DS200SDCCG4A je karta řízení pohonu navržená společností General Electric (GE) Motors & Industrial Systems pro její řídicí systémy řady DIRECT-O-MATIC 2000. Tato deska patřící do řady SDCC (Drive Control Card) je součástí skupiny G4 a představuje revizi A. Je speciálně vyvinuta pro aplikace řízení turbín TC2000 a slouží jako základní součást řídicích systémů řady GE 2000 v doméně řízení turbín.
Primární funkcí řídicí karty měniče DS200SDCCG4A je poskytovat primární řízení pro měniče a motory, zpracování signálu a zákaznická I/O rozhraní. Verze G4 je v podstatě identická s verzí G1A, přičemž hlavními rozdíly jsou větší paměťová oblast EE parametrů a firmware speciálně optimalizovaný pro turbínové aplikace. Deska využívá tříprocesorovou architekturu, včetně Drive Control Processor (DCP), Motor Control Processor (MCP) a Co-motor Processor (CMP), které obsluhují uživatelská rozhraní a funkce na systémové úrovni, regulaci proudu ve vnitřní smyčce a funkce specifické pro motor, respektive matematicky náročné úlohy zpracování. Palubní software je uložen v pěti paměťových čipech: čtyři paměti EPROM (obsahující konfigurační data naprogramovaná z výroby) a jedna EEPROM (obsahující parametry nastavitelné v místě instalace).
Deska DS200SDCCG4A ztělesňuje pokročilou technologii GE v oblasti řízení turbíny a vyznačuje se následujícími vlastnostmi:
Tříprocesorová architektura: Integruje tři 16bitové mikroprocesory zajišťující řízení, aplikace a I/O funkce.
Rozšířené ukládání parametrů EE: Nabízí větší kapacitu ukládání parametrů ve srovnání s verzí G1A, která pojme rozsáhlé konfigurační parametry požadované pro aplikace řízení turbín.
Firmware specifický pro turbíny: Optimalizováno pro specifické potřeby řídicích systémů turbín TC2000.
Palubní diagnostické LED diody: 10 LED diod zobrazuje chybové kódy v BCD nebo binárním režimu, což usnadňuje řešení problémů na místě.
Možnosti vícenásobného resetu: Podporuje reset tlačítka na desce, reset externího signálu, reset softwaru a ochranu hlídacího psa.
Bohatá I/O rozhraní: Poskytuje více analogových, digitálních, frekvenčních a komunikačních rozhraní.
Tento produkt je speciálně navržen pro řídicí systémy turbín TC2000, vhodný pro kritická rotační zařízení, jako jsou plynové turbíny a parní turbíny. Je široce používán v elektrárnách, petrochemických zařízeních, přepravě zemního plynu a dalších průmyslových odvětvích.
II. Klíčové funkce
1. Tříprocesorová řídicí architektura
Karta DS200SDCCG4A obsahuje tři 16bitové mikroprocesory, které pracují v koordinaci přes dual-port RAM (DPR), konfiguraci RAM, ke které mohou nezávisle a současně přistupovat dva mikroprocesory:
| Umístění procesoru |
Popis |
funkce |
| Řídicí procesor pohonu (DCP) |
U1 |
Mikrokontrolér 80C186 s mnoha vestavěnými periferními funkcemi, včetně dekódování adres (pro výběr čipu), generátorů čekacích stavů, řadiče přerušení, časovače/počítadel a řadiče přímého přístupu do paměti (DMA). Software DCP se skládá z uživatelských rozhraní, vnějších regulačních smyček (jako je rychlost a poloha) a funkcí na úrovni systému. V turbínových aplikacích zajišťuje DCP základní logiku řízení turbíny. |
| Procesor řízení motoru (MCP) |
U21 |
Mikrokontrolér 80C196 s vysokorychlostními I/O, konvenčními digitálními I/O, analogovými I/O, časovačem/čítačem a hlídacím časovačem. Software MCP se skládá z vnitřních smyček, jako jsou regulátory proudu a funkce specifické pro motor/technologii. V turbínových aplikacích provádí MCP řízení servoventilu a regulaci pohonu. |
| Co-motor Processor (CMP) |
U35 |
Digitální signálový procesor TMS320 C25, který provádí matematicky náročné funkce pro algoritmy řízení motoru, které jsou pro MCP příliš složité. Používá se pouze v jednotkách vyžadujících další možnosti zpracování. CMP se připojuje pouze ke své EPROM a dvouportové paměti RAM MCP/CMP. |
2. Integrovaný software a paměť
Karta DS200SDCCG4A ukládá software do pěti paměťových čipů:
Paměti EPROM (U11, U12, U22, U23): Čtyři paměti EPROM obsahující továrně naprogramovaná konfigurační data, včetně algoritmů a parametrů specifických pro aplikaci řízení turbíny.
