SB822 là bộ pin ngoài có thể sạc lại gắn trên DIN-rail được ABB thiết kế đặc biệt cho nền tảng bộ điều khiển công nghiệp hàng đầu của hãng, dòng AC 800M. Sản phẩm này thuộc dòng sản phẩm bộ chọn phần cứng Compact Product Suite của ABB. Chức năng cốt lõi của nó là cung cấp nguồn dự phòng bộ nhớ mở rộng cho bộ điều khiển AC 800M, đảm bảo dữ liệu nội bộ quan trọng (như thông số hệ thống, đồng hồ thời gian thực, chương trình ứng dụng và dữ liệu thời gian chạy) không bị mất khi mất hoặc gián đoạn nguồn điện chính bên ngoài. Điều này bảo vệ tính liên tục và ổn định của hệ thống điều khiển.
Trong các hệ thống điều khiển và tự động hóa công nghiệp, đặc biệt là trong điều khiển quá trình, các ứng dụng an toàn Hệ thống điều khiển phân tán (DCS) và Tính toàn vẹn cao (HI), độ tin cậy của bộ điều khiển và bảo mật dữ liệu là điều tối quan trọng. Biến động điện ngắn hạn hoặc mất điện ngoài kế hoạch có thể dẫn đến mất dữ liệu quy trình quan trọng, đặt lại bộ điều khiển và thậm chí ngừng sản xuất hoặc rủi ro về an toàn. Là giải pháp nguồn dự phòng bên ngoài chuyên dụng, SB822 bù đắp hiệu quả cho dung lượng hạn chế của pin bên trong bộ điều khiển AC 800M, mang lại thời gian lưu giữ dữ liệu lâu hơn. Nó là thành phần phần cứng phụ trợ quan trọng để xây dựng các nút điều khiển tự động hóa có độ sẵn sàng cao và đáng tin cậy.
SB822 không chỉ đơn thuần là một hộp đựng pin đơn giản; nó là một bộ phận hoàn chỉnh tích hợp bộ pin lithium-ion có thể sạc lại, mạch quản lý nguồn, chỉ báo trạng thái và cơ chế bảo vệ. Nó tích hợp liền mạch với bộ xử lý của bộ điều khiển (dòng PM8xx) thông qua cáp kết nối chuyên dụng (TK821V020).
2. Chức năng chính và tính năng cốt lõi
2.1 Thời gian sao lưu bộ nhớ kéo dài
Giá trị cốt lõi: Nhiệm vụ chính của SB822 là kéo dài thời gian lưu giữ dữ liệu của bộ điều khiển AC 800M sau khi mất nguồn điện chính. So với việc chỉ dựa vào pin bên trong của bộ xử lý (PM851/PM856/PM860/PM861/PM864/PM865/PM866) hoặc pin ngoài không thể sạc lại (SB821), SB822 cung cấp khả năng lưu trữ năng lượng có thể sạc lại cao hơn.
Kịch bản ứng dụng: Thích hợp cho các tình huống yêu cầu bảo trì tắt nguồn kéo dài, chuyển đổi nguồn điện hoặc môi trường có nguồn điện không ổn định, đảm bảo nội dung bộ nhớ của bộ điều khiển được bảo toàn trong nhiều giờ hoặc thậm chí nhiều ngày.
2.2 Công nghệ pin Lithium-Ion có thể sạc lại
Thông số pin: Thiết bị tích hợp bộ pin lithium-ion có thể sạc lại hình lăng trụ với điện áp danh định 3,75V và dung lượng 2,3 Ah. Hàm lượng tương đương của kim loại lithium là 0,8 gam.
Khả năng tái sử dụng: Pin có thể được sạc lại thông qua kết nối với nguồn điện 24V DC của bộ điều khiển, cho phép sử dụng theo chu kỳ. Điều này giúp giảm tần suất và chi phí thay thế vật tư tiêu hao trong quá trình vận hành lâu dài, phù hợp với các yêu cầu về tính bền vững của công nghiệp hiện đại.
