A placa extensora ISBus GE IS200ISBEH2ABB é uma interface de fibra óptica especializada e um módulo de bypass de rede usado nos sistemas de controle industrial da GE. Como membro da família de placas ISBE, a placa extensora ISBus IS200ISBEH2ABB é conectada entre uma fonte ISBus full duplex - um módulo BAIA ou um módulo ACL - e o ISBus. Sua função principal é fornecer conversão de fibra óptica para elétrica dos sinais RS-485 e a capacidade de ignorar um nó do ISBus quando a energia do nó é interrompida ou uma conexão de intertravamento dentro da interface full duplex é aberta. Esta função de extensor é essencial para estender a rede ISBus em distâncias que excedem os limites práticos do cabeamento de cobre, enquanto a função de bypass mantém a continuidade e a disponibilidade da rede em arquiteturas de sistemas de controle redundantes ou críticos.
A placa extensora ISBus IS200ISBEH2ABB é identificada pela convenção de numeração de peça GE usada em toda a linha de produtos de sistemas de controle industrial. O prefixo “IS200” identifica a placa como um produto da GE Industrial Control Systems, com “200” indicando especificamente que a placa é um conjunto de nível básico. A sigla “ISBE” identifica a designação funcional da placa como Placa Extensora ISBus. A designação “H2” identifica o grupo de hardware e o revestimento isolante, enquanto o sufixo “ABB” identifica a arte e a combinação de revisão funcional. Todos os dígitos são importantes ao solicitar ou substituir qualquer placa, pois placas de diferentes níveis de revisão podem não conter hardware idêntico, e a GE garante compatibilidade retroativa de placas de substituição, ao mesmo tempo em que observa que diferentes níveis de revisão podem não conter componentes idênticos.
A placa extensora ISBus IS200ISBEH2ABB opera por meio de um relé de bypass que conecta os sinais de transmissão da entrada full duplex (P1A) ou AUX XMIT DATA IN (P1B) aos dados de saída de transmissão de fibra óptica (P2). Isso é feito através da conversão de transmissão elétrica para óptica e do conector óptico de entrada de dados de recepção (P3) do ISBus, para o conector full duplex através do conversor óptico para elétrico de recepção quando 24 V CC estão disponíveis em P1A ou TB2 e a conexão de intertravamento em P1A ou P1 está fechada. A placa inclui quatro indicadores LED que indicam energia, transmissão de entrada de dados, intertravamento ativo e status de detecção de dados ópticos.
Esta introdução ao produto fornece informações técnicas detalhadas, descrições funcionais, atribuições de conectores, orientações de configuração e especificações abrangentes para a placa extensora ISBus GE IS200ISBEH2ABB, servindo como uma referência essencial para engenheiros de sistemas de controle, técnicos de manutenção e integradores de sistemas que trabalham com equipamentos de controle industrial GE.
Arquitetura Funcional e Processamento de Sinais
A placa extensora ISBus IS200ISBEH2ABB é construída em torno de uma arquitetura robusta de conversão de fibra óptica e bypass baseada em relé que fornece operação de bypass determinística e à prova de falhas, juntamente com transmissão confiável de sinal óptico. Esta arquitetura garante que a rede ISBus possa ser estendida por longas distâncias usando cabo de fibra óptica, enquanto a função de bypass opera de forma confiável mesmo sob condições de queda de energia ou perda total de energia.
O núcleo da placa extensora IS200ISBEH2ABB ISBus é o relé de bypass, que faz parte da placa e executa as funções de roteamento de sinal. Quando 24 V CC está disponível em P1A ou TB2 e a conexão de intertravamento em P1A ou P1 está fechada, o relé de bypass é energizado e conecta os sinais de transmissão da entrada full duplex (P1A) ou do AUX XMIT DATA IN (P1B) através da conversão de transmissão elétrica para óptica aos dados de saída de transmissão de fibra óptica (P2) e conecta o conector óptico de entrada de dados de recepção (P3) através da recepção óptica para elétrica conversão para o conector full duplex. Neste estado operacional normal, o nó está totalmente conectado ao ISBus e pode transmitir e receber dados normalmente através do link de fibra óptica.
Quando 24 V CC não é fornecido à placa extensora IS200ISBEH2ABB ISBus, o relé de bypass cai e ocorre o seguinte: a conexão de transmissão entre P1 e P2 é interrompida (quebrada), a conexão de recepção entre P3 e P1 é interrompida (quebrada) e a conexão entre a entrada de recepção (P3) e a saída de transmissão (P2) é feita de modo que os dados de entrada óptica recebidos sejam convertidos em sinais elétricos, opcionalmente retemporizados e reconvertidos em uma saída óptica sinal. Esta configuração de loopback remove efetivamente o nó com falha ou isolado do ISBus e passa os sinais de rede para o próximo nó, mantendo a continuidade da rede ISBus.
