ABB AI930S 3KDE175511L9300 Analog Giriş Modülü

AI930S (AI4H‑Ex), ABB Yetenek™ Sistemi 800xA® ve S900 Remote I/O ailesi içinde yer alan, endüstriyel proses kontrolü ve otomasyon uygulamaları için özel olarak tasarlanmış, yüksek performanslı, son derece güvenilir bir analog giriş modülüdür. Modül, dört adet bağımsız 4…20 mA akım sinyali giriş kanalına ve entegre HART® iletişim protokolü desteğine sahiptir; analog sinyal edinimi ve dijital bilgi alışverişinin ikili işlevselliği için akıllı vericilere doğrudan bağlantı sağlar.

S900 I/O Type S serisine ait olan AI930S, tehlikeli alanlarda (Bölge 1) kurulum için tasarlanmıştır ve kendinden güvenli (Ex i) saha cihazlarına bağlanabilir. Petrol ve gaz, petrokimya, ilaç ve enerji üretimi gibi sıkı güvenlik ve güvenilirlik gereksinimleri olan endüstriler için uygundur. Modül, PROFIBUS‑DP/DPV1 fieldbus iletişimini destekleyerek AC800M, AC800F ve AC870P gibi ABB kontrol sistemlerinin yanı sıra GSD dosyaları veya DTM araçları aracılığıyla üçüncü taraf PROFIBUS ana sistemleriyle sorunsuz entegrasyona olanak tanır.

Modül, elektrik izolasyonu, hat izleme, arıza teşhisi, Çalışırken Değiştirilebilir ve Çalışırken Çalışırken Yapılandırma (HCIR) gibi gelişmiş özellikleri bir araya getirerek sistem kullanılabilirliğini artırırken kurulum, devreye alma ve bakım maliyetlerini önemli ölçüde azaltır. Sağlam yapısı, onu zorlu endüstriyel ortamlara uygun hale getiren G3 korozyon koruma kaplamasıyla tamamlanmaktadır.

---

2. Temel Özellikler ve Faydalar

2.1 Kendinden Güvenli Tasarım ve Yüksek Güvenilirlik

AI930S, Bölge 1 tehlikeli alanlarda kullanım için ATEX sertifikalıdır. Doğrudan sahaya kurularak sinyal kablosu uzunluklarını, yönlendirme kabinlerini, sistem maliyetlerini ve olası arıza noktalarını azaltır. Modül içindeki tam elektriksel izolasyon (giriş veri yolu gücü), toprak döngüsü parazitini ve ortak mod voltaj etkilerini etkili bir şekilde önleyerek doğru sinyal alımını sağlar.

2.2 Entegre HART İletişim Yeteneği

Modülde, 4…20 mA döngüsü aracılığıyla HART akıllı cihazlarıyla doğrudan iletişim sağlayan yerleşik bir Birincil HART Master bulunur ve aşağıdakiler desteklenir:

• Döngüsel HART Değişken Okuması (en fazla 8 kayan nokta değişkeni, örneğin sıcaklık, basınç, akış)

• HART Durum Yoklaması (cihaz alarmlarının, konfigürasyon değişikliklerinin, iletişim hatalarının gerçek zamanlı tespiti)

• Döngüsel olmayan HART Parametre Yapılandırması (DTM araçları veya DPV1 uyumlu master'lar aracılığıyla)

2.3 Yüksek Doğruluk ve Kararlılık

Modül 16 bitlik bir ADC dönüştürücü kullanır. Ölçülen değerler μA cinsinden iletilir (örn. 4 mA, 4000'e karşılık gelir). Seçilebilir iki ölçüm aralığını destekler: 0…20 mA ve 4…20 mA. Yapılandırılabilir bir PT1 filtre algoritması (zaman sabitleri: 0,1 sn ila 29,2 sn), alan gürültüsünü etkili bir şekilde bastırmak ve sinyal stabilitesini geliştirmek için yerleşiktir.

2.4 Esnek Konfigürasyon ve Parametrelendirme

İki parametrelendirme modu desteklenir:

• Mod 1: Hızlı dağıtıma uygun, modül düzeyinde birleştirilmiş parametre ayarları.

• Mod 2: Kanal başına bağımsız parametre ayarları; ölçüm aralıklarının, filtre sürelerinin, arıza yedek değerlerinin vb. esnek şekilde yapılandırılmasına olanak tanır.