EEPROM (U9): Jedna EEPROM obsahující parametry nastavitelné na místě. Verze G4 má ve srovnání s G1A větší úložnou plochu parametrů EE, která je schopna pojmout rozsáhlé konfigurační parametry potřebné pro řízení turbíny.
Důležitá poznámka: Karta DS200SDCC (verze bez paměťových čipů) má prázdné patice. Při objednávání náhradní desky specifikujte kartu DS215SDCC, abyste zajistili, že bude zahrnuto pět paměťových čipů. U verze G4 musí být použity paměťové čipy speciálně konfigurované pro turbínové aplikace.
3. LED diagnostický displej
Karta DS200SDCCG4A poskytuje 10 diagnostických LED diod, které v režimu blikání zobrazují chybové kódy:
| rozsahu poruchových kódů |
Režim zobrazení |
| 1-399 |
Vzor BCD s pomalou frekvencí blikání (levé 2 LED kódují stovky číslic, další 4 LED kódují desítky, pravá LED kóduje číslice jednotek) |
| 400-1023 |
Binární vzor rychlejšího blikání (levá LED je 2^9=512, druhá LED je 2^8=256 atd.) |
| Žádná porucha nebo pohon neběží |
Sekvenční blikání, dvě najednou, blikání z vnějších pozic dovnitř do středu a zpět |
Tyto stejné LED mohou být nastaveny softwarovým jumperem tak, aby také hrubě zobrazovaly proměnné pohonu při běhu (jako je absolutní nebo se znaménkem v režimu sloupcového grafu). Toto nastavení nebrání zobrazení poruchy LED. V turbínových aplikacích lze tyto LED použít pro rychlou diagnostiku stavu systému ochrany turbíny.
4. Resetujte obvody
DS200SDCCG4A nabízí čtyři metody resetování, včetně tlačítka RESET:
| metody resetování |
Popis |
| Tlačítko na palubě |
Stiskněte tlačítko RESET na SDCC. |
| Externí signál |
Použijte +5 až +24 V stejnosměrného proudu na body zákaznického rozhraní na deskách STBA nebo NTB/3TB (připojeno k SDCC přes 6PL). |
| Ovládání softwaru |
SDCC generuje reset prostřednictvím naprogramovaného softwarového ovládání. |
| Ochrana hlídacího psa |
SDCC generuje reset přes automatickou interní hardwarovou hlídací ochranu. |
Upozornění: Tvrdý reset vypne systém; systém by se normálně neměl resetovat za běhu. V aplikacích řízení turbíny musí být operace resetování prováděny se zvláštní opatrností, aby nedošlo k ovlivnění normálního provozu turbíny.
