O IS200STTCH2A é uma placa terminal de entrada de termopar simplex compacta e de alta densidade dentro do sistema de controle Mark VIe da General Electric (GE). Como um membro importante da família STTC, o IS200STTCH2A foi projetado especificamente para se conectar à placa processadora de termopar PTCC (modelo IS220PTCC), fornecendo 12 canais de aquisição de sinal de temperatura de termopar para controle de processos industriais. A placa integra circuitos de condicionamento de sinal de alta precisão e uma referência de temperatura de junção fria, permitindo converter com precisão sinais fracos de milivolts de vários tipos de termopares de campo em valores digitais de temperatura. É amplamente utilizado em aplicações de medição de alta temperatura nas indústrias de geração de energia, petroquímica, siderurgia e vidro.
Uma característica distintiva do IS200STTCH2A é o design do bloco terminal Euro-bloco conectável, que torna a fiação no local e a manutenção futura extremamente convenientes. Seu condicionamento de sinal e circuito de compensação de junta fria são idênticos aos da placa terminal TBTC maior, alcançando o mesmo nível de precisão e confiabilidade em um formato compacto. A placa inclui um chip de identificação integrado que suporta identificação de hardware em nível de sistema e diagnóstico automático de falhas. Trabalhando com o pacote de E/S PTCC, ele se conecta perfeitamente à rede de controle Mark VIe via Ethernet, estabelecendo uma cadeia integrada de aquisição de temperatura do termopar ao controlador.
Posicionamento e compatibilidade do sistema
Dentro da arquitetura de controle Mark VIe, o IS200STTCH2A serve como unidade de aquisição de temperatura front-end para E/S distribuída, posicionada entre a rede Ethernet do controlador e os sensores termopares de campo. O pacote de E/S PTCC se conecta diretamente ao conector DC-37 pinos (JA1) na placa IS200STTCH2A e se comunica com o controlador por meio de duas portas Ethernet RJ-45. Um IS200STTCH2A corresponde a um pacote de E/S PTCC, formando uma unidade compacta de aquisição de temperatura simplex.
É importante observar que o IS200STTCH2A é projetado especificamente para o sistema de controle Mark VIe e é compatível apenas com o pacote de E/S PTCC (todas as versões do IS220PTCC). Não é compatível com o pacote de E/S YTCC usado no sistema de segurança Mark VIeS. A placa suporta apenas operação simplex e não suporta aplicações Triple Modular Redundant (TMR). Se forem necessárias entradas de termopar com classificação de segurança SIL, o modelo STTCS2A (terminais conectáveis, com certificação de segurança IEC 61508, usado em conjunto com YTCC) deverá ser selecionado.
Principais recursos funcionais
1. 12 canais de entrada de termopar
O IS200STTCH2A fornece 12 canais de entrada de termopar. Quando usado com diferentes versões do pacote de E/S PTCC, ele suporta uma ampla variedade de tipos de termopares padrão. Na versão PTCCCH1 suporta entradas dos tipos E, J, K, S, T e milivolts. Com a versão PTCCCH2, é adicionado suporte para os tipos B, N e R. Essa compatibilidade abrange quase todos os tipos de termopares comumente usados em medição de temperatura industrial, permitindo adaptação flexível a vários requisitos de medição de temperatura de processo.
2. Aquisição de sinal milivolt de amplo alcance
A placa IS200STTCH2A integra circuitos de condicionamento de sinal de precisão. Quando usado com PTCCCH1, a faixa do sinal de entrada é de -8 mV a +45 mV. Quando usado com PTCCCH2, a faixa do sinal de entrada é de -20 mV a +95 mV. Essas faixas cobrem o potencial termoelétrico gerado por cada tipo de termopar em toda a sua faixa de temperatura operacional e fornecem margem superior suficiente. Após filtragem on-board e processamento anti-interferência, os sinais são enviados ao conversor A/D no pacote de E/S PTCC para digitalização através do conector DC-37.
3. Compensação de temperatura de junção fria
O princípio de funcionamento dos termopares necessita de compensação para a temperatura da junção fria (referência). A placa IS200STTCH2A integra um circuito de medição de referência de temperatura de junção fria, para o qual o pacote de E/S PTCC fornece a fonte de excitação. A temperatura da junta fria é medida em um único local fixo na placa e serve como referência de compensação para todos os 12 canais. A precisão da medição da temperatura da junção fria na faixa operacional Celsius é de 1,1°C e na faixa operacional Fahrenheit é de 2°F. Este nível de precisão garante a precisão geral da medição do termopar sob condições típicas de temperatura ambiente encontradas em gabinetes de controle industriais.
4. Design de terminal conectável
O IS200STTCH2A emprega um conector em ângulo reto que aceita uma variedade de blocos de terminais Eurobloco plugáveis padrão disponíveis comercialmente, totalizando 42 terminais. O design conectável oferece conveniência significativa em comparação com versões de terminal fixo: durante a fiação de campo, todos os fios de extensão do termopar podem ser pré-conectados ao bloco terminal conectável, que pode então ser inserido como uma unidade única na placa para instalação rápida. Ao substituir a placa, apenas o bloco de terminais precisa ser desconectado, a placa trocada e o bloco conectado novamente – nenhuma desconexão ou reconexão de fio individual é necessária. Isto reduz drasticamente o tempo de inatividade causado por falhas da placa.
