B&R X20AI2322 X20 ซีรีส์ โมดูลอินพุตแอนะล็อก

ภาพรวมผลิตภัณฑ์

 X20AI2322 (X20AI2322) เป็นโมดูลอินพุตแอนะล็อกที่ออกแบบอย่างแม่นยำภายในสถาปัตยกรรม B&R X20 System ซึ่งออกแบบมาสำหรับการรับสัญญาณกระแสไฟฟ้าความเร็วสูง โมดูลนี้มี 2 ช่องสัญญาณในตัว รองรับช่วง 0 ถึง 20 mA และ 4 ถึง 20 mA จึงเป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับตรวจสอบเซนเซอร์อุตสาหกรรม เช่น ทรานสดิวเซอร์วัดความดัน เครื่องวัดอัตราการไหล และทรานสมิตเตอร์วัดอุณหภูมิ ด้วยเทคโนโลยีการแปลงแบบ SAR (Successive Approximation Register) ที่มีความละเอียด 12 บิต X20AI2322 จึงประมวลผลข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว โดยใช้เวลาแปลงเพียง 300 µs สำหรับอินพุตทั้งหมด การออกแบบอินพุตแบบดิฟเฟอเรนเชียลและการกรองความถี่ต่ำลำดับที่ 3 ช่วยให้มีภูมิคุ้มกันต่อสัญญาณรบกวนเป็นเลิศ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการควบคุมกระบวนการที่ต้องการความแม่นยำสูงในอุตสาหกรรมเคมี การบำบัดน้ำ และพลังงาน

การประมวลผลสัญญาณและตรรกะฮาร์ดแวร์

X20AI2322 ได้รับการออกแบบเพื่อความน่าเชื่อถือและความสมบูรณ์ของสัญญาณ โดยมีวงจรอินพุตที่ซับซ้อนซึ่งรองรับสัญญาณรบกวนจากภาคสนามอุตสาหกรรมได้เป็นอย่างดี

• สถาปัตยกรรมอินพุตแบบดิฟเฟอเรนเชียล: ด้วยการวัดความแตกต่างระหว่างสัญญาณสองสัญญาณ โมดูลจึงสามารถหักล้างสัญญาณรบกวนแบบโหมดร่วมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจำเป็นสำหรับลูปกระแสระยะไกล

• เทคโนโลยีการแปลงแบบ SAR: กระบวนการ Successive Approximation Register (SAR) มอบสมดุลที่ลงตัวระหว่างการสุ่มตัวอย่างความเร็วสูงและความแม่นยำคงที่ระดับ 12 บิต

• การกรองขั้นสูง: ตัวกรองความถี่ต่ำลำดับที่ 3 ในตัว ซึ่งมีความถี่ตัดที่ 1 kHz ช่วยลดสัญญาณรบกวนความถี่สูงก่อนการแปลงเป็นดิจิทัล

• การป้องกันอินพุตที่แข็งแกร่ง: วงจรได้รับการป้องกันจากการต่อสายโดยไม่ตั้งใจกับแรงดันไฟเลี้ยง และรองรับสัญญาณอินพุตที่อนุญาตได้สูงสุด ±50 mA

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค

คำถามที่พบบ่อยด้านเทคนิค

ฉันควรตีความรูปแบบเอาต์พุตดิจิทัลสำหรับสัญญาณ 4 ถึง 20 mA อย่างไร

X20AI2322 ใช้ข้อมูลประเภท INT โดยแมปช่วงตั้งแต่ 0x0000 ถึง 0x7FFF ด้วยความละเอียดที่ 1 LSB = 4.883 µA สัญญาณ 4 mA จะให้ค่าดิจิทัลประมาณ 0x0333 (819 dec) ขณะที่ 20 mA จะถึงค่าฟูลสเกล

การแยกวงจรแบบ “ช่องสัญญาณถึงบัส” ในโมดูลนี้มีประโยชน์อย่างไร

การแยกทางไฟฟ้าระหว่างช่องอินพุตกับบัส X2X Link ภายในจะช่วยป้องกันแรงดันกระชากสูงจากฝั่งภาคสนามไม่ให้สร้างความเสียหายแก่ CPU ของ PLC หรือส่วนประกอบแบ็กเพลนที่ไวต่อสัญญาณอื่น ๆ โปรดทราบว่า แม้ช่องสัญญาณจะแยกออกจากบัส แต่ช่องอินพุตทั้งสอง ไม่ได้ แยกออกจากกัน

โมดูลสามารถตรวจจับสายขาดหรือเซนเซอร์ขัดข้องได้หรือไม่

ได้ เมื่อกำหนดค่าเป็นช่วง 4 ถึง 20 mA ซอฟต์แวร์สามารถตรวจสอบค่าที่ต่ำกว่าเกณฑ์ 4 mA (เช่น <3.8 mA) เพื่อเรียกใช้สัญญาณเตือน “สายขาด” หรือ “เซนเซอร์ผิดพลาด” ในสภาพแวดล้อม B&R Automation Studio

คู่มือวิศวกรรมภาคสนามและการติดตั้ง

• การจัดการอิมพีแดนซ์ของลูป: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความต้านทานรวมของลูป ซึ่งรวมเซนเซอร์และโหลดภายในของ X20AI2322 (<400 Ω) ไม่เกินความสามารถในการขับของทรานสมิตเตอร์ หากโหลดสูงเกินไป สัญญาณ 20 mA จะอิ่มตัวและให้ค่าที่อ่านไม่ถูกต้อง

• แนวทางการใช้ชีลด์: สำหรับการรับสัญญาณความละเอียดสูงระดับ 12 บิต ควรใช้สายคู่บิดเกลียวแบบมีชีลด์ โดยเชื่อมต่อชีลด์เข้ากับกราวด์ฟังก์ชัน (FE) ที่เทอร์มินัลบล็อก X20 เพื่อลดผลกระทบของสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าต่อชุดกรองความถี่ 1 kHz

• การกำหนดค่าโอเวอร์โหลด: ใช้พารามิเตอร์ซอฟต์แวร์เพื่อกำหนด “เอาต์พุตค่าดิจิทัลระหว่างโอเวอร์โหลด” การตั้งค่าเป็นค่าคงที่ข้อผิดพลาดที่กำหนดจะช่วยให้ลอจิก PLC สามารถหยุดกระบวนการได้อย่างปลอดภัย หากเซนเซอร์มีกระแสเกินขีดจำกัดที่อนุญาต ±50 mA

ข้อได้เปรียบทางวิศวกรรม

X20AI2322 โดดเด่นด้วยการใช้พลังงานจากบัสที่ต่ำมาก (0.01 W) ทำให้สามารถติดตั้งระบบแอนะล็อกความหนาแน่นสูงได้โดยไม่เพิ่มภาระให้กับงบประมาณพลังงานของระบบ น้ำหนักจัดส่ง 2.5 kg สะท้อนถึงบรรจุภัณฑ์ป้องกันที่แข็งแรง ซึ่งใช้เพื่อรักษาการปรับเทียบจากโรงงานของตัวแปลง SAR ความแม่นยำสูง ด้วยการผสานรวมเข้ากับระบบนิเวศ X20 โดยตรง โมดูลจึงรองรับคุณสมบัติขั้นสูง เช่น การวินิจฉัย X20 ซึ่งให้ข้อมูลย้อนกลับแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับสถานะของโมดูลและความถูกต้องของสัญญาณไปยัง HMI โดยตรง