Bộ chuyển đổi tín hiệu PR 5335D

Tổng quan

Bộ chuyển đổi tín hiệu PR 5335D (PR electronics 5335D 2-Wire Transmitter with HART Protocol) là dòng thiết bị đo lường và chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ công nghiệp cao cấp, được nghiên cứu, thiết kế và sản xuất trực tiếp tại Đan Mạch bởi tập đoàn công nghệ PR electronics. Thiết bị đóng vai trò là giải pháp truyền tải tín hiệu thông minh, giúp tiếp nhận các dạng tín hiệu trở kháng hoặc điện áp từ cảm biến nhiệt độ (RTD, Thermocouple), điện trở hoặc mV và chuyển đổi thành tín hiệu dòng điện tiêu chuẩn 4…20 mA qua vòng lặp 2 dây tích hợp giao thức truyền thông kỹ thuật số HART.

PR 5335D được thiết kế cấu trúc hình tròn siêu nhỏ gọn chuyên dụng để gá lắp trực tiếp bên trong đầu củ hành (head mounting) chuẩn B-head của các củ cảm biến nhiệt độ công nghiệp. Điểm nổi bật nhất của phiên bản 5335D là đạt tiêu chuẩn chống cháy nổ khắt khe Ex/ATEX/IECEx (Zone 0, 1, 2, 21, 22 và M1 / Division 1, Division 2), chuyên dùng cho các môi trường có nguy cơ cháy nổ cao như ngành lọc hóa dầu, khai thác khí nén, hóa chất và sản xuất dược phẩm. Mạch điện tích hợp bộ cách ly galvanic điện áp cao 1.5 kVac giữa ngõ vào và ngõ ra vòng lặp, đạt độ chính xác đo lường tuyệt đối thuộc cấp 0.05%, chuẩn phân giải 16-bit và khả năng cấu hình dải đo linh hoạt qua phần mềm máy tính hoặc thiết bị cầm tay HART communicator.

Khả năng chuyển đổi tín hiệu đầu vào và đầu ra

Bộ chuyển đổi tín hiệu PR 5335D sở hữu vi xử lý vi mô mạnh mẽ, hỗ trợ chuẩn hóa dải đo linh hoạt và đa dạng tín hiệu đầu vào/ngõ ra trong hệ thống điều khiển công nghiệp:

Ứng dụng

Nhờ khả năng nhận tín hiệu cảm biến đa năng, giao thức HART, tính năng cách ly 1.5 kVac và chứng chỉ chống cháy nổ an toàn phòng nổ Ex, bộ chuyển đổi tín hiệu PR 5335D được ứng dụng rộng rãi trong các môi trường công nghiệp:

• Gá lắp gọn gàng trong đầu củ hành cảm biến nhiệt độ: Bắt chặt trực tiếp bên trong củ hành của các loại cảm biến RTD (Pt100/Pt1000) hoặc Can nhiệt Thermocouple (Can K, J, S, R…), giúp chuẩn hóa tín hiệu trở kháng sang 4-20mA HART ngay tại điểm đo hiện trường.
• Đo lường nhiệt độ trong khu vực nguy hiểm (Hazardous Areas): Lắp đặt an toàn tuyệt đối tại các khu vực yêu cầu chuẩn chống nổ Zone 0, Zone 1, Zone 2 hoặc Division 1 trong nhà máy lọc hóa dầu, trạm phân phối khí gas, nhà máy hóa chất, kho chứa nhiên liệu và hầm mỏ khai thác.
• Truyền tải tín hiệu chính xác đi xa không nhiễu: Nhờ lớp cách ly galvanic 1.5 kVac, PR 5335D giúp triệt tiêu hoàn toàn sự cố nhiễu điện từ, chênh lệch địa trở đất khi đường dây đi qua các vùng có máy biến áp công suất lớn hay biến tần.
• Hệ thống quản lý tài sản & Giám sát thông minh (Asset Management): Truyền đầy đủ dữ liệu đo lường thực tế cùng các thông tin chẩn đoán trạng thái sức khỏe cảm biến qua giao thức HART về hệ thống DCS/SCADA trung tâm.

