HONEYWELL 51400700-100 Data Hiway Interface (DHI) Board

I. Aper?u

II. Attributs produits et caractéristiques techniques

(I) Attributs et spécifications de base

• Catégorie de produit: Module de conditionnement de signaux IO d'automatisation industrielle, axé sur trois fonctions principales : ? isolation de signal analogique + conversion de signal numérique + isolation de panne ?. Différent des modules IO ordinaires, il a des capacités doubles de prétraitement de signal et de protection matérielle, et est compatible avec l'architecture de la cha?ne de signaux des systèmes DCS de Honeywell.

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• Spécifications physiques:

• Dimensions et poids: Conforme aux dimensions standard de montage sur rack de Honeywell, il a une longueur de 160 mm (compatible avec les emplacements de rack du contr?leur C300), une largeur de 80 mm, une hauteur de 220 mm (y compris les clips de montage) et un poids d'environ 0,6 kg. Il est dimensionnellement compatible avec les cartes IO de la même série (par exemple, 51400700-100) et peut être installé c?te à c?te dans le même rack, économisant l'espace du cabinet de commande.

• Matériau et protection: Le bo?tier est en matériau ignifuge ABS (classe UL94 V-0), la carte de circuit interne est revêtue de peinture anti-humidité, anti-brouillard salin et anti-moisi, et le niveau de protection atteint IP20 (adapté pour l'installation à l'intérieur des cabinets de commande, protégeant contre la poussière et l'humidité légère). Les bornes sont en matériau plaqué or (anti-oxydation, réduisant la résistance de contact pour garantir une transmission stable du signal).

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• Caractéristiques électriques:

• Entrée analogique (AI): Prend en charge les signaux 4-20 mA, 0-10 V, thermocouple (Type J/K/T) et RTD (PT100). L'impédance d'entrée est respectivement de 250 Ω (pour 4-20 mA), 100 kΩ (pour 0-10 V) et 1 MΩ (pour les thermocouples), compatible avec les types de capteurs sur site courants.

• Sortie analogique (AO): Sort des signaux DC standard 4-20 mA (charge ≤ 500 Ω) ou 0-10 V DC (charge ≥ 10 kΩ), avec une précision de sortie de ±0,1 % F.S. et une linéarité de ≤ ±0,05 % F.S., répondant à la demande d'émission précise des commandes de contr?le DCS.

• Entrée numérique (DI): Prend en charge les signaux de contact sec 24 V DC (niveau haut ≥ 18 V DC, niveau bas ≤ 5 V DC) avec un temps de réponse de ≤ 1 ms, compatible avec les équipements numériques sur site tels que les interrupteurs de fin de course de vanne et les boutons d'arrêt d'urgence.

• Compatibilité de signal:

• Performance d'isolation: Isolation électrique à trois niveaux (entrée-sortie-alimentation) avec une tension d'isolation de ≥ 2500 Vrms pendant 1 minute et un rapport de réjection en mode commun (CMRR) de ≥ 80 dB (à 50 Hz), qui peut bloquer efficacement les interférences de boucle de masse et les interférences électromagnétiques (par exemple, le bruit généré par les convertisseurs de fréquence et les moteurs haute tension) sur les sites industriels.

• Exigences d'alimentation: Tension de fonctionnement de 24 V DC (adaptation à large plage de 18 V DC ~ 36 V DC), courant de fonctionnement de ≤ 150 mA (en état statique) et ≤ 300 mA (sortie en pleine charge), consommation d'énergie de ≤ 7,2 W, compatible avec les alimentations à découpage standard industrielles.

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(II) Caractéristiques fonctionnelles

Conception intégrée de ? conditionnement de signal + protection d'isolation ?

• Suppression d'interférence de signal: Chaque canal analogique a un filtre passe-bas programmable intégré (réglable de 0,1 Hz à 100 Hz) et un circuit d'amplification de signal. Par exemple, lors de la collecte de faibles signaux de thermocouple sur site (par exemple, un thermocouple de type J délivre 0 mV à 0 °C et 41,27 mV à 800 °C), grace à une amplification par un facteur de 100 et un filtrage à 0,1 Hz, le bruit du signal peut être réduit de ±5 mV à ±0,1 mV, et la précision de mesure peut être améliorée à ±0,1 °C.

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• Protection d'isolation électrique: Grace à la technologie d'isolation par optocoupleur et d'isolation par transformateur, une isolation électrique complète entre ? les équipements sur site et les modules DCS ? est réalisée. Lorsqu'un capteur sur site est en court-circuit (par exemple, court-circuit de la ligne d'alimentation d'un émetteur 4-20 mA), le circuit d'isolation peut bloquer le courant de panne de s'écouler vers le module IO DCS (par exemple, 51400700-100), évitant ainsi les dommages aux modules de grande valeur et réduisant les co?ts d'exploitation et de maintenance.

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• Conversion de type de signal: Prend en charge la conversion de signaux non standard en signaux standard. Par exemple, il peut convertir les signaux de capteur 0-5 V sur site en signaux 4-20 mA reconnaissables par le DCS, ou convertir les signaux de thermocouple en valeurs de température linéaires grace à la compensation de la jonction froide (avec un capteur PT100 intégré). Aucun convertisseur de signal supplémentaire n'est nécessaire, simplifiant ainsi l'architecture du système.

Forte compatibilité avec les systèmes DCS de Honeywell

• Compatibilité mécanique et d'interface: La disposition des bornes est entièrement compatible avec les modules IO de Honeywell (par exemple, 51400700-100). Il adopte des bornes Phoenix (avec un pas de 5,08 mm), prenant en charge le raccordement de fils avec une section transversale de 0,5 mm2 ~ 2,5 mm2, et la force d'insertion/extraction est ≤ 50 N. Après l'installation, il forme une connexion mécanique stable avec le rack DCS (niveau de résistance aux vibrations de 5 g, 10 Hz ~ 500 Hz), évitant les mauvais contacts de signal causés par les vibrations.

