Khối cơ bản ABB 07KT97

ABB 07 KT 97 là thiết bị cơ bản (mô-đun CPU) hiệu suất cao trong hệ thống tự động hóa phi tập trung thông minh Advant Controller 31. Nó tích hợp khả năng xử lý mạnh mẽ, giao diện I/O tích hợp phong phú và các tùy chọn giao tiếp linh hoạt. Nó có thể hoạt động như trạm chính trên bus hệ thống CS31 để xây dựng các hệ thống điều khiển phân tán mạnh mẽ hoặc hoạt động như một trạm phụ thông minh từ xa hoặc bộ điều khiển độc lập. Đây là bộ điều khiển lõi lý tưởng để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng tự động hóa công nghiệp từ trung cấp đến cao cấp.

Là model hiệu suất cao tiêu chuẩn trong dòng sản phẩm này, 07 KT 97 R0200 cung cấp bộ nhớ chương trình người dùng lên tới 480 kB và bộ nhớ dữ liệu người dùng 256 kB. Nó tích hợp bộ đếm kỹ thuật số, analog, tốc độ cao và các giao diện truyền thông khác nhau, cho phép tích hợp chặt chẽ bộ điều khiển với tín hiệu trường. Điều này làm giảm sự phụ thuộc vào các mô-đun mở rộng bên ngoài và tăng cường độ nén và độ tin cậy của hệ thống.

2. Tính năng cốt lõi và tổng quan

2.1 Bộ xử lý và bộ nhớ mạnh mẽ

• Bộ nhớ chương trình người dùng: 480 kB Flash EPROM, hỗ trợ logic điều khiển phức tạp.

• Bộ nhớ dữ liệu người dùng: 256 kB để lưu trữ các biến quy trình, công thức nấu ăn, v.v., có hỗ trợ pin dự phòng.

• Tốc độ xử lý: Thời gian xử lý điển hình là 0,3 ms/kB của chương trình (lệnh 65% bit, 35% lệnh từ), đảm bảo chu kỳ quét chương trình nhanh.

2.2 Tài nguyên I/O tích hợp phong phú (ví dụ: 07 KT 97 R0200)

• Đầu vào kỹ thuật số (DI): 24 kênh, chia thành 3 nhóm (mỗi nhóm 8 kênh), có cách ly điện giữa các nhóm và với hệ thống, hỗ trợ tín hiệu 24V DC.

• Đầu ra kỹ thuật số (DO): 16 đầu ra bóng bán dẫn, được chia thành 2 nhóm (mỗi nhóm 8 kênh), có sự cách ly giữa các nhóm. Mỗi kênh có tải định mức 0,5A, có tính năng bảo vệ ngắn mạch và quá tải.

• Đầu vào/Đầu ra kỹ thuật số (DIO): 8 kênh có thể định cấu hình, có thể được đặt riêng lẻ làm đầu vào, đầu ra hoặc đầu ra có thể đọc lại, được tích hợp vào một nhóm riêng biệt.

• Đầu vào tương tự (AI): 8 đầu vào có độ chính xác cao, có thể cấu hình riêng. Mỗi kênh có thể được đặt độc lập thành:

• Điện áp đầu vào: 0…10 V, 0…5 V, ±10 V, ±5 V

• Đầu vào hiện tại: 0…20 mA, 4…20 mA

• Đầu vào nhiệt độ: Pt100 RTD (2 dây hoặc 3 dây)

• Đầu vào vi sai: Để loại bỏ tiếng ồn ở chế độ chung

• Đầu vào kỹ thuật số: Có thể được sử dụng làm đầu vào kỹ thuật số 24V DC thông thường.

• Đầu ra tương tự (AO): 4 đầu ra có thể định cấu hình hỗ trợ tín hiệu ±10 V, 0…20 mA, 4…20 mA.

2.3 Khả năng tích hợp mạng và truyền thông nâng cao

• Giao diện bus hệ thống CS31: Để kết nối các mô-đun I/O từ xa được phân phối của Advant Controller 31 (ví dụ: 07 DC 92, 07 DI 92 đã đề cập trước đó), có thể mở rộng lên tới 992 điểm I/O kỹ thuật số hoặc 224 kênh tương tự.

