Description du produit
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I. Aper?u
Le ABB 3BHE004074R0511 est un module de base pour le contr?le des processus industriels de la série Industrial IT du groupe suisse ABB. Son positionnement central est de fournir des fonctions de contr?le en boucle fermée haute précision et d'interblocage logique pour les processus industriels complexes (tels que les réactions continues, la régulation multivariée et la production par lots) dans des secteurs tels que l'ingénierie chimique, le pétrole et le gaz, l'électricité et la métallurgie. C'est un composant clé des systèmes de contr?le distribué (DCS) de la série ABB AC 800M ou Freelance.
En intégrant le traitement de signaux multicanaux, des algorithmes de contr?le haute performance et des interfaces de communication flexibles, le module permet la collecte en temps réel, le calcul et la sortie de contr?le de plusieurs types de paramètres de processus tels que la température, la pression, le débit et le niveau de liquide. Cela garantit la stabilité, la sécurité et l'efficacité des processus de production industrielle. Il convient pour des scénarios tels que le contr?le des réacteurs dans les grandes usines pétrochimiques, la régulation du niveau d'eau des chaudières dans les centrales électriques et le contr?le des paramètres de processus des laminoirs dans les usines de métallurgie, résolvant efficacement les défis de contr?le tels que le couplage multivarié, le grand retard temporel et les fortes interférences dans des conditions de travail complexes.
Le module adopte une conception de carte industrielle standard 3U (dimensions environ 220mm×160mm×40mm), qui est compatible avec les emplacements de baie standard ABB et réalise une interaction de données haute vitesse avec le contr?leur principal du système via un bus de carte mère. Son bo?tier est en plastique renforcé (classe d'inflammabilité UL94 V-0), offrant d'excellentes performances d'isolation et de dissipation thermique. Avec une plage de température de fonctionnement de -10℃~60℃, il peut s'adapter à la plupart des environnements industriels sur site. Il prend en charge les configurations redondantes (redondance d'alimentation, redondance de communication) et a un temps moyen entre pannes (MTBF) de ≥150 000 heures, répondant aux exigences strictes des processus industriels pour les modules de contr?le, y compris ? haute fiabilité, longue durée de vie et forte adaptabilité ?.
L'interface de signal est compatible avec les signaux analogiques, numériques et impulsionnels, permettant une connexion directe aux capteurs, actionneurs et dispositifs intelligents tiers sur site, permettant ainsi la construction et l'expansion rapides des boucles de contr?le.
II. Paramètres techniques
Paramètres électriques
2. Paramètres environnementaux et de fiabilité
3. Paramètres de contr?le et de communication
III. Caractéristiques fonctionnelles
1. Traitement de signaux multicanaux et multi-types
Le 3BHE004074R0511 a des capacités de traitement de signaux complètes, couvrant divers signaux de détection courants dans les processus industriels et répondant aux exigences du contr?le coordonné de multi-paramètres :
Acquisition et sortie de signaux analogiques
Il intègre 8 canaux d'entrée analogique (AI) et 4 canaux de sortie analogique (AO). Les canaux AI prennent en charge des types de signaux tels que 4-20mA DC, 0-10V DC, PT100/RTD (-200℃~850℃) et thermocouples (Type K/J/T), avec une résolution de conversion A/D de 16 bits, une précision d'échantillonnage de ±0,05% FS et une période d'échantillonnage ≤100μs. Par exemple, dans le contr?le des réacteurs chimiques, il peut collecter simultanément des paramètres tels que la température de réaction (thermocouple Type K), la pression du réacteur (4-20mA) et le débit d'alimentation (4-20mA) avec une erreur de mesure ≤0,1%, fournissant des données d'entrée précises pour les algorithmes de contr?le.
Les canaux AO prennent en charge la sortie 4-20mA DC ou 0-10V DC, avec une résolution D/A de 12 bits et une précision de sortie de ±0,1% FS, qui peut entra?ner des actionneurs tels que les vannes de contr?le et les convertisseurs de fréquence. Par exemple, il sort un signal 4-20mA pour contr?ler l'ouverture d'une vanne de contr?le de vapeur en fonction de l'écart de température, réalisant une régulation stable de la température de réaction.
Interaction de signaux numériques et impulsionnels
Il comprend 16 canaux d'entrée numérique (DI) et 8 canaux de sortie numérique (DO). Les canaux DI prennent en charge les signaux de contact sec/mouillé 24V DC avec un temps de réponse ≤1ms, et peuvent collecter l'état des équipements sur site (tels que la rétroaction d'ouverture/fermeture des vannes, l'état de fonctionnement des pompes et les contacts d'alarme de défaut). Par exemple, dans le contr?le des pipelines pétroliers, il collecte des signaux d'état tels que ? alarme de surpression ? des interrupteurs de pression et ? interruption de débit ? des interrupteurs de débit.