Khả năng kết nối và tương thích với thiết bị điều khiển

Bộ chuyển đổi tín hiệu PR 5335D cung cấp giải pháp truyền thông hiện đại và độ tương thích rộng rãi đối với toàn bộ hạ tầng tự động hóa công nghiệp:

• Tương thích hoàn hảo với hệ thống điều khiển: Tín hiệu ngõ ra Analog 4…20 mA kết nối trực tiếp với ngõ vào Analog Input (AI) của tất cả các hãng PLC (Siemens, Mitsubishi, Schneider, Omron, ABB…), hệ thống điều khiển phân tán DCS (Emerson, Yokogawa, Honeywell…) và các bộ hiển thị nhiệt độ tại chỗ.
• Giao thức truyền thông HART kỹ thuật số: Cho phép chồng tín hiệu giao tiếp HART kỹ thuật số lên vòng lặp dòng 4…20 mA mà không làm gián đoạn tín hiệu Analog. Kỹ thuật viên có thể truy cập, đọc thông số nhiệt độ, cấu hình dải đo từ xa thông qua phần mềm cấu hình hệ thống hoặc bàn lập trình HART Communicator (như Emerson Trex, Rosemount 475).
• Cấu hình linh hoạt qua Modem Loop Link & PReset: Dễ dàng cắm cáp kết nối Loop Link của PR electronics tới máy tính PC để cài đặt chi tiết loại cảm biến, dải đo (°C/°F), bù sai số (Offset), giới hạn báo lỗi ngắt dây (Sensor error limits) qua phần mềm PReset miễn phí.

Hướng dẫn đấu nối và cài đặt

Quy trình cài đặt thông số, gá lắp cơ khí và đấu nối điện cho bộ chuyển đổi PR 5335D được thực hiện theo các bước kỹ thuật chuẩn sau:

• Bước 1: Cấu hình thông số (Qua phần mềm PReset hoặc HART Communicator)
  • Cài đặt qua phần mềm PC: Kết nối bộ chuyển đổi PR 5335D với máy tính bằng bộ cáp giao diện PR Loop Link. Khởi động phần mềm PReset, chọn loại cảm biến ngõ vào (Pt100, TC Type K, J, mV…), kiểu sơ đồ dây (2, 3 hoặc 4 dây), cài điểm 0% (4 mA) và 100% (20 mA), thiết lập hướng xử lý sự cố đứt dây (High 23 mA hoặc Low 3.5 mA) rồi nạp dữ liệu xuống thiết bị.
  • Cài đặt qua HART Communicator: Đấu nối bàn lập trình HART song song trên đường dây vòng lặp dòng 4-20mA (qua điện trở tải tối thiểu 250 Ω), truy cập vào cây menu thiết bị để cài đặt thông số dải đo.
• Bước 2: Lắp đặt cơ khí vào đầu củ hành cảm biến
  • Đặt bộ chuyển đổi PR 5335D vào bên trong đầu củ hành của cảm biến nhiệt độ, siết chặt 2 vít định vị M4 theo khoảng cách tâm lỗ tiêu chuẩn (33 mm). *(Lưu ý: Nếu lắp trong khu vực chống nổ Ex, phải tuân thủ đúng các yêu cầu về vỏ bảo vệ Intrinsic Safety và rào chắn cách ly an toàn Ex Barrier đi kèm).*
• Bước 3: Đấu nối dây tín hiệu đầu vào từ cảm biến (Inputs)
  • Sử dụng các cọc bắt vít ở cụm trạm phía trên (chân 3 đến chân 6):
    • Cảm biến RTD 2 dây: Đấu cảm biến vào chân 3 và chân 4 (nối tắt chân 4-5 và 3-6 nếu có hướng dẫn).
    • Cảm biến RTD 3 dây: Đấu 2 dây cùng màu vào chân 3, 4 và dây còn lại vào chân 5.
    • Cảm biến RTD 4 dây: Đấu lần lượt các dây cảm biến vào các chân 3, 4, 5 và 6.
    • Can nhiệt Thermocouple (CJC trong): Đấu dây dương (+) vào chân 3, dây âm (-) vào chân 4.
    • Tín hiệu Điện áp mV: Đấu cực dương (+) vào chân 3, cực âm (-) vào chân 4.
• Bước 4: Đấu nối nguồn cấp và vòng lặp ngõ ra (4…20 mA HART)
  • Đấu nối 2 dây ngõ ra vào trạm số 1 và trạm số 2 theo cực tính:
    • Chân 1: Nối vào cực dương (+) của nguồn cấp DC (8…30 Vdc đối với ứng dụng Ex).
    • Chân 2: Nối về cực dương ngõ vào tín hiệu dòng 4…20 mA (+) của PLC/DCS hoặc rào chắn an toàn Ex Barrier, cực âm của thiết bị nhận nối về 0V nguồn.
  • Kiểm tra lại toàn bộ giắc cắm, bật nguồn hệ thống và dùng đồng hồ VOM hoặc phần mềm HART để kiểm tra tín hiệu ngõ ra hoạt động chính xác theo nhiệt độ thực tế.