Módulo de entrada analógica TRICONEX AI6700

I. Información general

Está dise?ado en estricta conformidad con la norma de seguridad funcional IEC 61508 (admite hasta el nivel SIL 3) y tiene tres ventajas centrales en comparación con los módulos DI de alta densidad ordinarios:

1. Adquisición redundante de alta densidad: Un solo módulo integra 32 canales independientes, cada uno de los cuales admite la adquisición triple TMR, equilibrando el número de puntos de medición y la redundancia de seguridad;

2. Diagnóstico de fallas de todos los canales a nivel de hardware: Circuitos de detección de circuito abierto, cortocircuito y deriva de canal incorporados con una tasa de cobertura de diagnóstico de ≥99.5%, lo que permite la localización en tiempo real de anomalías de un solo canal;

3. Adaptación a entornos hostiles de grado industrial: Adoptando un dise?o de amplia temperatura, capacidad de antiinterferencia mejorada y materiales resistentes a la corrosión, es adecuado para escenarios de alta temperatura, fuerte interferencia electromagnética y alta humedad. El Tiempo Medio Entre Fallas (MTBF) alcanza más de 2.2 millones de horas, lo que lo convierte en un componente de adquisición central para escenarios de monitoreo de seguridad de múltiples puntos de medición.

II. Parámetros técnicos

1. Especificaciones básicas

2. Parámetros de rendimiento

Características de adquisición de se?ales

Características de redundancia y seguridad

• Arquitectura redundante TMR: Cada se?al de entrada corresponde a tres circuitos de aislamiento fotoeléctrico independientes, unidades de acondicionamiento de se?al y canales de detección de estado. Los datos recopilados son procesados por la lógica de votación "2oo3" del sistema (se producen resultados válidos si los estados de dos canales cualesquiera son consistentes). Una falla de un solo canal (como el da?o del optoacoplador) no afecta la adquisición general de la se?al, y los dos canales restantes siguen manteniendo una votación normal;

• Capacidad de diagnóstico de fallas: Capaz de detectar 7 tipos de fallas, incluyendo "circuito abierto de canal" (sin se?al para contacto seco, voltaje de contacto húmedo

• Estado de salida seguro: Cuando el módulo detecta una falla grave (como la falla simultánea de dos canales o una alimentación general anormal del módulo), un solo canal automáticamente produce un "valor de falla segura" (pueden preestablecerse a "0" o "1", predeterminado "0", correspondiente al estado "equipo apagado/interbloqueo activado") para garantizar la acción correcta de la lógica de seguridad descendente.

Características de antiinterferencia y aislamiento

• Aislamiento fotoeléctrico: El circuito de se?al de cada canal y el circuito lógico interno del módulo adoptan aislamiento fotoeléctrico (voltaje de aislamiento 2500V AC durante 1 minuto) para evitar que la interferencia de la se?al externa se propague al núcleo del sistema;

• Compatibilidad Electromagnética (EMC): La emisión de radiación cumple con la norma EN 55022 Clase B; la inmunidad cumple con la norma EN 61000-6-2 (Descarga Electroestática ±8kV contacto/±15kV aire, Transitorio Eléctrico Rápido ±2kV, Surge ±4kV);

• Aislamiento de energía: El suministro de energía de se?al de 24V DC y el suministro de energía lógica de +5V DC adoptan un dise?o de aislamiento independiente (voltaje de aislamiento 1500V DC) para evitar la interferencia mutua de las fluctuaciones de energía (por ejemplo, las fluctuaciones de 24V no afectan la estabilidad del circuito lógico).

