HONEYWELL 51400700-100 Data Hiway Interface (DHI) Board

I. Vis?o Geral

II. Atributos do Produto e Características Técnicas

(I) Atributos Básicos e Especifica??es

• Categoria do Produto: Módulo de condicionamento de sinal IO de automa??o industrial, com foco em três fun??es centrais: "isolamento de sinal analógico + convers?o de sinal digital + isolamento de falha". Diferente dos módulos IO comuns, ele possui capacidades duais de pré-processamento de sinal e prote??o de hardware, e é compatível com a arquitetura do link de sinal dos sistemas DCS da Honeywell.

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• Especifica??es Físicas:

• Dimens?es e Peso: Compatível com as dimens?es padr?o de montagem em rack da Honeywell, tem um comprimento de 160mm (compatível com as ranhuras do rack do controlador C300), largura de 80mm, altura de 220mm (incluindo as abra?adeiras de montagem) e peso de aproximadamente 0,6kg. é dimensionalmente compatível com cart?es IO da mesma série (por exemplo, 51400700-100) e pode ser instalado lado a lado no mesmo rack, economizando espa?o no painel de controle.

• Material e Prote??o: A carca?a é feita de material retardante de chama ABS (grau UL94 V-0), a placa de circuito interna é revestida com tinta tripla (resistente à umidade, ao nevoeiro salino e ao mofo) e o nível de prote??o atinge IP20 (adequado para instala??o dentro de painéis de controle, protegendo contra poeira e umidade leve). As termina??es s?o feitas de material galvanizado com ouro (anti-oxida??o, reduzindo a resistência de contato para garantir a transmiss?o estável do sinal).

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• Características Elétricas:

• Entrada Analógica (AI): Suporta sinais de 4-20mA, 0-10V, termopares (Tipo J/K/T) e RTD (PT100). A impedancia de entrada é de 250Ω (para 4-20mA), 100kΩ (para 0-10V) e 1MΩ (para termopares) respectivamente, compatível com os tipos comuns de sensores no local.

• Saída Analógica (AO): Fornece sinais DC padr?o de 4-20mA (carga ≤ 500Ω) ou sinais DC de 0-10V (carga ≥ 10kΩ), com uma precis?o de saída de ±0,1% F.S. e linearidade de ≤ ±0,05% F.S., atendendo ao requisito de emiss?o precisa de comandos de controle DCS.

• Entrada Digital (DI): Suporta sinais de contato seco de 24V DC (nível alto ≥ 18V DC, nível baixo ≤ 5V DC) com tempo de resposta de ≤ 1ms, compatível com equipamentos digitais locais, como interruptores de limite de válvula e bot?es de parada de emergência.

• Compatibilidade de Sinal:

• Desempenho de Isolamento: Isolamento elétrico de três níveis (entrada-saída-fonte) com tens?o de isolamento de ≥ 2500Vrms por 1 minuto e Raz?o de Rejei??o de Modo Comum (CMRR) de ≥ 80dB (a 50Hz), que pode bloquear efetivamente a interferência do loop de terra e a interferência eletromagnética (por exemplo, ruído gerado por inversores e motores de alta tens?o) em locais industriais.

• Requisitos de Alimenta??o: Tens?o de opera??o de 24V DC (adaptável a uma ampla faixa de 18V DC ~ 36V DC), corrente de opera??o de ≤ 150mA (estado estático) e ≤ 300mA (saída em carga total), consumo de energia de ≤ 7,2W, compatível com fontes de alimenta??o chaveadas padr?o industriais.

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(II) Características Funcionais

Design Integrado de "Condicionamento de Sinal + Prote??o de Isolamento"

• Supress?o de Interferência de Sinal: Cada canal analógico possui um filtro passa-baixa programável embutido (ajustável de 0,1Hz a 100Hz) e um circuito de amplifica??o de sinal. Por exemplo, ao coletar sinais fracos de termopares locais (por exemplo, um termopar Tipo J fornece 0mV a 0°C e 41,27mV a 800°C), através de amplifica??o de ganho de 100x e filtragem de 0,1Hz, o ruído do sinal pode ser reduzido de ±5mV para ±0,1mV, e a precis?o de medi??o pode ser melhorada para ±0,1°C.

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• Prote??o de Isolamento Elétrico: Através da tecnologia de isolamento por optoacoplador e isolamento por transformador, é alcan?ado o isolamento elétrico completo entre "equipamentos locais e módulos DCS". Quando um sensor local está em curto-circuito (por exemplo, curto-circuito da linha de alimenta??o de um transmissor de 4-20mA), o circuito de isolamento pode bloquear a corrente de falha de fluir para o módulo IO DCS (por exemplo, 51400700-100), evitando danos a módulos de alto valor e reduzindo os custos de opera??o e manuten??o.

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• Convers?o de Tipo de Sinal: Suporta a convers?o de sinais n?o padr?o para sinais padr?o. Por exemplo, pode converter sinais de sensores locais de 0-5V em sinais de 4-20mA reconhecíveis pelo DCS, ou converter sinais de termopares em valores de temperatura lineares através da compensa??o de jun??o fria (com um sensor PT100 embutido). N?o s?o necessários conversores de sinal adicionais, simplificando a arquitetura do sistema.

Profunda Compatibilidade com Sistemas DCS da Honeywell

• Compatibilidade Mecanica e de Interface: O layout das termina??es é totalmente compatível com os módulos IO da Honeywell (por exemplo, 51400700-100). Adota termina??es Phoenix (com passo de 5,08mm), suportando a conex?o de fios com área de se??o transversal de 0,5mm2 ~ 2,5mm2, e a for?a de inser??o/extra??o é ≤ 50N. Após a instala??o, forma uma conex?o mecanica estável com o rack DCS (grau de resistência a vibra??o de 5g, 10Hz ~ 500Hz), evitando contato ruim de sinal causado por vibra??o.

