IS220PSVOH1B عبارة عن وحدة إدخال/إخراج للتحكم المؤازر عالية الأداء تنتمي إلى سلسلة PSVO (حزمة الإدخال/الإخراج للتحكم المؤازر) ضمن نظام التحكم GE (جنرال إلكتريك) Mark VIe. تم تصميم هذه الوحدة خصيصًا لتوفير واجهة كهربائية دقيقة ووظيفة تحكم للصمامات المؤازرة في توربينات الغاز والضواغط وغيرها من الآلات الدوارة الصناعية. يتواصل IS220PSVOH1B مع اللوحة الطرفية المؤازرة TSVC عبر شبكة أو اثنتين من شبكات I/O Ethernet ويتعاون مع مجموعة محرك المؤازرة WSVO المجاورة لتحقيق التحكم في الحلقة المغلقة لحلقتين مستقلتين لموضع الصمام المؤازر.
يعتمد IS220PSVOH1B تصميمًا معياريًا، يشتمل على لوحة معالج الإدخال/الإخراج الموزعة المشتركة ولوحة الإدخال/الإخراج ذات وظيفة مؤازرة مخصصة. تدعم الوحدة خمسة تيارات إخراج صمام مؤازر قابلة للتحديد تتراوح من 10 مللي أمبير إلى 120 مللي أمبير، وتستوعب صمامات مؤازرة بمواصفات مختلفة. توفر الوحدة أيضًا إشارات إثارة LVDT (المحول التفاضلي الخطي المتغير) ويمكنها استقبال ما يصل إلى ثماني إشارات ردود فعل LVDT ومدخلين لمعدل النبض من عدادات تدفق الوقود.
يمكن تطبيق IS220PSVOH1B في الأنظمة البسيطة وأنظمة TMR (الوحدات الثلاثية المتكررة)، مما يلبي متطلبات الموثوقية العالية والتوفر العالي لتطبيقات التحكم الصناعي. تتصل الوحدة مباشرة باللوحة الطرفية TSVCH1A عبر موصل DC-62 pin وتصل إلى شبكة IONet من خلال واجهات RJ-45 Ethernet لتبادل البيانات في الوقت الفعلي مع وحدة التحكم.
ثانيا. هيكل الأجهزة والواجهات
2.1 الأبعاد المادية والتركيب
تم تصميم IS220PSVOH1B بتقنية التثبيت السطحي المدمجة. وأبعادها المادية هي كما يلي:
المعلمة |
قيمة |
ارتفاع |
8.26 سم (3.25 بوصة) |
عرض |
4.19 سم (1.65 بوصة) |
عمق |
12.1 سم (4.78 بوصة) |
طريقة التركيب |
توصيل مباشر بموصل اللوحة الطرفية TSVCH1A، مؤمن ميكانيكيًا عبر إدخالات ملولبة بجوار منافذ Ethernet وقوس التثبيت |
2.2 الموصلات الرئيسية
تم تجهيز IS220PSVOH1B بالموصلات التالية:
موصل DC‑62 pin : يقع على الجانب السفلي من الوحدة، ويتزاوج مباشرة مع الموصل المقابل على اللوحة الطرفية TSVC، ويحمل جميع إشارات الإدخال/الإخراج بما في ذلك إشارات LVDT، وأوامر التيار المؤازر، ومخرجات الإثارة.
ENET1 (RJ‑45) : واجهة إيثرنت للنظام الأساسي للاتصال بشبكة IONet.
ENET2 (RJ‑45) : واجهة إيثرنت للنظام المتكرر/الثانوي تدعم تكوينات الشبكة المزدوجة لتحسين موثوقية الاتصال.
منفذ الأشعة تحت الحمراء : موجود على اللوحة الأمامية ولكنه غير مستخدم في هذا المنتج.
2.3 مصابيح LED الخاصة بالحالة
توفر مؤشرات LED المتعددة الموجودة على اللوحة الأمامية تشخيصات مرئية، بما في ذلك حالة الطاقة وحالة رابط Ethernet والحالة الصحية للوحدة.