2.5 Kapsamlı Teşhis ve İzleme

• Hat İzleme: Kablo kopması (< 2 mA), kısa devre (< 1,5 V), aşırı yük vb. için teşhisleri destekler.

• HART İletişim Durumu İzleme: Cihaz iletişim anormallikleri veya durum biti değişiklikleri hakkında gerçek zamanlı geri bildirim sağlar.

• Modül Sağlık Durumu: Modül ve kanal hatalarını standart PROFIBUS teşhis telgrafları aracılığıyla raporlar.

2.6 Artıklık ve Yüksek Kullanılabilirlik

Güç yedekliliğini ve iletişim yedekliliğini destekler (yedekli bir iletişim arayüzü CI920 gerektirir). Sistem çalışması sırasında modülün değiştirilmesine veya konfigürasyon değişikliklerine olanak tanıyan Çalışırken Değiştirme ve Çalışırken Yapılandırma (HCIR) özelliklerine sahiptir ve sistemin çalışma süresini önemli ölçüde artırır.

2.7 Kolay Kurulum ve Bakım

DIN rayı montajını destekleyen S900 serisinin birleşik mekanik tasarımını ve terminal bloklarını kullanır. Modülün ön tarafındaki durum LED'leri yerinde hızlı tanılamayı kolaylaştırır. ABB'nin DTM araçları veya SMART VISION yazılımıyla birlikte kullanıldığında grafik konfigürasyon, gerçek zamanlı izleme ve geçmiş veri analizi etkinleştirilir.

2.8 Sistem Entegrasyonunun Avantajları

• ABB System 800xA ve Symphony Plus gibi büyük ölçekli DCS sistemleriyle tam uyumludur.

• Üçüncü taraf PROFIBUS ağlarına kolay entegrasyon için standart GSD dosyaları sağlanmıştır.

• Birleşik cihaz tipi yönetimi ve parametre konfigürasyonu için FDT/DTM çerçevesini destekler.

  
  

---

3. Uygulama Alanları

AI930S modülü aşağıdaki endüstriyel senaryolarda yaygın olarak kullanılmaktadır:

1. Proses Kontrolü
   Sıcaklık, basınç, akış ve seviye gibi analog sinyallerin alınması için. Rafinaj, kimya, ilaç ve su arıtma endüstrilerinde uygulanabilir.

2. Güvenlik İzleme Sistemleri
   Gaz konsantrasyonu, alev ve titreşim gibi güvenlik parametrelerinin gerçek zamanlı izlenmesi için tehlikeli alanlarda kendinden güvenlikli sensörlerin bağlanması.

3. Çevresel İzleme ve Enerji Yönetimi
   Enerji verimliliği analizini ve çevresel uyumluluğu desteklemek için enerji tüketimi verilerinin (örn. akım, güç faktörü) ve emisyon parametrelerinin (örn. SO₂, NOₓ) toplanması.

4. Ekipman Sağlığı Yönetimi
   Kestirimci bakımı etkinleştirmek için HART değişkenleri (örn. valf konumu, aktüatör sıcaklığı, sensör ömrü) aracılığıyla dahili cihaz durumunun okunması.

   
   

---

4. Kurulum ve Bağlantı Yönergeleri

4.1 Elektrik Bağlantısında Dikkat Edilecek Hususlar

• AI930S, 2 kablolu vericiler için döngü gücü (yaklaşık 15 VDC) sağlayan aktif bir giriş modülüdür.

• Toplam döngü voltajı düşüşü hesaplanmalıdır:
  Utotal=Utransmitter+Imax×Rcable≤15VUtotal=Utransmitter+Imax×Rcable≤15V

• Birden fazla vericinin ortak bir toprağı paylaşması durumunda, topraklama döngülerinden kaynaklanan ölçüm hatalarını önlemek için vericilerin çıkış tarafında elektriksel izolasyona sahip olması önerilir.

4.2 Kendinden Güvenli Cihazların Bağlantısı

Bölge 0/1'de kendinden emniyetli cihazlar bağlanırken EN 50039 standartlarına uyulmalıdır. Aşağıdaki parametreleri karşılaştırın:

• Modül Çıkışı: Uo,Io,Po,Lo,CoUo,Io,Po,Lo,Co

• Cihaz Girişi: Ui,Ii,Pi,Li,CiUi,Ii,Pi,Li,Ci

• Kablo Parametreleri: Lc,CcLc,Cc

Uo≤UiUo≤Ui, Io≤IiIo≤Ii, Lo≥Li+LcLo≥Li+Lc, Co≥Ci+CcCo≥Ci+Cc olduğundan emin olun.

