valor de 'estouro'. O módulo tenta reativar a medição aproximadamente uma vez por segundo. Assim que a corrente retornar a uma faixa aceitável, a medição correta será retomada.

4. Teste de LED: O botão de teste pode iniciar um teste onde todos os LEDs acendem, facilitando uma verificação rápida da funcionalidade da unidade de display.