Modulo di ingresso analogico Tricon 3721 TRICONEX, disponibile in magazzino

Il TRICONEX 3721 è un modulo di ingresso analogico a ridondanza tripla modulare (TMR) che funge da interfaccia primaria per la rilevazione nel sistema strumentato di sicurezza Tricon accetta 32 ingressi analogici differenziali (0–5 V, ±5 V o 0–20 mA con shunt esterno) e li converte in valori digitali con risoluzione programmabile da 12 o 14 bit. Il 3721modulo contiene tre canali di misura indipendenti per ciascun punto di ingresso, garantendo tolleranza ai guasti: se un singolo canale si guasta, gli altri due continuano a fornire dati validi mediante selezione del valore mediano. Il modulo aggiorna simultaneamente tutti e 32 i canali in 10 ms ed è dotato di diagnosi complete integrate, con LED di stato sul pannello frontale. Certificato secondo IEC 61508 SIL 3 , il TRICONEX 3721 supporta la sostituzione a caldo e richiede un pannello di terminazione esterno (ETP) compatibile per il cablaggio sul campo. È la soluzione preferita per ingressi analogici ad alta densità nelle applicazioni di arresto di emergenza (ESD), rilevamento incendio e gas (F&G) e controllo critico di processo negli ambienti del settore petrolifero e del gas, della petrochimica e della generazione di energia.

Sistemi di arresto di emergenza (ESD) – monitoraggio continuo di trasmettitori di pressione, livello e temperatura per la logica di trip di sicurezza nelle raffinerie, negli impianti di GNL e nei reattori chimici

Rilevamento incendio e gas (F&G) – acquisizione ad alta integrità di segnali analogici da rivelatori di fiamma, sensori di gas e monitor di gas infiammabili su piattaforme offshore e negli impianti petrochimici

Sistemi di gestione bruciatori (BMS) – monitoraggio della pressione di tiraggio del forno, della portata del combustibile e dei parametri di combustione per un funzionamento sicuro di caldaie e forni

Controllo e protezione turbine – rilevamento di segnali di vibrazione, temperatura e velocità per la protezione contro la sovraelongazione e la sequenza di avviamento di turbine a gas e a vapore

Controllo di processo ad alta integrità – monitoraggio di portata, pressione e livello in reattori chimici, oleodotti e stazioni di compressione, dove è obbligatoria la certificazione SIL-3 per i dati analogici

Sistemi di sicurezza nucleare – acquisizione analogica a triplice ridondanza per sistemi di protezione e monitoraggio dei reattori nucleari

Piattaforme offshore per il settore petrolifero e del gas – acquisizione di segnali di pressione, livello e portata in condizioni corrosive e ambientali estreme (versione 3721C con rivestimento conformale consigliata)

ridondanza modulare tripla (TMR) – ogni canale di ingresso dispone di tre percorsi di segnale indipendenti; la votazione 2-su-3 (2oo3) viene eseguita dai processori principali dopo il trasferimento dei dati attraverso il bus TriBus

Certificato IEC 61508 SIL 3 – approvato da TÜV per funzioni strumentali di sicurezza fino al più elevato livello di integrità; MTBF > 450.000 ore

32 canali analogici di ingresso ad alta densità – 32 ingressi differenziali, in continua (DC), per modulo; ogni canale può essere configurato tramite software per tensione o corrente (con shunt esterno)

Risoluzione programmabile da 12/14 bit – consente all’utente di ottimizzare il compromesso tra granularità della misura e velocità di aggiornamento

Velocità di aggiornamento simultanea di 10 ms – tutti e 32 i canali vengono aggiornati sincronamente ogni 10 ms, garantendo una tempistica deterministica degli ingressi per la logica di sicurezza

Elevata accuratezza su tutta la gamma di temperature – < 0,15 % del fondo scala (FSR) da 0 °C a 60 °C; deriva ridotta per loop critici di sicurezza

