Foxboro P0916CC I/A Series Module

• Alta Confiabilidade: Projetado para ambientes industriais e fabricado com materiais de alta qualidade, pode se adaptar a locais industriais adversos, apresentando alta confiabilidade e estabilidade.

• Configura??o Redundante: Permite a disponibilidade do ativo, melhora a confiabilidade e estabilidade do sistema e reduz o risco de paralisa??o do sistema causado por falhas em ponto único.

• Configura??o por Software: Pode ser configurado por meio de software sem hardware adicional, oferecendo conveniência e flexibilidade para configura??es personalizadas de acordo com as necessidades da aplica??o real.

1. Processamento de Entrada de Sinal Analógico (Canal de Entrada)

• Aquisi??o e Condicionamento de Sinais:
  Suporta entradas de sinais de corrente industrial padr?o, como 0-20mA/4-20mA. Após ser conectado por meio de terminais, os sinais de corrente s?o primeiro convertidos em sinais de tens?o por um circuito de condicionamento de sinais (como uma rede de resistores precisos) e depois filtrados (para eliminar interferências de alta frequência) e amplificados (para corresponder ao nível do circuito subsequente).

• Convers?o Analógico-Digital (Convers?o A/D):
  Usando a tecnologia de modula??o sigma-delta (semelhante ao P0916AJ), é alcan?ada uma convers?o de alta precis?o (geralmente com resolu??o de 16 bits ou superior) por meio de sobreamostragem e modelagem de ruído. Os sinais digitais convertidos s?o processados ??adicionalmente por um filtro digital para reduzir erros de quantiza??o e ruído aleatório.

• Isolamento Elétrico:
  Cada canal de entrada usa tecnologia de isolamento por transformador ou isolamento por optoacoplador para isolar eletricamente os sinais de campo do sistema de controle (tens?o de isolamento tipicamente ≥500V), evitando que interferências, como loops de terra e sobretens?es, afetem a estabilidade do sistema, ao mesmo tempo em que protege o circuito interno do módulo.

2. Processamento de Saída de Sinal Analógico (Canal de Saída)

• Convers?o Digital-Analógico (Convers?o D/A):
  Recebendo sinais de controle digitais (como comandos de PLC ou DCS) do sistema de controle, converte-os em sinais de tens?o analógica por meio de um chip DAC e depois converte-os em sinais de corrente de 0-20mA/4-20mA por meio de um circuito de acionamento de corrente para acionar atuadores (como válvulas e motores).

• Amplifica??o e Acionamento de Sinais:
  O circuito de saída inclui um módulo de amplifica??o de potência para garantir que o sinal de corrente permane?a estável durante a transmiss?o em longa distancia (como entre dispositivos de campo e painéis de controle) e evite a atenua??o do sinal.

• Prote??o contra Falhas:
  Tem mecanismos de prote??o contra sobrecorrente e curto - circuito incorporados. Quando a carga de saída é anormal, o sinal é automaticamente cortado para evitar danos ao módulo.

3. Processamento de Comunica??o e Protocolo

• Interface de Comunica??o de Barramento:
  Comunica - se com o host do sistema de controle por meio de protocolos de barramento de campo (como o barramento da série I/A da Foxboro e o Modbus), recebendo comandos de configura??o (como parametros de canal e faixa) e carregando dados em tempo real.

• Mecanismo de Transmiss?o de Dados:
  Adota modos de varredura periódica ou acionados por evento:

• Varredura Periódica: Coleta sinais de entrada com frequência fixa e os envia para o host.

• Acionado por Evento: Carrega dados ativamente quando a mudan?a do sinal excede um limite definido (como limita??o de taxa de varia??o) para reduzir a carga do barramento.

4. Alimenta??o e Controle Lógico

• Gerenciamento de Alimenta??o:
  Normalmente usa alimenta??o de 24VDC. Internamente, um conversor DC - DC gera várias fontes de alimenta??o isoladas (como para circuitos analógicos, digitais e dispositivos de isolamento) para garantir a opera??o independente de cada módulo e reduzir a interferência da fonte de alimenta??o.

• Unidade de Controle Lógico:
  é equipado com um microprocessador ou FPGA incorporado, responsável por coordenar o trabalho de cada módulo funcional, executar comandos de configura??o (como calibra??o de canal e defini??o de faixa) e enviar o status de opera??o (como alimenta??o, comunica??o e falha) por meio de luzes indicadoras de status (LED).

1. Princípio da Convers?o de Sinal de Alta Precis?o

• Detalhes da Tecnologia Sigma - Delta:
  Através de amostragem de alta frequência (como acima de 1MHz) e modelagem de ruído, o ruído de quantiza??o é empurrado para a banda de alta frequência e depois filtrado por um filtro passa - baixo para alcan?ar uma convers?o de alta precis?o (erro ≤0.05% FS). Por exemplo, quando um sinal de 20mA é inserido, o desvio entre o valor digital convertido e o valor teórico é inferior a 0.01mA.

2. Modos de Implementa??o do Isolamento Elétrico

• Isolamento por Transformador: Adequado para isolamento de sinais CA, transmitindo sinais por acoplamento eletromagnético com larga largura de banda de isolamento.

• Isolamento por Optoacoplador: Usando transmiss?o de sinal óptico, tem velocidade de resposta rápida, é frequentemente usado para isolamento de sinais CC e a tens?o de isolamento pode atingir mais de 1000V.

3. Princípios do Projeto Anti - Interferência

• Nível de Hardware:

• A placa de circuito usa fia??o multicamada e a terra analógica é separada da terra digital para reduzir a interferência mútua.

• Dispositivos de prote??o contra sobretens?es, como diodos TVS e varistores, s?o adicionados aos canais de entrada e saída.

• Nível de Software:
  Algoritmos de filtragem digital (como filtragem média e filtragem mediana) eliminam ainda mais o ruído aleatório para garantir a estabilidade do sinal.

• Fluxo de Trabalho de Entrada de Sinal:
  Sinal de corrente de 4 - 20mA de saída de sensores de campo (como transmissores de press?o) → conectado aos terminais de entrada do P0916CC → convertido em tens?o pelo circuito de condicionamento de sinais → convertido em valores digitais pelo ADC sigma - delta → transmitido para a unidade de controle lógico pelo circuito de isolamento → enviado ao sistema DCS via barramento.

• Fluxo de Trabalho de Saída de Sinal:
  O sistema DCS envia comandos de controle (valores digitais) → transmitidos para o P0916CC via barramento → a unidade de controle lógico analisa os comandos → o DAC os converte em sinais de tens?o → o circuito de acionamento de corrente gera sinais de 4 - 20mA → saída para atuadores (como válvulas de controle) após o isolamento.