ثالثا. الوصف الوظيفي
3.1 وظيفة التحكم المؤازرة
يعمل IS220PSVOH1B مع مجموعة برامج التشغيل المؤازرة WSVO. يحتوي WSVO على مصدر طاقة يحول مدخلات الجهد P28 إلى ± 15 فولت لدوائر تنظيم التيار المؤازر، ومنظمي تيار مؤازرين يعملان من المراجع الحالية التي توفرها حزمة الإدخال / الإخراج، ومجموعة مختارة من خمسة مكاسب قابلة للتكوين، ومرحلات انتحارية مؤازرة ودوائر تشغيل إخراج الإثارة.
داخل الوحدة، تقوم لوحة المؤازرة BSVO بمضاعفة 24 قناة تناظرية في محول A/D 16 بت (معدل أخذ العينات 100 كيلو هرتز، نطاق تيار مستمر ± 10 فولت). يتعامل جهاز A/D مع إشارات منظم التيار المؤازر ومدخلات LVDT ومراقبة مصدر الطاقة. يتم إنشاء المراجع الحالية لمنظمات التيار التناظرية على WSVO على BSVO بواسطة محول D/A 14 بت. يستخدم إثارة LVDT محولاً رقميًا إلى تناظري يُخرج موجة جيبية تبلغ 3.2 كيلو هرتز، والتي يتم ترشيحها وتمريرها إلى WSVO.
3.2 واجهة LVDT
تدعم الوحدة ما يصل إلى ثمانية مدخلات تعليقات LVDT لقياس موضع الصمامات أو المحركات بدقة. يتميز كل مدخل LVDT بتصفية تمرير منخفض ورفض عالي للوضع المشترك لضمان إشارات موضع مستقرة حتى في البيئات الكهرومغناطيسية القاسية. يمكن للمستخدمين إجراء معايرة تلقائية لكل LVDT باستخدام برنامج ToolboxST، وتسجيل قيم Vrms المطابقة لمواضع الصمامات المغلقة بالكامل والمفتوحة بالكامل (MnLVDTx_Vrms وMxLVDTx_Vrms)، وبالتالي تحويل إشارات الجهد إلى نسب مئوية للموضع من 0% إلى 100%.
3.3 مدخلات معدل النبض
يوفر IS220PSVOH1B قناتين لإدخال معدل النبض، قابلين للتكوين من أجل:
تدعم مدخلات معدل النبض أيضًا العديد من أنواع التطبيقات:
نوع التدفق : يستخدم لقياسات تدفق الوقود بمقسم التدفق.
نوع السرعة : يستخدم لقياس سرعة التوربينات التقليدية ذات العمود الواحد.
نوع السرعة العالية : يوسع نطاق قياس السرعة.
سرعة LM : مصممة خصيصًا لتوربينات سلسلة LM.
Speed_HSNG : يستخدم للتعويض عن التباعد غير المتناسق بين الأسنان على عجلة السرعة. يقوم هذا الوضع بتعيين تباعد الأسنان لإزالة اختلافات السرعة الدورية، مما يوفر تعيين بتات حالة القفل (HSNGn_Stat).
إذا تعذر تحقيق القفل بسبب التباين المفرط بين الأسنان والأسنان، فيمكن ضبط معلمة Lock_Limit بزيادات قدرها 1% للسماح بمزيد من التباين في كل دورة. قد تشمل أسباب التعديل: عجلة السرعة الممغنطة، أو عجلة السرعة المكونة من قطعتين، أو التداخل الكهرومغناطيسي الخارجي، أو ممارسات الأسلاك/الحماية غير المناسبة. ومع ذلك، فإن زيادة Lock_Limit تسمح بمزيد من الاختلاف في السرعة؛ وينبغي معالجة السبب الجذري كلما أمكن ذلك.
3.4 معايرة صمام المؤازرة
يدعم IS220PSVOH1B اختبارات تمسيد مشغل الصمام. يمكن التحقق من أداء المؤازرة بثلاث طرق:
الوضع اليدوي : أدخل القيمة المطلوبة رقميًا وراقب الأداء باستخدام مسجل الاتجاه.
