ABB 07 AC 91 GJR5252300R0101 Mô-đun đầu vào/đầu ra tương tự

07 AC 91 là mô-đun đầu vào/đầu ra tương tự có hiệu suất cao, rất linh hoạt trong dòng hệ thống ABB Advant Controller 31. Được thiết kế như một mô-đun từ xa trên bus hệ thống CS31, nó tạo điều kiện chuyển đổi chính xác và đáng tin cậy giữa tín hiệu cảm biến tương tự hiện trường và tín hiệu số của bộ điều khiển trong các hệ thống điều khiển tự động hóa công nghiệp. Với khả năng cấu hình mạnh mẽ, chức năng chẩn đoán tuyệt vời và thiết kế mạnh mẽ, mô-đun này được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp khác nhau như điều khiển quá trình, giám sát thiết bị và thu thập dữ liệu.

Tính năng cốt lõi của mô-đun nằm ở khả năng cấu hình cao của 16 kênh. Người dùng có thể chọn giữa hai chế độ hoạt động riêng biệt thông qua công tắc DIP trên mô-đun, cho phép cân bằng tối ưu giữa số kênh, loại tín hiệu, độ phân giải và chức năng đầu vào/đầu ra dựa trên nhu cầu ứng dụng thực tế. Nó hoạt động trên điện áp nguồn 24V DC và có giao diện bus CS31 cách điện, đảm bảo khả năng giao tiếp hệ thống ổn định và khả năng chống ồn mạnh mẽ.

2. Tính năng thiết kế và phần cứng

Mô-đun 07AC91 sử dụng thiết kế mô-đun nhỏ gọn với kết cấu chắc chắn phù hợp với môi trường công nghiệp.

1. Hình thức và màn hình: Mặt trước tích hợp các yếu tố vận hành và hiển thị trực quan, bao gồm:

• 8 đèn LED chẩn đoán/chọn kênh màu xanh lá cây: Được sử dụng để biểu thị kênh hiện được chọn hoặc hiển thị thông tin chẩn đoán (số kênh ở dạng thập lục phân).

• 8 đèn LED hiển thị giá trị tương tự màu xanh lá cây: Cung cấp biểu diễn trực quan theo kiểu biểu đồ thanh của giá trị tương tự cho kênh đã chọn, cho phép kiểm tra nhanh chóng tại chỗ.

• 1 đèn LED báo lỗi màu đỏ: Sáng lên khi xảy ra lỗi mô-đun (ví dụ: đo ngoài phạm vi).

• 1 nút kiểm tra: Được sử dụng để chọn kênh thủ công, kích hoạt màn hình chẩn đoán, tiến hành kiểm tra đèn LED và xác nhận lỗi.

• Giấy bạc ở mặt trước có ghi nhãn rõ ràng, bao gồm việc gán địa chỉ cho các chế độ vận hành khác nhau, tạo điều kiện thuận lợi cho việc cài đặt và vận hành.

2. Kết nối và cách ly điện:

• Mô-đun này có các khối đầu cuối loại vít có thể tháo rời để nối dây dễ dàng. Bộ cấp nguồn và đầu cuối bus CS31 hỗ trợ dây dẫn lên đến 2,5 mm2 (hoặc hai dây 1,5 mm2). Tất cả các thiết bị đầu cuối tín hiệu tương tự khác đều hỗ trợ dây dẫn lên đến 1,5 mm2.

• Cách ly điện quan trọng được thực hiện: Giao diện bus hệ thống CS31 được cách ly hoàn toàn về điện với phần còn lại của mạch bên trong mô-đun. Điều này ngăn chặn hiệu quả hiện tượng nhiễu trên bus ảnh hưởng đến việc xử lý tín hiệu analog và tăng cường độ an toàn của hệ thống. Ngoài ra, đầu vào nhị phân (đầu cuối 25/26) được sử dụng để kích hoạt đầu ra analog cũng được cách ly.

• Lưu ý quan trọng: Không có cách ly điện trong mô-đun giữa mạch tương tự bên trong (bao gồm AGND nối đất tham chiếu cho tất cả các kênh I/O tương tự) và nguồn điện (đầu M của 24V DC). Hiệu điện thế tối đa cho phép giữa chúng là ±1V. Do đó, tất cả các kết nối dành cho cảm biến tín hiệu analog bên ngoài và bộ truyền động phải được cách ly về điện với môi trường lắp đặt của chúng. Hơn nữa, tấm chắn cáp phải được nối với mặt đất của tủ nơi chúng đi vào tủ điều khiển.