• Giao diện nối tiếp: 2 giao diện RS-232 độc lập (COM1, COM2) để lập trình, gỡ lỗi, kết nối với bảng vận hành hoặc đóng vai trò là chủ/nô lệ MODBUS.

• Giao diện mạng tích hợp tùy chọn: 07 KT 97 cung cấp nhiều phiên bản khác nhau, tùy chọn tích hợp bus trường hiệu suất cao hoặc giao diện Ethernet công nghiệp sau để tích hợp liền mạch với mạng cấp cao hơn hoặc thiết bị của bên thứ ba:

• PROFIBUS-DP: Tuân thủ tiêu chuẩn EN 50170, có thể hoạt động như chủ hoặc phụ.

• ARCNET: Để xây dựng mạng điều khiển xác định hiệu suất cao.

• Ethernet: Hỗ trợ các giao thức 10/100Base-TX, TCP/IP, UDP/IP, Modbus TCP.

• CANopen: Tuân thủ tiêu chuẩn ISO 11898, có thể đóng vai trò chính.

• Giao diện kết hợp: Chẳng hạn như Ethernet + PROFIBUS, ARCNET + PROFIBUS, v.v., mang lại sự linh hoạt kết nối tuyệt vời.

2.4 Chức năng đặc biệt và tính năng nâng cao

• Bộ đếm phần cứng tốc độ cao: Bộ đếm tốc độ cao tích hợp sử dụng các kênh đầu vào chuyên dụng (E62.00, E62.01), tần số đếm tối đa 50 kHz, hỗ trợ 7 chế độ vận hành có thể cấu hình (ví dụ: một pha, bộ mã hóa cầu phương, đo tần số), hoạt động độc lập với chu trình PLC.

• Đồng hồ thời gian thực: Đồng hồ phần cứng tích hợp cho dấu thời gian, tác vụ theo lịch trình, v.v.

• Thẻ SmartMedia: Hỗ trợ sử dụng thẻ nhớ 07 MC 90 (2 MB hoặc 8 MB) để sao lưu chương trình/dữ liệu người dùng hoặc thực hiện cập nhật firmware, hỗ trợ rất nhiều cho việc bảo trì dự án và sản xuất hàng loạt.

• Chẩn đoán toàn diện và chỉ báo trạng thái: Mặt trước có tới 60 đèn LED, hiển thị rõ ràng:

• Trạng thái của tất cả các điểm I/O kỹ thuật số (đèn LED màu xanh lá cây/vàng).

• Nguồn, pin và trạng thái chạy (RUN).

• Các mức lỗi (Lỗi nghiêm trọng FK1, Lỗi nghiêm trọng FK2, Lỗi nhẹ FK3).

• Trạng thái bus (BA Bus Active, BE/RE/SE Bus Error).

• Báo động quá tải/ngắn mạch đầu ra.

• Lưu giữ dữ liệu: Thông qua mô-đun pin lithium có thể thay thế 07 LE 90 (tuổi thọ thông thường là 5 năm) để duy trì chương trình người dùng, dữ liệu và đồng hồ thời gian thực trong RAM khi mất điện.

3. Thiết kế và kết nối phần cứng

3.1 Bố cục bảng mặt trước và các bộ phận vận hành

Bảng điều khiển phía trước được thiết kế trực quan, tích hợp tất cả các chỉ báo trạng thái và các thành phần vận hành cơ bản:

• Khu vực khối đầu cuối: Sử dụng các khối đầu cuối vít có thể tháo rời để nối dây dễ dàng. Các thiết bị đầu cuối được phân vùng rõ ràng tương ứng với các nhóm I/O khác nhau.

• Vùng chỉ báo LED: Các đèn trạng thái I/O và đèn trạng thái hệ thống được bố trí dày đặc.

• Điều khiển vận hành: Công tắc RUN/STOP để khởi động/dừng chương trình người dùng.