تدرج الموضع (التحقق من الموضع) - يطبق منحدرًا على المشغل.
الخطوة الحالية (التحقق من التيار) - تطبق إدخال الخطوة على المشغل.
عند استخدام لوحة طرفية جديدة على النظام، يلزم إعادة معايرة حلقات المؤازرة IS220PSVOH1B. تقوم وحدة التحكم بحفظ الرمز الشريطي الخاص باللوحة الطرفية ومقارنتها باللوحة الطرفية الحالية أثناء وقت تحميل إعادة التكوين. في كل مرة يتم حفظ المعايرة، يتم تحديث اسم الرمز الشريطي إلى اللوحة الحالية.
خطوات المعايرة (في ToolboxST):
في محرر المكونات، حدد علامة التبويب الأجهزة.
في Tree View، حدد وحدة IS220PSVOH1B المطلوبة.
في عرض الملخص، حدد علامة التبويب المتغيرات، ثم انقر فوق تشغيل/دون اتصال.
قم بالتمرير إلى CalibEnab1 أو CalibEnab2 وانقر نقرًا مزدوجًا لتمكين المعايرة (يمكن معايرة الأجهزة التنظيمية الممكّنة فقط).
قم بالتبديل إلى علامة التبويب 'المنظمون'، وحدد المنظم المطلوب من القائمة المنسدلة، وحدد المربع 'تمكين'.
انقر فوق الزر 'معايرة' لفتح مربع حوار 'معايرة الصمام'.
انقر فوق وضع المعايرة للدخول إلى وضع المعايرة.
انقر فوق الحد الأدنى للنهاية (محرك السكتة الدماغية إلى الحد الأدنى)، وإصلاح الحد الأدنى (قراءة الجهد)، والحد الأقصى للنهاية (السكتة الدماغية إلى الحد الأقصى للنهاية)، وإصلاح الحد الأقصى للنهاية (قراءة الجهد).
انقر فوق معايرة لاستخدام القيم المحسوبة، ثم انقر فوق حفظ لتخزينها في وحدة الإدخال/الإخراج وتكوين ToolboxST الحالي.
أوامر التحقق (بدون متطلبات تسلسل) تشمل: الموضع (الخطوة والمراقبة)، الحالي (الخطوة والمراقبة)، يدوي (حركة يدوية، تستخدم مع زر الإرسال)، إرسال (إرسال قيمة نقطة الضبط)، إيقاف (وضع التحقق من الخروج).
3.5 أنواع خوارزميات المنظم
يدعم IS220PSVOH1B أنواع خوارزمية منظم مؤازرة متعددة يمكن تحديدها عبر معلمة Reg_Type:
قيمة Reg_Type |
وصف |
غير مستخدمة |
غير مستخدم |
no_fbk |
لا يوجد منظم ردود الفعل |
1_موقف منخفض |
منظم موضع LVDT واحد |
1_معدل النبض |
منظم معدل نبض واحد (تدفق الوقود). |
2_LVpilotCyl |
منظم أسطوانة طيار مزدوج LVDT (رئيسي + طيار) |
2_LVposMAX |
منظم الموقف باستخدام الحد الأقصى لاثنين من LVDTs |
2_LVposMIN |
منظم الموقف باستخدام الحد الأدنى من اثنين LVDTs |
2_PIsRateMAX |
منظم تدفق الوقود باستخدام معدلين نبض كحد أقصى |
3_LV_LMX |
متوسط ثلاثة LVDTs (لتوربينات LMX100) |
3_LVposMID |
متوسط ثلاثة LVDTs (لتوربينات الغاز الثقيلة) |
4_LV_LM |
اختيار زوج LVDT المزدوج ذو النسبة النسبية (لـ LM1600/2500/6000) |
4_LV_LMX |
منظم رباعي LVDT (LMX ممتد) |
4_LVP/cylMAX |
أربعة منظم رئيسي/طياري LVDT بحد أقصى |
يحتوي كل نوع منظم على معلمات تكوين مخصصة مثل الكسب (RegGain)، والتحيز الخالي (RegNullBias)، وحدود الموضع (MaxPOSvalue/MinPOSvalue)، وقيم مراسلة الجهد LVDT (MnLVDTx_Vrms/MxLVDTx_Vrms).