O conversor DC-DC na placa extensora ISBus IS200ISBEH2ABB é capaz de aceitar uma tensão de entrada de 18 a 36 V e tem um requisito máximo de potência de entrada de 5 watts. Esta ampla faixa de tensão de entrada garante que a placa possa operar de forma confiável a partir de uma variedade de fontes de energia, e o baixo consumo de energia minimiza a dissipação de calor e a carga na fonte de alimentação.
As entradas e saídas ópticas da placa extensora ISBus IS200ISBEH2ABB são compatíveis com fibra de sílica revestida dura (HCS) de 200 μm ou fibra de vidro de 62,5/125 μm, e os conectores de entrada/saída são do tipo ST. O desempenho óptico atende ao de um par transmissor/receptor que fornece um link de pelo menos 1 km quando usado com um cabo de fibra óptica HCS ou uma fibra de vidro de 62,5/125 μm. Este desempenho óptico permite que a rede ISBus seja estendida por distâncias de até 1 km, excedendo em muito os limites práticos da transmissão RS-485 baseada em cobre e proporcionando isolamento galvânico entre os segmentos da rede.
O uso de fibra HCS ou fibra de vidro de 62,5/125 μm fornece excelente imunidade a interferência eletromagnética, diferenças de potencial de aterramento e outras fontes de ruído elétrico que podem degradar sinais baseados em cobre em ambientes industriais. Os conectores do tipo ST estão amplamente disponíveis e são fáceis de terminar, simplificando a instalação e a manutenção.
Condicionamento de Sinal de Transmissão
O condicionamento do sinal de transmissão da placa extensora ISBus IS200ISBEH2ABB consiste em isolamento e terminação do sinal de entrada, multiplexação de bypass e conversão de sinal elétrico para óptico. O isolamento do sinal é superior a 1 megaohm a 500 V RMS por um segundo para qualquer outro terminal, proporcionando excelente isolamento entre os sinais ISBus e os circuitos internos da placa. A terminação de entrada é de 100 ohms (±10%), garantindo a correspondência adequada de impedância e minimizando reflexões de sinal.
A multiplexação de bypass fornece conectividade da seguinte forma: da entrada de dados de transmissão (elétrica) para a saída de dados de transmissão (óptica) quando o nó não está sendo ignorado, e da entrada de dados de recepção (óptica) para a saída de dados de transmissão (óptica) quando o nó está sendo ignorado. Este arranjo de multiplexação garante que o caminho de transmissão seja roteado corretamente tanto no estado normal quanto no de bypass, mantendo a integridade da rede ISBus.
Receber Condicionamento de Sinal
O condicionamento de sinal de recepção da placa extensora ISBus IS200ISBEH2ABB fornece isolamento de sinal de saída, multiplexação de bypass e conversão de sinal óptico para elétrico. O isolamento do sinal é superior a 1 megaohm a 500 V RMS por um segundo, e o circuito do receptor é capaz de acionar uma carga de saída acoplada ao transformador com terminação resistiva de 100 ohm (±10%) e ainda atender às especificações RS-485. A saída do receptor não apresenta nenhum nível DC diferencial em sua saída.
A multiplexação de bypass fornece conectividade da seguinte forma: da entrada de dados de recepção (óptica) para a saída de dados de recepção (elétrica) quando o nó não está sendo ignorado, e da entrada de dados de recepção (óptica) para a saída de dados de transmissão (óptica) quando o nó está sendo ignorado. Este arranjo garante que o caminho de recepção seja roteado corretamente tanto no estado normal quanto no estado de bypass, mantendo a integridade da rede ISBus.
Modos de operação
A placa extensora ISBus IS200ISBEH2ABB suporta três modos de operação distintos, cada um dos quais é configurado por meio de conectores, jumpers e conexões de alimentação na placa.
No modo repetidor, o relé é mantido desenergizado não ligando P1A-4,5 e não colocando jumper entre JP1-2,3. A alimentação é fornecida ao módulo aplicando 24 V entre P3-1,2, e apenas a E/S de fibra óptica é usada. Este modo é útil para estender a rede ISBus por longas distâncias sem conectar-se a um nó baseado em cobre.