III. Características funcionales

1. Adquisición redundante de alta densidad y votación de seguridad

• Adquisición TMR independiente de 32 canales: El módulo integra 32 canales en un tama?o compacto, y cada canal está equipado con tres optoacopladores independientes y circuitos de procesamiento de se?al. Por ejemplo, cuando se recopila el estado "en funcionamiento/parado" de 32 bombas, la se?al de contacto de cada bomba se somete a votación "2oo3" después de ser recopilada por tres canales. Incluso si un canal de adquisición falla, el estado real aún se puede confirmar a través de los otros dos canales, evitando el mal juicio causado por una falla en un solo punto (como juzgar erróneamente "parado" como "en funcionamiento"). Al mismo tiempo, satisface el requisito de ahorro de espacio para escenarios de múltiples puntos de medición (reduciendo la ocupación de 1 ranura en comparación con 2 módulos DI de 16 canales);

• Gestión de grupos de canales: Admite la agrupación de 32 canales por función (por ejemplo, "Grupo de Bombas Canales 1-8", "Grupo de Válvulas Canales 9-16") a través del software TriStation 1131. Parámetros como el tiempo de antirrebote y el valor de falla segura se pueden configurar por grupo para adaptarse a diferentes tipos de equipos de campo (por ejemplo, establecer un antirrebote de 100ms para canales de bombas con vibración frecuente, 10ms de antirrebote para canales de válvulas estables), simplificando el proceso de configuración de parámetros;

• Aislamiento de fallas y deshabilitación de canales: Cuando se detecta una falla (como un cortocircuito) en un canal, el módulo automáticamente marca el canal como "fallido" y lo aísla sin afectar el funcionamiento de otros canales en el mismo grupo. También admite la deshabilitación manual de canales fallidos (por ejemplo, puntos de medición de reserva con fallas a largo plazo) a través del software para evitar que ocupen recursos del sistema o desencadenen alarmas no válidas.

2. Diagnóstico de fallas en todas las dimensiones y alarma inteligente

• Detección de fallas en tiempo real a nivel de hardware: Circuitos de detección de fallas independientes incorporados, cada canal monitorea el estado de la se?al y su propio estado de salud en tiempo real. Por ejemplo, cuando un canal de contacto húmedo detecta una corriente >150mA, se determina como una "falla de cortocircuito", activa el indicador de estado del canal para que parpadee en rojo dentro de 50ms y envía un código de falla (por ejemplo, F05 = Cortocircuito del Canal 5) al HMI. Cuando un canal de contacto seco detecta una se?al pero la continuidad del cable es normal, se determina como "equipo no activado", evitando falsas alarmas de "falla de circuito abierto" y mejorando la precisión del diagnóstico;

• Mecanismo de alarma jerárquica: Admite alarmas jerárquicas basadas en la gravedad de la falla (por ejemplo, "falla de canal" es una alarma local, solo avisa a los técnicos de mantenimiento para su manejo; "anomalía de la alimentación de 24V" es una alarma global, activa una alerta a nivel de sistema). Al mismo tiempo, el HMI muestra la ubicación del canal con falla, el tipo de falla y la hora de ocurrencia, facilitando la localización rápida (por ejemplo, "Circuito Abierto del Canal 22" apunta directamente al equipo de campo correspondiente al Canal 22);

• Registro y seguimiento de fallas: Admite el almacenamiento de hasta 200 registros de fallas (incluyendo el número de canal, el tipo de falla, el valor de la se?al en el momento de la falla y el tiempo de recuperación). Los registros se almacenan en memoria flash protegida contra la pérdida de energía (no se requiere batería) y se pueden exportar como archivos Excel a través del software para el análisis de la causa raíz de la falla (por ejemplo, contando los circuitos abiertos frecuentes de canales en una determinada área para investigar problemas de la instalación de cables).

3. Confiabilidad de grado industrial y adaptación al entorno

• Resistencia a entornos hostiles y de amplia temperatura: El rango de temperatura de funcionamiento de -40°C ~ 70°C cubre gabinetes exteriores en regiones frías (por ejemplo, gabinetes SIS en cabezales de pozos de campos petrolíferos del norte) y áreas cerca de equipos de alta temperatura (por ejemplo, al lado de calentadores en unidades de refinación), sin necesidad de equipos de control de temperatura adicionales. La PCB adopta un revestimiento conformable de grado militar (resistente a la humedad, corrosión y polvo), extendiendo la vida útil a más de 12 a?os en entornos húmedos (95% HR, sin condensación) y escenarios ricos en gas y petróleo de talleres de petroquímica;

