ماژول ورودی آنالوگ سری B&R X20، مدل X20AI2322

مروری بر محصول

ماژول  X20AI2322 (X20AI2322) یک ماژول ورودی آنالوگ با طراحی دقیق در معماری  سیستم B&R X20 است که برای دریافت سریع سیگنال‌های جریان طراحی شده است. این ماژول با بهره‌مندی از ۲ کانال یکپارچه و پشتیبانی از محدوده‌های  ۰ تا ۲۰ mA  و  ۴ تا ۲۰ mA ، یکی از اجزای مهم برای پایش حسگرهای صنعتی مانند ترانسدیوسرهای فشار، فلومترها و ترانسمیترهای دما محسوب می‌شود.  X20AI2322 با استفاده از فناوری تبدیل  SAR (رجیستر تقریب متوالی)  و وضوح  ۱۲ بیتی ، پردازش سریع داده‌ها را با زمان تبدیل تنها  ۳۰۰ µs برای همه ورودی‌ها فراهم می‌کند. طراحی ورودی تفاضلی و فیلتر پایین‌گذر مرتبه سوم، مصونیت بالایی در برابر نویز ایجاد می‌کنند و این ماژول را به گزینه‌ای ایدئال برای کنترل فرایندهای دقیق در صنایع شیمیایی، تصفیه آب و انرژی تبدیل می‌سازند.

پردازش سیگنال و منطق سخت‌افزاری

 X20AI2322 با هدف ارائه قابلیت اطمینان و صحت سیگنال ساخته شده و دارای یک طبقه ورودی پیشرفته است که برای مقابله با تداخل‌های محیط صنعتی طراحی شده است.

• معماری ورودی تفاضلی: این ماژول با اندازه‌گیری اختلاف بین دو سیگنال، نویز مشترک را به‌طور مؤثر حذف می‌کند؛ قابلیتی که برای حلقه‌های جریان با مسیر طولانی ضروری است.

• فناوری تبدیل SAR: فرایند رجیستر تقریب متوالی (SAR) تعادل مناسبی بین نمونه‌برداری پرسرعت و دقت پایدار ۱۲ بیتی ایجاد می‌کند.

• فیلتر پیشرفته: یک  فیلتر پایین‌گذر مرتبه سوم با فرکانس قطع  ۱ kHz تداخل‌های فرکانس‌بالا را پیش از دیجیتال‌سازی سرکوب می‌کند.

• محافظت مقاوم ورودی: مدار در برابر سیم‌کشی تصادفی به ولتاژ تغذیه محافظت شده و می‌تواند سیگنال‌های ورودی مجاز تا  ±۵۰ mA را تحمل کند.

مشخصات فنی

پرسش‌های متداول فنی

چگونه قالب خروجی دیجیتال را برای سیگنال ۴ تا ۲۰ mA تفسیر کنم؟

 X20AI2322 از نوع داده  INT استفاده می‌کند. این محدوده از  0x0000 تا 0x7FFF نگاشت می‌شود. با وضوحی که در آن  1 LSB = 4.883 µA است، سیگنال ۴ mA تقریباً مقدار دیجیتال  0x0333 (819 dec) را ایجاد می‌کند، درحالی‌که ۲۰ mA به مقدار مقیاس کامل می‌رسد.

مزیت ایزولاسیون «کانال نسبت به باس» در این ماژول چیست؟

ایزولاسیون الکتریکی بین کانال‌های ورودی و باس داخلی X2X Link از آسیب‌دیدن CPU پی‌ال‌سی یا سایر اجزای حساس برد پشتیبان در اثر گذراهای ولتاژ بالا در سمت میدان جلوگیری می‌کند. توجه داشته باشید که اگرچه کانال‌ها از باس ایزوله هستند، دو کانال ورودی نسبت به یکدیگر  ایزوله نیستند.

آیا ماژول می‌تواند پارگی سیم یا خرابی حسگر را تشخیص دهد؟

بله. هنگام پیکربندی برای محدوده  ۴ تا ۲۰ mA ، نرم‌افزار می‌تواند مقادیری را که از آستانه ۴ mA کمتر هستند (برای مثال <3.8 mA) پایش کند تا هشدار «پارگی سیم» یا «خطای حسگر» را در محیط B&R Automation Studio فعال سازد.

راهنمای مهندسی میدانی و نصب

• مدیریت امپدانس حلقه: اطمینان حاصل کنید که مقاومت کل حلقه، شامل حسگر و بار داخلی  X20AI2322 (<400 Ω)، از ظرفیت راه‌اندازی ترانسمیتر شما بیشتر نباشد. اگر بار بیش از حد بالا باشد، سیگنال ۲۰ mA اشباع شده و قرائت‌های نادرستی ارائه می‌کند.

• روش اتصال شیلد: برای دریافت دقیق ۱۲ بیتی، از کابل‌های زوج‌تابیده شیلددار استفاده کنید. برای کاهش اثر تداخل الکترومغناطیسی بر طبقه فیلتر ۱ kHz، شیلد باید در ترمینال X20 به زمین عملکردی (FE) متصل شود.

• پیکربندی اضافه‌بار: از پارامترهای نرم‌افزاری برای تعیین «خروجی مقدار دیجیتال هنگام اضافه‌بار» استفاده کنید. تنظیم این گزینه روی یک ثابت خطای مشخص به منطق PLC امکان می‌دهد در صورت عبور حسگر از حد مجاز  ±۵۰ mA ، فرایندها را به‌صورت ایمن خاموش کند.

مزایای مهندسی

 X20AI2322 به‌دلیل مصرف توان بسیار کم از باس (۰.۰۱ W) متمایز است و امکان پیکربندی‌های آنالوگ با تراکم بالا را بدون تحمیل بار اضافی به بودجه توان سیستم فراهم می‌کند. وزن ارسال  ۲.۵ kg نشان‌دهنده بسته‌بندی محافظ مقاومی است که برای حفظ کالیبراسیون کارخانه‌ای مبدل‌های SAR دقیق به کار می‌رود. این ماژول با یکپارچگی بومی در اکوسیستم X20، از قابلیت‌های پیشرفته‌ای مانند  عیب‌یابی X20 پشتیبانی می‌کند و بازخورد لحظه‌ای درباره سلامت ماژول و اعتبار سیگنال را مستقیماً به HMI ارائه می‌دهد.