Emerson
VE4005S2B2
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O VE4005S2B2 é um conjunto de interface de E/S totalmente integrado e compatível de fábrica dentro do subsistema de E/S tradicional da Emerson DeltaV™ série M. Este conjunto compreende dois componentes essenciais: a placa de saída analógica (AO) Série-2 KJ3221X1‑BA1 com HART e o bloco terminal de E/S com fusível KJ4001X1‑CB1 . Projetado para instalações simplex (não redundantes), o VE4005S2B2 fornece oito canais de saída analógica de 4–20 mA isolados individualmente com capacidade de passagem HART, fornecendo sinais de controle precisos para elementos de controle finais, como válvulas, posicionadores e atuadores em ambientes de automação de processos.
O VE4005S2B2 foi projetado para atender aos exigentes requisitos do controle de processo moderno, combinando alta precisão, isolamento robusto e recursos avançados de diagnóstico em um formato plug-and-play compacto. Ele é totalmente compatível com controladores DeltaV série M (MQ, MX, PK) e suportes horizontais ou VerticalPlus, e suporta adição e substituição on-line sob alimentação (troca a quente) quando instalado com uma fonte de alimentação com classificação FM aprovada, conforme detalhado nas diretrizes de instalação Classe I Divisão 2. O bloco terminal com fusível fornece proteção integral contra sobrecorrente por canal, simplificando a fiação de campo e reduzindo a contagem de componentes externos, reduzindo assim os custos de capital e de instalação.
Esta introdução ao produto oferece uma visão geral abrangente do VE4005S2B2, abrangendo as aplicações pretendidas, principais benefícios, especificações técnicas detalhadas em formato tabular, informações de certificação, dados de pedido e considerações essenciais de instalação e segurança. Todas as informações são derivadas da folha de dados oficial do produto de E/S tradicional DeltaV série M e das instruções de instalação em locais perigosos FM/ATEX (documento 12P1293).
Visão geral do produto e contexto do sistema
O VE4005S2B2 é membro da família de E/S Tradicional DeltaV série M, que é conhecida por sua modularidade, design montável em campo e facilidade de manutenção. Os subsistemas de E/S tradicionais são implantados perto dos dispositivos de campo, reduzindo significativamente a fiação e eliminando a necessidade de extensos painéis de triagem. O VE4005S2B2 atende especificamente aos requisitos de saída analógica, convertendo sinais de controle digital do controlador DeltaV em sinais de corrente de 4–20 mA de alta precisão que acionam atuadores de campo. O suporte integrado ao protocolo HART (Highway Addressable Remote Transducer) permite a comunicação digital bidirecional pelo mesmo loop de dois fios, permitindo que os usuários acessem diagnósticos do dispositivo, dados de calibração e variáveis secundárias por meio do AMS Device Manager da Emerson sem fiação adicional.
O VE4005S2B2 foi projetado para operação simplex, o que significa uma única placa por interface de E/S. Para aplicações críticas que exigem redundância, uma versão redundante está disponível usando a mesma placa KJ3221X1‑BA1 montada em um bloco de terminais redundante de duas larguras (modelo VE4035S2B1 ou similar), mas o próprio VE4005S2B2 é o conjunto simplex com fusível. O bloco terminal com fusíveis (KJ4001X1‑CB1) incorpora um fusível substituível de 2,0 A por canal (lado do campo), protegendo tanto a placa quanto o dispositivo de campo contra condições de sobrecorrente. Este fusível integral elimina a necessidade de porta-fusíveis externos, economizando espaço no painel e trabalho de instalação.
Principais benefícios e vantagens funcionais
Redução de custos de capital – O VE4005S2B2 aproveita a modularidade total do sistema. Os usuários podem adquirir interfaces de E/S em grupos de 8 canais conforme necessário, dimensionando o sistema de forma incremental. O bloco terminal com fusível reduz os componentes externos e a capacidade de montar a interface em caixas de junção de campo minimiza o espaço ocupado pela sala de controle e os longos cabos multicondutores.
Economia de tempo de instalação e despesas – O design plug-and-play permite que o bloco de terminais seja pré-instalado na loja antes da instalação da placa de E/S. A placa simplesmente se conecta ao suporte de interface de E/S e o bloco de terminais se encaixa diretamente, sem fiação adicional. O sistema de codificação (posições de chave exclusivas para cada tipo de cartão) garante que apenas o cartão AO correto possa ser inserido no bloco terminal com fusível, eliminando erros de instalação e economizando tempo de comissionamento.
