A IS200TDBSH2A é uma placa terminal de entrada/saída discreta Simplex projetada pela General Electric (GE) para os sistemas de controle Mark VIe e Mark VIeS. É um membro da série TDBS, especificamente destinado a aplicações que requerem uma tensão nominal de umedecimento de 24 Vcc. Esta placa terminal atua como uma ponte de interface entre o módulo de E/S PDIO e os dispositivos de campo, sendo principalmente responsável por receber sinais discretos de campo (como contatos de botões, chaves fim de curso) e acionar cargas de campo (como relés, válvulas solenóides, luzes indicadoras). Seu design suporta montagem em trilho DIN ou plana, apresentando alta confiabilidade, facilidade de manutenção e expansão flexível. É amplamente utilizado em automação e controle industrial, especialmente em aplicações críticas de controle de processos, como turbinas a gás e a vapor.
Descrição Funcional Central
As funções principais do IS200TDBSH2A estão claramente divididas em duas partes principais: Entradas Discretas e Saídas de Relé.
Entrada discreta de 24 canais
Supressão de ruído: A supressão de ruído integrada protege eficazmente contra picos de surto e ruído de alta frequência, garantindo estabilidade e precisão do sinal em ambientes eletromagnéticos industriais agressivos.
Filtragem de hardware: Apresenta um filtro de hardware de 4 milissegundos para eliminar interferências transitórias, como salto de contato, evitando disparos falsos.
Tipo de entrada: Aceita 24 sinais de “contato seco”, ou seja, contatos de comutação passivos fornecidos por dispositivos de campo.
Tensão de molhamento: Para detectar o estado dos contatos (aberto ou fechado), a placa terminal requer uma tensão de molhamento externa. O IS200TDBSH2A suporta uma tensão nominal de 24 Vcc, com uma faixa aceitável de 16 a 32 Vcc. Esta tensão é flutuante, aumentando a imunidade ao ruído.
Condicionamento de Sinal: Cada canal de entrada é equipado com circuitos avançados de condicionamento de sinal.
Corrente de entrada: A corrente de entrada é limitada por resistores internos. A corrente típica é de 2,5mA para os primeiros 21 circuitos e 10mA para os três últimos circuitos (22-24). Este design ajuda a reduzir o consumo de energia e melhorar a segurança.
Fiação: As 24 entradas são conectadas através do bloco terminal conectável inferior de 48 pontos (TB2). Cada grupo de entrada utiliza dois terminais (por exemplo, Wet 1 e In 1), garantindo uma fiação clara.
Saída de relé de 12 canais
Tipo de relé: Fornece 12 contatos de relé Form-C (break-before-make). Cada relé fornece três terminais de saída: Normalmente Fechado (NC), Comum (COM) e Normalmente Aberto (NA). Esta estrutura oferece grande flexibilidade para lógica de controle (capaz de escolher abrir ou interromper um circuito).
Capacidade de carga: Os contatos do relé utilizam material de liga de prata-níquel, garantindo uma longa vida útil. Sua capacidade de carga depende da tensão operacional:
Tempo de resposta: O tempo de resposta de comutação típico é de 25 milissegundos, atendendo aos requisitos de controle rápido.
Vida Mecânica e Elétrica: A vida operacional elétrica é de até 100.000 ciclos; a vida mecânica é de até 5.000.000 ciclos.
Fiação: As 12 saídas de relé são conectadas através do bloco terminal conectável superior de 48 pontos (TB1). Cada relé ocupa 4 terminais (NC, COM, NO e um terminal SOL reservado).
Integração com o Módulo de E/S PDIO
O próprio IS200TDBSH2A não possui capacidade de processamento inteligente; ele deve ser usado em conjunto com um módulo de E/S discreta PDIO. O módulo PDIO se conecta ao IS200TDBSH2A através de um conector tipo D e se comunica com o controlador de nível superior (por exemplo, controlador Mark VIe) via Ethernet. Uma única placa terminal TDBS fornece um ponto de conexão PDIO, embora o próprio módulo PDIO possa ser configurado com uma ou duas conexões de rede ao controlador para redundância.
