IS200TSVCH1A je základní komponentou rozhraní subsystému řízení serva v rámci řídicího systému General Electric (GE) Mark VIe. Jako vstupní/výstupní terminálová deska serva (TSVC) je IS200TSVCH1A speciálně navržena pro rozhraní s procesorovou sadou PSVO I/O a servobudičem WSVO, poskytuje obousměrný proudový pohon pro elektrohydraulické servoventily na parních a plynových turbínách a současně získává signály zpětné vazby polohy z lineárních transformátorů s proměnným rozdílem (RectluDT) nebo lineárních diferenciálních DRLV transformátorů senzory. Deska podporuje konfigurace simplex i Triple Modular Redundant (TMR), splňující požadavky na řízení od jednoduchých až po nejkritičtější sací ventily parní turbíny a palivové ventily plynové turbíny.
Základním rysem verze TSVCH1 jsou její čtyři integrované oddělovací transformátory (T1 až T4), které poskytují transformátorově izolované budicí napájení pro snímače polohy LVDT/LVDR. Tato konstrukce galvanického oddělení účinně potlačuje šum v běžném režimu a rušení zemní smyčky, čímž zajišťuje vysokou přesnost a dlouhodobou stabilitu signálů zpětné vazby polohy. IS200TSVCH1A dokáže současně zpracovat až 8 zpětnovazebních signálů polohy LVDT a 2 signály průtoku pulsní frekvence a poskytuje 2 řídicí proudy servoventilu (každý je schopen napájet až 3 cívky), což komplexně pokrývá požadavky na přesné servo řízení parních ventilů a palivových ventilů ve velkých energetických jednotkách.
Architektura systému a klíčové vlastnosti
IS200TSVCH1A pracuje v koordinaci s PSVO I/O packem a WSVO servo driverem uvnitř rozvaděče. Tři řídicí sekce (R, S a T) odpovídají třem PSVO, respektive třem WSVO, připojeným přes konektory J1 (do PSVO) a J2 (do WSVO) na desce pro integraci plug-and-play. Deska poskytuje nezávislé napájecí vstupy 28 V DC pro každou sekci (přes konektor J28). Napájecí zdroje pro tři sekce jsou na desce vzájemně izolovány a lze je ručně povolit nebo zakázat nezávisle pomocí přepínačů SW1, SW2 a SW3, podporujících online údržbu.
V konfiguraci TMR může každý servo výstup řídit tři nezávislé cívky, což umožňuje hlasovací výstup 2 ze 3 na hardwarové úrovni. I když jedna cívka selže, zbývající dvě cívky mohou stále udržovat normální ovládací sílu ventilu. Deska je také vybavena rozhraním nouzového vypnutí (JD1 nebo JD2) pro příjem externího vypínacího signálu z ochranného modulu (PPRO). Za abnormálních podmínek, jako je nouzové překročení rychlosti, to nutí ventil uzavřít, což slouží jako maximální bezpečnostní záloha pro servozesilovač.
Další pozoruhodnou vlastností TSVCH1 je 'sebevražedné relé' ve výstupním kanálu serva. Při kontrole firmwaru, když poloha ventilu překročí své bezpečnostní limity, toto relé zkratuje výstupní signál PSVO na signál společný, čímž se rychle sníží proud serva na nulu. Ventil se pak vrátí do své bezpečné polohy působením pružiny nebo hydraulické síly. Tento stav vyžaduje ruční reset příkazu k vymazání, který zajistí, že se systém náhodně neobnoví dříve, než bude porucha potvrzena a vyřešena.
Podrobné základní funkce
1. Výstupní kanály serva
IS200TSVCH1A poskytuje dva plně nezávislé obousměrné proudové výstupní kanály serva, každý konfigurovatelný jako:
Rozsah proudu serva se volí pomocí integrovaných propojek, které podporují více standardních kroků ±10 mA, ±20 mA, ±40 mA, ±80 mA a ±120 mA, stejně jako nestandardní kombinace. Propojky současně nastavují odpovídající vnitřní odpor omezující proud, což zajišťuje, že ovladač WSVO má dostatečnou dynamickou napěťovou rezervu napříč různými impedancemi cívky. Deska podporuje délky servokabelů až 300 metrů (984 stop), s maximálním celkovým odporem obousměrného kabelu 15 Ω, což vyhovuje potřebám decentralizovaného uspořádání velkých jednotek.
2. Zpětná vazba polohy LVDT
IS200TSVCH1A může přijímat až 8 kanálů signálů snímačů polohy LVDT nebo LVDR. Každá regulační smyčka serva může být konfigurována s 1, 2, 3 nebo 4 LVDT senzory, čímž se dosáhne jednoduché, duální, trojité nebo čtyřnásobné redundantní zpětné vazby. TSVCH1 poskytuje 7 V rms, 3,2 kHz budící výkon pro LVDT prostřednictvím čtyř oddělovacích transformátorů T1 až T4, s celkovým harmonickým zkreslením menším než 1 %. Izolovaný design zcela odděluje obvod snímače od řídicí elektroniky a účinně snižuje rušení v běžném režimu.