Produtividade aprimorada – O VE4005S2B2 suporta adição e substituição on-line. Com a alimentação do sistema energizada (sob condições específicas), o cartão pode ser removido ou inserido sem interromper o processo, desde que a alimentação de campo esteja desenergizada e apenas um cartão seja manuseado por vez. O DeltaV Explorer reconhece automaticamente novo hardware e atribui configurações básicas.
Disponibilidade do processo – Embora o VE4005S2B2 seja um conjunto simplex, seu design incorpora alto isolamento (1.500 V CC testado na fábrica) e LEDs de diagnóstico robustos (energia, erro e status do canal) para facilitar a rápida identificação de falhas. A passagem HART permite a manutenção preditiva, reduzindo o tempo de inatividade não planejado.
Adequação para locais perigosos – O VE4005S2B2 possui certificações FM, CSA, ATEX e IEC‑Ex para áreas perigosas Classe I, Divisão 2 (Grupos A, B, C, D) e Zona 2. A classificação do circuito de campo para a placa KJ3221X1‑BA1 é Não-inflamável (energia limitada) com parâmetros de segurança definidos (Voc, Isc, Ca, La), permitindo a conexão a dispositivos de campo em locais classificados sem a necessidade de barreiras de segurança intrínsecas em muitos casos, desde que o aparelho conectado atenda aos limites especificados.
Notas de aplicação e uso
O VE4005S2B2 é normalmente implementado em circuitos de controle de processo contínuo onde é necessária uma saída de corrente precisa para posicionar válvulas de controle, acionamentos de velocidade variável ou outros atuadores moduladores. O modem HART integrado permite a comunicação digital sem afetar o sinal analógico, permitindo gerenciamento de ativos, calibração remota e coleta de dados de diagnóstico por meio do AMS Device Manager. A placa suporta passagem HART para todos os oito canais, com um tempo de varredura típico de 600 a 800 ms por canal habilitado, garantindo atualizações oportunas das variáveis do processo.
O bloco terminal com fusível fornece um fusível de 2,0 A por canal. Este fusível pode ser substituído em campo e foi projetado para proteger contra falhas na fiação ou curtos-circuitos do atuador. O tipo de fusível é de ação lenta ou de retardo (consulte as especificações do kit de fusíveis). O bloco terminal aceita fiação de campo padrão (tamanho de fio recomendado de 0,5 a 2,5 mm² / 20–14 AWG) e inclui polaridade e numeração de canal claramente marcadas.
Ao planear a instalação, tenha em atenção que o VE4005S2B2 necessita de uma ranhura de suporte correspondente com a codificação correta. As posições das teclas do cartão (marcadas na lateral do cartão) são configuradas de fábrica para corresponder ao bloco de terminais. O bloco terminal com fusível é codificado especificamente para a placa AO; a tentativa de inserir um tipo de cartão diferente (por exemplo, AI ou DI) é impedida mecanicamente.
Para expansões do sistema, o VE4005S2B2 pode ser instalado sob alimentação (hot-swap) desde que as condições de segurança sejam atendidas. Esse recurso minimiza o tempo de inatividade do processo durante a manutenção ou atualizações de capacidade. Após a inserção, o sistema DeltaV detecta automaticamente o novo cartão e atribui uma configuração básica, que pode então ser personalizada na estratégia de controle.
Manutenção e solução de problemas
Indicadores LED: A placa possui um LED de alimentação verde e um LED de erro vermelho. LEDs de status de canal individuais indicam atividade de saída ou condições de falha (por exemplo, circuito aberto, curto-circuito ou sobrecorrente). Consulte os diagnósticos do DeltaV para obter códigos de erro detalhados.
Substituição do fusível: Se um fusível do canal queimar, substitua-o somente pelo fusível aprovado do kit KJ4010X1‑BC1 (peça 55P0587X012). Certifique-se de que a alimentação de campo seja removida antes da substituição do fusível.
Substituição da placa: Para uma placa defeituosa, com a alimentação do sistema energizada (e a alimentação de campo desenergizada), remova a placa antiga e insira a nova. A codificação garante a inserção correta. Após a substituição, o sistema reativa automaticamente o cartão.
Inspeção Periódica: Em ambientes químicos agressivos, inspecione o plástico do bloco de terminais e os porta-fusíveis quanto a degradação. Se for observada qualquer rachadura ou descoloração, substitua o bloco terminal.
Especificações técnicas detalhadas
As tabelas a seguir apresentam dados técnicos abrangentes para a montagem VE4005S2B2. Todos os valores são derivados da documentação oficial do produto Emerson e são aplicáveis em toda a faixa de temperatura operacional, salvo indicação em contrário.