3.6 وظيفة التردد
لمنع صمام المؤازرة من الالتصاق بسبب التشغيل الثابت لفترة طويلة، يوفر IS220PSVOH1B وظيفة ثبات السعة القابلة للتعديل. خيارات تردد التردد: 12.5 هرتز، 25 هرتز، 33.33 هرتز، 50 هرتز، 100 هرتز، أو غير مستخدم. يتم تحديد سعة Dither (DitherAmpl) بنسبة % الحالية، ويتراوح من 0 إلى 10%. ملحوظة: عند تمكين اكتشاف الملف القصير، لا يوصى بسعات ثبات الألوان التي تزيد عن 2% لأنها قد تتداخل مع حساب مقاومة الملف. إذا كانت سعة ثبات الألوان أمرًا بالغ الأهمية، قم بتعطيل حساب مقاومة الملف.
3.7 الحماية من الانتحار
يوفر IS220PSVOH1B آليات حماية متعددة للانتحار لمخرجات المؤازرة لضمان القيادة الآمنة لصمام المؤازرة إلى وضع آمن (مغلق عادةً) عند اكتشاف خطأ. تشمل حالات الانتحار القابلة للتكوين ما يلي:
الانتحار الحالي (EnablCurSuic) : يتم تشغيله عندما يتجاوز الخطأ بين تيار التغذية المرتدة الحالي وتيار التغذية المرتدة الفعلي عتبة Curr_Suicide المحددة (0–100%).
انتحار التعليقات على الموضع (EnablFbkSuic) : يتم تشغيله عندما تتجاوز ردود الفعل على الموضع النطاق (100% + Fdbk_Suicide).
انتحار الملف المفتوح (OpenCoilSuic) : يتم تشغيله عند اكتشاف ملف مؤازر مفتوح؛ استخدم OpenCoildiag للحصول على معلومات تشخيصية محددة.
انتحار الملف القصير (ShrtCoilSuic) : يتم تشغيله عند اكتشاف ملف مؤازر قصير؛ استخدم ShrtCoildiag للحصول على تفاصيل التشخيص.
يعتمد اكتشاف الدائرة المفتوحة والقصيرة على حساب مقاومة الملف: بعد المعايرة، RcoilOpen = 2 × (جهد توافق المؤازرة / تيار المؤازرة)، RcoilShort = 0.5 × (جهد توافق المؤازرة / تيار المؤازرة). يمكن للمستخدمين تعيين RopenTimeLim وRShrtTimeLim (بالثواني) كتأخير لتأكيد الخطأ.