Isolamento galvanico completo – 1.500 Vcc tra canale e campo, 800 Vcc tra campo e sistema; ingressi con isolamento ottico per prevenire loop di terra e proteggere il backplane

Diagnostica a bordo completa – autotest continui che includono la verifica della tensione di riferimento, la calibrazione dell’offset, il rilevamento della rottura dei cavi di segnale e i controlli di fuori intervallo

Design con ingresso differenziale – eccellente soppressione del rumore in modo comune (–85 dB da CC a 100 Hz), che elimina l’interferenza indotta da lunghi tratti di cavo di campo

Indicatori LED sul pannello frontale – PASS (modulo supera gli autotest), FAULT (guasto su canale o modulo), ACTIVE (modulo operativo e configurato), FIELD (stato dell’alimentazione di campo o del trasmettitore)

Supporto per sostituzione a caldo – sostituzione online del modulo senza spegnere il sistema; il modulo può essere rimosso e reinstallato mentre il telaio Tricon rimane alimentato

Protezione contro sovraccarico – 150 Vcc / 115 Vca continui; l’elettronica di ingresso è protetta da collegamenti accidentali a tensioni elevate

Incastro meccanico – il modello 3721 è dotato di incastro meccanico per impedirne l’inserimento in uno slot del telaio non corretto; anche i cavi di terminazione sul campo sono analogamente incassati

Rivestimento conformale (3721C) – la versione "C" include un rivestimento conformale che protegge gli assemblaggi PCB da umidità, condensa, polvere e atmosfere corrosive (ad es. con elevato contenuto di zolfo o sale)

Compatibile con il passaggio HART – utilizzato insieme a schede di terminazione HART appropriate, il 3721 supporta la comunicazione digitale HART sovrapposta al loop 4–20 mA

Conversione analogico-digitale triplicata – ciascuno dei tre canali TMR (A, B e C) misura in modo indipendente il segnale di campo mediante il proprio multiplexer, amplificatore programmabile (PGA) e convertitore analogico-digitale (ADC). I valori misurati vengono trasmessi al rispettivo processore principale attraverso il bus di I/O triplicato.

Algoritmo di selezione del valore mediano – dopo ogni scansione, i tre processori principali scambiano le proprie tabelle di ingresso attraverso il TriBus. Per ciascun punto di ingresso analogico, il processore principale scarta il valore più alto e quello più basso, selezionando invece il valore intermedio (mediana). Ciò elimina l’effetto di un singolo canale divergente o difettoso.

Autodiagnostica continua – il modulo esegue periodicamente controlli interni del riferimento di tensione, della taratura dell’offset e del guadagno dell’ADC e di test sull’integrità del percorso del segnale. Il mancato superamento di qualsiasi test diagnostico su un canale qualsiasi attiva l’indicatore FAULT e genera l’allarme corrispondente sul telaio; tuttavia il modulo continua a funzionare correttamente anche con uno o addirittura due canali difettosi (i canali rimanenti sani continuano a fornire dati validi).

Rilevamento di circuito aperto – il modulo è in grado di rilevare un cavo di campo interrotto o un trasmettitore in condizione di circuito aperto (condizione di sovraccarico). Quando viene rilevato un circuito aperto, il valore del canale corrispondente viene impostato su uno stato sicuro configurabile dall’utente e il LED FIELD si accende.

Rilevamento di valori fuori intervallo – i segnali in ingresso che superano l'intervallo di tensione calibrato (ad es. > 5,3 V per l'intervallo 0–5 V) vengono segnalati come guasti di sovrarange o sottorange, consentendo all'applicazione di attivare un intervento di emergenza o un allarme prima che il segnale del sensore diventi completamente non valido.

Calibrazione all'accensione a freddo e all'avvio – ad ogni ciclo di accensione, il modulo esegue automaticamente una autocalibrazione utilizzando riferimenti di tensione interni di precisione. Ciò compensa la deriva a lungo termine e gli effetti della temperatura, mantenendo l'accuratezza specificata senza intervento manuale.