III. Hardwarová architektura
1. Skupiny karet
Karta DS200SDCCG4A má k dispozici tři skupinová čísla (verze G2 nebyly nikdy vyrobeny). Verze G4 je speciálně navržena pro turbínové aplikace TC2000:
| skupinové |
aplikace |
Klíčové vlastnosti |
| DS200SDCCG1A_ |
Aplikace měničů AC2000, DC2000, EX2000 |
Standardní verze pro obecné aplikace pohonů a budičů |
| DS200SDCCG3A_ |
Pohony DC1000 |
Verze s omezenou funkčností |
| DS200SDCCG4A_ |
Turbínové aplikace TC2000 |
Stejné jako G1A, ale s větším úložištěm parametrů EE a firmwarem optimalizovaným pro řízení turbíny |
2. Konektory karet
DS200SDCCG4A se propojuje s dalšími řídicími deskami a externími signály prostřednictvím osmi konektorů (označených _PL):
| Účel konektoru |
rozhraní |
v aplikacích TC2000 |
| 1PL |
I/O mezi napájecím/rozhraním (DS200IMCP, DCI, SDCI nebo DCFB) a SDCC |
Připojuje signály monitorování napájení a ochrany |
| 2PL |
±5, 15 a 24 V stejnosměrné vstupy z desky napájecího zdroje/rozhraní do SDCC |
Poskytuje provozní výkon řídicí desky |
| 3PL |
SDCC výstupy na komunikační kartu LAN (DS215SLCC) |
Vyměňuje data s komunikační kartou LAN |
| 6PL |
I/O mezi svorkovnicí měniče (531X305NTB) nebo jednoduchou svorkovnicí měniče (DS200STBA) a SDCC |
Připojuje externí I/O signály pro řízení turbíny |
| 7PL |
I/O mezi kartou procesoru signálu (531X309SPC) nebo kartou Multibridge pro zpracování signálu (DS200SPCB) a SDCC |
Zpracovává zpětnovazební signály kodéru a polohy |
| 8PL |
I/O mezi svorkovnicí měniče (531X305NTB) nebo jednoduchou svorkovnicí měniče (DS200STBA) a SDCC |
Připojuje digitální vstupy a signály kodéru |
| 9PL |
Nepoužito |
— |
| 11PL |
SDCC výstupy do měřičů |
Displeje měřiče pohonů |
3. Montáž pomocné desky
DS200SDCCG4A má montážní opatření pro další pomocné desky a moduly. Na SDCC lze namontovat následující desky:
Komunikační karta LAN DS215SLCC nebo 531X306LCC
Karta signálového procesoru 531X309SPC
Karta pro zpracování vícemůstkového signálu DS200SPCB
V turbínových aplikacích TC2000 je pro komunikaci s ostatními součástmi řídicího systému turbíny obvykle vyžadována komunikační karta LAN.
4. Testovací body
DS200SDCCG4A poskytuje několik integrovaných testovacích bodů pro testování a odstraňování problémů:
| testovacího bodu |
Název |
Popis |
| DCOM1/DCOM2 |
Společný odkaz |
Společný referenční bod 0 voltů |
| P5 |
+5V napájení |
Regulované napájení +5 V (±5 %) |
| TP4 |
Příznak časování popředí DCP |
720 Hz |
| TP5 |
Příznak časování blockwaru DCP |
720 Hz |
| TP6 |
Příznak pomalého časování pozadí DCP |
90 Hz |
| RTS |
Testovací bod pro všeobecné použití |
Výstup testovacích bodů pro obecné použití z DCP |
| TP8 |
Fázový proud |
Analogové znázornění proudu motoru fáze A s nominálním stejnosměrným offsetem +2,5 V |
| FCLK |
Výstup oscilátoru |
'Jsem naživu' 8 MHz výstup oscilátoru z MCP |
| NMI |
Test desky |
Zahájí test desky (Test 13), když je dočasně připojen k +5 V. Pouze pro test desky. |
| DACS |
Vyberte dceřinou desku D/A |
Výběr dceřiné desky diagnostického D/A převodníku |
| N15 |
- napájení 15V |
Regulované napájení -15 V (±5 %) |
| P15 |
+15V napájení |
Regulované napájení +15 V (±5 %) |
| TP29 |
Frekvence vstupní linky |
Testovací bod pro vstupní frekvenci |
| TP37 |
DC napětí |
Testovací bod pro stejnosměrné napětí (nepoužívá se u střídavých pohonů) |
IV. Klíčové rozdíly oproti verzi G1A
