GE
IS200VSVOH1B
2000 dolarů
Skladem
T/T
Xiamen
| Dostupnost: | |
|---|---|
| Množství: | |
Servo Control Board IS200VSVOH1B je základní součástí řídicího systému plynové turbíny GE Mark VI, navrženého pro vysoce přesné a vysoce spolehlivé průmyslové řídicí aplikace. Jako řídicí jádro elektrohydraulických servoventilů je IS200VSVOH1B zodpovědný za přesnou regulaci otevírání parních a palivových ventilů, čímž umožňuje přesné řízení výkonu, rychlosti a procesních parametrů plynové turbíny.
Tento systém využívá modulární, vysoce integrovaný design desek, integrovaný do standardního stojanu VME a připojuje se k polním senzorům a akčním členům prostřednictvím svorkovnic TSVO (nebo DSVO). Jádro VSVO spočívá v jeho pokročilém algoritmu digitální regulace serva a výkonné hardwarové podpoře. Může současně obsluhovat až čtyři nezávislé kanály servořízení a podporuje různé systémové architektury od Simplex až po Triple Modular Redundancy (TMR), které splňují požadavky aplikací od konvenčních až po extrémně vysoké úrovně bezpečnosti.
Servo Control Board IS200VSVOH1B má řadu výkonných funkcí a konstrukčních prvků, které zajišťují její stabilní, přesný a bezpečný provoz v náročných průmyslových prostředích.
1. Vícekanálové nezávislé řízení:
Deska IS200VSVOH1B může současně ovládat čtyři nezávislé kanály řízení serv. Každý kanál obsahuje obousměrný proudový výstup serva, zpracování signálu zpětné vazby polohy LVDT, zdroj buzení LVDT a vstup průtoku pulzní frekvence. To znamená, že jedna deska může spravovat více kritických ventilů, což zlepšuje integraci systému a využití prostoru skříně.
2. Vysoce přesná zpětná vazba a excitace polohy:
Podpora LVDT/LVDR: Systém používá lineární variabilní diferenciální transformátory (LVDT) nebo lineární variabilní diferenciální reluktanční snímače (LVDR) jako primární zpětnovazební zařízení pro polohu ventilu, poskytující bezkontaktní, vysoce spolehlivé měření polohy. Každá svorkovnice TSVO může připojit a zpracovat až 6 signálů vinutí LVDT.
Zdroj integrovaného buzení: VSVO poskytuje izolovaný sinusový budicí signál 3,2 kHz, 7 Vrms, speciálně pro napájení LVDT. Tento zdroj buzení se vyznačuje nízkým harmonickým zkreslením (<1%) a může pracovat pod napětím v běžném režimu až 35V DC nebo RMS, čímž nabízí silnou schopnost proti rušení.
Flexibilní konfigurace: Řídicí smyčku lze flexibilně nakonfigurovat tak, aby používala 1, 2, 3 nebo 4 LVDT jako zpětnou vazbu na základě požadavků aplikace. V systémech TMR jsou signály LVDT rozvedeny do tří nezávislých řídicích jednotek přes svorkovnice (JR1, JS1, JT1), což umožňuje redundantní vstup.
3. Monitorování vstupu pulzní frekvence:
Vyhrazený konektor J5 na předním panelu desky IS200VSVOH1B poskytuje dva vstupní kanály pulzní frekvence pro připojení aktivních sond nebo pasivních magnetických snímačů (MPU) v aplikacích měření průtoku plynových turbín.
Podporuje vysokofrekvenční rozsah (2 Hz - 30 kHz). Vysokorychlostní počítání se provádí prostřednictvím integrovaného FPGA a převádí se na signály průtoku nebo rychlosti, které slouží jako zpětná vazba pro smyčky regulace průtoku nebo pro monitorování.
4. Výkonný a konfigurovatelný servo výstupní pohon:
Každý výstupní kanál serva může řídit jednocívkové (jednoduché aplikace) nebo až třícívkové (TMR aplikace) servoventily.
Konfigurací propojek (JP1, JP2, JP3 atd.) na svorkovnici TSVO lze vybrat různé standardní výstupní rozsahy obousměrného zdroje proudu (např. ±10mA, ±20mA, ±40mA, ±80mA, ±120mA) tak, aby odpovídaly servo cívkám s různými impedancemi 8Ω, 2k (2k)
Podporuje přenos na dlouhé vzdálenosti s délkou servo kabelu až 300 metrů (maximální dvouvodičový odpor 15Ω).
5. Komplexní ochrana proti selhání a diagnostická ochrana:
Sebevražedné relé: Každý servo výstup je vybaven firmwarem řízeným 'sebevražedným' relé. Při detekci závažné poruchy (např. ztráta řízení proudu, překročení limitů zpětné vazby) se aktivuje relé, zkratuje servo výstup na signál společný a ventil se přepne do bezpečné polohy (typicky zavřeno). Pro obnovení je vyžadován ruční reset.
Ochrana externího vypnutí: Přijímá signály externího vypnutí z ochranného modulu (
) přes konektory JD1/JD2 na svorkovnici. V nouzových situacích, jako je překročení rychlosti, se aktivuje relé K1 na svorkovnici, odpojí výstup IS200VSVOH1B a aplikuje uzavírací předpětí na ventil, čímž poskytuje další vrstvu hardwarové ochrany (především pro simplexní systémy).
Online diagnostika: Systém nepřetržitě monitoruje klíčové parametry, jako je výstupní napětí serva, proud, stav sebevražedného relé, budicí napětí LVDT a napětí A/D kalibrace. Disponuje detekcí přerušení/zkratu pro identifikaci otevřených obvodů nebo vysokoimpedančních chyb v zapojení servo cívky.
