Foxboro FBM207B P0914WH Модуль интерфейса контактного датчика входа

Foxboro FBM207B P0914WH

• Полная модель: Foxboro FBM207B (Модуль шинного интерфейса 207B)

• Серия: Модуль шинного интерфейса системы управления Foxboro I/A Series

• Сценарии применения: Обработка аналоговых входных/выходных (AI/AO) сигналов в промышленном процессе управления, поддерживает избыточную конфигурацию. Подходит для сценариев с высокими требованиями к надежности в нефтяной, химической, энергетической и других отраслях.

Основные функции

• Многоканальный вход: Экипирован 16 дискретными входными каналами, которые могут использоваться как 16-канальные мониторы постоянного напряжения или 16-канальные контактные датчики. Каждый канал может принимать двухпроводной вход от источника постоянного напряжения (FBM207) или пару контактов или твердотельные переключатели (FBM207B/FBM207C).

• Поддержка широкого диапазона напряжений: Поддерживает дискретные входные сигналы при различных напряжениях, включая 15 - 60В постоянного тока (контактное срабатывание), 120В переменного тока/125В постоянного тока (мониторинг напряжения или вход переключателя) и 240В переменного тока (мониторинг напряжения или вход переключателя).

• Изоляция сигналов: Каждый дискретный вход изолирован от других входных каналов и токов заземления, и при работе используется групповая изоляция с внешним возбуждением.

• Преобразование и обработка сигналов: Выполняет преобразование сигналов от электрических входных сигналов датчиков на местности в избыточный модуль шинного интерфейса, а также может выполнять программы, такие как дискретный вход и лестничная логика, с настраиваемыми параметрами для счетчика импульсов и времени фильтрации входных последовательностей событий.

Избыточные функции

• Настраиваемая избыточность: Может использоваться как отдельный модуль или настроен как избыточная пара (два FBM207B). В избыточной конфигурации комбинация модулей обеспечивает избыточность на уровне модуля шинного интерфейса (FBM). Входные сигналы с местности, полученные из одной точки, фиксируются на шине FBM через терминалные компоненты избыточного адаптера.

• Избыточное питание: Питание для контактного срабатывания поступает от диодов каждого модуля в избыточном адаптере, чтобы обеспечить избыточное питание. Избыточное цифровое программное обеспечение управления Foxboro Evo? объединяет информацию для проверки каждого входного/выходного модуля и использует качество, обработанное в стратегии управления.

• Избыточный блок управления: Избыточный функциональный блок контактного входа CINR используется для каждой избыточной входной пары. Блок CINR обрабатывает входные показания и инициализирует логические избыточные каналы. Те же показания отправляются в оба модуля, полноценно используя шину и логическую схему каждого модуля.

Конструкция оборудования

• Прочность: Имеет прочный алюминиевый корпус, экструдированный для физической защиты схемы, подходит для среды класса G3 (суровые условия).

• Простота обслуживания: Встроенные на передней панели модуля визуальные индикаторы показывают состояние модуля шинного интерфейса и дискретное состояние каждой входной точки. Модуль легко демонтируется/заменяется без снятия кабелей подключения датчиков на местности, питания или коммуникационных кабелей. В избыточной конфигурации любой модуль может быть заменен без нарушения хорошего магнитного поля входного сигнала.

Связь и установка

• Связь по шине: Использует избыточную шину модуля с пропускной способностью 2 Мбит/с для связи с модулями или контроллерами, принимает связь из двух путей (A или B). Если один путь неисправен или переключается на уровне системы, модуль может продолжать связь через активный путь.

• Способ установки: Модуль устанавливается на шине на DIN-рейке, может вмещать до четырех или восьми модулей шинного интерфейса. Модульная базовая плата может быть установлена на DIN-рейке или в стойке, включая соединители сигналов для избыточной шинной шины модуля, избыточного независимого питания постоянным током и терминалные кабели. Избыточные модули должны быть расположены в соседних положениях на нечетных и четных базовых платах.

Технические параметрыI. Электрические параметры

• Параметры питания

• Напряжение питания: 24В постоянного тока ±10% (типичное значение)

• Потребляемая мощность: Приблизительно 5Вт (без нагрузки), в зависимости от количества используемых каналов и нагрузки.

• Типы и диапазоны сигналов

• Аналоговые входные (AI) каналы:

• 4 - 20мА (стандартный промышленный сигнал)

• 0 - 10В постоянного тока (по выбору, требует настройки)

• Термопары (например, типы J, K, T, E и т.д., требуют внешних модулей усиления сигнала)

• Резистивные датчики температуры (RTD, например, PT100, требуют внешних модулей усиления)

• Количество каналов: 8 изолированных аналоговых входных каналов

• Диапазоны сигналов:

• Точность: ±0.05% FS (полный диапазон), температурный дрейф ≤50ppm/℃

• Аналоговые выходные (AO) каналы:

• Количество каналов: 4 изолированных аналоговых выходных каналов

• Диапазоны сигналов: 4 - 20мА (по умолчанию), 0 - 20мА, 0 - 10В постоянного тока (настраиваемые)

• Возможность выходного сигнала: ≥500Ом (токовый выход), ≥10кОм (напряжение выхода)

• Точность: ±0.1% FS, температурный дрейф ≤100ppm/℃

II. Характеристики оборудования

• Физические параметры

• Размеры: Приблизительно 178мм (высота) × 102мм (ширина) × 64мм (глубина)

• Способ установки: Стандартная установка на рельсе (соответствует DIN EN 50022), поддерживает установку в стойке в системе I/A Series.

• Уровень защиты: IP20 (для внутреннего использования), требует установки в шкафу управления.

• Изоляция и противодействие помехам

• Изоляция между каналами: Каждый канал AI/AO электрически изолирован независимо, с напряжением изоляции ≥500В постоянного тока

III. Связь и протокол

• Интерфейс шинного интерфейса

• Протокол связи: Избыточная шинная шина модуля с пропускной способностью 2 Мбит/с (Module Fieldbus), поддерживает взаимодействие в реальном времени с контроллерами I/A Series (например, CP400).

• Расстояние связи: Кабель шины поддерживает максимум 100м (без экрана) и может быть расширен через повторители.

• Передача данных

• AI: 16 бит + знак (соответствует точности примерно 0.006% для 4 - 20мА)

• AO: 14 бит (соответствует точности примерно 0.024% для 4 - 20мА)

• Частота выборки: Максимальная частота выборки для каналов AI - 100мс/канал, а частота обновления для каналов AO ≤50мс.

• Разрешение данных

IV. Избыточность и обработка неисправностей

• Конфигурация избыточности

• Поддерживает горячую избыточность двух модулей (требуется соответствующий адаптер P0916QD), с синхронизацией данных в реальном времени между основным и резервным модулями и временем переключения<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 предупреждения о верхних/нижних пределах.

• Сбор статуса давления переключателей.

• Условный вход для последовательной логики управления.