O IS200SHRAH2A é uma placa terminal de entrada/saída analógica compacta e de alto desempenho habilitada para HART (Highway Addressable Remote Transducer) dentro do sistema de controle Mark VIe da General Electric (GE). Como membro da família SHRA, o IS200SHRAH2A foi projetado especificamente para conexão ao pacote de E/S PHRA (modelo IS220PHRA), fornecendo 10 canais de entrada analógica de 4-20 mA e 2 canais de saída analógica de 4-20 mA para controle de processos industriais. Ele suporta simultaneamente a transmissão bidirecional transparente do protocolo de comunicação HART. Apresentando um design de terminal conectável conveniente que simplifica muito a fiação no local e o trabalho de manutenção, esta placa é a escolha ideal para aquisição de sinais de processo e loops de controle nas indústrias petroquímica, de geração de energia e metalúrgica.
A principal vantagem do IS200SHRAH2A reside na sua capacidade de passagem HART. Ele permite que comandos HART originados do sistema de controle (por meio do pacote de E/S PHRA) passem sem impedimentos para transmissores de campo inteligentes habilitados para HART e retorne os sinais de resposta HART dos dispositivos de campo de volta ao sistema de controle. Isso permite a configuração remota de parâmetros, a recuperação de dados de diagnóstico e o monitoramento do status do dispositivo sem afetar a transmissão normal do sinal analógico de 4 a 20 mA. Esse recurso permite que os usuários utilizem totalmente a funcionalidade avançada dos dispositivos de campo inteligentes sem a necessidade de fiação adicional.
Posicionamento e compatibilidade do sistema
Dentro da arquitetura de controle Mark VIe, o IS200SHRAH2A atua como parte do subsistema de E/S do processo, posicionado entre a rede Ethernet do controlador e os dispositivos de campo. Seu modo de funcionamento é o seguinte: o pacote de E/S PHRA se conecta diretamente ao conector tipo D na placa IS200SHRAH2A e troca dados em alta velocidade com o controlador via Ethernet. Um IS200SHRAH2A corresponde a um pacote de E/S PHRA, formando uma unidade compacta de aquisição e saída analógica simplex.
É importante observar que o IS200SHRAH2A é compatível apenas com o pacote de E/S PHRA (todas as versões do IS220PHRA) e não é compatível com o pacote de E/S YHRA. A placa fornece apenas uma configuração simplex e não suporta aplicações Triple Modular Redundant (TMR), tornando-a adequada para malhas de controle sensíveis ao custo ou com requisitos de redundância menos rigorosos.
Principais recursos funcionais
1. Canais ricos de entrada e saída analógica
O IS200SHRAH2A fornece 10 entradas analógicas e 2 saídas analógicas, totalizando 12 canais. Destas, 8 entradas podem ser configuradas através de jumpers para entrada de corrente de 4-20 mA ou entrada de tensão de ±5 V CC, acomodando diferentes requisitos de interface do transmissor. Duas entradas adicionais podem ser configuradas para entrada de corrente de 4-20 mA ou ±1 mA, oferecendo um método de conexão flexível para sinais especiais de baixa corrente. As 2 saídas analógicas são saídas de corrente padrão de 4 a 20 mA, capazes de acionar diretamente cargas como atuadores, posicionadores ou registradores.
A placa fornece alimentação de 24 V DC para todos os transmissores, com no máximo 21 mA por canal. Isso pode alimentar diretamente transmissores de dois fios, simplificando o projeto de distribuição de energia em campo.
2. Comunicação HART transparente
O protocolo HART é um padrão industrial que sobrepõe sinais de frequência a um sinal analógico de 4-20 mA para obter comunicação digital. O IS200SHRAH2A suporta passagem completa de sinal HART: quando um canal de entrada é configurado para o modo de corrente de 4-20 mA por meio de jumpers, os sinais modulados HART podem ser transmitidos bidirecionalmente através do link de dados que compreende a placa terminal, o pacote de E/S PHRA e o controlador. Sistemas de gerenciamento de ativos ou comunicadores HART portáteis no sistema de controle podem usar esse caminho para acessar remotamente dispositivos HART de campo, ler a identificação do dispositivo, parâmetros de configuração, informações de diagnóstico e dados multivariáveis. Isso melhora significativamente a eficiência do gerenciamento de equipamentos e os recursos de manutenção preditiva.
Observe que a comunicação HART só está disponível quando a entrada está configurada para o modo 4-20 mA. Se uma entrada for configurada para tensão de ±5 V CC ou modo de corrente de ±1 mA, o sinal HART será isolado ou filtrado, impedindo a comunicação.
3. Design de terminal conectável
Ao contrário dos terminais fixos do SHRAH1A, o IS200SHRAH2A emprega um conector em ângulo reto que aceita uma variedade de blocos de terminais do tipo Euro-bloco de 48 pinos padrão disponíveis comercialmente. Este design oferece uma conveniência significativa: durante a fiação de campo, todos os cabos podem primeiro ser colocados no bloco de terminais conectável, que pode então ser inserido na placa como uma unidade única para instalação rápida. Ao substituir a placa, apenas o bloco de terminais precisa ser desconectado, eliminando a necessidade de remover cada fio individualmente, o que reduz bastante o tempo de inatividade para manutenção. Um ponto de aterramento para a blindagem do cabo de E/S é fornecido adjacente ao bloco de terminais, suprimindo efetivamente a interferência eletromagnética.