Quản lý sạc độc lập: Thiết bị SB822 kết hợp mạch quản lý sạc tích hợp. Khi kết nối với nguồn điện 24V và với nguồn điện chính của bộ điều khiển bình thường, nó sẽ tự động sạc và duy trì pin bên trong.
2.3 Giám sát và chỉ báo trạng thái
SB822 được thiết kế với các chỉ báo trạng thái rõ ràng để nhân viên bảo trì hiện trường chẩn đoán nhanh:
Đèn LED nguồn màu xanh lá cây: Cho biết nguồn điện đầu vào 24V DC là bình thường.
Đèn LED sạc màu vàng: Cho biết pin đang sạc hoặc ở trạng thái sạc.
Đèn chỉ báo LED B(pin) trên bảng bộ xử lý của bộ điều khiển (PM8xx) sẽ nhấp nháy, báo hiệu rằng chức năng sao lưu bộ nhớ đang hoạt động và được cấp nguồn bằng pin ngoài (SB822). Sự kết hợp các chỉ báo trên cả hai thiết bị cung cấp phản hồi trực quan kép về tình trạng nguồn điện của hệ thống.
2.4 Plug-and-Play và cài đặt dễ dàng
Gắn DIN-Rail: Có tính năng lắp DIN-rail (35 mm) tiêu chuẩn, cho phép lắp đặt linh hoạt và an toàn trong tủ điều khiển, tiết kiệm không gian.
Cáp kết nối chuyên dụng: Bao gồm cáp kết nối chuyên dụng dài 2 mét TK821V020. Một đầu kết nối với bộ SB822, đầu còn lại với 'Ổ cắm cung cấp pin ngoài' trên bộ xử lý PM8xx. Kết nối đơn giản và đáng tin cậy.
Đầu nối đi kèm: Bao bì bao gồm một đầu nối cho nguồn điện 24V, tạo điều kiện thuận lợi cho việc đi dây tại hiện trường.
2.5 Thiết kế có độ tin cậy cao
Chỉ số bảo vệ: Chỉ số bảo vệ vỏ máy là IP20 (theo tiêu chuẩn IEC 60529/EN60529), ngăn chặn sự xâm nhập của các vật thể rắn có đường kính lớn hơn 12,5mm, phù hợp với môi trường tủ điều khiển công nghiệp nội bộ.
Khả năng tương thích với môi trường: Phạm vi nhiệt độ môi trường hoạt động là từ 0 đến +55 °C, đáp ứng điều kiện nhiệt độ của hầu hết các khu công nghiệp.
Chứng nhận An toàn: Sản phẩm tuân thủ các yêu cầu đánh dấu CE và đáp ứng các chỉ thị RoHS (DIRECTIVE/2011/65/EU) và WEEE (DIRECTIVE/2012/19/EU), tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường của EU về hạn chế chất độc hại và tái chế thiết bị điện và điện tử phế thải.
Khả năng chống ăn mòn: Thích hợp với môi trường ăn mòn được phân loại là ISA-71.04 G2 (Trung bình).
Mức độ ô nhiễm: Tuân thủ tiêu chuẩn IEC 60664-1 Mức độ ô nhiễm 2, phù hợp với môi trường công nghiệp nói chung.
2.6 Hỗ trợ hệ thống dự phòng
Khi bộ điều khiển AC 800M được cấu hình để vận hành CPU dự phòng (ví dụ: sử dụng PM861/PM864/PM865/PM891 làm cặp dự phòng), để đảm bảo cả hai bộ xử lý đều có nguồn điện dự phòng độc lập và đáng tin cậy, cần có hai bộ SB822, một bộ được kết nối với mỗi CPU chính và CPU dự phòng.
3. Hướng dẫn cài đặt, kết nối và vận hành
Việc lắp đặt và kết nối SB822 phải tuân thủ một quy trình cụ thể để đảm bảo an toàn và hoạt động phù hợp:
Giải nén và kích hoạt pin:
Lắp đặt cơ khí:
Kết nối nguồn:
Sử dụng đầu nối đi kèm trong hộp đóng gói, nối nguồn điện 24V DC với các cực được đánh dấu '24V' (X3) trên thiết bị SB822. Nguồn điện này, được sử dụng để sạc pin, phải đến từ một mạch điện đáng tin cậy.