3. Tùy chọn lắp đặt: Mô-đun cung cấp hai tùy chọn lắp linh hoạt:

• Lắp đặt đường ray DIN tiêu chuẩn: Tuân thủ tiêu chuẩn DIN EN 50022-35, phù hợp với đường ray DIN cao 15mm.

• Gắn vít trực tiếp: Cố định bằng bốn vít M4.

• Mô-đun phải được lắp đặt theo chiều dọc với các đầu cuối hướng lên/xuống. Phải đảm bảo đủ không gian xung quanh mô-đun (đặc biệt là phía trên và phía dưới) để làm mát đối lưu tự nhiên, ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt do tắc nghẽn ống dẫn cáp hoặc các bộ phận khác.

3. Chi tiết về chức năng cốt lõi và chế độ vận hành

Tính năng nổi bật nhất của 07AC91 là thiết kế chế độ hoạt động kép, có thể lựa chọn thông qua vị trí 8 của công tắc DIP 1.

1. Chế độ chính xác cao '12-bit':

• Cấu hình kênh: Cố định 8 đầu vào analog (đầu cuối 4-19) và 8 đầu ra analog (đầu cuối 27-42). Cả hai kênh đầu vào và đầu ra đều có thể được cấu hình riêng cho tín hiệu điện áp ±10V hoặc tín hiệu dòng điện 0...20mA.

• Độ phân giải: Cung cấp độ phân giải cao 12 bit. Đối với phạm vi ±10V, đây thực tế là 11 bit cộng với một bit dấu. Đối với phạm vi 0...20mA, nó có 12 bit không dấu.

• Biểu diễn dữ liệu: Trong hệ thống điều khiển (PLC), mỗi giá trị tương tự chiếm một từ đầy đủ (16 bit). Ví dụ: đầu vào -10V đến +10V tương ứng với phạm vi kỹ thuật số từ -32760 đến +32760 (thập lục phân 8008 đến 7FF8). Nếu đầu vào vượt quá phạm vi, mô-đun sẽ xuất ra giá trị tràn cố định (+32767 hoặc -32767).

• Ứng dụng: Lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác đo lường và điều khiển cao, chẳng hạn như kiểm soát nhiệt độ hoặc áp suất chính xác hoặc các hệ thống phức tạp yêu cầu thu và đầu ra có độ chính xác cao đồng thời của nhiều kênh.

2. Chế độ mật độ cao '8-bit':

• Đầu vào hoặc đầu ra.

• Tín hiệu điện áp 0...10V hoặc tín hiệu dòng điện 0...20mA.

• Cấu hình kênh: 16 kênh analog (đầu cuối 4-19 và 27-42) có thể cấu hình được. Sử dụng công tắc DIP, cấu hình được thực hiện theo cặp (hai kênh cho mỗi nhóm). Mỗi cặp có thể được đặt độc lập là:

• Độ phân giải: Cung cấp độ phân giải 8 bit.

• Biểu diễn dữ liệu: Để tiết kiệm tài nguyên bus, các giá trị kỹ thuật số 8 bit của hai kênh được 'đóng gói' thành một từ 16 bit (một kênh ở byte thấp, kênh kia ở byte cao). Ví dụ: 0...10V tương ứng với phạm vi kỹ thuật số từ 0 đến 255 (thập lục phân 00 đến FF).

• Ứng dụng: Thích hợp cho các ứng dụng cần nhiều kênh tín hiệu hơn với yêu cầu độ chính xác tương đối thấp hơn, chẳng hạn như giám sát nhiệt độ đa điểm hoặc điều khiển van theo mẻ, mang lại giải pháp tiết kiệm chi phí để mở rộng khả năng xử lý tín hiệu tương tự của hệ thống.

3. Chức năng kích hoạt đầu ra tương tự:

• Tất cả các kênh đầu ra tương tự của mô-đun (ở cả hai chế độ) đều được điều khiển bằng đầu vào kích hoạt chuyên dụng. Đầu vào này nằm ở đầu cuối 25 (+) và 26 (-) và yêu cầu tín hiệu 24V DC (nhị phân '1') để kích hoạt tất cả các đầu ra analog.

• Nếu không có tín hiệu kích hoạt, tất cả các đầu ra điện áp vẫn ở mức 0V và đầu ra dòng điện vẫn ở mức 0mA. Tính năng này bổ sung thêm một lớp an toàn, cho phép tắt tất cả các đầu ra analog một cách an toàn trong trường hợp khẩn cấp hoặc bảo trì.