No modo de conversor óptico para elétrico, o caminho de entrada óptica/saída elétrica usa a entrada óptica e o par #2 DATA OUT (P1A-3,6), enquanto o caminho de saída óptica/entrada elétrica usa a ENTRADA DE DADOS AUX (P1B-3,6) e a saída óptica. O relé deve ser energizado aplicando 24 V entre JP1-2,3, e a alimentação é fornecida ao módulo aplicando 24 V entre P2-1,2. Este modo é útil para conversão entre segmentos ISBus ópticos e elétricos.
No modo de E/S padrão (backplane ou conexão ACL), o backplane ou ACL é conectado a P1, a alimentação para o relé é fornecida pela interface do backplane usando 24 V CC do HFPA via P1-7,8 ou pela interface ACL usando 24 V CC do HFPA via P2-1,2, e o intertravamento para o relé é fornecido pelo jumper P1A-4,5 no backplane ou ACL. A alimentação é fornecida ao módulo aplicando 24 V entre P3-1,2. Este modo é útil para conectar a placa extensora ISBus a um backplane padrão ou nó ACL.
Indicadores LED
A placa extensora ISBus IS200ISBEH2ABB inclui quatro indicadores LED que fornecem indicação visual clara do status da placa. O LED verde (DS1), POWER, indica que 24 V DC está disponível para alimentação do módulo. O LED amarelo (DS2), XMIT DATA IN, indica a presença de entrada de dados de transmissão de P1. O LED verde (DS3), INTERLOCK ACTIVE, indica que há alimentação para o relé de bypass. O LED verde (DS4), DETECT, indica que os dados ópticos corretos estão sendo recebidos. Estes indicadores permitem que o pessoal de manutenção avalie rapidamente o estado operacional da placa e identifique a origem de uma falha.
Atribuições e interfaces de conectores
A placa extensora ISBus IS200ISBEH2ABB inclui cinco conectores de plugue, uma placa de terminal e dois conectores de fibra óptica. O conector P1A é um conector RJ45 full duplex blindado com oito pinos: o pino 1 é XMIT DATA IN+ (entrada RS-422 positiva), o pino 2 é XMIT DATA IN− (entrada RS-422 negativa), o pino 3 é RECV DATA OUT+ (saída RS-422 positiva), o pino 4 é RELAY INTERLOCK (roteamento de 24 V DC para a fonte full duplex), o pino 5 é RELAY INTERLOCK RTN (roteamento do retorno de 24 V CC da fonte full duplex para energizar o relé ou relés), o pino 6 é RECV DATA OUT− (saída RS-422 negativa), o pino 7 é INTERLOCK 24 VCC (entrada de 24 V CC) e o pino 8 é INTERLOCK 24 VCC RTN (retorno de 24 V CC).
O conector P1B é um conector de dados de transmissão auxiliar RJ45 blindado com oito pinos: os pinos 1 e 2 não estão conectados, o pino 3 é XMIT DATA IN+ (entrada RS-485 positiva), os pinos 4 e 5 não estão conectados, o pino 6 é XMIT DATA IN− (entrada RS-485 negativa) e os pinos 7 e 8 não estão conectados. Este conector é utilizado para aplicações que utilizam a placa apenas para conversão de fibra óptica para elétrica e não utilizam P1A.
O conector P2 é o conector de alimentação de intertravamento auxiliar com terminais de parafuso: o pino 1 é AUX INTERLOCK 24VDC (24 V DC de uma fonte de alimentação auxiliar ou externa) e o pino 2 é AUX INTERLOCK 24VDC RTN (retorno de 24 V DC de uma fonte de alimentação auxiliar ou externa). O conector P3 é o conector de alimentação da eletrônica da placa com terminais de parafuso: o pino 1 é 24VDC MODULE POWER (alimentação de 24 V DC para os componentes ativos da placa) e o pino 2 é 24VDC MODULE POWER RTN (retorno de 24 V DC). Esta alimentação deve vir de uma fonte de alimentação independente para manter a alimentação da placa caso a alimentação do gabinete seja removida.
Os conectores U5 e U9 são os conectores de fibra óptica ISBus (Tipo ST): U5 é a interface de recepção de dados para o ISBus e U9 é a interface de transmissão de dados para o ISBus. O jumper JP1 é o jumper de bypass de intertravamento: a posição 1-2 é a posição padrão, o que significa que a placa deve ter o intertravamento externo fechado para energizar o relé ou relés; a posição 2-3 causa curto-circuito no intertravamento, embora seja necessário fornecer energia à placa através de P1-7,8 ou TB2-1,2 para energizar o relé ou relés.
