Foxboro FBM214 P0922VT Module d'interface d'entrée de communication HART

Accès et conditionnement du signal
Il prend en charge la réception de signaux de courant de 4 à 20 mA ou de signaux de tension de 0 à 10 V (le type d'entrée spécifique est configurable). Après que les signaux entrent dans le module par les canaux d'entrée différentiels, ils passent tout d'abord par le circuit de conditionnement du signal, y compris le filtrage (pour éliminer le bruit haute fréquence), l'amplification (pour correspondre à la plage de conversion analogique-numérique) et le traitement de linéarisation (pour corriger les erreurs non linéaires du signal).
Par exemple, après que le signal de 4 à 20 mA est converti en un signal de tension par une résistance, le gain est ajusté par un amplificateur opérationnel pour garantir que la plage de signal entrée dans l'ADC corresponde à la plage de mesure du module.

Conversion analogique-numérique (ADC)
Les signaux analogiques conditionnés sont convertis en signaux numériques par un convertisseur analogique-numérique (ADC) haute précision. Le FBM214 utilise généralement un ADC de type Σ-Δ avec une résolution de 16 bits ou plus, et la précision de conversion peut atteindre ±0,05 % de la pleine échelle, garantissant une erreur de quantification de signal minimale.

étalonnage et compensation
Le module a un mécanisme d'auto-étalonnage intégré, qui étalonne régulièrement le zéro et le gain de l'ADC par une source de référence matérielle (telle qu'une source de tension précise), et prend également en charge la compensation de température (pour l'impact des variations de température ambiante sur les signaux) pour garantir la stabilité de la précision de mesure.

Entrée numérique (DI)
Les signaux de commutation de terrain (tels que les contacts de relais et les interrupteurs de proximité) sont connectés au module par les canaux d'entrée, isolés par des optocoupleurs, convertis en signaux de niveau TTL et lus par le microprocesseur. La conception d'isolation peut empêcher les interférences électriques de terrain d'affecter le fonctionnement du module et protéger le circuit interne contre l'impact de haute tension.
Paramètres typiques : plage de tension d'entrée 24 VCC ±10 %, temps de réponse ≤10 ms.

Sortie numérique (DO)
Après que le module re?oit le signal de contr?le numérique du contr?leur, il sort par un relais statique (SSR) ou un relais pour piloter les actionneurs de terrain (tels que les électrovannes et les feux indicateurs). Les canaux de sortie ont également une isolation électrique (la tension d'isolation est généralement ≥2500 Vrms) pour éviter l'impact des fautes de boucle de sortie sur le module.
Types de sortie : généralement sortie de contact sec (type relais) ou sortie de niveau 24 VCC (type statique), et le courant de charge maximal peut atteindre 1 A/canal.

Mécanisme d'isolation électrique
Le FBM214 adopte une conception d'isolation à canal unique (les canaux analogiques et numériques sont isolés indépendamment), et réalise l'isolation électrique entre les canaux et de l'alimentation du système par couplage de transformateur (analogique) ou couplage optoélectronique (numérique), empêchant les interférences de mode commun et les effets de boucle de masse pour garantir la stabilité dans des environnements électromagnétiques complexes.
Indice d'isolation : tension d'isolation entre les canaux ≥2500 Vrms, tension d'isolation entre l'alimentation et la masse du signal ≥1500 Vrms.

Mesures anti-brouillage
En plus de l'isolation, le module intègre également un circuit de filtre EMI (interférence électromagnétique) à l'intérieur, et le cable externe doit utiliser des cables torsadés blindés pour réduire l'interférence du rayonnement électromagnétique externe sur le signal. En même temps, il répond aux exigences environnementales d'anti-vibration et d'anti-choc dans les domaines industriels (telles qu'une tolérance de vibration de 5 g rms, 20-500 Hz).

Connexion au bus de terrain
Le FBM214 est connecté au contr?leur DeltaV (CP) par le bus de terrain FOUNDATION ou un bus de communication dédié. Le protocole de communication suit IEEE 1118, le taux de transmission est de 268,75 kbps, et la distance maximale de communication peut atteindre 1800 mètres (en utilisant des cables torsadés blindés).
Mode de communication : communication semi-duplex ma?tre-esclave, et le contr?leur interroge périodiquement le module FBM pour obtenir les données d'entrée ou émettre des commandes de sortie.

Contr?le par microprocesseur
Le module a un microprocesseur intégré (tel qu'un ARM ou un MCU dédié), qui est responsable de coordonner la conversion ADC/DAC, le traitement du signal, l'analyse du protocole de communication et le diagnostic de fautes. Après que les données d'entrée sont traitées (telles que la conversion de quantité de mesure et la conversion d'unité), elles sont emballées et envoyées au contr?leur selon le protocole. Après avoir re?u les instructions du contr?leur, il analyse et exécute le contr?le de sortie ou la configuration de paramètre (telle que la définition de plage et l'ajustement du coefficient de filtre).

Performances en temps réel et fiabilité
Le protocole de communication a un mécanisme de vérification d'erreur (tel que la vérification CRC) pour garantir l'exactitude de la transmission de données. Il prend également en charge le hot-swapping, et le remplacement en ligne du module n'affecte pas le fonctionnement des autres parties du système, améliorant la maintenabilité du système industriel.