5. Diagnóstico e identificação a bordo
Um chip de identificação somente leitura é integrado à placa IS200STTCH2A, armazenando o número de série da placa terminal, tipo de placa, número de revisão e informações de localização do conector. O pacote de E/S PTCC lê os dados do chip de ID durante a inicialização. Se for detectada uma incompatibilidade entre o modelo real da placa conectada e o configurado, um alarme de falha de incompatibilidade de hardware é gerado imediatamente, evitando efetivamente anormalidades do sistema causadas pela inserção incorreta da placa.
Durante a operação, o pacote de E/S PTCC injeta uma corrente de detecção muito pequena em cada caminho do canal do termopar. Isto é usado para detectar circuitos abertos no termopar ou em sua fiação. Se ocorrer um circuito aberto, devido à polaridade projetada da corrente de injeção, a leitura da temperatura desse canal irá desviar na direção de baixa temperatura, permitindo que o sistema de controle acione um alarme de circuito aberto. Além disso, cada tipo de termopar possui limites altos/baixos de hardware predefinidos. Quando um sinal de entrada excede sua faixa operacional, o canal correspondente é automaticamente removido da sequência de varredura e um alarme de diagnóstico composto é gerado, evitando que um canal defeituoso afete negativamente outros canais normais.
6. Configuração Zero, Plug-and-Play
O IS200STTCH2A foi projetado como uma placa com configuração de hardware zero: não há jumpers, interruptores ou componentes ajustáveis na placa. Toda a configuração do canal, seleção do tipo de termopar, configurações de faixa, limites de alarme e outros parâmetros são realizados pelo pacote de E/S PTCC por meio do software aplicativo ToolboxST. Este projeto elimina a necessidade de engenheiros de campo realizarem configurações e testes específicos em cada placa terminal, reduzindo significativamente o tempo de instalação e comissionamento, ao mesmo tempo que minimiza o risco de falhas do sistema causadas por erros humanos de configuração.
Destaques de instalação e fiação
As etapas de instalação do IS200STTCH2A são simples: primeiro, monte o isolador plástico e a placa de terminais em um suporte de metal e, em seguida, encaixe o suporte em um trilho DIN padrão de 35 mm. Se for necessária a montagem direta no painel, o conjunto do suporte e do isolador pode ser aparafusado diretamente. Deve ser deixado espaço suficiente ao redor da placa para dissipação de calor e fiação.
Ao fazer a fiação, os fios de extensão do termopar devem ser conectados diretamente ao bloco de terminais. Recomenda-se o uso de fios #18 AWG (aproximadamente 0,8 mm²). A blindagem de qualquer cabo blindado deve terminar nos terminais de blindagem designados no bloco terminal TB1 (conectado internamente ao SCOM) para garantir imunidade a ruídos. Usando os blocos de terminais plugáveis: insira as extremidades desencapadas do fio de extensão 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. Preste atenção à polaridade dos fios de extensão do termopar para garantir conexões positivas e negativas corretas.
A placa possui dois furos (E1 e E2) para parafusos de aterramento do chassi, através dos quais a placa pode ser aterrada ao sistema de Terra Protetora (PE) do gabinete. O aterramento adequado é fundamental para garantir a precisão da medição e a imunidade a ruídos.
Diagnóstico e Manutenção
O IS200STTCH2A, trabalhando com o pacote de E/S PTCC, fornece cobertura de diagnóstico abrangendo identificação da placa, status de integridade do canal e integridade do sensor. Quando ocorre um excesso de limite de hardware ou uma falha de circuito aberto, os sinais de alarme de diagnóstico relevantes são apresentados no controlador e informações detalhadas de diagnóstico em nível de canal estão disponíveis através do aplicativo ToolboxST.
Durante a manutenção, se a placa IS200STTCH2A precisar ser substituída, simplesmente desconecte o bloco de terminais da placa de terminais, desconecte o bloco de terminais, substitua a placa, conecte o bloco de terminais novamente e reconecte o pacote de E/S. Todo o processo não requer religação nem reconfiguração do pacote de E/S PTCC (desde que a placa substituta seja do modelo idêntico e esta placa não tenha jumpers). Isto reduz significativamente as horas de trabalho de manutenção e a dependência das competências do pessoal.
Cenários de aplicação
O IS200STTCH2A é adequado para diversas aplicações industriais que exigem medição de alta temperatura e monitoramento de temperatura de processo. As aplicações típicas incluem:
Monitoramento das temperaturas de exaustão de turbinas a gás e turbinas a vapor.
Medição das temperaturas da câmara de combustão e do forno da caldeira.
Controle de temperatura para fornos de tratamento térmico e tanques de fusão de vidro.
Monitoramento de temperatura em processos de dessulfurização e desnitrificação de gases de combustão.
Monitoramento de temperatura de meios de alta temperatura em reatores químicos e tubulações.
Monitoramento de temperatura de rolamentos e lubrificantes para equipamentos auxiliares em usinas de energia.
Para sistemas Mark VIe que exigem até 12 entradas de termopar com arquitetura simplex, o IS200STTCH2A, emparelhado com um pacote de E/S PTCC, fornece uma solução de aquisição de temperatura compacta, confiável e precisa.
