Foxboro FBM214 P0922VT Módulo de interfaz de entrada de comunicación HART

Acceso y acondicionamiento de se?ales
Admite la recepción de se?ales de corriente de 4-20mA o se?ales de voltaje de 0-10V (el tipo de entrada específico es configurable). Después de que las se?ales entren al módulo a través de los canales de entrada diferenciales, primero pasan por el circuito de acondicionamiento de se?ales, que incluye filtrado (para eliminar el ruido de alta frecuencia), amplificación (para adaptarse al rango de conversión analógico-digital) y procesamiento de linealización (para corregir los errores no lineales de la se?al).
Por ejemplo, después de que la se?al de 4-20mA se convierte en una se?al de voltaje por un resistor, la ganancia se ajusta por un amplificador operacional para garantizar que el rango de se?al de entrada al ADC coincida con el rango de medición del módulo.

Conversión analógico-digital (ADC)
Las se?ales analógicas acondicionadas se convierten en se?ales digitales por un convertidor analógico-digital de alta precisión (ADC). El FBM214 generalmente utiliza un ADC de tipo Σ-Δ con una resolución de 16 bits o superior, y la precisión de conversión puede alcanzar ±0.05% de la escala completa, lo que garantiza un error de cuantificación de se?al mínimo.

Calibración y compensación
El módulo tiene un mecanismo de autocalibración incorporado, que calibra periódicamente el punto cero y la ganancia del ADC a través de una fuente de referencia de hardware (como una fuente de voltaje precisa), y también admite la compensación de temperatura (para el impacto de los cambios de temperatura ambiental en las se?ales) para garantizar la estabilidad de la precisión de medición.

Entrada digital (DI)
Las se?ales de conmutación de campo (como contactos de relé y interruptores de proximidad) se conectan al módulo a través de canales de entrada, se aíslan por optoacopladores, se convierten en se?ales de nivel TTL y se leen por el microprocesador. El dise?o de aislamiento puede prevenir que la interferencia eléctrica de campo afecte el funcionamiento del módulo y proteger el circuito interno del impacto de alta tensión.
Parámetros típicos: rango de voltaje de entrada 24VDC ±10%, tiempo de respuesta ≤10ms.

Salida digital (DO)
Después de que el módulo recibe la se?al de control digital del controlador, se emite por un relé de estado sólido (SSR) o relé para conducir actuadores de campo (como válvulas solenoides y luces indicadoras). Los canales de salida también tienen aislamiento eléctrico (la tensión de aislamiento es generalmente ≥2500Vrms) para evitar el impacto de fallas en el circuito de salida en el módulo.
Tipos de salida: generalmente salida de contacto seco (tipo relé) o salida de nivel de 24VDC (tipo estado sólido), y la corriente de carga máxima puede alcanzar 1A/canal.

Mecanismo de aislamiento eléctrico
El FBM214 adopta un dise?o de aislamiento de canal único (los canales analógicos y digitales se aíslan independientemente), y realiza el aislamiento eléctrico entre canales y de la fuente de alimentación del sistema a través del acoplamiento de transformador (analógico) o acoplamiento optoelectrónico (digital), evitando la interferencia de modo común y los efectos de lazo de tierra para garantizar la estabilidad en entornos electromagnéticos complejos.
índice de aislamiento: tensión de aislamiento entre canales ≥2500Vrms, tensión de aislamiento entre la fuente de alimentación y la tierra de se?al ≥1500Vrms.

Medidas de anti-interferencia
Además del aislamiento, el módulo también integra un circuito de filtro de EMI (interferencia electromagnética) internamente, y se requiere que el cable externo utilice cables trenzados blindados para reducir la interferencia de la radiación electromagnética externa en la se?al. Al mismo tiempo, cumple con los requisitos ambientales de anti-vibración y anti-choque en los campos industriales (como tolerancia a vibraciones de 5g rms, 20-500Hz).

Conexión de bus de campo
El FBM214 se conecta al controlador DeltaV (CP) a través de FOUNDATION Fieldbus o un bus de comunicación dedicado. El protocolo de comunicación sigue IEEE 1118, la tasa de transmisión es de 268.75kbps, y la distancia máxima de comunicación puede alcanzar 1800 metros (utilizando cables trenzados blindados).
Modo de comunicación: comunicación semidúplex maestro-esclavo, y el controlador sondea periódicamente el módulo FBM para obtener datos de entrada o emitir comandos de salida.

Control de microprocesador
El módulo tiene un microprocesador incorporado (como ARM o un MCU dedicado), que es responsable de coordinar la conversión ADC/DAC, el procesamiento de se?ales, el análisis del protocolo de comunicación y el diagnóstico de fallas. Después de que los datos de entrada se procesen (como conversión de cantidad de ingeniería y conversión de unidades), se empaquetan y envían al controlador según el protocolo. Después de recibir las instrucciones del controlador, se analizan y ejecutan el control de salida o la configuración de parámetros (como ajuste de rango y coeficiente de filtro).

Rendimiento en tiempo real y confiabilidad
El protocolo de comunicación tiene un mecanismo de comprobación de errores (como comprobación CRC) para garantizar la precisión de la transmisión de datos. También admite el intercambio en caliente, y el reemplazo en línea del módulo no afecta el funcionamiento de otras partes del sistema, mejorando la mantenibilidad del sistema industrial.