Bảng mạch đầu vào đầu vào RTD đơn giản GE IS200SRTDH2A

IS200SRTDH2A là bảng mạch đầu vào đầu vào Máy dò nhiệt độ điện trở (RTD) đơn giản, mật độ cao, nhỏ gọn trong hệ thống điều khiển General Electric (GE) Mark VIe. Là thành viên của dòng SRTD, IS200SRTDH2A được thiết kế đặc biệt để kết nối với gói bộ xử lý I/O PRTD, cung cấp 8 kênh đầu vào RTD ba dây để điều khiển quy trình công nghiệp. Nó chuyển đổi chính xác các tín hiệu điện trở từ cảm biến nhiệt độ hiện trường thành các giá trị nhiệt độ kỹ thuật số mà bộ điều khiển có thể sử dụng được. Với thiết kế đầu cuối khối Euro có thể cắm thuận tiện và hỗ trợ cả DIN-rail và lắp phẳng, bo mạch này là thiết bị thu thập ngoại vi lý tưởng để theo dõi nhiệt độ và các vòng bảo vệ trong ngành sản xuất điện, hóa dầu và thép.

Ưu điểm cốt lõi của IS200SRTDH2A nằm ở kích thước nhỏ gọn, phương pháp lắp linh hoạt và khả năng điều hòa tín hiệu đáng tin cậy. Nó tích hợp 8 kênh đầu vào RTD vào một bo mạch được tối ưu hóa về kích thước, hoạt động cùng với gói I/O PRTD để kết nối liền mạch với mạng điều khiển Mark VIe qua Ethernet. Điều này đạt được một chuỗi kỹ thuật số tích hợp từ cảm biến nhiệt độ hiện trường đến bộ điều khiển. Thiết kế đầu cuối có thể cắm giúp cho việc thay thế bảng mạch và hệ thống dây điện tại hiện trường trở nên cực kỳ thuận tiện, giảm đáng kể thời gian dừng bảo trì.

Định vị và tương thích hệ thống

Trong kiến ​​trúc điều khiển Mark VIe, IS200SRTDH2A đóng vai trò là một phần của hệ thống con I/O quy trình, được đặt giữa mạng Ethernet của bộ điều khiển và các cảm biến nhiệt độ trường. Chế độ hoạt động của nó như sau: gói I/O PRTD cắm trực tiếp vào đầu nối chân DC-37 trên bo mạch IS200SRTDH2A và trao đổi dữ liệu tốc độ cao với bộ điều khiển thông qua hai cổng Ethernet RJ-45. Một IS200SRTDH2A tương ứng với một gói I/O PRTD, tạo thành một bộ thu nhiệt độ đơn giản nhỏ gọn.

IS200SRTDH2A chỉ hỗ trợ hoạt động đơn giản và không hỗ trợ các ứng dụng Dự phòng mô-đun ba (TMR), khiến nó phù hợp với các vòng giám sát nhiệt độ nhạy cảm với chi phí hoặc có yêu cầu dự phòng ít nghiêm ngặt hơn. Gói I/O PRTD tương thích giao tiếp với bộ điều khiển qua Ethernet, hỗ trợ các cổng mạng kép dự phòng để đảm bảo độ tin cậy trong giao tiếp. Một gói I/O PRTD có thể xử lý 8 đầu vào RTD. Nếu cần 16 đầu vào RTD, có thể chọn bảng đầu cuối TRTD, có thể chứa hai gói I/O PRTD.

Các tính năng chức năng cốt lõi

1. Tám kênh đầu vào RTD ba dây

IS200SRTDH2A cung cấp 8 kênh đầu vào RTD ba dây hoàn toàn độc lập. Phương pháp kết nối ba dây bù hiệu quả điện trở của dây dẫn, đảm bảo độ chính xác của phép đo và là tiêu chuẩn được áp dụng rộng rãi trong đo nhiệt độ công nghiệp. Bảng mạch cung cấp dòng điện kích thích đa kênh DC 10 mA (không liên tục) cho mỗi RTD, có thể được lắp đặt nối đất hoặc không nối đất. 8 RTD có thể được đặt cách tủ I/O tuabin tới 300 mét (984 feet), với tổng điện trở cáp hai chiều tối đa là 15 Ω.

