O AI820 é um módulo de entrada analógica diferencial multifuncional de alto desempenho, parte da família de hardware ABB Ability™ System 800xA®, projetado para aquisição de sinais de alta precisão em sistemas de controle e automação industrial. Este módulo fornece 4 canais de entrada diferenciais totalmente isolados. Cada canal pode ser configurado independentemente como uma entrada de corrente ou tensão, suportando diversas faixas de sinal padrão industrial, incluindo ±20 mA, 4 a 20 mA, ±10 V, 2 a 10 V, etc., oferecendo forte compatibilidade e flexibilidade.
O AI820 emprega um design de entrada diferencial, suprimindo efetivamente a interferência de modo comum e garantindo precisão e estabilidade de aquisição de sinal em ambientes industriais adversos. O módulo possui um conversor analógico-digital de alta precisão com resolução de 14 bits mais um bit de sinal. Combinado com desvio de baixa temperatura e alta imunidade a ruídos, é adequado para diversas aplicações exigentes, como controle de processos, sistemas de monitoramento e registro de dados.
O módulo também integra distribuição de energia para transmissores externos de dois fios. Quando usado com unidades de terminação de módulo estendido (MTUs), simplifica a fiação de campo e reduz a complexidade da integração do sistema. Todos os canais são projetados com isolamento de grupo, garantindo a segurança do sinal e a confiabilidade do sistema.
2. Principais recursos e benefícios
| do recurso |
Descrição |
| Suporte para tipo multissinal |
Suporta entradas de corrente (-20…+20 mA, 0…20 mA, 4…20 mA) e tensão (-10…+10 V, 0…10 V, 2…10 V, -5…+5 V, 0…5 V, 1…5 V) com excelente compatibilidade. |
| Entrada diferencial e alto isolamento |
4 canais de entrada diferenciais, todos os canais dentro de um grupo são isolados do terra. Tensão nominal de isolamento: 50 V. Alta taxa de rejeição de modo comum (CMRR > 80 dB). |
| Alta precisão e resolução |
Resolução de 14 bits mais bit de sinal. Erro total ≤ 0,1%. Desvio de baixa temperatura (Corrente: 50 ppm/°C, Tensão: 70 ppm/°C). |
| Mecanismos de proteção integrados |
Os resistores shunt de entrada suportam conexões acidentais de até 30 V CC. Os resistores de detecção de corrente de 250 Ω possuem capacidade de sobrecarga instantânea de 5 W para proteger o circuito de entrada. |
| Compatibilidade de comunicação HART |
O circuito de entrada pode transportar sinais de comunicação HART, suportando integração com instrumentos inteligentes. |
| Fonte de alimentação do transmissor externo |
O módulo pode distribuir energia de 24 V CC para transmissores externos de dois fios através da MTU, simplificando a fiação. |
| Resposta rápida |
Ciclo de atualização para todos os 4 canais < 26 ms. Tempo de subida do filtro de entrada: 40 ms. Adequado para aquisição rápida de sinal de processo. |
| Diagnóstico Abrangente |
Painel frontal equipado com LEDs F (Falha), R (Funcionamento) e W (Aviso). Suporta monitoramento de status em nível de módulo e canal. |
| Ampla adequação ambiental |
Adequado para locais perigosos Classe I Div 2/Zona 2. Certificado por várias sociedades de classificação marítima. Faixa de temperatura operacional: 0…+55°C. |
| Instalação Modular |
Compatível com vários MTUs (TU810, TU812, TU814, TU830, TU833). Instalação flexível adequada para layouts de gabinete compactos ou estendidos. |
3. Descrição funcional e de design
3.1 Configuração do Canal de Entrada
Cada canal do AI820 pode ser configurado independentemente como entrada de tensão ou corrente por meio de fiação de hardware e configurações de software. As entradas de tensão utilizam uma estrutura diferencial de alta impedância para minimizar os efeitos de carga. As entradas de corrente são convertidas em sinais de tensão para medição através de um resistor interno de precisão de 250 Ω. O módulo suporta superposição de sinal digital HART, tornando-o adequado para sistemas transmissores inteligentes.
