O AO820 é um módulo de saída analógica bipolar de quatro canais galvanicamente isolado de alto desempenho e altamente confiável, parte da família de hardware ABB Ability™ System 800xA®. Projetado para saída de sinal analógico preciso em sistemas de controle e automação industrial, é adequado para diversas aplicações de controle de processo que exigem sinais de saída de corrente ou tensão de alta precisão.
Cada canal do módulo suporta saída bipolar de corrente ou tensão. Os usuários podem configurar com flexibilidade o tipo de saída e a faixa de cada canal por meio de software, de acordo com as necessidades reais da aplicação. Todos os canais são totalmente isolados galvanicamente uns dos outros e do sistema comum, evitando efetivamente diafonia de sinal e interferência de loop de terra, aumentando assim a imunidade e a segurança do sistema.
O AO820 integra funções abrangentes de diagnóstico e monitoramento, incluindo indicação de status do módulo, detecção de circuito aberto de canal, verificação de leitura de saída e supervisão da fonte de alimentação do processo. Ele apresenta a função Output Set to Predetermined state (OSP), que pode definir automaticamente as saídas para um estado seguro predefinido após a detecção de um erro do sistema, melhorando significativamente a disponibilidade e a segurança do sistema.
Com um design compacto, o módulo pode ser montado em diversas Unidades de Terminação de Módulo (MTUs), suportando fiação de campo flexível. É adequado para diversos ambientes industriais, como petróleo e gás, geração de energia, metais e tratamento de água.
2. Principais recursos do produto
Quatro canais de saída flexíveis: cada canal pode ser configurado independentemente para uma das seguintes faixas:
Saída de corrente: -20 mA…+20 mA, 0…20 mA, 4…20 mA
Saída de tensão: -10 V…+10 V, 0…10 V, 2…10 V
Isolamento Galvânico de Canal Completo: Os canais são isolados uns dos outros e do circuito comum. A tensão nominal de isolamento é de 50 V, a tensão de teste dielétrico é de 500 V CA.
Diagnóstico integrado e funções de segurança:
Indicadores de status LED da placa frontal (Falha, Funcionamento, Aviso, OSP).
Diagnóstico em nível de módulo: Potência de saída baixa.
Diagnóstico em nível de canal: Detecção de circuito aberto (para corrente de saída definida > 1 mA).
Saída definida para estado predeterminado (OSP): Define as saídas para um valor seguro predefinido dentro de 256, 512 ou 1024 ms após detecção de falha de comunicação ou erro de módulo.
A verificação de leitura de dados de saída garante a precisão da saída.
Alta precisão e resposta rápida:
Resolução: 12 bits (incluindo sinal).
Alta Precisão: Saída de tensão máx. erro 0,1%; Erro típico de saída de corrente 0,1% com carga de 250 Ω, máx. 0,15%.
Resposta Rápida: Tempo de subida < 0,7 ms; Tempo de ciclo de atualização para todos os canais ≤ 1,5 ms.
Capacidade e proteção robustas de carga:
Carga de saída de corrente: ≤ 550 Ω (faixa nominal), ≤ 510 Ω (acima da faixa).
Carga de saída de tensão: ≥ 5 kΩ.
À prova de curto-circuito com saída limitada de corrente.
Ampla compatibilidade ambiental:
Temperatura de operação: 0 a +55 °C (faixa aprovada: +5 a +55 °C).
Temperatura de armazenamento: -40 a +70 °C.
Classe de proteção: IP20.
Compatível com diversas certificações internacionais, incluindo CE, cULus (Classe 1, Divisão 2/Zona 2), ATEX Zona 2 e as principais certificações marítimas (ABS, BV, DNV, LR).
3. Detalhes Funcionais
3.1 Configuração de saída flexível
A principal força do AO820 reside na sua configuração de saída altamente flexível. Todos os quatro canais são completamente independentes, permitindo que os usuários selecionem individualmente o tipo e a faixa de saída de corrente ou tensão desejada para cada canal no software de configuração. Quer sejam necessários sinais de controle bidirecionais como ±20 mA / ±10 V ou sinais unidirecionais de padrão industrial como 4 a 20 mA ou 0 a 10 V, este módulo os suporta totalmente. Terminais de fiação separados são fornecidos para saídas de corrente e tensão no hardware; os usuários simplesmente precisam conectar corretamente de acordo com a configuração.
3.2 Isolamento Galvânico Abrangente
O módulo emprega tecnologia de isolamento avançada para alcançar:
Isolamento canal a canal: Uma falha ou interferência em qualquer canal não afeta a operação normal de outros canais.
Isolamento canal-terra: Todos os canais são isolados do ModuleBus e do sistema comum, suprimindo efetivamente a interferência de modo comum e melhorando a confiabilidade em ambientes elétricos agressivos.
