Yokogawa VC401-10 Kopplermodul

Mehrfachsignaltyp-Ausgang

• Unterstützt standardisierte analoge Ausg?nge: 4-20mA-Stromsignale, 1-5V-Gleichspannungssignale usw., um sich an verschiedene Aktoren anzupassen.

• Kann mit linearen oder nichtlinearen Ausgangseigenschaften konfiguriert werden, um spezielle Prozessanforderungen zu erfüllen (z. B. nichtlineare Kompensation für die Ventil?ffnung).

• Die Ausgangsgenauigkeit erreicht ±0,05% FS (Vollskala), mit 16-Bit-Digital-Analog-Umwandlung (DAC), um die Genauigkeit der Steuersignale sicherzustellen.

• Eingebaute Hardware-Filter- und Software-Kalibrierfunktionen unterdrücken Temperatureinflüsse und externe St?rungen, um einen stabilen Langzeitbetrieb zu gew?hrleisten.

• Unterstützt die Echtzeitkommunikation mit Controllern über Yokogawas internen Bus (z. B. den HW-Bus), um Steuerbefehle und Statusrückmeldungen zu empfangen.

• Ausgestattet mit einer Fehlersdiagnoseschnittstelle, die eine Echtzeitüberwachung des Modulstatus (z. B. Ausgangsfehler, Unterbrechungsalarme) über die Systemsoftware erm?glicht.

• Elektrische Isolierung: Optokoppler oder Transformatoren werden zwischen Eingangs- und Ausgangsseite eingesetzt, mit einer Isolationsspannung ≥500V DC, um Erdschleifenst?rungen zu verhindern.

• Redundanzfunktion: Unterstützt die Hardware-Redundanzkonfiguration (z. B. Doppelmodul-Hot-Standby), um einen automatischen Wechsel bei St?rungen zu erm?glichen und den unterbrechungsfreien Systembetrieb sicherzustellen.

• Schutzklasse: Erfüllt die Anforderungen an die industrielle Umgebung, widersteht Vibrationen, Staub und elektromagnetischen St?rungen (EMI).

• Der Ausgangsbereich und die sicheren Fehlerbetriebsmodi (z. B. Beibehaltung des aktuellen Werts oder Ausgabe eines sicheren Werts) k?nnen online über spezielle Software (z. B. Centum CS3000) konfiguriert werden.

• Unterstützt Hot-Swapping, so dass keine Abschaltung w?hrend der Wartung erforderlich ist und die Systemverfügbarkeit verbessert wird.

• Befehlserfassung: Der Modul empf?ngt digitale Steuerbefehle (z. B. 16-Bit-bin?re Daten) vom Controller über den internen Bus (z. B. HW-Bus). Die Befehle umfassen Zieldausgangswerte (z. B. digitale Codes, die 4-20mA entsprechen) und Funktionsparameter (z. B. Bereich und Fehlerbetriebsmodus).

• Datenanalyse: Der integrierte Mikroprozessor (MCU) analysiert die digitalen Befehle, führt eine überprüfung (z. B. CRC-Prüfung) und Formatumwandlung durch, um die Datengenauigkeit sicherzustellen.

• D/A-Umwandlung: Ein 16-Bit-Hochpr?zisions-Digital-Analog-Umwandler (DAC) wandelt digitale Codes in analoge Spannungssignale (z. B. 0-5V DC) um, wobei die Umwandlungsgenauigkeit durch eine Referenzspannungsquelle (z. B. ein Hochpr?zisions-Spannungsreferenz-Chip) gew?hrleistet wird.

• Signalkonditionierung:

• Verst?rkung: Leistungsm??ige Verst?rkung von Niederspannungssignalen, um die Ausgangsantriebskapazit?t zu erfüllen (z. B. Antrieb einer 250Ω-Belastung für 4-20mA-Ausgang).

• Filterung: RC-Filter eliminieren hochfrequentes Rauschen, um glatte analoge Signale sicherzustellen.