Bộ điều khiển khởi động:
Kết nối bộ pin (Bước quan trọng):
Lưu ý quan trọng: Trước khi kết nối cáp TK821V020, bạn phải xác nhận rằng bộ điều khiển AC 800M được cấp nguồn bình thường và đèn báo LED B(pin) ở mặt trước của bộ xử lý PM8xx đã bắt đầu nhấp nháy. Điều này cho biết chức năng sao lưu bộ nhớ của bộ điều khiển đang hoạt động.
Cắm một đầu của cáp TK821V020 vào bộ SB822 và đầu còn lại vào 'Ổ cắm cung cấp pin bên ngoài' trên bộ xử lý PM8xx (tham khảo Hình 2 trong hướng dẫn sử dụng phần cứng).
Cảnh báo: Nếu bộ xử lý PM8xx không được kết nối với nguồn điện chính, việc kết nối cáp TK821V020 vào thời điểm này sẽ khiến bộ nhớ CPU ngay lập tức bắt đầu tiêu thụ pin, có khả năng vô tình làm cạn kiệt pin trong quá trình cài đặt.
Xác minh trạng thái:
Cấu hình hệ thống dự phòng:
Xử lý pin bên trong (Quan trọng):
Khi sử dụng bộ pin ngoài SB822, phải tháo pin bên trong bộ xử lý PM8xx. Điều này là do việc sử dụng hai pin song song có thể ảnh hưởng đến việc giám sát trạng thái pin của hệ thống (hệ thống chỉ giám sát một pin) và có thể làm giảm thời gian dự phòng thực tế do không khớp. Hướng dẫn sử dụng nêu rõ: 'giám sát trạng thái chỉ được cung cấp cho một pin.'
4. Bảo trì và khắc phục sự cố
4.1 Bảo trì thường xuyên
Sạc thường xuyên: Để giữ pin ở tình trạng tối ưu, nên sạc bảo trì thường xuyên cho SB822 thông qua nguồn điện 24V được kết nối, ngay cả khi không xảy ra mất điện. Hướng dẫn sử dụng khuyên 'hãy sạc pin thường xuyên để ngăn ngừa sự cố.'
Giám sát trạng thái: Nhân viên bảo trì nên thường xuyên quan sát đèn báo trên SB822 và trạng thái đèn LED B trên bộ điều khiển.
4.2 Thay pin
Khi hiệu suất pin giảm hoặc hết tuổi thọ, bộ pin lithium-ion bên trong phải được thay thế. Quy trình thay thế tuân thủ nghiêm ngặt các biện pháp bảo vệ ESD (Xả tĩnh điện) và vận hành an toàn:
Ngắt kết nối cáp TK821V020 và cáp nguồn 24V.
Tháo thiết bị SB822 khỏi DIN-rail.
Người vận hành phải đeo dây đeo cổ tay ESD được nối đất đúng cách.
Cẩn thận mở nắp thiết bị SB822 và xác định vị trí của bộ pin.
Cẩn thận ngắt kết nối đầu nối pin khỏi Bảng mạch in (PCB).
Tháo bộ pin cũ.
Lắp bộ pin mới và kết nối nó.
Lắp lại thiết bị theo thứ tự ngược lại và lắp lại trên đường ray.
Vứt bỏ bộ pin bị mòn theo cách đã được phê duyệt theo quy định của địa phương.
4.3 Các lỗi thường gặp và cách xử lý
| Triệu chứng lỗi Nguyên nhân |
có thể và hành động khắc phục (đối với SB822) |
| Đèn báo LED B(pin) trên bộ xử lý PM8xx đang nhấp nháy (Đây là đèn báo trạng thái hoạt động bình thường nhưng cần kiểm tra xem nó có nhấp nháy khi không sử dụng pin ngoài hay nếu trạng thái bất thường.) |
1. Kiểm tra các kết nối pin bên ngoài: Đảm bảo cả hai đầu cáp TK821V020 đều chắc chắn.
2. Kiểm tra đèn báo SB822: Nếu đèn LED sạc và/hoặc đèn LED nguồn trên SB822 bị tắt:
a. Kiểm tra kết nối nguồn điện 24V: Đảm bảo nguồn sạc 24V được kết nối đúng cách với SB822.
