Foxboro FBM207B P0914WH Módulo de Interface de Entrada de Detec??o de Contato

Foxboro FBM207B P0914WH

• Modelo Completo: Foxboro FBM207B (Módulo de Barramento de Campo 207B)

• Série: Módulo de barramento de campo do sistema de controle da série I/A da Foxboro

• Cenários de Aplica??o: Processamento de sinais de entrada/saída analógica (AI/AO) no controle de processos industriais, suportando configura??o redundante. Adequado para cenários com altos requisitos de confiabilidade nas indústrias de petróleo, química, energia, etc.

Principais Fun??es

• Entrada Multicanal: Equipado com 16 canais de entrada discreta, que podem ser usados como monitores de tens?o CC de 16 canais ou sensores de contato de 16 canais. Cada canal pode aceitar entrada de dois fios de uma fonte de tens?o CC (FBM207) ou de um par de contatos ou chaves estáticas (FBM207B/FBM207C).

• Suporte a Larga Faixa de Tens?o: Suporta sinais de entrada discreta em múltiplas tens?es, incluindo 15 a 60V CC (detec??o de contato), 120V CA/125V CC (monitoramento de tens?o ou entrada de chave) e 240V CA (monitoramento de tens?o ou entrada de chave).

• Isolamento de Sinais: Cada entrada discreta é isolada dos outros canais de entrada e da corrente de terra, e é usado isolamento em grupo com excita??o externa durante a opera??o.

• Convers?o e Processamento de Sinais: Realiza a convers?o de sinais elétricos de sensores de campo para o barramento de campo do módulo redundante e também pode executar programas como entrada discreta e lógica em escada, com op??es configuráveis para contagem de pulsos e filtragem do tempo de entrada da sequência de eventos.

Fun??es de Redundancia

• Redundancia Configurável: Pode ser usado como uma unidade única ou configurado como um par redundante (dois FBM207B). Na configura??o redundante, a combina??o de módulos fornece redundancia no nível do módulo de barramento de campo (FBM). Os sinais de entrada de campo recebidos de um ponto comum s?o fixados no painel do FBM através dos componentes terminais do adaptador redundante.

• Alimenta??o Redundante: A alimenta??o para detec??o de contato provém dos diodos de cada módulo no adaptador redundante para garantir alimenta??o redundante. O software de controle digital redundante Foxboro Evo? combina as informa??es para verificar cada módulo de entrada/saída e usa a qualidade processada na estratégia de controle.

• Bloco de Controle Redundante: O bloco de fun??o de entrada de contato redundante CINR é usado para cada par de entrada redundante. O bloco CINR processa a leitura de entrada e inicializa os canais redundantes lógicos. A mesma leitura é enviada para ambos os módulos, aproveitando ao máximo o barramento de campo e o circuito lógico de cada módulo.

Projeto de Hardware

• Resistência e Durabilidade: Caracteriza - se por um exterior de alumínio extrudado resistente para prote??o física do circuito, adequado para ambientes Classe G3 (severos).

• Fácil Manuten??o: Indicadores visuais integrados na frente do módulo fornecem o status de opera??o do módulo de barramento de campo e o status discreto de cada ponto de entrada. O módulo é fácil de desmontar/substituir sem remover os cabos de termina??o do dispositivo de campo, a alimenta??o ou os cabos de comunica??o. Em redundancia, qualquer um dos módulos pode ser substituído sem interferir no sinal de entrada do campo.

Comunica??o e Instala??o

• Comunica??o via Barramento de Campo: Usa um barramento de campo de módulo redundante de 2Mbps para se comunicar com módulos ou controladores, aceitando comunica??o por dois caminhos (A ou B). Se um caminho falhar ou houver uma troca no nível do sistema, o módulo pode continuar a se comunicar pelo caminho ativo.

• Método de Instala??o: O módulo é instalado em um painel em uma barra DIN, acomodando até quatro ou oito módulos de barramento de campo. A placa-base modular pode ser instalada em barra DIN ou em rack, incluindo conectores de sinal para o barramento de campo do módulo redundante, alimenta??o CC independente redundante e cabos terminais. Os módulos redundantes devem estar localizados em posi??es adjacentes nas placas-base ímpares e pares.