2. Hỗ trợ phạm vi nhiệt độ và loại RTD mở rộng

IS200SRTDH2A, kết hợp với gói I/O PRTD, hỗ trợ nhiều loại RTD tiêu chuẩn, bao gồm phạm vi đo rộng từ nhiệt độ thấp đến cao. Các loại RTD được hỗ trợ bao gồm:

Phạm vi đầu vào toàn thang đo cho tất cả các loại RTD là 0,3532 đến 4,054 V (dựa trên dòng điện kích thích 10 mA, tương ứng với phạm vi điện trở khoảng 34 đến 405 Ω). Quá trình tuyến tính hóa được thực hiện bởi bộ xử lý trong gói I/O PRTD thông qua phần mềm, đảm bảo độ chính xác cao khi chuyển đổi nhiệt độ.

3. Thiết kế thiết bị đầu cuối có thể cắm được

IS200SRTDH2A sử dụng tiêu đề góc vuông chấp nhận nhiều khối thiết bị đầu cuối khối Euro có thể cắm tiêu chuẩn có sẵn trên thị trường, tổng cộng 36 thiết bị đầu cuối. So với phiên bản đầu cuối cố định (SRTDH1), thiết kế có thể cắm này mang lại sự tiện lợi đáng kể: trong quá trình nối dây tại hiện trường, trước tiên tất cả các dây cáp có thể được đặt trên khối đầu cuối có thể cắm, sau đó có thể được lắp vào bảng như một khối duy nhất để lắp đặt nhanh chóng. Khi thay thế bo mạch, chỉ cần rút phích cắm khối đầu cuối, loại bỏ nhu cầu tháo từng dây riêng lẻ và giảm đáng kể thời gian ngừng hoạt động để bảo trì.

4. Điều hòa tín hiệu có độ chính xác cao và khử nhiễu

Bo mạch IS200SRTDH2A tích hợp mạch khử nhiễu để bảo vệ hiệu quả chống nhiễu đột biến và nhiễu tần số cao. Tất cả các tín hiệu RTD đều có tính năng tách tần số cao xuống đất tại điểm vào tín hiệu, đảm bảo tính toàn vẹn của tín hiệu trong môi trường điện từ công nghiệp. Bộ chuyển đổi A/D trong gói I/O PRTD lấy mẫu từng tín hiệu và dòng điện kích thích bằng cách sử dụng khoảng thời gian lấy mẫu liên quan đến tần số hệ thống điện: 4 lần mỗi giây (250 ms) để quét ở chế độ thông thường và 25 lần mỗi giây (40 ms) để quét ở chế độ nhanh. Độ phân giải của bộ chuyển đổi A/D là 14 bit, với khả năng loại bỏ chế độ chung AC là 60 dB ở tần số 50/60 Hz, loại bỏ chế độ chung DC là 80 dB và loại bỏ chế độ thông thường lên tới 250 mV rms ở tần số hệ thống 50/60 Hz với 60 dB cho chế độ quét thông thường.

5. Tự động hiệu chỉnh và phát hiện lỗi

Đầu vào RTD được hiệu chỉnh tự động bằng cách sử dụng nguồn hiệu chuẩn đã lọc và điện áp null, loại bỏ nhu cầu hiệu chuẩn thủ công tại chỗ. IS200SRTDH2A, hoạt động với gói I/O PRTD, cung cấp nhiều cấp độ phát hiện lỗi:

• Kiểm tra giới hạn phần cứng : Mỗi loại RTD có các giới hạn phần cứng cao và thấp đặt trước (không thể cấu hình) được đặt gần cuối phạm vi hoạt động. Nếu vượt quá giới hạn này, tín hiệu logic sẽ được đặt và đầu vào tương ứng sẽ bị xóa khỏi trình tự quét để ngăn tác động bất lợi lên các kênh đầu vào khác. Các kênh đã sửa chữa sẽ tự động được khôi phục vào quá trình quét trong vòng 20 giây hoặc có thể được khôi phục theo cách thủ công.

• Kiểm tra giới hạn hệ thống : Mỗi đầu vào RTD có các giới hạn hệ thống cao và thấp có thể định cấu hình, có thể được sử dụng để tạo cảnh báo, có thể định cấu hình để bật/tắt và ở dạng chốt/không chốt.

• Phát hiện hở mạch/ngắn mạch : RTD hở mạch và ngắn mạch được phát hiện thông qua các giá trị ngoài phạm vi.

• Xác minh chip ID bo mạch : Chip ID chỉ đọc trên bo mạch lưu trữ số sê-ri, loại bo mạch, số sửa đổi và vị trí đầu nối của bo mạch đầu cuối. Gói I/O PRTD đọc thông tin này khi khởi tạo nguồn và lỗi không tương thích phần cứng sẽ được tạo ra nếu phát hiện thấy sự không khớp.