Filtraggio in ingresso – ingressi differenziali con elevata reiezione del modo comune (85 dB) riducono l'acquisizione di rumore causato da interferenze elettromagnetiche (EMI), interferenze a radiofrequenza (RFI) e tensioni di modo comune che potrebbero essere indotte lungo cavi di campo lunghi.

Supporto hot-spare – quando un secondario 3721è installato nello slot di accompagnamento, il sistema trasferisce automaticamente il controllo al modulo di riserva al rilevamento di un guasto nel modulo principale, consentendo la manutenzione in linea senza interruzione della funzione di sicurezza.

Segnalazione di guasti nel cablaggio di campo – il modulo rileva la perdita di alimentazione del circuito di campo e ne segnala l’evento ai processori principali tramite bit di stato dedicati nel blocco dati di ingresso/uscita.

D1: Qual è il numero massimo di canali di ingresso analogici supportati da un singolo chassis Tricon quando si utilizza il modello 3721?
A1: Il 3721fornisce 32 ingressi analogici per modulo. Un chassis di espansione Tricon completamente popolato (8 slot logici) può ospitare fino a 8 moduli, per un totale di 256 canali di ingresso analogico per chassis. Tuttavia, è necessario considerare la potenza disponibile del sistema e la capacità della backplane – consultare la Guida alla progettazione e all’installazione Tricon per i calcoli completi del carico.

D2: Il modello 3721 può accettare direttamente segnali di corrente 4–20 mA?
A2: Sì, ma è richiesto un resistore di precisione esterno da 250 Ω. Il circuito di corrente 4–20 mA deve essere chiuso attraverso un pannello esterno di terminazione (ETP) compatibile che contiene il resistore, convertendo la corrente in un segnale da 1 a 5 Vcc. Il 3721legge quindi la tensione risultante. Non è supportata la connessione diretta 4–20 mA senza pannello di terminazione.

Domanda 3: Qual è la differenza tra il modello standard 3721 e il 3721C?
A3: Il 3721C (dove la lettera «C» indica il rivestimento conformale) ha tutti gli assemblaggi PCB ricoperti con una vernice protettiva. Ciò garantisce una maggiore resistenza all’umidità, alla condensa, alla polvere, alla corrosione e al fenomeno dei «filamenti di argento» (silver whiskering), rendendolo la scelta preferita per piattaforme offshore, impianti chimici e altri ambienti con elevato contenuto di sale, zolfo o umidità. Dal punto di vista elettrico e funzionale, le due versioni sono identiche.

Domanda 4: Il 3721 è compatibile con strumentazione HART?
R4: Sì. Quando utilizzato insieme a un Pannello esterno di terminazione (ETP) compatibile HART , il 3721 può trasmettere il segnale digitale HART a modulazione di frequenza (FSK) sovrapposto al circuito in corrente da 4 a 20 mA. Per estrarre i dati digitali è necessario un multiplexer HART separato o una scheda interfaccia HART (ad es. scheda di terminazione Pepperl+Fuchs).

Q5: Cosa accade se un canale del 3721 si guasta?
R5: Perché la 3721è un modulo Triple-Modular Redundant (TMR); ogni ingresso di campo viene campionato da tre circuiti di misura indipendenti (uno per ogni sezione). Se si verifica un guasto in un canale (ad es. un convertitore analogico-digitale difettoso o un componente rotto), gli altri due canali continuano ad acquisire e a riferire il segnale di campo. I processori principali eseguono una votazione dei dati mediante un algoritmo di selezione del valore mediano, in modo che il guasto venga mascherato e l’uscita verso il programma di controllo rimanga corretta. Il LED di guasto del modulo lampeggerà (o si illuminerà in modo fisso) per avvisare il personale di manutenzione, ma la funzione di sicurezza non viene interrotta.

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