سادسا. ملخص معلمات التكوين
يتم تكوين IS220PSVOH1B عبر برنامج ToolboxST. تتضمن عناصر التكوين الرئيسية ما يلي:
4.1 علامة التبويب المؤازرة
المعلمة |
وصف |
الخيارات / الافتراضي |
Servo_MA_Out |
التصنيف الحالي المؤازر الاسمي (مللي أمبير) |
10، 20، 40، 80، 120 (الافتراضي 10) |
EnablCurSuic |
تمكين الانتحار الحالي |
تمكين/تعطيل (تعطيل افتراضي) |
EnablFbkSuic |
تمكين ردود الفعل الموقف الانتحار |
تمكين/تعطيل (تعطيل افتراضي) |
EnblAutoGain |
تمكين الكسب التلقائي (لـ 4_LV_LM، 3_LVLMX، 4_LVLMX) |
تمكين/تعطيل (تعطيل افتراضي) |
Coil_RS_Only |
تكوين مؤازر ثنائي الملف (بدون تحميل على الطرف S) |
تمكين/تعطيل (تعطيل افتراضي) |
Curr_Suicide |
عتبة انتحار الخطأ الحالي (%) |
0–100 (الافتراضي 5) |
فدبك_الانتحار |
هامش الانتحار للتعليقات على الموقف (%) |
0–10 (الافتراضي 5) |
OpenCoilSuic |
تمكين الانتحار لفائف مفتوحة |
تمكين/تعطيل (تعطيل افتراضي) |
com.ShrtCoilSuic |
تمكين الانتحار لفائف قصيرة |
تمكين/تعطيل (تعطيل افتراضي) |
انتبهTBmAJmpPos |
تطابق موضع وصلة العبور TSVC mA |
10/20/40/80/120 مللي أمبير/120 مللي أمبير (الافتراضي 10) |
RopenTimeLim |
تأخير الكشف عن الدائرة المفتوحة (ثواني) |
0–100 (الافتراضي 1) |
RShrtTimeLim |
تأخير الكشف عن ماس كهربائى (ثواني) |
0–100 (الافتراضي 1) |
TMR_DiffLimit |
حد تشخيص فرق التصويت TMR (٪) |
0–110 (الافتراضي 25) |
4.2 علامة تبويب معدلات النبض
المعلمة |
وصف |
الخيارات / الافتراضي |
SysLim2Latch |
تمكين مزلاج حد النظام 2 |
مزلاج/غير مزلاج (مزلاج افتراضي) |
نوع SysLim2 |
الحد من نوع المقارنة |
≥ أو ≥ (الافتراضي ≥) |
حد النظام2 |
الحد الأعلى لمعدل التدفق |
0–20000 (الافتراضي 0) |
TMR_DiffLimit |
حد فرق التصويت TMR (٪) |
0–20000 (الافتراضي 5) |
4.3 علامة تبويب المنظمين
المعلمة |
وصف |
النطاق / الافتراضي |
Reg_Type |
نوع خوارزمية المنظم |
انظر القائمة أعلاه (الافتراضي غير مستخدم) |
تردد_التكرار |
تردد التردد (هرتز) |
12.5، 25، 33.33، 50، 100، غير مستخدم (افتراضي غير مستخدم) |
DitherAmpl |
سعة التردد (% الحالي) |
0–10 (الافتراضي 2) |
LVDT_Margin |
هامش تشخيص LVDT فوق المدى (%) |
1–100 (الافتراضي 2) |
RegGain |
كسب حلقة الموضع (% التيار / الوحدة الهندسية) |
-200 إلى 200 (الافتراضي 1) |
RegNullBias |
تعويض التحيز الفارغ (% الحالي) |
-100 إلى 100 (الافتراضي 0) |
قيمة MaxPOS |
الوضع عند الفتح الكامل (عادة %) |
-15 إلى 150 (الافتراضي 100) |
قيمة MinPOS |
المركز عند الإغلاق الكامل (عادة %) |
-15 إلى 150 (الافتراضي 0) |
MnLVDT1_Vrms |
جهد LVDT عند الإغلاق الكامل (Vrms، simplex/TMR) |
0–7.1 (الافتراضي 1 / 1,1,1) |
MxLVDT1_Vrms |
جهد LVDT عند الفتح الكامل (Vrms، simplex/TMR) |
0–7.1 (الافتراضي 5 / 5,5,5) |
خامسا: التشخيص والإنذارات
يقوم IS220PSVOH1B بإجراء اختبارات التشخيص الذاتي التالية:
الاختبار الذاتي لتشغيل الطاقة: يتحقق من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وذاكرة الفلاش ومنافذ Ethernet ومعظم أجهزة لوحة المعالج.
المراقبة المستمرة لإمدادات الطاقة الداخلية.
التحقق من الهوية الإلكترونية: يتحقق من تطابق مجموعة أجهزة اللوحة الطرفية ولوحة الاقتناء ولوحة المعالج، وأن رمز التطبيق الموجود في الفلاش صحيح بالنسبة للجهاز.