4.3 Kablo Seçimi ve Kablolama

• Ekranın tek nokta topraklamasına sahip ekranlanmış çift bükümlü kablolar kullanın.

• Güç kablolarına paralel koşmaktan kaçının; ≥30 cm'lik minimum mesafeyi koruyun.

• Gerilim düşüşünü ve gürültü girişimini en aza indirmek için kablo uzunluklarını mümkün olduğunca kısa tutun.

  
  

---

5. Parametre Yapılandırması ve Veri Eşleme

5.1 GSD Dosya Seçimi

• ABB_04D2.GSD : Mod 2 (kanal bazında parametrelendirme, İngilizce)

• ABB_04D2.GSG : Mod 2 (Almanca)

• ABB104D2.GSD : Mod 1 (modül bazında parametrelendirme, İngilizce)

• ABB104D2.GSG : Mod 1 (Almanca)

5.2 Ölçüm Aralığı ve HART Etkinleştirme

5.3 Filtre / Sönümleme Ayarı

Seçilebilir filtre süresi sabitleri: KAPALI, 0,1 sn, 2,6 sn, 29,2 sn.
HART iletişimi etkinleştirildiğinde sinyal stabilitesini sağlamak için ≥100 ms'lik bir filtre ayarı önerilir.

5.4 Arıza İkame Değer Stratejisi

• Min Değer: Hata durumunda 3,6 mA (4…20 mA aralığı için) veya 0 mA (0…20 mA aralığı için) çıkış verir.

• Maksimum Değer: Hata durumunda 22 mA çıkış verir.

• Son Geçerli Değer: Son geçerli örneklenmiş değeri tutar.

  
  

---

6. Teşhis ve Bakım

6.1 Durum İzleme ve Alarmlar

Modül, aşağıdakileri içeren PROFIBUS teşhis telgrafları aracılığıyla gerçek zamanlı durumu bildirir:

• Güç kaynağı anormallikleri

• İletişim kesintileri

• Kanal kablo kopması/kısa devre/aşırı yük

• HART cihazı iletişim hataları

• Modül aşırı sıcaklığı

6.2 Sorun Giderme Adımları

1. Güç kaynağını ve kablo bağlantılarını kontrol edin.

2. PROFIBUS adresini ve baud hızı ayarlarını doğrulayın.

3. Ayrıntılı teşhis bilgilerini okumak için DTM veya SMART VISION'ı kullanın.

4. Verici besleme voltajının gereksinimleri karşılayıp karşılamadığını doğrulayın.

5. HART cihaz adresini ve iletişim parametrelerini onaylayın.

6.3 Çalışırken Değiştirme Prosedürü

1. Kontrol sisteminde Hot Swap fonksiyonunun etkinleştirildiğinden emin olun.

2. Kontrol sisteminin etkilenen kısmının enerjisini kesin veya bakım moduna alın.

3. Arızalı modülü çıkarın ve yedek modülü takın.

4. Sistem, konfigürasyonun indirilmesine gerek kalmadan iletişimi otomatik olarak tanır ve geri yükler.

   
   

---

7. Uyumluluk ve Sistem Entegrasyonu

7.1 ABB Kontrol Sistemleriyle Entegrasyon

• AC870P: DTM aracılığıyla entegre edilmiştir, LSB durum formatını ve otomatik veri ölçeklendirmeyi destekler.

• AC800F: GSD içe aktarımını veya şablonlarını kullanır; MSB durum formatı önerilir.

• AC800M: HWD dosyaları aracılığıyla entegre edilmiştir, yüzde ölçeklendirmeyi ve durum birleştirmeyi destekler.

7.2 Üçüncü Taraf Sistem Entegrasyonu

• Çoğu ana PLC ve DCS ile uyumlu standart PROFIBUS GSD dosyaları sağlanır.

• Gelişmiş konfigürasyon ve tanılama FDT/DTM çerçevesi aracılığıyla gerçekleştirilebilir.

7.3 Yazılım Aracı Desteği

• ABB Cihaz Kütüphanesi: Eksiksiz DTM paketini ve simgelerini içerir.

• SMART VISION: HART cihazı yapılandırması ve izlenmesi için.

• Control Builder: AC800 serisinin programlanması ve donanım konfigürasyonu için.