• Dise?o de antiinterferencia mejorado: Doble protección de aislamiento fotoeléctrico para circuitos de se?al y aislamiento independiente para suministros de energía, que puede resistir la interferencia electromagnética generada por convertidores de frecuencia y motores de alta tensión en sitios industriales (por ejemplo, sin transiciones de estado falsas de 32 canales bajo interferencia transitoria eléctrica rápida de ±2kV). La carcasa del módulo está hecha de material ABS retardante de llama (grado UL94 V-0), que se extingue automáticamente cuando se expone al fuego, cumpliendo con los requisitos de protección contra incendios industriales;

• Selección de materiales duraderos: Utiliza optoacopladores de grado industrial de larga vida (vida útil ≥100,000 horas @40°C), terminales dorados (tiempos de enchufe/desenchufe ≥1000, resistencia de contacto<50mΩ), and a 2A self-resetting fuse built into the 24V power supply circuit to prevent module burnout due to overcurrent. The Mean Time Between Failures (MTBF) is ≥2.2 million hours, meeting the requirements of high-reliability scenarios.

4. Convenient Operation & Maintenance and Compatibility

• Visual Status Monitoring: The front panel is equipped with 32 channel status lights (green steady on = "1" state, green off = "0" state, red flashing = channel fault) + 2 power lights (yellow = +5V normal, blue = 24V normal) + 1 redundancy status light (white steady on = TMR normal). The status of each channel can be intuitively judged without accessing software (e.g., red flashing of Channel 10 indicates a fault in that channel). The channel lights are arranged in groups of 8 for easy quick localization;

• Remote Configuration and Testing: Channel parameter configuration (type, debounce time, fail-safe value) and "channel testing" (software-forced input of "1"/"0" signals to verify downstream logic response) can be completed remotely via TriStation 1131 software, without on-site module disassembly or equipment wiring disconnection (e.g., testing Channel 25 corresponding to the "emergency stop button" without pressing the actual button);

• Spare Part Compatibility and Hot-swapping: Compatible with other high-density DI modules in the TRICON series (e.g., DI6502), with consistent module size, interface definition, and communication protocol, enabling direct replacement and reducing spare part inventory costs. Some TRICON racks support hot-swapping, allowing module replacement without power-off, and the system maintains TMR operation to avoid production interruption.

IV. Operation, Maintenance and Troubleshooting

Daily Maintenance Points

• Status Monitoring: Check the module's operating status via the TRICON HMI daily to confirm that the status of 32 channels is consistent with on-site equipment (no abnormal "1"/"0") and there are no fault alarms. Inspect the indicator lights on-site to ensure the power lights and redundancy light are steady on, and no channel lights are flashing red. Focus on channels corresponding to key equipment (such as the emergency stop button channel);

• Wiring and Power Supply Inspection: Monthly check the 24V signal power supply terminals of the module and the wiring of 32 channels (especially the tightness of terminal block screws), and re-tighten the screws (torque 0.5-0.8N·m) to avoid loose wiring caused by vibration (increased contact resistance leading to false open-circuit alarms). Measure the 24V power supply voltage to ensure it is within the range of 22V ~ 26V DC, with a fluctuation ≤±5%;

• Debounce and Fault Testing: Quarterly perform "channel debounce testing" (simulating contact bounce signals to verify whether the module filters correctly) and "fault injection testing" (simulating channel open-circuit/short-circuit to verify whether alarms are triggered) via software. Increase the testing frequency (once a month) for key channels (such as safety interlock contacts);

• Environmental Control: Ensure the temperature inside the cabinet is within the range of -40°C ~ 70°C. Regularly clean the dust from the module's heat dissipation holes (blow along the heat dissipation direction with compressed air, avoiding vertical blowing to prevent dust from entering the interior). Check the cabinet's sealing to prevent oil, gas, and dust from entering the module terminals and affecting contact performance (e.g., in petrochemical workshops, check the terminal oxidation status quarterly and wipe with alcohol cotton).

Common Faults and Solutions