يحتوي كل إدخال تناظري على فحوصات لحدود الأجهزة بناءً على مستويات عالية ومنخفضة محددة مسبقًا (غير قابلة للتكوين) بالقرب من نطاق التشغيل. إذا تم تجاوزه، يتم تعيين إشارة منطقية ولم يعد يتم فحص الإدخال.
يحتوي كل إدخال أيضًا على فحوصات لحدود النظام بناءً على مستويات عالية/منخفضة قابلة للتكوين، والتي يمكنها إنشاء إنذارات، وتمكين/تعطيل الوظائف، والإغلاق/عدم الإغلاق. يقوم RSTSYS بإعادة تعيين الشروط خارج الحدود.
تتضمن أجهزة الإدخال التناظرية الفولتية المرجعية الدقيقة في كل عملية مسح؛ تتم مقارنة القيم المقاسة بالقيم المتوقعة للتأكد من صحة محول A/D.
يتم استشعار تيار الإخراج التناظري على اللوحة الطرفية باستخدام مقاوم حمل صغير؛ تقوم حزمة الإدخال / الإخراج بتكييف هذه الإشارة ومقارنتها بالتيار المتحكم به لتأكيد صحة محول D / A.
يتم مراقبة مرحل الإخراج التناظري بشكل مستمر من أجل الاتفاق بين حالة الأمر وإشارة التغذية الراجعة.
تتوفر معلومات تشخيصية تفصيلية من خلال تطبيق ToolboxST. يمكن إغلاق الإشارات التشخيصية وإعادة ضبطها بشكل فردي عبر إشارة RSTDIAG عندما تعود إلى الحالة الصحية.
سادسا. ملاحظات التثبيت
قم بتركيب اللوحة الطرفية TSVCH1A بشكل آمن.
قم بتوصيل وحدة واحدة (بسيطة) أو ثلاث وحدات (TMR) IS220PSVOH1B مباشرة في موصلات اللوحة الطرفية.
قم بتأمين الوحدات ميكانيكيًا باستخدام الإدخالات الملولبة بجوار منافذ Ethernet وقوس التثبيت الخاص باللوحة الطرفية. اضبط موضع الحامل بحيث لا يتم تطبيق أي قوة زاوية قائمة على موصل DC-62.
قم بتوصيل مجموعات محرك سيرفو WSVO بموصلات J2 ذات 48 سنًا وقم بتثبيتها باستخدام البراغي الأربعة.
قم بتوصيل واحد أو اثنين من كابلات Ethernet حسب تكوين النظام. عند استخدام اتصال IONet واحد، تعمل الوحدة عبر أي من المنفذين. إذا تم استخدام الاتصالات المزدوجة، فإن الممارسة القياسية هي توصيل ENET1 بالشبكة المرتبطة بوحدة التحكم R.
قم بتوصيل الطاقة إلى حزم الإدخال/الإخراج وبرامج التشغيل باستخدام مفاتيح الطاقة الموجودة في TSVC. استخدم SW3 لـ R، وSW2 لـ S، وSW1 لـ T، وتحقق من أضواء المؤشر. بالنسبة للتطبيقات البسيطة التي تستخدم TSVC JDI/JD2 (مرحل K1)، تأكد من تشغيل SW1 وإضاءة مؤشر DS1 LED الأخضر؛ وإلا فإن مرحل تجاوز رحلة K1 لن يوفر الحماية المقصودة.
استخدم تطبيق ToolboxST لتكوين حزم الإدخال/الإخراج حسب الضرورة. ملاحظة: إذا كان التكوين الذي تم تنزيله يحتوي على حزم إدخال/إخراج بمعرفات وحدة نمطية مختلفة عن التكوين قيد التشغيل حاليًا، فقد يتم تثبيت برنامج ثابت غير صحيح على بعض حزم الإدخال/الإخراج. في هذه الحالة، تأكد من أن وحدة التحكم تقوم بتشغيل التكوين الجديد، وأعد تشغيل النظام بأكمله، ثم أعد تشغيل معالج تنزيل ToolboxST.