Parametros TécnicosI. Parametros Elétricos

• Especifica??es de Alimenta??o

• Tens?o de Alimenta??o: 24V CC ±10% (valor típico)

• Consumo de Energia: Aproximadamente 5W (sem carga), variando especificamente com o número de canais usados e a carga.

• Tipos e Faixas de Sinais

• Canais de Entrada Analógica (AI):

• 4 - 20mA (sinal industrial padr?o)

• 0 - 10V CC (opcional, requer configura??o)

• Termopares (por exemplo, tipos J, K, T, E etc., requerem módulos de acondicionamento de sinal externos)

• Detectores de Temperatura por Resistência (RTD, como PT100, requerem módulos de acondicionamento externos)

• Número de Canais: 8 canais de entrada analógica isolados

• Faixas de Sinais:

• Precis?o: ±0.05% FS (escala total), deriva térmica ≤50ppm/°C

• Canais de Saída Analógica (AO):

• Número de Canais: 4 canais de saída analógica isolados

• Faixas de Sinais: 4 - 20mA (padr?o), 0 - 20mA, 0 - 10V CC (configuráveis)

• Capacidade de Impulso de Saída: ≥500Ω (saída de corrente), ≥10kΩ (saída de tens?o)

• Precis?o: ±0.1% FS, deriva térmica ≤100ppm/°C

II. Características de Hardware

• Especifica??es Físicas

• Dimens?es: Aproximadamente 178mm (altura) × 102mm (largura) × 64mm (profundidade)

• Método de Instala??o: Instala??o em barra padr?o (conforme DIN EN 50022), suportando integra??o em rack no sistema da série I/A.

• Nível de Prote??o: IP20 (uso interno), requer instala??o em um gabinete de controle.

• Isolamento e Anti - Interferência

• Isolamento entre Canais: Cada canal AI/AO é eletricamente isolado independentemente, com tens?o de isolamento ≥500V D

III. Comunica??o e Protocolo

• Interface de Barramento de Campo

• Protocolo de Comunica??o: Barramento de campo de módulo redundante de 2Mbps (Module Fieldbus), suportando intera??o de dados em tempo real com controladores da série I/A (como CP400).

• Distancia de Comunica??o: O cabo do barramento suporta um máximo de 100m (n?o blindado) e pode ser estendido via repetidores.

• Transmiss?o de Dados

• AI: 16 bits + bit de sinal (correspondendo a uma precis?o de aproximadamente 0.006% para 4 - 20mA)

• AO: 14 bits (correspondendo a uma precis?o de aproximadamente 0.024% para 4 - 20mA)

• Taxa de Amostragem: A taxa de amostragem máxima para os canais AI é de 100ms/canal, e a taxa de atualiza??o para os canais AO é ≤50ms.

• Resolu??o de Dados

IV. Redundancia e Tratamento de Falhas

• Configura??o de Redundancia

• Suporta redundancia quente de dois módulos (requer adaptador P0916QD compatível), com sincroniza??o de dados em tempo real entre os módulos primário e de backup e um tempo de troca<50ms.

• Power Redundancy: Can access dual 24VDC power supplies, supporting automatic power failure switching.

• Fault Detection and Diagnosis

• Self-Diagnosis Function: Real-time monitoring of power supply, channel, and communication link status, supporting LED indicator alarms (such as power failure, channel abnormality, communication interruption).

• Fault Types:

• Input open circuit/short circuit detection (AI channels)

• Output overload/short circuit protection (AO channels)

• Temperature over-limit alarm (triggered when the internal module temperature >70℃

V. Environmental Parameters

• Operating Temperature: 0-60℃ (no condensation)

• Storage Temperature: -40-85℃

• Humidity: 5%-95% RH (non-condensing)

Working Principle of Foxboro FBM207BI. Signal Acquisition and Preprocessing

1. Input Channel Configuration

• Voltage Monitoring Mode: Directly detects voltage signals of 15-60VDC, 120VAC/125VDC, or 240VAC (requires matching corresponding sub-models).

• Contact Sensing Mode: Detects the closing/opening status of dry contacts (such as relays, switches), requiring an external 15-60VDC excitation power supply.

• Channel Types: FBM207B provides 16 independent discrete input channels, each of which can be configured as:

• Electrical Isolation: Optocoupler isolation (≥500V DC) between channels prevents signal interference and fault diffusion.