3.2 Isolamento e Imunidade a Ruído
Todos os 4 canais são eletricamente isolados do ModuleBus e aterrados como um grupo, com tensão de isolamento nominal de 50 V e rigidez dielétrica de 500 V CA. A alta taxa de rejeição do modo comum (≥80 dB) e a taxa de rejeição do modo normal (33 dB) garantem a integridade do sinal mesmo em ambientes com forte interferência eletromagnética.
3.3 Fonte de Alimentação e Distribuição
O módulo recebe energia de 24 V CC do ModuleBus e fornece distribuição de energia para transmissores externos de dois fios. Quando usado com MTUs estendidos (por exemplo, TU830), a energia pode ser fornecida diretamente aos instrumentos de campo sem terminais adicionais. As linhas de alimentação não possuem limitação de corrente; a proteção depende de fusíveis dentro da MTU ou de circuitos externos.
3.4 Mecanismos de Proteção
Proteção contra sobretensão: As entradas de corrente podem suportar conexões acidentais de até 30 V CC. Os resistores de detecção de 250 Ω têm capacidade de sobrecarga instantânea de 5 W.
Filtragem e estabilidade: Cada canal é equipado com um filtro passa-baixa (LPF) com tempo de subida de 40 ms, suprimindo efetivamente o ruído de alta frequência.
Monitoramento de status: O módulo inclui monitoramento da fonte de alimentação interna e diagnóstico de canal. As falhas são indicadas através de LEDs no painel frontal e alarmes do barramento do sistema.
3.5 Fiação e Compatibilidade MTU
O AI820 é compatível com várias unidades de terminação de módulo, incluindo:
MTU estendido TU830/TU833: Integra distribuição de energia e fusíveis, suportando conexão direta de instrumentos de três fios.
MTU Compacto TU810/TU814: Fornece terminais para entrada de tensão de processo de 24 V; requer distribuição de energia externa.
TU812 Compact MTU: Possui um conector D-Sub de 25 pinos, adequado para aplicações de fiação de alta densidade.
4. Cenários típicos de aplicação
O AI820 é adequado para vários sistemas de controle e monitoramento de processos industriais, incluindo, mas não limitado a:
Aquisição de Variáveis de Processo: Medição precisa de sinais analógicos, como temperatura, pressão, vazão e nível.
Sistemas de gerenciamento de energia: monitoramento e registro de parâmetros elétricos como tensão, corrente e potência.
Monitoramento da condição do equipamento: Aquisição de sinais de sensores mecânicos para vibração, deslocamento, velocidade, etc.
Bancadas de Laboratório e Testes: Sistemas de aquisição de dados multicanal e de alta precisão.
Aplicações em áreas perigosas: Adequado para ambientes certificados para Classe I Div 2/Zona 2, como indústrias químicas, de petróleo e gás.
5. Recomendações de instalação e configuração
Seleção de MTU: Escolha o tipo de MTU apropriado com base na complexidade da fiação de campo e nos requisitos de fonte de alimentação.
Aterramento e Blindagem: Recomenda-se usar cabos de par trançado blindados e implementar aterramento de ponto único na lateral do gabinete para reduzir a interferência de ruído.
Distribuição de energia: Ao alimentar vários transmissores de dois fios, calcule a corrente total e certifique-se de que a capacidade do fusível MTU seja suficiente.
Considerações ambientais: Em instalações de alta temperatura ou densamente compactadas, garanta uma dissipação de calor adequada para manter o módulo dentro da faixa de temperatura nominal.
Configuração de software: Configure o tipo de sinal, faixa e parâmetros de filtro de cada canal por meio do Sistema 800xA ou da plataforma do controlador correspondente.