Blocos de terminais conectáveis
Todos os blocos de terminais são conectáveis. Isto é extremamente conveniente para comissionamento, manutenção ou substituição da placa terminal, pois os blocos podem ser desconectados sem remover toda a fiação de campo, economizando tempo e esforço significativos.
Princípios de funcionamento e circuitos internos detalhados
(A) Princípios de Funcionamento da Seção de Entrada Discreta
A principal tarefa do circuito de entrada discreta é converter de forma confiável o estado mecânico aberto/fechado dos contatos de campo em um sinal digital reconhecível pelo controlador.
Aplicação de tensão de umedecimento e caminho de corrente:
A tensão de umedecimento de 24 Vcc fornecida externamente é fornecida à placa de terminais por meio de um conector Mate-N-Lok de 3 pinos (JE1). Para o TDBSH2A (bem como H4A, H6A), todos os 24 terminais de saída de tensão de molhamento (terminais ímpares no TB2) são conectados em paralelo internamente, todos provenientes do pino 1 do JE1 (positivo).
Quando um contato de campo fecha, um caminho de corrente é formado: JE1 Pino 1 (+24V) -> Terminal de tensão úmida (por exemplo, Wet 1) -> Contato de campo fechado -> Terminal de entrada (por exemplo, In 1) -> Optoisolador interno na placa de terminais -> JE1 Pin 3 (Caminho de retorno).
Este método de fiação - 'um único condutor de tensão úmida para o campo, múltiplas linhas de sinal retornando' - é permitido, reduzindo a complexidade da fiação.
Condicionamento e Isolamento de Sinal:
Limitação de corrente: Os resistores no circuito de entrada limitam a corrente a uma faixa segura (2,5mA ou 10mA).
Supressão de ruído: Filtros, que consistem em redes RC ou diodos de supressão de tensão transitória próximos ao ponto de entrada do sinal, absorvem surtos e filtram ruídos de alta frequência.
Isolamento Óptico: Este é um passo fundamental para a segurança do sistema. O sinal de tensão condicionado aciona um diodo emissor de luz (LED). A luz do LED ilumina um fototransistor interno, fazendo com que ele conduza, gerando um sinal limpo no lado interno da placa. Esta barreira física de isolamento óptico separa completamente o lado do campo, que pode ter altas tensões, diferenças de potencial de terra e ruído, do lado do sistema de controle, protegendo o caro equipamento controlador.
Detecção de limite: A tensão limite de entrada é definida em 50% da tensão de molhamento (aproximadamente 12V para uma tensão nominal de 24V). Uma tensão acima desta é considerada “LIGADA” (1) e abaixo é considerada “DESLIGADA” (0).
Diferença do IS200TDBSH8A:
É importante observar que o modelo IS200TDBSH8A possui um resistor limitador de corrente interno separado para cada terminal de saída de tensão de molhamento, exigindo um cabo de tensão de molhamento separado para cada entrada. O TDBSH2A não possui esses resistores; a tensão de umedecimento é distribuída diretamente em paralelo.
(B) Princípios de funcionamento da saída de relé e expansão da placa opcional
A saída de relé básica do IS200TDBSH2A é um 'contato seco', o que significa que a bobina do relé é acionada pelo circuito interno do PDIO, enquanto os contatos do relé são totalmente configurados pelo usuário para comutar uma fonte de alimentação de carga externa.
Operação Básica:
O módulo PDIO, baseado em lógica de controle, envia um sinal de acionamento através de um conector (JA1) para a bobina de um relé específico no IS200TDBSH2A.
Quando a bobina do relé é energizada, ela puxa a armadura, fazendo com que o terminal Comum (COM) mude da conexão com o terminal Normalmente Fechado (NC) para a conexão com o terminal Normalmente Aberto (NA).
A fonte de alimentação e o caminho de retorno da carga externa são conectados em série entre COM e NO (ou NC), controlando assim a carga através da comutação do relé.