| Funkce |
Verze G1A |
Verze G4A |
| Primární aplikace |
Pohonné a budicí systémy AC2000, DC2000, EX2000 |
Řídicí systém turbíny TC2000 |
| Ukládání parametrů EE |
Standardní kapacita |
Rozšířená kapacita |
| Firmware |
Obecný firmware měniče/budiče |
Specifický firmware pro řízení turbíny TC2000 |
| Konfigurace parametrů |
Parametry měniče/budiče |
Parametry řízení turbíny (nastavení překročení rychlosti, teplotní ochrana atd.) |
| Funkční zaměření |
Řízení motoru, regulace otáček, regulace proudu |
Ochrana turbíny, regulace paliva, hlídání přetáčení |
| Softwarové propojky |
Některé propojky pro konfiguraci funkce pohonu |
Některé propojky pro konfiguraci funkce specifické pro turbínu |
V. Konfigurace a nastavení
1. Konfigurace hardwarového propojky
SDCC obsahuje různé konfigurovatelné hardwarové propojky, z nichž většina je nastavena z výroby. Verze G4 má v podstatě stejné nastavení propojek jako verze G1A, ale s konfiguracemi přizpůsobenými požadavkům turbínové aplikace:
| propojky |
Funkce |
Výchozí poloha |
Popis v aplikacích TC2000 |
| JP1 |
Ochrana proti zápisu EEPROM |
2.3 (zápis povolen) |
1.2 = zápis zakázán (bezpečný režim). Povolení zápisu se doporučuje v turbínových aplikacích, aby bylo možné modifikovat parametry. |
| JP7 |
Zpětná vazba zisk VCO |
1,2 (normální zisk) |
2,3 = zvýšení zisku 6:1; vyberte na základě typu signálu zpětné vazby turbíny. |
| JP8 |
Zpětnovazební obvod absolutní hodnoty VCO |
1.2 (bipolární režim) |
2.3 = absolutní režim pro aplikace AC otáčkoměru. |
| JP15 |
Povolení krystalů DCP |
1.2 (povoleno) |
Musí zůstat povoleno, aby bylo zajištěno správné fungování DCP. |
| JP16 |
Režim programu FLASH |
1.2 (normální režim čtení) |
2.3 = režim přeprogramování FLASH; používá se pouze při upgradu firmwaru. |
| JP22 |
Povolení krystalů MCP |
1.2 (povoleno) |
Musí zůstat povoleno, aby byla zajištěna správná funkce MCP. |
| JP23 |
Zdroj signálu kanálu DCP DMA |
1.2 (z analogové zpětné vazby NTB/3TB) |
2.3 = ze vstupu značky kodéru; vyberte na základě typu signálu zpětné vazby turbíny. |
| JP33 |
Povolení krystalů CMP |
1.2 (povoleno) |
Musí zůstat povoleno, aby bylo zajištěno správné fungování CMP. |
2. Konfigurace drátové propojky
| propojky |
Funkce |
G4A |
Popis pozice |
| WJ1 |
Mapujte MET3 D/A na DAC1 |
0 (propojka vynechána) |
Charakteristika SDCCG1 |
| WJ2 |
Mapujte MET4 D/A na DAC2 |
0 (propojka vynechána) |
Charakteristika SDCCG1 |
| WJ3 |
Referenční hodnota 10 V plného rozsahu pro D/A výstupy |
0 (propojka vynechána) |
SDCCG1 používá interní referenci z 12bitového D/A |
| WJ4 |
Identifikujte skupinu karet podle firmwaru |
0 (propojka vynechána, identifikuje G1) |
Firmware používá tuto propojku k identifikaci skupiny karet |
| WJ5 |
Nakonfigurujte velikost pole logické buňky |
1.2 (nainstalovaný jumper) |
SDCCG1 používá zařízení 3064 |
| WJ7-WJ10 |
Nakonfigurujte velikost EEPROM |
Podle tabulky 2 |
Specifická konfigurace pro všechny současné aplikace pohonů |
3. Nástroje pro konfiguraci softwaru
Jakákoli úprava, stahování nebo výměna softwaru na SDCC vyžaduje použití jednoho z následujících nástrojů:
ST2000: Sada softwarových nástrojů na bázi DOS pro konfiguraci řídicího zařízení GE DIRECT-O-MATIC® 2000.
GE Control System Toolbox: Sada softwarových nástrojů na bázi Windows pro konfiguraci řídicího zařízení GE DIRECT-O-MATIC® 2000.
