AI820 là mô-đun đầu vào tương tự vi sai đa chức năng, hiệu suất cao, là một phần của dòng phần cứng ABB Able™ System 800xA®, được thiết kế để thu tín hiệu có độ chính xác cao trong các hệ thống điều khiển và tự động hóa công nghiệp. Mô-đun này cung cấp 4 kênh đầu vào vi sai được cách ly hoàn toàn. Mỗi kênh có thể được cấu hình độc lập làm đầu vào dòng điện hoặc điện áp, hỗ trợ nhiều dải tín hiệu tiêu chuẩn công nghiệp khác nhau bao gồm ±20 mA, 4…20 mA, ±10 V, 2…10 V, v.v., mang lại khả năng tương thích và linh hoạt mạnh mẽ.
AI820 sử dụng thiết kế đầu vào vi sai, triệt tiêu hiệu quả nhiễu chế độ chung và đảm bảo độ chính xác và ổn định của việc thu tín hiệu trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt. Mô-đun này có bộ chuyển đổi tương tự sang số có độ chính xác cao với độ phân giải 14 bit cộng với một bit dấu. Kết hợp với độ trôi ở nhiệt độ thấp và khả năng chống ồn cao, nó phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe khác nhau như điều khiển quá trình, hệ thống giám sát và ghi dữ liệu.
Mô-đun này cũng tích hợp phân phối điện cho các máy phát hai dây bên ngoài. Khi được sử dụng với Bộ kết thúc mô-đun mở rộng (MTU), nó sẽ đơn giản hóa việc nối dây tại hiện trường và giảm độ phức tạp của việc tích hợp hệ thống. Tất cả các kênh đều được thiết kế cách ly nhóm, đảm bảo an toàn tín hiệu và độ tin cậy của hệ thống.
2. Các tính năng và lợi ích chính
| tính năng |
Mô tả |
| Hỗ trợ loại đa tín hiệu |
Hỗ trợ đầu vào dòng điện (-20…+20 mA, 0…20 mA, 4…20 mA) và điện áp (-10…+10 V, 0…10 V, 2…10 V, -5…+5 V, 0…5 V, 1…5 V) với khả năng tương thích tuyệt vời. |
| Đầu vào vi sai & Cách ly cao |
4 kênh đầu vào vi sai, tất cả các kênh trong một nhóm đều được cách ly khỏi mặt đất. Điện áp cách điện định mức: 50 V. Tỷ lệ loại bỏ chế độ chung cao (CMRR > 80 dB). |
| Độ chính xác và độ phân giải cao |
Độ phân giải 14 bit cộng với bit dấu. Tổng sai số ≤ 0,1%. Độ lệch nhiệt độ thấp (Dòng điện: 50 ppm/°C, Điện áp: 70 ppm/°C). |
| Cơ chế bảo vệ tích hợp |
Điện trở shunt đầu vào chịu được kết nối ngẫu nhiên lên đến 30 V DC. Điện trở cảm nhận dòng điện 250 Ω có khả năng quá tải tức thời 5 W để bảo vệ mạch đầu vào. |
| Khả năng tương thích giao tiếp HART |
Mạch đầu vào có thể mang tín hiệu truyền thông HART, hỗ trợ tích hợp với các thiết bị thông minh. |
| Nguồn cung cấp máy phát bên ngoài |
Mô-đun này có thể phân phối nguồn điện 24 V DC tới các bộ phát hai dây bên ngoài thông qua MTU, đơn giản hóa việc nối dây. |
| Phản hồi nhanh |
Chu kỳ cập nhật cho cả 4 kênh < 26 ms. Thời gian tăng của bộ lọc đầu vào: 40 ms. Thích hợp cho việc thu thập tín hiệu xử lý nhanh. |
| Chẩn đoán toàn diện |
Bảng mặt trước được trang bị đèn LED F (Lỗi), R (Chạy) và W (Cảnh báo). Hỗ trợ giám sát trạng thái cấp mô-đun và kênh. |
| Thích hợp với môi trường rộng |
Thích hợp cho các địa điểm nguy hiểm Loại I Div 2 / Zone 2. Được chứng nhận bởi nhiều tổ chức phân loại hàng hải. Phạm vi nhiệt độ hoạt động: 0…+55°C. |
| Cài đặt mô-đun |
Tương thích với nhiều MTU khác nhau (TU810, TU812, TU814, TU830, TU833). Lắp đặt linh hoạt phù hợp với cách bố trí tủ nhỏ gọn hoặc mở rộng. |
3. Mô tả chức năng và thiết kế
3.1 Cấu hình kênh đầu vào
Mỗi kênh của AI820 có thể được cấu hình độc lập làm đầu vào điện áp hoặc dòng điện thông qua cài đặt phần mềm và nối dây phần cứng. Đầu vào điện áp sử dụng cấu trúc vi sai trở kháng cao để giảm thiểu hiệu ứng tải. Đầu vào hiện tại được chuyển đổi thành tín hiệu điện áp để đo thông qua điện trở chính xác 250 Ω bên trong. Mô-đun này hỗ trợ chồng chất tín hiệu số HART, phù hợp với các hệ thống phát thông minh.