Les canaux DO adoptent une sortie relais (2A@250V AC/30V DC), prennent en charge la configuration en mode normalement ouvert/normalement fermé et peuvent entra?ner des électrovannes, des feux indicateurs et de petits relais pour réaliser le contr?le de démarrage/arrêt des équipements ou des actions d'interblocage. Par exemple, après avoir re?u une commande ? arrêt d'urgence ?, il coupe l'alimentation de la pompe d'alimentation via le canal DO.
En même temps, le module est équipé de 2 canaux d'entrée impulsionnelle (PI) qui prennent en charge les signaux impulsionnels de 0-10kHz et peuvent être connectés à des dispositifs tels que des débitmètres à vortex et des codeurs pour réaliser des fonctions telles que l'accumulation de débit et la mesure de vitesse de rotation.
Traitement anti-interférence des signaux
Tous les canaux de signal adoptent une isolation optoélectronique (tension d'isolation ≥2,5kVrms) et une conception de filtrage EMC, conformes à la norme anti-interférence industrielle IEC 61000-6-2. Ils offrent une protection ESD de ±8kV (décharge dans l'air)/±4kV (décharge par contact) et une protection EFT (Transitoire rapide électrique) de ±2kV, qui peut résister aux interférences électromagnétiques haute fréquence générées par les convertisse，urs de fréquence et les moteurs haute tension sur les sites industriels, garantissant la stabilité de l'acquisition et de la sortie de signaux. Par exemple, dans le contr?le des laminoirs dans les usines d'acier, le signal de température collecté par le module fluctue de ≤0,1℃, évitant les mauvaises opérations de contr?le causées par les interférences.
2. Algorithmes de contr?le haute performance et interblocage logique
Le module a des algorithmes de contr?le de niveau industriel intégrés et des fonctions de programmation logique pour répondre aux exigences de contr?le des processus complexes :
Algorithmes de contr?le multivarié avancés
Il prend en charge des algorithmes tels que le PID (Proportionnel-Integral-Dérivé), l'auto-réglage du PID, le contr?le en cascade, le contr?le par anticipation et le contr?le de rapport. La fonction d'auto-réglage du PID peut optimiser automatiquement les paramètres PID (gain proportionnel, temps intégral, temps dérivé) en fonction des caractéristiques dynamiques de l'objet de processus (tels que le retard temporel et le gain) sans ajustement manuel répété. Par exemple, dans le contr?le du niveau d'eau des chaudières dans les centrales électriques, le module utilise le contr?le PID en cascade, avec ? niveau d'eau ? comme variable de contr?le principale et ? débit d'eau d'alimentation ? comme variable de contr?le secondaire, compensant rapidement l'impact des fluctuations de pression d'eau d'alimentation sur le niveau d'eau, avec une précision de contr?le de ±5mm (plage de niveau d'eau : 0-5m).
Le contr?le par anticipation peut pré-compenser les interférences connues (telles que les changements de quantité d'alimentation). Par exemple, dans le contr?le des colonnes de distillation chimique, le taux de reflux est ajusté à l'avance en fonction des changements de débit d'alimentation pour éviter de grandes fluctuations de température de colonne.
Interblocage logique et contr?le par lots
Il intègre un environnement de programmation standard IEC 61131-3, prenant en charge des langages de programmation tels que le Diagramme en échelons (LD), le Diagramme de blocs fonctionnels (FBD) et le Texte structuré (ST), permettant un interblocage logique complexe et un contr?le de production par lots. Par exemple, dans le processus de réaction par lots de l'industrie pharmaceutique, la programmation FBD est utilisée pour réaliser le contr?le séquentiel de ? alimentation → chauffage → maintien de température → refroidissement → décharge ?, tout en définissant des conditions d'interblocage (telles que couper le chauffage si la température dépasse la limite et la décompression d'urgence si la pression est trop élevée) pour garantir la cohérence et la sécurité de la production par lots. Le temps de réponse de l'opération logique est ≤1ms, ce qui peut répondre aux exigences d'interblocage haute vitesse (telles que la fermeture d'une vanne d'urgence en moins de 100ms en cas de fuite de pipeline pétrolier).