6. Cấu hình Zero, Plug-and-Play

IS200SRTDH2A được thiết kế như một thiết bị phần cứng không có cấu hình: bo mạch không có nút nhảy hoặc công tắc cài đặt phần cứng và tự động chuyển sang trạng thái làm việc khi cài đặt. Tất cả cấu hình kênh, lựa chọn loại RTD, cài đặt tốc độ lấy mẫu, giới hạn cảnh báo và các thông số khác đều được thực hiện bởi gói I/O PRTD thông qua phần mềm ứng dụng ToolboxST, giúp giảm đáng kể độ phức tạp của việc cài đặt và vận hành.

Điểm nổi bật về cài đặt và nối dây

IS200SRTDH2A hỗ trợ hai phương pháp lắp: gắn vào thanh ray DIN hoặc lắp phẳng trực tiếp thông qua các lỗ lắp. Trong quá trình cài đặt, bảng đầu cuối trước tiên được gắn chắc chắn. Sau đó, gói I/O PRTD được cắm trực tiếp vào đầu nối chân DC-37 trên bảng đầu cuối và được cố định về mặt cơ học bằng cách sử dụng các miếng chèn có ren liền kề với các cổng Ethernet, kết hợp với giá đỡ dành riêng cho loại bảng đầu cuối. Điều này đảm bảo không có lực vuông góc tác dụng lên đầu nối.

Để nối dây, phải sử dụng cáp có vỏ bọc kép. Tất cả các tấm chắn phải được kết thúc ở dải thiết bị đầu cuối của tấm chắn nằm liền kề với các khối thiết bị đầu cuối; tấm chắn không được nối đất ở đầu thiết bị hiện trường. Nên sử dụng dây xoắn đôi có vỏ bọc #18 AWG (khoảng 0,8 mm2). Đối với các khối đầu cuối có thể cắm được: chèn các đầu dây đã được tước vào các lỗ tương ứng của khối đầu cuối và siết chặt các vít. Sau khi xác nhận các kết nối đã an toàn, hãy căn chỉnh toàn bộ khối đầu cuối với tiêu đề góc vuông trên bảng và đẩy nó vào vị trí để hoàn thành kết nối điện. Trong quá trình thay thế bảo trì, chỉ cần rút khối đầu cuối ra khỏi bo mạch cũ, lắp đặt bo mạch mới và cắm lại khối đầu cuối. Không cần nối lại dây.

Lưu ý rằng IS200SRTDH2A chỉ hỗ trợ thao tác đơn giản. Gói I/O PRTD giao tiếp với bộ điều khiển thông qua cổng Ethernet RJ-45 kép (ENET1 và ENET2). Nếu sử dụng kết nối kép, thông lệ tiêu chuẩn là kết nối ENET1 với mạng được liên kết với bộ điều khiển R. Gói I/O có khả năng khởi động mềm chương trình cơ sở vốn có, cho phép cắm đầu nối nguồn của nó khi đang cấp điện mà không cần phải ngắt kết nối nguồn trước.

Thông số kỹ thuật chính xác

Bảng dưới đây liệt kê độ chính xác đo điển hình ở 400 °F (khoảng 204 °C) đối với các loại RTD khác nhau. Độ chính xác bị ảnh hưởng bởi nhóm khuếch đại được chọn.

Kịch bản ứng dụng

IS200SRTDH2A phù hợp cho các ứng dụng điều khiển quy trình công nghiệp khác nhau yêu cầu giám sát nhiệt độ chính xác. Các ứng dụng điển hình bao gồm:

• Giám sát nhiệt độ vòng bi và chất bôi trơn của tuabin khí và hơi nước.

• Giám sát nhiệt độ lõi và cuộn dây stato máy phát điện.

• Giám sát nhiệt độ cuộn dây máy biến áp và hệ thống làm mát.

• Giám sát nhiệt độ vòng bi cho các thiết bị phụ trợ như máy bơm và máy nén.

• Quy trình đo nhiệt độ phương tiện đường ống.

Đối với bất kỳ hệ thống điều khiển đơn giản nào yêu cầu 8 đầu vào RTD trở xuống, IS200SRTDH2A, kết hợp với gói I/O PRTD, cung cấp giải pháp thu thập nhiệt độ nhỏ gọn, đáng tin cậy và có độ chính xác cao.