Este projeto é particularmente importante para locais com sistemas de aterramento complexos ou diferenças significativas de potencial de aterramento.
3.3 Diagnóstico Robusto e Mecanismo de Segurança (OSP)
O AO820 possui funções de diagnóstico multinível:
Supervisão de comunicação em tempo real: Os dados de saída para os conversores digital-analógico (D/A) são lidos e verificados para garantir que os comandos de saída sejam executados corretamente.
Diagnóstico Contínuo de Circuito Aberto: No modo de saída de corrente, o módulo monitora continuamente o circuito de saída. Um erro de circuito aberto de canal é relatado quando o valor definido requer uma saída > 1 mA, mas a corrente real detectada é anormal.
Supervisão da fonte de alimentação do processo: Monitora a fonte de alimentação externa para o circuito de saída. Se esta energia for perdida, o módulo gera um sinal de erro de canal.
Saída definida para estado predeterminado (OSP): Esta é uma função de segurança crítica. Quando o módulo detecta falha de comunicação com o controlador superior, um erro interno grave ou os problemas de diagnóstico mencionados acima, a função OSP pode ser ativada. O módulo forçará todas as saídas dos canais a mudarem para um valor seguro predefinido (por exemplo, 0 mA, 4 mA, 0 V, etc.) configurado na engenharia dentro de um tempo configurável (256, 512 ou 1024 ms), evitando que o equipamento controlado entre em um estado perigoso devido a perda de sinal ou anormalidade.
3.4 Alta Precisão e Desempenho Dinâmico
Com sua alta resolução de 12 bits e design de circuito preciso, o AO820 oferece saídas analógicas excepcionalmente precisas e estáveis. Seu erro máximo é tão baixo quanto 0,1% FS para saída de tensão e apenas 0,1% para saída de corrente sob condições típicas de carga industrial. Simultaneamente, o rápido tempo de subida de menos de 0,7 ms e um tempo de ciclo de atualização não superior a 1,5 ms para todos os canais garantem a capacidade de resposta do sistema a comandos de controle que mudam rapidamente, tornando-o adequado para aplicações de controle de malha fechada que exigem alto desempenho dinâmico.
4. Estrutura e Conexão
4.1 Compatibilidade da Unidade de Terminação de Módulo (MTU)
O próprio módulo AO820 não se conecta diretamente aos cabos de campo; ele deve ser montado em uma Unidade de Terminação de Módulo (MTU). É compatível com diversos MTUs, oferecendo aos usuários diferentes opções de cabeamento:
TU830/TU833 (MTU Estendido): Fornece terminais de parafuso para fiação direta, sem necessidade de blocos de terminais adicionais.
TU810/TU814 (MTU compacto): Fornece terminais de parafuso em um formato compacto.
TU812 (MTU compacto): Fornece um conector D-Sub (macho) de 25 pinos, adequado para aplicações que requerem cabos pré-fabricados ou conexão/desconexão rápida.
4.2 Diretrizes de fiação
Terminais separados: Cada canal (Ch1-Ch4) possui terminais separados de 'Saída de corrente +/-' e 'Saída de tensão +/-'.
Princípio-chave: Cada canal pode usar a saída de corrente OU a saída de tensão a qualquer momento, mas nunca ambas simultaneamente para o mesmo canal. A fiação deve ser selecionada de acordo com a configuração do software.
Correspondência de Carga: As saídas de corrente devem ser conectadas a uma carga ≤550Ω; as saídas de tensão devem ser conectadas a uma carga ≥5kΩ para garantir precisão e estabilidade de saída.
Blindagem e aterramento: Para o TU812 conectado por D-Sub, seu pino 13 é conectado ao invólucro do conector para conexão de blindagem (EM), auxiliando na compatibilidade eletromagnética (EMC).
5. Áreas de Aplicação
Graças à sua alta precisão, confiabilidade, forte imunidade a interferências e recursos de segurança abrangentes, o Módulo de Saída Analógica AO820 é amplamente utilizado nos seguintes campos:
Indústrias de processo: Controle de atuadores como válvulas de controle, inversores de frequência variável e bombas proporcionais nas indústrias de petróleo e gás, química e farmacêutica.
Potência e Energia: Controle de palhetas guia de turbinas a vapor, regulação de água de alimentação de caldeiras, etc., em usinas de energia.
Fabricação: Controle de servoacionamentos analógicos para grandes máquinas injetoras, prensas e máquinas-ferramentas.
Água e Águas Residuais: Controle de velocidades de bombas, taxas de bombas de dosagem de produtos químicos, aberturas de válvulas, etc.
Marítimo e Offshore: Em conformidade com os principais padrões da sociedade de classificação marítima, adequado para sistemas de automação de navios.