Calcul et traitement de données
équipé d'une unité arithmétique à virgule flottante 32 bits intégrée, il prend en charge des fonctions de traitement de données telles que les quatre opérations fondamentales, les fonctions trigonométriques et l'analyse statistique (par exemple, moyenne, maximum, minimum), permettant le calcul en temps réel des paramètres de processus collectés. Par exemple, dans le processus de coulée continue dans les usines de métallurgie, il calcule la température moyenne des billettes de coulée mesurée par plusieurs thermocouples, qui sert de base pour le contr?le d'ajustement de la largeur et de l'épaisseur. Il prend également en charge la mise en cache des données historiques (capable de stocker les 1 000 derniers enregistrements de paramètres clés), facilitant la tra?abilité des causes de fluctuations de processus.
3. Conception redondante et haute fiabilité
Pour répondre à la demande de ? production continue et ininterrompue ? dans les processus industriels, le UNS4681V511 améliore la fiabilité du système grace à plusieurs conceptions de redondance et de protection :
Redondance d'alimentation et de communication
Il prend en charge les entrées d'alimentation redondantes en double 24V DC (plage de tension large de 18-32V DC) et a un circuit de surveillance et de commutation d'alimentation intégré. Lorsque toute alimentation est en surtension (>32V DC), en sous-tension (<18V DC), or power-off, it can automatically switch to the standby power supply within 50μs, ensuring uninterrupted power supply to the module's core circuit.
In terms of communication, it supports dual redundant backplane buses or redundant Ethernet (PROFINET/Modbus TCP). When the main communication link fails, it switches to the standby link within 100ms to avoid data transmission interruption. For example, in large petrochemical plants, the redundant design can reduce the system failure shutdown rate to below 0.01%.
Fault Self-Diagnosis and Fault Tolerance
It has a built-in full-link fault diagnosis function that can real-time monitor issues such as AI/AO channel open/short circuits, DI/DO contact faults, power abnormalities, and communication interruptions. The diagnosis results are intuitively displayed via LED indicators (PWR: green for power, RUN: green for operation, ERR: red for fault, COMM: yellow for communication). Meanwhile, fault codes (e.g., "E03: AI1 channel open circuit", "E12: DO4 relay fault") are uploaded to the DCS operator station via the communication interface, allowing maintenance personnel to quickly locate faults.
It also supports fault-tolerant control. When a non-critical channel fails, the module automatically activates a backup control strategy (such as replacing the faulty signal with a backup temperature sensor signal) to ensure the control loop is not interrupted.
Environmental Adaptability
With an operating temperature range of -10℃~60℃ and relative humidity of 5%~95% (non-condensing), it can adapt to high-humidity environments in chemical workshops and high-temperature environments in metallurgical workshops. The module surface is coated with a moisture-proof coating, and the PCB board adopts lead-free soldering technology (complying with RoHS 2.0 standard). Key components (such as operational amplifiers and relays) are industrial-grade long-life devices (service life ≥10 years), ensuring long-term stable operation.
4. Flexible Communication and System Integration
The module has rich communication interfaces, enabling seamless integration with DCS systems, on-site equipment, and industrial Internet platforms:
Local Bus Communication
It connects to the ABB AC 800M or Freelance main controller via a dedicated backplane bus with a transmission rate of 40MB/s, supporting high-speed interaction of real-time control data (such as set values, measured values, output values) and diagnostic information. The data transmission delay is ≤1ms, meeting the real-time control requirements of industrial processes (such as millisecond-level pressure regulation).
Industrial Ethernet and Fieldbus
It is equipped with 1 PROFINET interface (transmission rate: 100Mbps) and 1 Modbus TCP interface, which can be connected to the factory industrial Ethernet to realize data interaction with operator stations, engineer stations, and historians (historical databases). It also supports Modbus RTU (RS485) fieldbus, which can connect to third-party intelligent devices (such as intelligent transmitters and frequency converters). For example, in a water treatment plant, the module collects the frequency of the dosing pump frequency converter via Modbus RTU and uploads it to the central control room via PROFINET, realizing remote monitoring and regulation of the dosing process.
System Compatibility
It is fully compatible with the ABB Industrial IT software platform (such as Control Builder M and Operation Builder). Engineers can use Control Builder M software to configure parameters for the module (such as channel signal type and PID parameters), write programs (logical interlocking and control algorithms), and perform online debugging. It supports the "online downfonction ? charge à chaud ?, permettant la modification des programmes de contr?le sans arrêt, ce qui s'adapte à l'exigence de ? maintenance sans interruption de production ? des processus industriels.
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1AnAnshun, Guizhou, China
Licence commerciale
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