Função e princípios das placas opcionais tipo W:
O poder do IS200TDBSH2A (e H4A, H6A) reside em sua capacidade de aceitar diferentes placas opcionais tipo W por meio dos conectores JW1 e JW2, expandindo contatos secos simples em saídas inteligentes com distribuição de energia e recursos de diagnóstico.
Placa opcional IS200WROBH1A:
Função: Esta placa fornece distribuição de energia centralizada e fundida para todos os 12 relés.
Princípio: Uma fonte de alimentação externa é conectada através de um único conector de entrada (JF1). O lado positivo da alimentação (JF1 Pino 1) é distribuído para cada relé (o terminal COM original se torna o terminal POWER) após passar por um fusível. O caminho de retorno da alimentação (JF1 Pino 3) não está protegido por fusível. Da mesma forma, cada fusível possui feedback de tensão isolado para diagnóstico de falhas. Esta configuração simplifica a fiação para aplicações que exigem a mesma fonte de alimentação para vários relés.
Placa opcional IS200WROFH1A:
Função: Esta placa coloca um único fusível em série com a conexão comum de cada relé.
Princípio: Em uso, a fonte de alimentação da carga não está mais conectada ao terminal COM básico, mas ao terminal 'comum com fusível' fornecido pela placa opcional. Assim, cada circuito de saída é protegido por um fusível independente. Simultaneamente, a placa fornece detecção de feedback de tensão isolada para cada fusível, que opera independentemente da polaridade. O PDIO pode monitorar este sinal de feedback. Se detectar tensão (o que significa que há energia no lado da carga), mas o fusível estiver queimado (o circuito está aberto), ele gerará um alarme de diagnóstico. Uma característica única é que o usuário pode remover o fusível e conectar o quarto terminal (agora atuando como VSENSE) através da carga, transformando efetivamente esse circuito em um monitor de tensão independente para detectar a presença de tensão no lado da carga, mesmo que o relé não esteja envolvido no controle.
Placa opcional IS200WROGH1A:
Função: Esta placa torna a parte do relé do TDBS funcionalmente equivalente a uma placa terminal IS200TRLYH1B quando usada em simplex. Ele fornece distribuição de energia com fusível e detecção de tensão para os primeiros 6 relés (1-6) e energia dedicada para o 12º relé.
Princípio: Uma característica fundamental desta placa é a fusão em ambos os lados. Uma fonte de alimentação externa (AC ou DC) está conectada aos conectores JF1 e JF2 da placa. Os lados positivo e negativo da alimentação são fundidos em série para cada saída (por exemplo, FU7 e FU1 correspondem ao relé 1). Isto o torna particularmente adequado para sistemas “flutuantes” onde a fonte de alimentação não está aterrada. Sensores de tensão na placa monitoram a tensão em cada fusível. Se um fusível queimar, o sensor detecta a diferença de tensão e envia um sinal de falha de volta ao PDIO. Além disso, Varistores de Óxido Metálico (MOVs) são instalados nos contatos Normalmente Abertos (NA) para suprimir picos de tensão gerados por cargas indutivas.
Considerações de instalação e segurança
Montagem: O IS200TDBSH2A é primeiro montado com um isolador plástico. Ele pode então ser encaixado em um trilho DIN padrão ou aparafusado dentro de um gabinete usando um conjunto de chapa metálica.
Fiação: Use fios AWG nº 24 - nº 12 conectados diretamente aos dois conjuntos de blocos terminais conectáveis de 48 pontos. Os pontos de terminação da blindagem devem estar em uma barra de aterramento separada.
Avisos importantes:
Certificação para locais perigosos: O IS200TDBSH2A não foi projetado para locais perigosos. Se necessário para locais perigosos, o modelo IS200TDBSH8A deverá ser selecionado.
Restrição de uso da placa opcional: As placas opcionais de saída discreta (WROBH1A, WROFH1A, WROGH1A) não são certificadas para locais perigosos e, portanto, não devem ser usadas com a placa terminal TDBS em áreas perigosas.
Versão do software: Não substitua um TDBSH2A por um TDBSH8A sem primeiro instalar o conjunto de software ControlST versão 4.05 ou posterior.
Diagnóstico e configuração