Výstupní signál LVDT AC (typicky 0,7 V rms v nulové poloze a 3,5 V rms při plném zdvihu) je převeden na stejnosměrný signál na desce, upraven přes dolní propust a odeslán do PSVO I/O packu pro A/D konverzi přes konektor DC-37. Každý kanál zpětné vazby obsahuje kontrolu horního/dolního limitu hardwaru a konfigurovatelnou softwarovou kontrolu limitu systému. Pokud v konfiguraci s redundantním snímačem dojde k poruše jednoho snímače, řídicí systém jej automaticky vyřadí z výpočtu zpětné vazby a přepne se na zdravý snímač, čímž se dosáhne nepřerušovaného provozu.
3. Vstupy pro pulzní frekvenci
IS200TSVCH1A poskytuje dva vstupní kanály pulzní frekvence, kompatibilní s pasivními magnetickými snímači a aktivními převodníky pulzní frekvence (typ TTL), které lze zaměnit bez hardwarové konfigurace. Tyto dva vstupy se obvykle používají pro měření průtoku kapalného paliva a zpětnovazební monitorování děliče průtoku v aplikacích plynových turbín a obecně se nepoužívají v aplikacích parních turbín.
Pulzní vstupy mohou monitorovat frekvenční rozsah 2 Hz až 12 kHz. Tři 28V DC napájecí zdroje zavedené přes konektor J28 jsou diodově vysoce selektované a proudově omezené na desce, aby poskytovaly 24V DC buzení pro aktivní sondy. Vstupní signály jsou vzorkovány a zpracovány v PSVO I/O packu rychlostí 10 ms nebo 20 ms. Jsou podporovány kabely o délce až 300 metrů, doporučuje se stíněný kroucený dvoulinkový kabel.
4. Bezpečnostní a redundantní funkce
IS200TSVCH1A integruje několik bezpečnostních záruk:
Nouzové vypnutí : Externí vypínací signál z ochranného modulu PPRO je připojen ke konektoru JD1 nebo JD2. V simplexních aplikacích vypínací signál přímo ovládá relé K1 na desce, odpojuje výstup serva a aplikuje předpětí, aby se ventil zavřel. Tato funkce je aktivní pouze tehdy, když jsou cívky serva buzeny ze sekce R a je nezbytné ověřit, zda je přepínač SW1 v poloze ON a svítí zelená LED dioda DS1, což znamená, že pro obvod K1 je k dispozici napájení P28T.
Volba výstupu TMR : V systému TMR jsou tři cívky každého kanálu serva buzeny nezávisle. Selhání jediného ovladače neovlivní celkovou ovládací sílu na ventil. Mezitím modul PSVO I/O monitoruje proud serva a zpětnovazební signál LVDT každého kanálu v reálném čase a v případě překročení limitu vydává diagnostický alarm.
Online údržba : Tři napájecí zdroje 28 V jsou nezávisle ovládány spínači SW1, SW2 a SW3. Když je třeba vyměnit PSVO nebo WSVO v určité sekci, je třeba vypnout pouze vypínač pro příslušný kanál. Součást pak může být bezpečně odstraněna, zatímco zbývající kanály pokračují v řízení servomotoru, aniž by bylo nutné vypnout.
5. Konfigurace a diagnostika
Hardwarová konfigurace IS200TSVCH1A se provádí hlavně pomocí propojek. V simplexních aplikacích je proud cívky pro Servo 1 zvolen JP1 a pro Servo 2 pomocí JP2. V aplikacích TMR jsou tři proudy cívky pro Servo 1 vybrány pomocí JP1, JP3 a JP5 a tři kanály pro Servo 2 pomocí JP2, JP4 a JP6. Kromě toho je deska vybavena třemi vypínači (SW1-SW3) a odpovídajícími LED indikátory (stav P28R, P28S, P28T). Všechny ostatní parametry serva (jako jmenovitý proud, počet paralelních cívek, počet LVDT senzorů, časy filtrování atd.) se konfigurují v PSVO I/O packu pomocí aplikace ToolboxST.
IS200TSVCH1A, pracující s PSVO I/O packem, poskytuje komplexní diagnostické pokrytí:
Proud serva je mimo limity nebo nereaguje chyba.
Chyba zpětnovazebního signálu LVDT mimo meze (blokovatelné).
Chyba nesouladu čipu ID desky (brání nesprávné výměně desky).
Automatické čtení ID čipu na každém konektoru, ověření typu desky, sériového čísla a revize.
Všechny diagnostické informace lze podrobně zobrazit a resetovat pomocí ToolboxST, což usnadňuje rychlé lokalizace a řešení závady.
Aplikační scénáře
IS200TSVCH1A se primárně používá v přesném servořízení následujících velkých rotačních strojů:
Ovládání polohy hlavního sacího ventilu parní turbíny.
Ovládání vstupního ventilu páry pro ohřev parní turbíny.
Ovládání palivového regulačního ventilu plynové turbíny (plyn nebo kapalné palivo).
Ovládání ventilu regulátoru turbíny napájecího čerpadla.
Vstupní vodicí lopatka kompresoru a ovládání polohy ventilu proti přepětí.
Jakýkoli elektrohydraulický servosystém vyžadující vysokou spolehlivost, vysokou přesnost a kabelový pohon na dlouhé vzdálenosti.
V konfiguraci TMR jediný IS200TSVCH1A plně splňuje požadavky na redundantní řízení kritických ventilů a poskytuje solidní záruku bezpečného a stabilního provozu jednotek na výrobu energie. V simplexních aplikacích může jeho kompaktní velikost a bohatá funkčnost poskytnout také vysoce výkonné servořízení pro menší jednotky nebo pomocné systémy.
