Module d'entrée analogique TRICONEX AI6700

I. Aper?u

Il est con?u en stricte conformité avec la norme de sécurité fonctionnelle IEC 61508 (prenant en charge jusqu'au niveau SIL 3) et présente trois avantages essentiels par rapport aux modules DI de haute densité ordinaires :

1. Acquisition redondante de haute densité: Un seul module intègre 32 canaux indépendants, chacun prenant en charge l'acquisition triple TMR, équilibrant le nombre de points de mesure et la redondance de sécurité ;

2. Diagnostic de fautes de tous les canaux au niveau matériel: Circuits de détection d'ouverture, de court-circuit et de dérive de canal intégrés avec un taux de couverture de diagnostic de ≥99,5 %, permettant la localisation en temps réel des anomalies monocanales ;

3. Adaptation à des environnements industriels difficiles: Adoptant une conception à large plage de température, une capacité anti-interférence améliorée et des matériaux résistants à la corrosion, il est adapté aux scénarios de haute température, de forte interférence électromagnétique et d'humidité élevée. Le temps moyen entre pannes (MTBF) atteint plus de 2,2 millions d'heures, en faisant un composant d'acquisition essentiel pour les scénarios de surveillance de sécurité à points de mesure multiples.

II. Paramètres techniques

1. Spécifications de base

2. Paramètres de performance

Caractéristiques d'acquisition de signaux

Caractéristiques de redondance et de sécurité

• Architecture redondante TMR: Chaque signal d'entrée correspond à trois circuits d'isolation optoélectronique indépendants, des unités de conditionnement de signal et des canaux de détection d'état. Les données collectées sont traitées par la logique de vote ? 2oo3 ? du système (les résultats valides sont sortis si les états de deux canaux quelconques sont identiques). Une panne monocanale (telle qu'une défaillance de l'opto-coupleur) n'affecte pas l'acquisition globale du signal, et les deux autres canaux maintiennent toujours un vote normal ;

• Capacité de diagnostic de fautes: Capable de détecter 7 types de fautes, y compris ? ouverture de canal ? (pas de signal pour le contact sec, tension de contact mouillé

• état de sortie s?r: Lorsque le module détecte une panne grave (telle qu'une défaillance simultanée de deux canaux ou une alimentation globale anormale du module), un canal unique sort automatiquement une ? valeur de sécurité ? (préprogrammable à ? 0 ? ou ? 1 ?, par défaut ? 0 ?, correspondant à l'état ? arrêt d'équipement/interconnexion déclenchée ?) pour garantir la bonne action de la logique de sécurité en aval.

Caractéristiques anti-interférence et d'isolation

• Isolation optoélectronique: Le circuit de signal de chaque canal et le circuit logique interne du module adoptent une isolation optoélectronique (tension d'isolation 2500V AC pendant 1 minute) pour empêcher l'interférence des signaux externes de se propager au c?ur du système ;

• Compatibilité électromagnétique (EMC): L'émission de rayonnement est conforme à la norme EN 55022 de classe B ; l'immunité est conforme à la norme EN 61000-6-2 (Décharge électrostatique ±8kV en contact/±15kV à l'air, Transitoire rapide électrique ±2kV, Surge ±4kV) ;

• Isolation de l'alimentation: L'alimentation de signal 24V DC et l'alimentation logique +5V DC adoptent une conception d'isolation indépendante (tension d'isolation 1500V DC) pour empêcher les interférences mutuelles des fluctuations d'alimentation (par exemple, les fluctuations de 24V n'affectent pas la stabilité du circuit logique).

III. Caractéristiques fonctionnelles

1. Acquisition redondante de haute densité et vote de sécurité

• Acquisition TMR indépendante à 32 canaux: Le module intègre 32 canaux dans un format compact, et chaque canal est équipé de trois opto-coupleurs indépendants et de circuits de traitement de signal. Par exemple, lors de la collecte de l'état ? en marche/arrêt ? de 32 pompes, le signal de contact de chaque pompe subit un vote ? 2oo3 ? après avoir été collecté par trois canaux. Même si un canal d'acquisition tombe en panne, l'état réel peut toujours être confirmé via les deux autres canaux, évitant les jugements erronés causés par une panne ponctuelle (par exemple, juger ? en marche ? au lieu de ? arrêt ?). En même temps, il répond à l'exigence d'économie d'espace pour les scénarios à points de mesure multiples (en réduisant l'occupation d'une fente par rapport à 2 modules DI à 16 canaux) ;