4. Configuração de jumper flexível
O IS200SHRAH2A alcança configuração de canal altamente flexível através de jumpers integrados, permitindo a adaptação a diferentes tipos de sinais de campo sem alterações de hardware. As funções específicas do jumper são as seguintes:
Grupo de Jumpers |
Função |
Opções de configuração |
JP1A a JP8A |
Selecione o tipo de entrada para os canais 1 a 8 |
Entrada de corrente (4-20 mA) ou entrada de tensão (±5 V) |
JP1B a JP8B |
Selecione o método de conexão de retorno para os canais 1 a 8 |
Retorne conectado ao Comum ou à esquerda Aberto |
JP9A e JP10A |
Selecione a faixa de corrente de entrada para os canais 9 e 10 |
4-20 mA ou ±1 mA |
JP9B e JP10B |
Selecione o método de conexão de retorno para os canais 9 e 10 |
Retorne conectado ao Comum ou à esquerda Aberto |
Todas as outras configurações, como configurações de faixa, parâmetros de filtro e habilitação de comunicação HART, são realizadas pelo pacote de E/S PHRA por meio do software aplicativo ToolboxST, sem a necessidade de manipular a própria placa terminal.
5. Diagnóstico e identificação a bordo
O IS200SHRAH2A fornece um resistor em série para cada canal de saída analógica. A queda de tensão neste resistor indica a corrente de saída real, permitindo que o pacote de E/S PHRA execute diagnósticos em tempo real. Se qualquer uma das saídas analógicas não funcionar (por exemplo, devido a um circuito aberto, curto-circuito ou sobrecarga), o PHRA gerará um alarme de diagnóstico.
Um chip de identificação somente leitura integrado também está integrado, armazenando o número de série da placa terminal, o tipo de placa, o número de revisão e a localização do conector JR/JS/JT associado. O pacote de E/S PHRA lê esse chip de ID na inicialização. Se for detectada uma incompatibilidade entre o modelo real da placa conectada e o configurado, será gerada uma falha de incompatibilidade de hardware, evitando efetivamente anormalidades do sistema causadas pela inserção incorreta da placa.
6. Amplo suporte ao transmissor
O IS200SHRAH2A suporta vários métodos de fiação de transmissores de campo, incluindo:
Transmissores de dois fios : Alimentados pela alimentação de 24 V DC da placa de terminais; sinal e potência compartilham um único par de fios.
Transmissores de três fios : Alimentados pela alimentação de 24 V DC da placa de terminais; sinal e energia compartilham um fio de retorno comum.
Transmissores de quatro fios : Sinal e potência são completamente separados; o transmissor é alimentado de forma independente ou pela fonte integrada.
Transmissores alimentados externamente : O transmissor é alimentado por uma fonte externa; apenas o sinal 4-20 mA está conectado à placa terminal.
Esta compatibilidade permite que o IS200SHRAH2A se integre perfeitamente aos esquemas de fiação de campo existentes, protegendo o investimento existente do usuário.
Destaques de instalação e fiação
A instalação do IS200SHRAH2A segue estas etapas: primeiro, monte o isolador plástico e a placa de terminais e, em seguida, fixe-os em uma placa de montagem metálica (ou suporte). Finalmente, encaixe a placa de metal em um trilho DIN ou parafuse-a diretamente dentro do gabinete. Para a fiação, recomenda-se o uso de cabo de par trançado blindado 18 AWG (aproximadamente 0,8 mm²) para suprimir efetivamente a interferência eletromagnética e garantir a integridade do sinal. O fio dreno da blindagem do cabo deve terminar no terminal de aterramento dedicado adjacente ao bloco de terminais para evitar a criação de loops de aterramento.
Usando os blocos de terminais conectáveis: insira as pontas dos fios desencapados nos orifícios correspondentes do bloco de terminais e aperte os parafusos. Depois de confirmar que as conexões estão seguras, alinhe todo o bloco de terminais com o conector em ângulo reto na placa e empurre-o no lugar para concluir a conexão elétrica. Durante a substituição para manutenção, basta desconectar o bloco de terminais da placa antiga, instalar a nova placa e reconectar o bloco de terminais.
Cenários de aplicação
O IS200SHRAH2A é adequado para diversas aplicações de controle de processos industriais. As aplicações típicas incluem:
Aquisição de sinais de transmissores de dois ou quatro fios para variáveis de processo como pressão, temperatura, vazão e nível.
Saída de sinais de controle de 4 a 20 mA para atuadores como posicionadores de válvula inteligentes e acionamentos de velocidade variável.
Projetos de gerenciamento de ativos que exigem acesso remoto a instrumentos HART para configuração e diagnóstico.
Sistemas simplex com arquitetura de controlador único, como sistemas auxiliares, tratamento de água e controle de caldeiras.