• Linearisierungskorrektur: Wenn die Ausgangseigenschaft nichtlinear ist (z. B. die Temperaturkompensationskurve eines Thermoelements), wird eine Korrektur durch Softwarealgorithmen oder Hardware-Schaltungen vorgenommen.

• Strom/Spannungsumwandlung: Wandelt Spannungssignale in standardisierte Strom- oder Spannungsausg?nge gem?? der Konfiguration um:

• Stromausgang: Wandelt Spannungssignale in 4-20mA-Strom über eine Konstantstromquellenschaltung (z. B. ein Operationsverst?rker + Leistungstransistor) um, um die Stromstabilit?t w?hrend Last?nderungen sicherzustellen.

• Spannungsausgang: Angesteuert durch einen Pufferverst?rker, um die Ausgangsspannungsstabilit?t w?hrend Last?nderungen aufrechtzuerhalten (z. B. Lastkapazit?t ≥1kΩ).

• Lastanpassung: Die Ausgangsschaltung verfügt über eine Impedanzanpassungsgestaltung, um Signaldistortion oder Modulsch?den aufgrund von anormalen Lasten (z. B. Kurzschlüssen oder Unterbrechungen) zu vermeiden.

• Isolationsgestaltung: Elektrische Isolierung zwischen der Eingangsseite (digitale Signale) und der Ausgangsseite (analoge Signale) wird durch Optokoppler oder Transformatoren erreicht, um Erdschleifen zu unterbrechen und zu verhindern, dass externe St?rungen (z. B. Frequenzumrichter-Harmonische) die Steuersignale beeinflussen, w?hrend der Controller vor Betriebsst?rungen vor Ort (z. B. überspannung) geschützt wird.

• Mehrere Schutzmechanismen:

• überstrom/überspannungsschutz: Wenn ein Kurzschluss oder eine überspannung am Ausgang auftritt, greift die Schutzschaltung (z. B. Strombegrenzungswiderst?nde, TVS-Dioden) schnell ein, um Strom/Spannung in einem sicheren Bereich zu begrenzen und Sch?den am DAC und an den Antriebskomponenten zu vermeiden.

• Unterbrechungsdetektion: Für Stromausgangsszenarien kann der Modul Lastunterbrechungen erfassen und gem?? der Konfiguration Fehlersignale ausgeben (z. B. Beibehaltung des letzten Werts oder Umschaltung auf einen sicheren Wert).

• Thermischer Schutz: Ein interner Temperatursensor überwacht die Chiptemperatur, l?st eine Warnung aus und begrenzt den Ausgang bei überhitzung, um eine überhitzungsst?rung der Komponenten zu verhindern.

• Rückmeldemechanismus: Der Modul sampelt die Ausgangssignale in Echtzeit, vergleicht sie mit den Zieldwerten, l?st eine Selbstdiagnose aus, wenn die Abweichung den Schwellenwert (z. B. ±0,1% FS) überschreitet, und sendet Fehlermeldungen (z. B. "Ausgangsfehler") an den Controller über den Bus.

• Redundanzfunktion (falls konfiguriert): Bei der Doppelmodul-Redundanz synchronisieren der Hauptmodul und der Slave-Modul die Daten in Echtzeit. Wenn der Hauptmodul ausf?llt, übernimmt der Slave-Modul automatisch den Ausgang, mit einer Umschaltzeit ≤10ms, um die Steuerkontinuit?t sicherzustellen.

• Stromversorgungsmanagement: Die 24V-DC-Eingang wird in die von jedem Chip ben?tigten Spannungen (z. B. 5V, 3,3V) über die interne DC-DC-Umwandlung umgewandelt. Filterkondensatoren und Spannungsregler reduzieren das Rauschen, um einen stabilen Betrieb des DAC und des Prozessors zu gew?hrleisten.

• Zeitsynchronisation: Die interne Uhr bietet eine Zeitreferenz für die DAC-Umwandlung und die Datenverarbeitung, unterstützt die Synchronisation mit der Systembusuhr, um die Zeitkonsistenz der Ausg?nge mehrerer Module sicherzustellen (z. B. koordinierte Aktionen mehrerer Aktoren in komplexen Steuerungssystemen).