• Gestion de groupes de canaux: Prend en charge le regroupement des 32 canaux par fonction (par exemple, ? Groupe de pompes Canaux 1-8 ?, ? Groupe de vannes Canaux 9-16 ?) via le logiciel TriStation 1131. Des paramètres tels que le temps d'anti-rebond et la valeur de sécurité peuvent être configurés par groupe pour s'adapter à différents types d'équipements sur site (par exemple, définir un anti-rebond de 100ms pour les canaux de pompes avec des vibrations fréquentes, 10ms pour les canaux de vannes stables), simplifiant le processus de configuration des paramètres ;

• Isolement de fautes et désactivation de canaux: Lorsqu'une panne (telle qu'un court-circuit) est détectée dans un canal, le module marque automatiquement le canal comme ? en panne ? et l'isole sans affecter le fonctionnement des autres canaux du même groupe. Il prend également en charge la désactivation manuelle des canaux en panne (par exemple, les points de mesure de réserve avec des pannes à long terme) via le logiciel pour empêcher qu'ils occupent des ressources système ou déclenchent des alarmes invalides.

2. Diagnostic de fautes multidimensionnel et alarme intelligente

• Détection de fautes en temps réel au niveau matériel: Circuits de détection de fautes indépendants intégrés, chaque canal surveille en temps réel l'état du signal et son propre état de santé. Par exemple, lorsqu'un canal de contact mouillé détecte un courant >150mA, il est déterminé comme ? panne de court-circuit ?, déclenche le clignotement en rouge de la lumière d'état du canal en moins de 50ms et envoie un code de panne (par exemple, F05 = Court-circuit du canal 5) à l'HMI. Lorsqu'un canal de contact sec détecte aucun signal mais que la continuité du cable est normale, il est déterminé comme ? équipement non activé ?, évitant les fausses alarmes de ? panne d'ouverture ? et améliorant la précision du diagnostic ;

• Mécanisme d'alarme hiérarchique: Prend en charge les alarmes hiérarchiques en fonction de la gravité des fautes (par exemple, ? panne de canal ? est une alarme locale, ne signalant que les techniciens de maintenance pour le traitement ; ? anomalie d'alimentation 24V ? est une alarme globale, déclenchant une alerte au niveau du système). En même temps, l'HMI affiche l'emplacement du canal en panne, le type de panne et l'heure d'apparition, facilitant la localisation rapide (par exemple, ? Ouverture du canal 22 ? pointe directement vers l'équipement sur site correspondant au canal 22) ;

• Enregistrement et suivi des fautes: Prend en charge le stockage de jusqu'à 200 enregistrements de fautes (y compris le numéro de canal, le type de panne, la valeur du signal au moment de la panne et le temps de récupération). Les journaux sont stockés dans une mémoire flash protégée contre la déconnexion (pas de batterie requise) et peuvent être exportés au format Excel via le logiciel pour l'analyse de la cause racine des fautes (par exemple, compter les ouvertures fréquentes de canaux dans une certaine zone pour enquêter sur les problèmes d'installation des cables).

3. Fiabilité de niveau industriel et adaptation à l'environnement

• Résistance à une large plage de température et à des environnements difficiles: La plage de température de fonctionnement de -40°C ~ 70°C couvre les armoires extérieures dans les régions froides (par exemple, les armoires SIS aux têtes de puits des champs pétrolifères du nord) et les zones près des équipements à haute température (par exemple, à c?té des chauffages dans les unités de raffinage), sans avoir besoin d'équipements de contr?le de température supplémentaires. La carte PCB adopte un revêtement conformel de niveau militaire (résistant à l'humidité, à la corrosion et à la poussière), prolongeant la durée de vie à plus de 12 ans dans les environnements humides (95 % d'humidité relative, sans condensation) et les scénarios riches en hydrocarbures des ateliers pétrochimiques ;

• Conception anti-interférence améliorée: Double protection d'isolation optoélectronique pour les circuits de signal et d'isolation indépendante pour l'alimentation, qui peut résister aux interférences électromagnétiques générées par les convertisseurs de fréquence et les moteurs haute tension sur les sites industriels (par exemple, pas de transitions d'état erronées des 32 canaux sous une interférence transitoire rapide électrique de ±2kV). Le bo?tier du module est en matériau ABS ignifuge (niveau UL94 V-0), qui s'éteint automatiquement en cas d'incendie, répondant aux exigences de protection incendie industrielles ;

• Sélection de matériaux durables: Utilise des opto-coupleurs industriels de longue durée de vie (durée de vie ≥100 000 heures @40°C), des bornes plaquées d'or (nombre de branchements/débranchements ≥1000, résistance de contact<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