2. Signal Conditioning and Digitalization

• Voltage Signal: The input voltage is divided and filtered, then compared with a preset threshold (such as 12VDC) through a comparator to convert it into a digital signal (high/low level).

• Contact Signal: The external excitation power supply forms a loop through the closed contact, and the module detects current changes and converts them into digital states.

• Filtering Mechanism: Built-in configurable digital filter (such as 1-100ms) eliminates false triggering caused by contact jitter or electromagnetic interference.

II. Signal Processing and Logic Operation

1. Microprocessor Control

• Collecting channel status data.

• Executing diagnostic programs (such as channel open circuit/short circuit detection).

• Synchronizing data with redundant modules.

• Responding to control system commands.

• Core Processing Unit: The module has a built-in microprocessor (such as Motorola 68HC11 series), responsible for:

2. Programmable Logic Functions

• Ladder Logic Execution: Supports simple logical operations (such as AND/OR/NOT), enabling local logic control within the module to reduce dependence on the main controller.

• Pulse Counting: Some channels can be configured as high-speed pulse counters (the maximum frequency depends on the model), used for measurements such as flow and rotational speed.

• Event Sequence Recording: Records the timestamp of events (with an accuracy of ms level) for fault backtracking analysis.

III. Communication and Data Transmission

1. Redundant Fieldbus Communication

• Periodic data updates (such as 100ms cycle).

• Event-triggered emergency data transmission.

• Reporting of module status and diagnostic information.

• Dual-Path Communication: Communicates with the control system through a redundant 2Mbps module fieldbus (A/B paths), supporting:

• Fault Switching: If the main path (such as path A) fails, it automatically switches to the standby path (path B) to ensure communication continuity.

2. Data Synchronization Mechanism

• Synchronization Between Redundant Modules: In the redundant configuration, the primary and backup modules synchronize input status and configuration information in real time through backplane communication to ensure no data loss during switching.

• Data Consistency Check: Adopts CRC check or timestamp comparison to ensure data consistency between primary and backup modules.

IV. Redundancy Management and Fault Handling

1. Redundancy Architecture Design

• Hot Standby Mode: The primary module (Active) processes input signals and outputs control instructions, while the standby module (Standby) synchronizes data in real time and is in a hot standby state.

• Automatic Switching: When the primary module detects a fault (such as power loss, processor abnormality), the redundant adapter (such as P0916QD) triggers switching, and the standby module takes over control within ≤10ms.

2. Fault Detection and Diagnosis

• Bus communication quality monitoring (such as packet loss rate, CRC error rate).

• Detection of heartbeat signal loss with the controller.

• Power Supply Monitoring: Detects whether the 24VDC power supply is within ±10%.

• Internal Temperature Monitoring: Triggers an alarm when over-temperature (such as >70℃).

• Channel Integrity Detection: Detects whether the channel is open or short-circuited by injecting test signals.

• Hardware Self-Test:

• Communication Diagnosis:

3. Fault Safety Response

• Status Maintenance: During switching, the standby module maintains the last received valid input status to avoid sudden changes in control logic.

• Alarm Mechanism: Sends fault alarms through module LED indicators (such as the red FAULT light) and system software (such as I/A Series Workbench).

V. Software Configuration and Parameter Setting

1. Configuration Tools

• I/A Series Configuration Studio: Configures through a graphical interface:

• Channel type (voltage/contact).

• Filtering time (such as 10ms).

• Signal threshold (such as voltage high/low level determination value).

• Redundancy mode (single module/redundant pair)

2. Dynamic Parameter Adjustment

• Online Modification: Supports modifying configuration parameters (such as filtering time) during operation without shutdown.

• Parameter Backup and Recovery: Configuration parameters are stored in non-volatile memory, supporting automatic recovery after module replacement.

VI. Typical Application Scenarios

• Industrial Automation:

• Monitoring the status of valve limit switches.

• Collecting motor start/stop signals.

• Detecting the status of safety light curtains/emergency stop buttons.

• Power System:

• Monitoring circuit breaker positions.

• Collecting the status of protection relay contacts.

• Input of transformer temperature switch signals.

• Process Control:

• Monitoring the contact status of liquid level alarmes de limite alto/baixo.

• Coleta do status de chaves de press?o.

• Entrada condicional para lógica de controle sequencial.