Tabela 1: Especificações Gerais para VE4005S2B2 (Nível de Montagem)
Parâmetro |
Especificação |
|---|---|
Designação do Produto |
VE4005S2B2 – Bloco de terminação de E/S com fusível com placa HART AO de 8 canais (Simplex) |
Modelo de placa de E/S |
KJ3221X1‑BA1 (saída analógica série 2 com HART) |
Modelo de bloco terminal |
KJ4001X1‑CB1 (bloco terminal de E/S com fusível) |
Número de canais |
8 (isolado individualmente) |
Tipo de sinal |
Saída analógica, 4–20 mA (com comunicação digital HART) |
Alcance total do sinal |
1 a 23 mA (capacidade de sobrefaixa) |
Precisão sobre temperatura |
±0,25% da amplitude (incluindo desvio acima de –40 a 70 °C) |
Resolução |
Conversor D/A de 12 bits (fornece resolução de passo fino) |
Conformidade de saída |
Alimentação de 20 mA a 21,6 V CC em carga de 700 Ω (resistência máxima de carga) |
Calibração |
Calibrado de fábrica; dados de calibração armazenados no cartão – não é necessária calibração em campo |
Corrente do barramento local (12 V CC nominal) |
Simplex: 100 mA típico, 150 mA máximo |
Potência do Circuito de Campo |
Máximo de 300 mA a 24 V CC (+10%), fornecido pela alimentação de campo com barramento |
Isolamento |
Cada canal isolado opticamente do sistema; testado em fábrica para 1.500 V CC (sistema para campo) |
Fusível Opcional |
2,0 A por canal (lado do campo), substituível (parte do KJ4001X1‑CB1) |
Suporte à comunicação HART |
passagem HART para AMS Device Manager; relatórios de variáveis e status para funções de controle |
Tempo de varredura HART |
600 – 800 ms (típico) por canal habilitado |
Temperatura operacional |
–40 a 70 °C (–40 a 158 °F) – consulte a nota sobre a vida útil em altas temperaturas |
Temperatura de armazenamento |
–40 a 85 °C (–40 a 185 °F) |
Umidade relativa |
5 a 95% sem condensação |
Contaminantes transportados pelo ar |
ISA‑S71.04‑1985 Classe G3 com revestimento isolante |
Classificação de proteção |
IP20 |
Choque |
10 g, ½ onda senoidal por 11 ms |
Vibração |
1 mm pico a pico de 5 a 16 Hz; 0,5 g de 16 a 150 Hz |
Dimensões (por cartão) |
Altura 10,7 cm (4,2 pol.), Largura 4,1 cm (1,6 pol.), Profundidade 10,5 cm (4,1 pol.) |
Tipo de bloco terminal |
Terminação tipo parafuso com fusível para fiação de campo; aceita dispositivos de 2 fios |
Tabela 2: Características Elétricas – Saída Analógica (Por Canal)
Parâmetro |
Valor |
|---|---|
Faixa de saída nominal |
4 a 20 mA (linear) |
Faixa utilizável |
1 a 23 mA (detecção de sobrefaixa disponível) |
Tensão de conformidade de saída |
Mínimo de 21,6 V CC a 20 mA (com alimentação de 24 V CC e carga de 700 Ω) |
Resistência Máxima à Carga |
Alimentação de 700 Ω @ 21,6 V; reduz com menor oferta |
Precisão (inclui linearidade, histerese, repetibilidade) |
±0,25% da amplitude em toda a faixa de temperatura |
Repetibilidade |
±0,05% da amplitude |
Resolução |
12 bits (aproximadamente 0,025% da faixa completa) |
Deriva de temperatura |
Incluído na especificação de precisão |
Tempo de resposta |
Não especificado – típico para controle de processo; Atualizações HART no momento da varredura |
Ondulação de saída |
< 10 mV pico a pico (típico) |
Proteção contra curto-circuito |
Protegido por fusível por canal (2,0 A) e limitação de corrente interna |
Detecção de Circuito Aberto |
Suportado por diagnósticos HART e alertas de hardware |
Tabela 3: Isolamento e Resistência Dielétrica
Parâmetro |
Especificação |
|---|---|
Tipo de isolamento |
Isolamento do acoplador óptico entre cada canal e a lógica do sistema |
Tensão de teste de isolamento |
1500 V CC (testado em fábrica) entre os circuitos de campo e o lado do sistema |
Isolamento canal a canal |
Não isolados entre si (retorno de campo comum) – cada canal é isolado apenas do sistema |
Tensão de modo comum |
±0,7 V CC máximo entre canais (se referenciado) – mas o isolamento é apenas do sistema para o campo |
Tabela 4: Classificação do circuito de campo para locais perigosos (parâmetros à prova de incêndio)
A placa KJ3221X1‑BA1 dentro do VE4005S2B2 é classificada como Não Incêndio para Classe I, Divisão 2, Grupos A, B, C, D (e Zona 2). Os seguintes limites devem ser observados ao conectar dispositivos de campo.