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• Compatibilité logicielle et de protocole: Il s'intègre parfaitement avec le logiciel de configuration Experion PKS de Honeywell (Control Builder). Le type de signal de canal, les paramètres de filtrage et les seuils d'alarme peuvent être configurés en ligne via le logiciel sans sauts matériels, et le processus de configuration prend ≤ 10 minutes. En même temps, il prend en charge l'interaction en temps réel avec la base de données historique du système (PHD), et les données de signal peuvent être automatiquement téléchargées sur l'HMI pour affichage de tendance.

Auto-diagnostic de panne et expansion de redondance

• Surveillance et alarme de panne: Prend en charge le diagnostic de panne au niveau du canal (par exemple, déconnexion de capteur, dépassement de limite de signal, court-circuit interne du module). En cas de panne, des codes de panne (par exemple, ? E01 = Déconnexion du canal AI1 ?) sont téléchargés sur le DCS via des indicateurs LED (clignotement rouge) et le protocole Modbus, permettant aux techniciens d'exploitation et de maintenance de localiser rapidement les points de panne et réduisant le temps de dépannage de 60 %.

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• Capacité d'expansion de redondance: Prend en charge la configuration de redondance chaude à double module (les modules principal et de secours fonctionnent en synchronisme, avec un temps de commutation en cas de panne de ≤ 10 ms), qui est adaptée aux scénarios de processus critiques (par exemple, le contr?le de température des réacteurs chimiques). Il garantit un conditionnement de signal ininterrompu et répond aux exigences du niveau de sécurité SIL 2 de la norme IEC 61508.

III. Scénarios d'application

Conditionnement et isolation de signaux pour les réacteurs chimiques

• Description du scénario: Dans le contr?le des réacteurs dans les entreprises de chimie fine, 4 capteurs sur site sont installés : un thermocouple de type K (température de réaction, 0~800 °C), un PT100 (température de l'eau de refroidissement, 0~100 °C), un émetteur de pression 4-20 mA (pression interne du réacteur, 0~2 MPa) et un interrupteur de niveau de liquide 24 V DC (niveau haut/bas). Le module 51401286-100 convertit le signal de thermocouple en un signal linéaire 4-20 mA grace à la compensation de la jonction froide, effectue un filtrage et une réduction de bruit sur le signal de pression (pour supprimer les interférences de fréquence industrielle de 50 Hz), et réalise l'isolation électrique entre les capteurs et le contr?leur Experion PKS C300. Enfin, les signaux conditionnés sont transmis au DCS pour un contr?le en boucle fermée.

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• Valeur centrale: Grace au conditionnement de signal, l'erreur de mesure de température est réduite de ±0,5 °C à ±0,1 °C, et la fluctuation du signal de pression est réduite de ±0,05 MPa à ±0,01 MPa. En même temps, la protection d'isolation empêche les dommages au contr?leur C300 (le co?t d'un contr?leur unique dépasse 100 000 RMB) causés par un court-circuit de capteur, garantissant un contr?le stable de la température et de la pression du réacteur et augmentant le taux de conformité des produits à 99,8 %.

Transition de mise à niveau des anciens systèmes TDC 3000

• Description du scénario: Une raffinerie de pétrole prévoit de mettre à niveau progressivement son système TDC 3000 vers le système Experion PKS. Pendant la période de transition, certains équipements IO sur site TDC 3000 (par exemple, des capteurs de niveau de liquide non standard 0-5 V) doivent être conservés. Le module 51401286-100 agit comme un ? pont de transition ?, convertissant les signaux non standard des équipements TDC 3000 en signaux 4-20 mA reconnaissables par Experion PKS, tout en réalisant l'isolation électrique entre les anciens et les nouveaux systèmes pour empêcher les pannes du c?té TDC 3000 d'affecter le fonctionnement du nouveau système.

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• Valeur centrale: Il n'est pas nécessaire de remplacer tous les anciens équipements IO d'un coup (économisant plus de 5 millions de RMB en co?ts de mise à niveau). Le module permet une transition fluide entre les anciens et les nouveaux systèmes, réduisant le taux de défaillance du système de 5 % à 0,5 % pendant la période de transition et garantissant le fonctionnement continu et stable de l'équipement de raffinage (réduisant les pertes annuelles dues aux arrêts de plus de 2 millions de RMB).

Traitement centralisé de signaux pour les équipements auxiliaires dans les centrales électriques

• Description du scénario: Dans le contr?le des équipements auxiliaires (pompes d'alimentation, ventilateurs de tirage forcé) des chaudières dans les centrales thermiques, 12 canaux de signaux de capteur sur site sont répartis : 4 canaux de signaux de vibration 4-20 mA, 4 canaux de signaux de température PT100 et 4 canaux de signaux d'état 24 V DC. Le module 51401286-100 conditionne centralement les signaux dispersés via le bus RS485 et les transmet uniformément au système Experion PKS. En même temps, il effectue un filtrage haute fréquence à 10 Hz sur les signaux de vibration (pour supprimer le bruit de vibration du moteur) et une compensation de la jonction froide sur les signaux de température.

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• Valeur centrale: Il réduit le nombre de cables sur site (de 12 cables à 1 bus RS485), réduisant les co?ts de cablage de 60 %. En même temps, grace au conditionnement centralisé, la précision de surveillance de la vibration des équipements auxiliaires est améliorée à ±0,1 mm/s, permettant une alerte précoce des pannes d'usure des paliers de la pompe d'alimentation 3 mois à l'avance et évitant l'arrêt de la chaudière causé par des dommages d'équipement.