• Cổng giao tiếp: Giao diện nối tiếp COM1 và COM2.

• Khe cắm thẻ nhớ: Để lắp thẻ SmartMedia.

• Ngăn chứa pin: Nằm ở bên cạnh module để lắp pin dự phòng.

3.2 Thiết kế cách ly điện

07 KT 97 sử dụng thiết kế cách ly điện tỉ mỉ, chìa khóa mang lại độ tin cậy cao:

• Đầu vào kỹ thuật số: 3 nhóm (mỗi nhóm 8 điểm) cách ly với nhau và với phần còn lại của hệ thống.

• Đầu ra kỹ thuật số: 2 nhóm (mỗi nhóm 8 điểm) cách ly với nhau và với phần còn lại của hệ thống.

• Đầu vào/Đầu ra kỹ thuật số: 1 nhóm gồm 8 điểm, cách ly với phần còn lại của hệ thống.

• Tín hiệu tương tự: Các nhóm đầu vào và đầu ra tương tự không được cách ly bên trong, nhưng cơ sở tham chiếu của chúng (AGND1, AGND2) được phép có một chênh lệch điện thế nhất định (± 1V) so với mặt đất kỹ thuật số và mặt đất nguồn. Hoạt động đáng tin cậy đạt được bằng cách sử dụng cáp được bảo vệ và nối đất thích hợp.

• Giao diện truyền thông: Bus CS31 và giao diện nối tiếp COM1/COM2 được cách ly với các mạch bên trong.

• Nguồn điện: Đầu vào 24V DC có bảo vệ phân cực ngược.

3.3 Nguồn điện và nối đất

• Nguồn điện: 24 V DC (±15%), được kết nối qua khối đầu cuối 5 chân. Nên sử dụng nguồn điện chuyển mạch công nghiệp ổn định và đáng tin cậy.

• Nối đất: Cung cấp đầu nối đất bảo vệ (PE) và đầu nối đất Faston. Cần nhấn mạnh rằng các thiết bị này phải được kết nối với hệ thống nối đất của tủ điều khiển, tránh hiện tượng vòng đất. Vỏ bọc của cáp tín hiệu analog phải được nối đất tại một điểm duy nhất ở phía bộ điều khiển.

4. Kịch bản ứng dụng

Với các chức năng tích hợp mạnh mẽ và khả năng mở rộng, ABB 07 KT 97 phù hợp với nhiều lĩnh vực tự động hóa công nghiệp đòi hỏi khắt khe:

1. Điều khiển máy độc lập: Là bộ điều khiển độc lập hiệu suất cao, xử lý trực tiếp số lượng lớn tín hiệu I/O cục bộ (ví dụ: cảm biến, bộ truyền động, điểm đặt tương tự cho ổ đĩa). Thích hợp cho máy đóng gói, máy in, máy ép phun, băng ghế thử nghiệm, v.v.

2. Trạm chính trong Hệ thống điều khiển phân tán: Là bộ điều khiển chính trên bus hệ thống CS31, kết nối các trạm I/O từ xa (ví dụ: 07 DC 92, 07 DI 92) được phân phối trên toàn thiết bị, xây dựng hệ thống sạch và đáng tin cậy cho dây chuyền thân xe, dây chuyền lắp ráp, hệ thống xử lý vật liệu.

3. Hệ thống con điều khiển quy trình: Sử dụng khả năng xử lý tương tự và chức năng PID (thông qua phần mềm) để kiểm soát các thông số quy trình như nhiệt độ, áp suất và lưu lượng. Có thể phục vụ như một giao diện người dùng thông minh cho các hệ thống DCS hoặc SCADA lớn.

4. Mạng sản xuất được nối mạng: Thông qua giao diện PROFIBUS-DP hoặc Ethernet tích hợp, tích hợp liền mạch vào các mạng công nghiệp cấp nhà máy để trao đổi dữ liệu với các hệ thống MES/ERP cấp cao hơn, bảng HMI, thiết bị truyền động và các PLC khác.