Parâmetro |
Valor |
Descrição |
|---|---|---|
Voc |
28,7 V |
Tensão máxima de circuito aberto que pode ser fornecida à área perigosa por canal |
Isc |
33 mA |
Corrente máxima de curto-circuito por canal |
Ca (capacitância) |
17 µF |
Capacitância externa máxima permitida (incluindo cabo e dispositivo) que pode ser conectada |
La (Indutância) |
11mH |
Indutância externa máxima permitida (incluindo cabo e dispositivo) que pode ser conectada |
Vmáx (dispositivo) |
Deve ser ≥ Voc |
O aparelho conectado deve ter Vmax ≥ 28,7 V |
Imax (dispositivo) |
Deve ser ≥ Isc |
O aparelho conectado deve ter Imax ≥ 33 mA |
Ci (dispositivo) |
≤Ca |
Capacitância desprotegida do aparelho conectado ≤ 17 µF |
Li (dispositivo) |
≤ La |
Indutância desprotegida do aparelho conectado ≤ 11 mH |
Importante: O circuito de campo é à prova de incêndio somente quando o dispositivo conectado atende aos parâmetros acima e é aprovado pela FM para fiação à prova de incêndio. Os circuitos não inflamáveis não devem ser interligados com circuitos sem arco. Consulte o documento de instalação 12P1293 para práticas detalhadas de fiação.
Tabela 5: Requisitos de fonte de alimentação
Tipo de fornecimento |
Parâmetro |
Valor |
|---|---|---|
Energia do sistema (barramento local) |
Tensão |
12 V CC nominal (da portadora) |
Atual (Simplex) |
100 mA típico, 150 mA máximo por placa |
|
Potência de Campo (Bussed) |
Tensão |
24 V CC (+10%, ou seja, 26,4 V máx.) |
Atual (por cartão) |
Máximo de 300 mA (total para todos os 8 canais) |
|
Fusível |
2,0 A por canal (lado do campo) – substituível |
|
Certificação de fonte de alimentação |
Deve ser aprovado pela FM para Classe I Div 2 com Voc ≤ 12,6 V e Lo ≤ 23 µH para capacidade de troca a quente |
Tabela 6: Indicadores e Diagnósticos
Recurso |
Descrição |
|---|---|
LED de energia |
Verde – indica que a alimentação do sistema está presente na placa |
LED de erro interno |
Vermelho – indica uma falha de hardware ou erro de comunicação |
LEDs de status do canal |
Oito LEDs individuais (um por canal) – fornecem indicação visual rápida do status da saída (ligado/desligado, falha) |
Alertas de hardware |
Relatório automático de erros de integridade (primário e secundário em versões redundantes, mas para simplex, relata falhas de canal) |
Explorador de diagnóstico |
Saúde e status de cada canal disponível através do DeltaV Diagnostics Explorer |
Status HART |
Variável e status do dispositivo relatados ao controlador para controle e manutenção |
Tabela 7: Especificações ambientais e mecânicas (comuns a todas as E/S da série M)
Parâmetro |
Valor |
|---|---|
Faixa de temperatura operacional |
–40 °C a +70 °C (–40 °F a +158 °F) * |
Temperatura de armazenamento |
–40 °C a +85 °C (–40 °F a +185 °F) |
Umidade relativa |
5% a 95% (sem condensação) |
Proteção contra corrosão |
O revestimento isolante atende à ISA‑S71.04‑1985 Classe G3 |
Proteção de entrada |
IP 20 (adequado para instalação fechada) |
Resistência ao choque |
10 g, ½-seno, 11 ms |
Resistência à vibração |
1 mm pico a pico (5–16 Hz); 0,5 g (16–150 Hz) |
Dimensões (por cartão) |
A 107 mm (4,2 pol.) × L 41 mm (1,6 pol.) × P 105 mm (4,1 pol.) |
Peso |
Aprox. 0,3 kg (0,66 lb) por cartão; bloco terminal adiciona aprox. 0,2kg |
*Nota: A operação contínua no limite superior de temperatura pode reduzir a vida útil esperada. Consulte o white paper da Emerson 'Efeitos do calor e do fluxo de ar dentro de um gabinete' para obter orientação sobre redução de capacidade.