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• Compatibilidade de Software e Protocolo: Ele se conecta perfeitamente ao software de configura??o Experion PKS da Honeywell (Control Builder). O tipo de sinal do canal, os parametros de filtragem e os limites de alarme podem ser configurados online via software sem jumpers de hardware, e o processo de configura??o leva ≤ 10 minutos. Ao mesmo tempo, ele suporta a intera??o em tempo real com o banco de dados histórico do sistema (PHD), e os dados de sinal podem ser automaticamente carregados para o HMI para exibi??o de tendência.

Auto-diagnóstico de Falha e Expans?o Redundante

• Monitoramento e Alarme de Falha: Suporta diagnóstico de falha em nível de canal (por exemplo, desconex?o de sensor, sinal fora dos limites, curto-circuito interno do módulo). Em caso de falha, códigos de falha (por exemplo, "E01 = desconex?o do canal AI1") s?o carregados para o DCS via indicadores LED (piscando em vermelho) e protocolo Modbus, permitindo que os técnicos de opera??o e manuten??o localizem rapidamente os pontos de falha e reduzindo o tempo de solu??o de problemas em 60%.

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• Capacidade de Expans?o Redundante: Suporta configura??o de redundancia quente de dois módulos (módulos principal e de reserva funcionam sincronamente, com tempo de comuta??o de falha de ≤ 10ms), que é adequado para cenários de processo crítico (por exemplo, controle de temperatura de reatores químicos). Ele garante o condicionamento ininterrupto de sinal e atende aos requisitos do nível de seguran?a SIL 2 da IEC 61508.

III. Cenários de Aplica??o

Condicionamento e Isolamento de Sinal para Reatores Químicos

• Descri??o do Cenário: No controle de reatores em empresas de química fina, s?o instalados 4 sensores locais: um termopar Tipo K (temperatura de rea??o, 0~800°C), um PT100 (temperatura da água de resfriamento, 0~100°C), um transmissor de press?o de 4-20mA (press?o interna do reator, 0~2MPa) e um interruptor de nível líquido de 24V DC (nível alto/baixo). O módulo 51401286-100 converte o sinal do termopar em um sinal linear de 4-20mA através da compensa??o de jun??o fria, realiza filtragem e redu??o de ruído no sinal de press?o (para suprimir a interferência da frequência de linha de 50Hz) e realiza o isolamento elétrico entre os sensores e o controlador Experion PKS C300. Finalmente, os sinais condicionados s?o transmitidos para o DCS para controle em loop fechado.

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• Valor Central: Através do condicionamento de sinal, o erro de medi??o de temperatura é reduzido de ±0,5°C para ±0,1°C, e a flutua??o do sinal de press?o é reduzida de ±0,05MPa para ±0,01MPa. Ao mesmo tempo, a prote??o de isolamento evita danos ao controlador C300 (o custo de um único controlador excede 100.000 RMB) causados por curto-circuito de sensor, garantindo o controle estável da temperatura e press?o do reator e aumentando a taxa de qualifica??o do produto para 99,8%.

Transi??o de Atualiza??o de Antigos Sistemas TDC 3000

• Descri??o do Cenário: Uma refinaria de petróleo planeja atualizar gradualmente seu sistema TDC 3000 para o sistema Experion PKS. Durante o período de transi??o, alguns equipamentos IO locais do TDC 3000 (por exemplo, sensores de nível líquido n?o padr?o de 0-5V) precisam ser mantidos. O módulo 51401286-100 atua como uma "ponte de transi??o", convertendo os sinais n?o padr?o dos equipamentos TDC 3000 em sinais de 4-20mA reconhecíveis pelo Experion PKS, ao mesmo tempo em que realiza o isolamento elétrico entre os sistemas antigo e novo para evitar que falhas no lado do TDC 3000 afetem o funcionamento do novo sistema.

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• Valor Central: N?o é necessário substituir todos os antigos equipamentos IO de uma vez (economizando mais de 5 milh?es de RMB em custos de atualiza??o). O módulo permite uma transi??o suave entre os sistemas antigo e novo, reduzindo a taxa de falha do sistema de 5% para 0,5% durante o período de transi??o e garantindo o funcionamento contínuo e estável do equipamento de refino (reduzindo as perdas anuais de parada por mais de 2 milh?es de RMB).

Processamento Centralizado de Sinal para Equipamentos Auxiliares em Usinas Termelétricas

• Descri??o do Cenário: No controle de equipamentos auxiliares (bombas de alimenta??o, ventiladores for?ados) de caldeiras em usinas termelétricas, há 12 canais de sinais de sensor local distribuídos: 4 canais de sinais de vibra??o de 4-20mA, 4 canais de sinais de temperatura PT100 e 4 canais de sinais de status de 24V DC. O módulo 51401286-100 condiciona centralmente os sinais espalhados através do barramento RS485 e os transmite uniformemente para o sistema Experion PKS. Ao mesmo tempo, ele realiza filtragem de alta frequência de 10Hz nos sinais de vibra??o (para suprimir o ruído de vibra??o do motor) e compensa??o de jun??o fria nos sinais de temperatura.

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• Valor Central: Ele reduz o número de fia??es locais (de 12 cabos para 1 barramento RS485), cortando os custos de fia??o em 60%. Ao mesmo tempo, através do condicionamento centralizado, a precis?o de monitoramento da vibra??o do equipamento auxiliar é melhorada para ±0,1mm/s, permitindo o alerta precoce de falhas de desgaste de mancais de bombas de alimenta??o 3 meses com antecedência e evitando a parada da caldeira causada por dano ao equipamento.