5. Quản lý công thức và ghi nhật ký dữ liệu: Tận dụng chức năng thẻ nhớ dung lượng cao để dễ dàng ghi dữ liệu sản xuất, sao lưu thông số thiết bị và chuyển đổi giữa các công thức sản phẩm khác nhau.

5. Phiên bản và hướng dẫn lựa chọn

07 KT 97 có nhiều phiên bản phù hợp với các nhu cầu kết nối khác nhau. Người dùng nên lựa chọn dựa trên quy hoạch mạng:

• R0100, R0200: Phiên bản tiêu chuẩn, chỉ có giao diện bus CS31.

• R0120, R0220: Tích hợp giao diện PROFIBUS-DP.

• R0160, R0260: Tích hợp giao diện ARCNET.

• R0162, R0262: Tích hợp giao diện kép ARCNET + PROFIBUS-DP.

• R0268: Tích hợp giao diện kép ARCNET + CANopen.

• R0270: Giao diện Ethernet tích hợp.

• R0272: Giao diện kép Ethernet + PROFIBUS-DP tích hợp.

• R0276: Giao diện kép Ethernet + ARCNET tích hợp.

• R0277: Tích hợp giao diện Ethernet kép.

• R0278: Tích hợp giao diện kép Ethernet + CANopen.

• R0280: Tích hợp giao diện CANopen.

Lưu ý: Sự khác biệt chính giữa dòng R01xx và R02xx nằm ở khả năng hỗ trợ thẻ SmartMedia (R02xx hỗ trợ cả thẻ 3,3V và 5V và có thể có tốc độ xử lý nhanh hơn).

6. Tóm tắt ưu điểm của hệ thống

1. Tích hợp cao: Tài nguyên giao tiếp và I/O phong phú được tích hợp vào một mô-đun duy nhất, giảm số lượng thành phần hệ thống, cải thiện độ tin cậy và tiết kiệm không gian tủ.

2. Hiệu suất vượt trội: Khả năng xử lý mạnh mẽ, bộ đếm tốc độ cao và dung lượng bộ nhớ lớn để xử lý các tác vụ và thuật toán điều khiển phức tạp.

3. Mở rộng linh hoạt: Mở rộng I/O quy mô lớn thông qua bus CS31; dễ dàng tích hợp vào bất kỳ kiến ​​trúc tự động hóa nhà máy hiện có nào thông qua nhiều giao diện mạng tích hợp tùy chọn.

4. Dễ sử dụng và bảo trì: Chẩn đoán bằng đèn LED rõ ràng, thiết bị đầu cuối có thể cắm, pin và thẻ nhớ có thể thay thế dễ dàng giúp đơn giản hóa rất nhiều việc cài đặt, vận hành và bảo trì.

5. Mạnh mẽ và đáng tin cậy: Thiết kế cấp công nghiệp, dải nhiệt độ rộng, cách ly điện toàn diện và mạch bảo vệ đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

6. Định hướng tương lai: Hỗ trợ Ethernet công nghiệp và các bus trường chính thống tạo nền tảng vững chắc cho việc số hóa doanh nghiệp và nâng cấp thông minh.

7. Thông tin đặt hàng

Model cơ bản: 07 KT 97 R0200 (Phiên bản hiệu suất cao tiêu chuẩn với bus CS31)
Mã đơn hàng: GJR5 2530 00 R0200
Phạm vi giao hàng Bao gồm:

• Đơn vị cơ bản 07 KT 97

• 1 x khối đầu cuối 5 chân (5,08 mm)

• 1 x khối đầu cuối 3 chân (5,08 mm)

• 3 x khối đầu cuối 10 chân (3,81 mm)

• 4 x khối đầu cuối 9 chân (3,81 mm)

• 1 x khối đầu cuối 5 chân (3,81 mm)

Phụ kiện chính:

• Mô-đun pin Lithium 07 LE 90 (Mã đặt hàng: GJR5 2507 00 R0001)

• Thẻ SmartMedia 07 MC 90 (2 MB 5V: GJR5 2526 00 R0101; 8 MB 3.3V: GJR5 2526 00 R0201)