Tabela 8: Compatibilidade e Requisitos do Sistema
Item |
Exigência |
|---|---|
Controladores Suportados |
Controladores MQ, MX, PK (série M) – também compatíveis com controladores da série S na mesma rede de controle de área DeltaV a partir da versão 11.3.1 |
Compatibilidade de operadora |
Suportes horizontais ou VerticalPlus da série M (8 ou 4 larguras) – não são fisicamente compatíveis com os suportes da série S |
Versão do software |
Para VE4005S2B2 (com KJ3221X1‑BA1), requer DeltaV v10.3.1 ou posterior (observação: versões anteriores podem usar número de modelo diferente KJ3221X1‑BA2, mas VE4005S2B2 é compatível com v10.3.1) |
Codificação do bloco terminal |
Posição de chave exclusiva – o cartão KJ3221X1‑BA1 possui um código de chave específico que corresponde ao bloco de terminais com fusível, evitando a inserção de tipos de cartão errados |
Suporte de redundância |
VE4005S2B2 é apenas simplex. Para redundância, utilize um bloco terminal redundante (por exemplo, VE4035S2B1) com duas placas. |
Rescisão em massa |
Para fiação de alta densidade, está disponível um bloco de terminação de massa de 16 pinos (VE4005S2B3), mas VE4005S2B2 é a versão com terminal de parafuso com fusível. |
Tabela 9: Informações para pedidos (Extrato para VE4005S2B2)
Descrição |
Número do modelo |
|---|---|
Interface de E/S de saída analógica com fusível, 8 canais, 4–20 mA HART (Simplex) – inclui placa KJ3221X1‑BA1 e bloco de terminais com fusível KJ4001X1‑CB1 |
VE4005S2B2 |
Bloco terminal padrão alternativo (sem fusível) |
VE4005S2B1 |
Bloco terminal padrão redundante |
VE4035S2B1 |
Bloco de terminação em massa de 16 pinos (simplex) |
VE4005S2B3 |
Nota: O número do modelo VE4005S2B2 está listado com um asterisco duplo no PDS, indicando suporte do DeltaV v10.3.1 e posterior. Para versões anteriores, pode ser necessário um número de peça diferente (KJ3222X1‑BA2 ou equivalente).
Tabela 10: Certificações e Aprovações para Áreas Classificadas
O conjunto VE4005S2B2 (placa e bloco terminal) possui as seguintes certificações, de acordo com os componentes individuais. A placa KJ3221X1‑BA1 é certificada; o bloco terminal é passivo, mas deve ser usado na configuração aprovada.
Organismo de Certificação |
Padrão / Marcação |
Classificação |
|---|---|---|
FM (EUA) |
Classe I, Divisão 2, Grupos A, B, C, D, T4 |
Adequado para uso em locais perigosos como circuitos de campo não inflamáveis |
cFM (Canadá) |
Classe I, Divisão 2, Grupos A, B, C, D, T4 |
Igual ao acima |
ATEX |
II 3G Ex ec IIC T4 Gc (ou Ex nA nC IIC T4 Gc) |
Zona 2, adequada para operação à prova de incêndio |
IEC-Ex |
II 3G Ex ec IIC T4 Gc |
Zona 2, não inflamável |
CE |
EN61326-1 (EMC) |
Compatibilidade eletromagnética para ambientes industriais |
Marinho |
IACS E10, ABS, DNV |
Adequado para aplicações marítimas (ver certificados específicos) |
Avisos importantes de instalação (do documento 12P1293):
A alimentação deve ser desenergizada antes de desconectar os transportadores, cabos extensores ou terminadores.
A alimentação de campo com barramento deve ser desenergizada antes de remover ou inserir a placa.
Somente um cartão pode ser removido ou inserido por vez com a alimentação do sistema energizada e somente quando a fonte de alimentação do sistema atender aos parâmetros aprovados pela FM (Voc ≤ 12,6 V, Lo ≤ 23 µH).
Os circuitos não inflamáveis e sem arco não devem ser interligados.
Os fusíveis substituíveis (tipo KJ4010X1‑BC1, individual 55P0587X012) devem ser inspecionados periodicamente quanto à degradação do material do invólucro de poliamida 6 se expostos a determinados produtos químicos.
Para instalações em áreas perigosas, consulte as instruções de instalação Classe I, Divisão 2 (12P1293) e Zona 2 (12P2046).