4. Cấu hình và đánh địa chỉ

Địa chỉ mô-đun và cấu hình chế độ vận hành được thực hiện hoàn toàn thông qua hai công tắc DIP nằm dưới nắp trượt ở phía bên phải của mô-đun, không yêu cầu công cụ phần mềm—đơn giản và đáng tin cậy.

1. Cài đặt địa chỉ mô-đun: Đặt thông qua công tắc Địa chỉ DIP (8 vị trí). Giá trị địa chỉ là tổng các trọng số tương ứng với tất cả các công tắc ở vị trí 'BẬT' (các trọng số là 1, 2, 4, 8,...). Địa chỉ này xác định vị trí logic của mô-đun trên bus CS31. Khi được sử dụng với các thiết bị trung tâm như dòng 07 KR 91/07 KT 9x, phạm vi địa chỉ khả dụng thường là 00-05 hoặc 08-15.

2. Cấu hình kênh:

• Chế độ '12-bit': Sử dụng công tắc DIP 1 và 2. Mỗi bit tương ứng với một kênh (E0-A7). TẮT = ±10V, BẬT = 0...20mA.

• Chế độ '8-bit': Sử dụng công tắc DIP 1 và 2. Cứ hai bit tương ứng với một cặp kênh. Công tắc bên trái xác định hướng (OFF = Đầu vào, ON = Đầu ra). Công tắc bên phải xác định loại (TẮT = 0...10V, BẬT = 0...20mA).

3. Đánh địa chỉ trong PLC:

• Chế độ '12-bit': Mỗi kênh đầu vào/đầu ra chiếm từ đầu vào tương tự (EW) hoặc từ đầu ra tương tự (AW). Ví dụ: nếu địa chỉ cơ sở là 'n', đầu vào E0 tương ứng với EW n,00 và đầu ra A0 tương ứng với AW n,00.

• Chế độ '8-bit': Mỗi từ chứa hai kênh. Ví dụ: nếu địa chỉ cơ sở là 'n', cặp kênh 0/1, khi được định cấu hình làm đầu vào, sẽ tương ứng với byte thấp (Lo) và byte cao (Hi) của EW n,00.

5. Tính năng chẩn đoán và bảo trì

07AC91 được trang bị hệ thống chẩn đoán toàn diện, giúp đơn giản hóa rất nhiều việc khắc phục sự cố và bảo trì.

1. Hiển thị chẩn đoán:

• Cấp độ mô-đun: Đèn LED báo lỗi màu đỏ sáng lên cho biết có lỗi.

• Cấp độ hệ thống: Thông tin lỗi (ví dụ: 'Ngoài phạm vi') được truyền qua bus CS31 đến thiết bị trung tâm. Thông tin chi tiết như phân loại lỗi, loại mô-đun, số nhóm và số kênh có thể được xem trong các từ trạng thái PLC cụ thể (ví dụ: MW 255).

• Cấp độ kênh: Sử dụng nút kiểm tra bảng mặt trước, trạng thái có thể được truy vấn theo từng kênh. Việc nhấn nút sẽ làm cho đèn LED chọn kênh hiển thị số kênh hiện tại ở dạng mã nhị phân. Việc nhả nút sẽ làm cho đèn LED giá trị tương tự hiển thị cường độ tín hiệu tương tự cho kênh đó. Sau đó, trong khoảng 3 giây, các đèn LED cụ thể (ví dụ: đèn LED 4) sáng lên cho biết các điều kiện như 'Nằm ngoài phạm vi' cho kênh đó.

2. Xác nhận lỗi: Sau khi lỗi được khắc phục, chỉ báo lỗi có thể được xóa bằng cách xác nhận lỗi thông qua:

• Nhấn và giữ nút kiểm tra của mô-đun trong khoảng 5 giây.

• Sử dụng phần mềm lập trình (PC).

• Thực hiện lệnh xác nhận trong chương trình PLC của thiết bị trung tâm.

3. Tính năng tự bảo vệ (Đầu vào hiện tại): Khi được định cấu hình cho đầu vào dòng điện 0...20mA và dòng điện vượt quá giới hạn, shunt đầu vào bên trong của mô-đun sẽ tự động tắt để tự bảo vệ và xuất ra giá trị 'tràn'. Mô-đun cố gắng kích hoạt lại phép đo khoảng một lần mỗi giây. Khi dòng điện trở về phạm vi chấp nhận được, phép đo chính xác sẽ tiếp tục.

4. Kiểm tra đèn LED: Nút kiểm tra có thể bắt đầu kiểm tra trong đó tất cả các đèn LED đều sáng, tạo điều kiện kiểm tra nhanh chức năng của thiết bị hiển thị.