3. Nếu tình trạng vẫn tiếp diễn:
b. Thay mới bộ pin lithium-ion (xem các bước thay thế ở trên). |
| Thời gian hệ thống không chính xác sau khi mất điện |
Thay pin ngoài (Pin SB822 có thể không còn khả năng duy trì nguồn điện cho Đồng hồ thời gian thực (RTC)). |
5. Ứng dụng và khả năng tương thích trong Hệ thống AC 800M
SB822 là một phần không thể thiếu trong hệ sinh thái phần cứng bộ điều khiển AC 800M:
Khả năng tương thích rộng: Hỗ trợ tất cả các bộ xử lý dòng PM8xx yêu cầu thời gian sao lưu kéo dài thông qua pin ngoài, bao gồm PM851, PM856, PM860, PM861, PM864, PM865, PM866. Lưu ý Đặc biệt: Đối với bộ xử lý PM891, không chứa pin bên trong, SB822 là tùy chọn bắt buộc để cung cấp bất kỳ chức năng sao lưu bộ nhớ nào.
Tích hợp với Hệ thống Tính toàn vẹn cao (HI): Bộ điều khiển Tính toàn vẹn cao AC 800M (dựa trên PM865+SM810/SM811) có thể được sử dụng trong các ứng dụng quan trọng về an toàn (SIL2/SIL3). Mặc dù bản thân SB822 không phải là thành phần được chứng nhận an toàn nhưng nó cung cấp khả năng bảo mật nguồn điện nền tảng cho tính toàn vẹn dữ liệu của toàn bộ bộ điều khiển có tính toàn vẹn cao, đóng vai trò hỗ trợ quan trọng cho hoạt động hệ thống đáng tin cậy.
Ví dụ về tích hợp hệ thống: Các sơ đồ trong hướng dẫn sử dụng phần cứng (ví dụ: Hình 12, 13) hiển thị sơ đồ kết nối I/O trong cấu hình bộ điều khiển đơn bao gồm PM891 và SB822, với SB822 được tích hợp làm 'đường bảo vệ nguồn cuối cùng' để bảo mật dữ liệu của bộ điều khiển.
6. Biện pháp phòng ngừa an toàn và sử dụng
Trình tự cài đặt: Luôn tuân thủ trình tự: 'Bật nguồn bộ điều khiển trước, đợi đèn LED B nhấp nháy, sau đó kết nối cáp SB822' để tránh hao pin trong quá trình cài đặt.
Cấm kết nối song song pin: Khi sử dụng SB822, phải tháo pin bên trong bộ xử lý PM8xx để tránh sử dụng song song.
An toàn điện: Tuân thủ tất cả các quy định an toàn điện có liên quan trước khi lắp đặt, nối dây và bảo trì; ngắt điện nếu cần thiết.
Bảo vệ phóng tĩnh điện: Phải thực hiện các biện pháp bảo vệ ESD hiệu quả khi thay pin để tránh làm hỏng các linh kiện điện tử nhạy cảm.
Yêu cầu về môi trường: Đảm bảo SB822 được lắp đặt trong môi trường đáp ứng mức bảo vệ (IP20) và phạm vi nhiệt độ. Tránh tiếp xúc với nước, dầu hoặc nhiệt độ khắc nghiệt.
Thải bỏ pin: Pin lithium-ion thải bỏ là chất thải đặc biệt và phải được tái chế theo các quy định về môi trường và hướng dẫn chuyên môn của địa phương; chúng không được vứt bỏ một cách tùy tiện.
Kiểm tra thường xuyên: Kết hợp kiểm tra trạng thái SB822 vào lịch bảo trì phòng ngừa thường xuyên của hệ thống điều khiển.