LynxOS Drive Configurator: Sada softwarových nástrojů navržených pro provoz na osobním počítači s operačním systémem LynxOS.
Pro turbínové aplikace TC2000 by měly být uvedeny také specifické konfigurační manuály TC2000.
VI. Instalace a údržba
1. Kroky instalace
Vypnutí: Vypněte napájení jednotky, počkejte několik minut, než se vybijí kondenzátory napájecího zdroje, a otestujte, zda není žádné napájení.
Otevřená dvířka skříně: Přístup k oblasti desky plošných spojů.
Odpojit kabely: Opatrně odpojte všechny kabely; ověřte, zda jsou kabely označeny pro zjednodušení opětovného připojení.
Demontáž pomocných desek: Pokud jsou namontovány nějaké pomocné desky, odstraňte montážní šrouby a sejměte pomocné desky.
Uvolňovací západky: Zatlačením plastových západek vyjměte starou kartu.
Přesunout rezervy: Přeneste rezervy ze staré karty na novou kartu.
Konfigurovat novou kartu: Nastavte všechny konfigurovatelné součásti na nové kartě do stejných pozic jako na vyměňované kartě.
Instalace nové karty: Nainstalujte novou kartu SDCC a ujistěte se, že všechny západky zapadnou na místo.
Znovu připojte kabely: Znovu připojte všechny kabely podle označení a ujistěte se, že jsou správně usazeny na obou koncích.
Instalace pomocných desek: Znovu nainstalujte všechny pomocné desky a připojte kabely.
Instalace programovacího modulu: Je-li to možné, zapojte klávesnici do konektoru KPPL a zaklapněte kryt na místo.
2. Výměna/vložení softwaru
Při výměně SDCC:
Přeneste čtyři paměti EPROM (U11, U12, U22, U23) ze staré karty na novou kartu.
Přeneste EEPROM (U9) ze staré karty na novou kartu.
Pokud příznaky selhání přetrvávají, nainstalujte nové paměti EPROM a prázdnou EEPROM (dodává se s novou kartou, pokud se jedná o DS215SDCC) a naprogramujte EEPROM pomocí softwarových nástrojů.
Důležitá poznámka: Protože verze G4 nabízí větší paměť parametrů EE, při upgradu z verze G1A je nutné použít EEPROM speciálně nakonfigurovanou pro verzi G4.
3. Doporučení pro údržbu
Opatření proti ESD: Při manipulaci s deskami vždy noste zemnící pásek. Desky skladujte v antistatických sáčcích.
Pravidelná kontrola: Zkontrolujte, zda nejsou uvolněné konektory a zda jsou plastové západky bezpečně upevněny.
Zálohování parametrů: Pravidelně zálohujte parametry řízení turbíny uložené v EEPROM, abyste předešli náhodné ztrátě.
Správa náhradních dílů: Doporučuje se mít na místě alespoň jednu identickou kartu SDCC jako náhradní, aby se minimalizovaly prostoje.
Aktualizace firmwaru: Při aktualizaci firmwaru přísně dodržujte oficiální postupy společnosti GE, aby nedošlo k přerušení napájení během procesu.
VII. Aplikace
Karta řízení pohonu DS200SDCCG4A je speciálně navržena pro následující průmyslové aplikace:
Řídicí systém turbíny TC2000: Jako hlavní řídicí součást systému TC2000 poskytující kompletní řídicí funkce pro plynové turbíny a parní turbíny.
Řízení plynové turbíny: Provádí řízení paliva, řízení rychlosti, sledování teploty, sledování spalování a další funkce řízení turbíny.
Řízení parní turbíny: Provádí řízení rychlosti turbíny, ochranu a řízení zatížení.
Systémy ochrany generátoru: Rozhraní s ochrannými zařízeními generátoru pro regulaci napětí a jalového výkonu.
Elektrárny s kombinovaným cyklem: Koordinuje provoz plynové turbíny a parní turbíny ve vícehřídelových nebo jednohřídelových konfiguracích.
Pohony průmyslových turbín: Poskytuje řídicí funkce v systémech pohonu turbín pro kompresory, čerpadla a další průmyslová zařízení.