3.2 Cách ly và chống ồn
Tất cả 4 kênh đều được cách ly về điện với ModuleBus và được nối đất thành một nhóm, với điện áp cách điện định mức là 50 V và cường độ điện môi là 500 V AC. Tỷ lệ loại bỏ chế độ chung cao ( ≥80 dB) và Tỷ lệ loại bỏ chế độ bình thường (33 dB) đảm bảo tính toàn vẹn tín hiệu ngay cả trong môi trường có nhiễu điện từ mạnh.
3.3 Cung cấp và phân phối điện
Mô-đun này nhận nguồn điện 24 V DC từ ModuleBus và cung cấp nguồn điện cho các bộ phát hai dây bên ngoài. Khi được sử dụng với MTU mở rộng (ví dụ: TU830), nguồn điện có thể được cấp trực tiếp cho các thiết bị hiện trường mà không cần thêm thiết bị đầu cuối. Đường dây cấp điện không có giới hạn dòng điện; bảo vệ dựa vào cầu chì trong MTU hoặc mạch bên ngoài.
3.4 Cơ chế bảo vệ
Bảo vệ quá áp: Đầu vào hiện tại có thể chịu được kết nối ngẫu nhiên lên đến 30 V DC. Điện trở cảm biến 250 Ω có khả năng quá tải tức thời 5 W.
Lọc và ổn định: Mỗi kênh được trang bị bộ lọc thông thấp (LPF) với thời gian tăng 40 ms, ngăn chặn hiệu quả nhiễu tần số cao.
Giám sát trạng thái: Mô-đun này bao gồm giám sát nguồn điện bên trong và chẩn đoán kênh. Các lỗi được chỉ báo thông qua đèn LED ở mặt trước và cảnh báo bus hệ thống.
3.5 Khả năng tương thích về dây và MTU
AI820 tương thích với nhiều Thiết bị đầu cuối mô-đun khác nhau, bao gồm:
TU830/TU833 MTU mở rộng: Tích hợp phân phối điện và cầu chì, hỗ trợ kết nối trực tiếp các thiết bị ba dây.
TU810/TU814 Compact MTU: Cung cấp các đầu cuối cho đầu vào điện áp xử lý 24 V; yêu cầu phân phối điện bên ngoài.
TU812 Compact MTU: Có đầu nối D-Sub 25 chân, thích hợp cho các ứng dụng nối dây mật độ cao.
4. Các kịch bản ứng dụng điển hình
AI820 phù hợp với nhiều hệ thống giám sát và kiểm soát quy trình công nghiệp khác nhau, bao gồm nhưng không giới hạn ở:
Thu thập biến số quy trình: Đo chính xác các tín hiệu tương tự như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và mức.
Hệ thống quản lý năng lượng: Giám sát và ghi lại các thông số điện như điện áp, dòng điện và công suất.
Giám sát tình trạng thiết bị: Thu thập tín hiệu từ các cảm biến cơ học về độ rung, dịch chuyển, tốc độ, v.v.
Phòng thí nghiệm và phòng thử nghiệm: Hệ thống thu thập dữ liệu đa kênh, có độ chính xác cao.
Ứng dụng cho khu vực dễ cháy nổ: Thích hợp cho các môi trường được chứng nhận Cấp I Phân khu 2 / Khu 2, chẳng hạn như các ngành công nghiệp hóa chất, dầu khí.
5. Khuyến nghị cài đặt và cấu hình
Lựa chọn MTU: Chọn loại MTU thích hợp dựa trên độ phức tạp của hệ thống dây điện và yêu cầu cung cấp điện.
Nối đất và che chắn: Nên sử dụng cáp xoắn đôi có vỏ bọc và thực hiện nối đất một điểm ở phía bên trong tủ để giảm nhiễu.
Phân phối điện: Khi cấp nguồn cho nhiều máy phát hai dây, hãy tính toán tổng dòng điện và đảm bảo đủ công suất cầu chì MTU.
Các cân nhắc về môi trường: Trong các hệ thống lắp đặt có mật độ dày đặc hoặc nhiệt độ cao, hãy đảm bảo tản nhiệt đầy đủ để giữ mô-đun nằm trong phạm vi nhiệt độ định mức của nó.
Cấu hình phần mềm: Định cấu hình loại tín hiệu, phạm vi và thông số bộ lọc của từng kênh thông qua Hệ thống 800xA hoặc nền tảng bộ điều khiển tương ứng.