Porovnání rozdílu TMR: V systémech TMR se porovnávají vstupní signály ze tří stojanů. Pokud rozdíl překročí nastavenou mez, generuje se indikace poruchy, která pomáhá při lokalizaci problémů se senzorem nebo kanálem.
6. Digitální servoregulátor:
Jádrem IS200VSVOH1B je firmware digitálního servoregulátoru. Rozděluje regulační smyčku na softwarovou (v regulátoru) a hardwarovou (na desce VSVO) a podporuje více typů regulátorů (RegType). Uživatelé si mohou vybrat na základě řídicího objektu (pozice, tok) a požadavků na redundanci, jako je jedna polohová smyčka LVDT, duální výběr LVDT min/max, výběr tří mediánů LVDT a specializovaný režim 4_LV_LM pro konkrétní stroje.
Servořídicí systém IS200VSVOH1B představuje kompletní řídicí obvod s uzavřenou smyčkou. Jeho pracovní princip lze shrnout jako cyklický proces 'Měření - Porovnání - Výpočet - Pohon - Zpětná vazba.'
1. Vstup a akvizice signálu:
Zpětná vazba polohy: LVDT namontovaný na pohonu ventilu vysílá střídavý napěťový signál 3,2 kHz (Vrms) úměrný posunutí jeho jádra, které se pohybuje s dříkem ventilu. Tento signál je veden přes svorkovnici TSVO, prochází potlačením a úpravou šumu a je odeslán na desku VSVO.
Zpětná vazba pulzní frekvence (volitelné): Pulzní signály z průtokoměrů nebo snímačů rychlosti jsou přímo připojeny k portu J5 na předním panelu VSVO. Integrované FPGA provádí vysokorychlostní počítání a frekvenční výpočet a převádí je na hodnoty průtoku nebo rychlosti v technických jednotkách (např. GPM, RPM).
2. Zpracování a výběr zpětné vazby:
Pro polohové smyčky: Na základě nakonfigurovaného RegType systém zpracovává vstupní signály LVDT. Například v režimu 2_LVposMIN systém porovnává hodnoty zpětné vazby ze dvou LVDT a vybere menší z nich jako platný signál polohy, přičemž implementuje bezpečnostní logiku 'fail-small' (např. zabránění nadměrnému otevření ventilu). Systém také provádí hraniční kontroly a kalibraci na surovém napětí LVDT a převádí je na technickou hodnotu představující skutečnou fyzickou polohu (0-100 %).
Funkce kalibrace: Během údržby lze režim kalibrace spustit pomocí Toolbox. Poháněním ventilu na jeho minimální a maximální mechanické dorazy systém automaticky zaznamenává odpovídající hodnoty MnLVDTx_Vrms a MxLVDTx_Vrms pro každý LVDT a vypočítává vnitřní měřítko a parametry offsetu, aby bylo zajištěno přesné měření polohy.
3. Provedení řídicího algoritmu:
Regulátor (VCMI) generuje požadovanou hodnotu polohy ventilu ( Regn_Ref ) na základě strategie řízení a odesílá ji do VSVO přes IONet.
Digitální servoregulátor VSVO porovnává přijatou požadovanou hodnotu polohy se zpracovanou skutečnou polohovou zpětnou vazbou ( Regn_Fdbk ) pro výpočet chyby polohy ( Regn_Error ).
Chybový signál je zesílen konfigurovatelným proporcionálním zesílením ( RegGain ) a je přidáno nulové předpětí ( RegNullBias ) používané k vyrovnání síly pružiny ventilu. V některých komplexních režimech (např. 4_LV_LM ) může také podléhat dynamické kompenzaci, jako je filtrování předstihu a zpoždění.
Nakonec je generován příkaz proudu serva ( mA_cmdn ), představující velikost a směr proudu, který je třeba vložit do cívky serva pro dosažení cílové polohy.
4. Aktuální pohon a výstup:
Proudový příkaz je odeslán do hardwarového regulátoru proudu (D/A převodník a obvod výkonového zesilovače) na desce VSVO.
Regulátor proudu vytváří přesný obousměrný analogový proud, který je vyveden na cívku elektrohydraulického servoventilu přes svorkovnici TSVO.
Na základě velikosti a směru proudu reguluje servoventil směr a průtok hydraulické kapaliny, čímž pohání hydraulický pohon k pohybu ventilu směrem k cílové poloze.
5. Monitorování a ochrana v reálném čase:
Servo Current Monitoring: Systém nepřetržitě monitoruje výstupní proudovou zpětnou vazbu ( IMFBKn ) a porovnává ji s aktuálním příkazem. Pokud chyba trvale překračuje nastavenou hodnotu Sui_Margin , proudová smyčka je považována za mimo kontrolu a spustí logiku 'sebevraždy'.
Monitorování zpětné vazby polohy: Průběžně kontroluje, zda je hodnota zpětné vazby polohy v rozumném rozsahu definovaném MinPOSvalue a MaxPOSvalue (s dodatečnou Fdbk_suicide_margin ). bezpečnostní rezervou Pokud jsou limity překročeny, podobně spustí servo sebevraždu nebo generuje diagnostický alarm.
Hardwarový autotest: Deska VSVO pravidelně kontroluje stav svého klíčového hardwaru, jako je kalibrační napětí A/D převodníku a napětí zdroje buzení LVDT. Jakékoli anomálie jsou zaznamenávány do palubních diagnostických proměnných a hlášeny prostřednictvím LED indikátorů na předním panelu (RUN zelené bliká, FAIL nepřerušovaně červeně, STATUS trvale oranžově) a kompozitního diagnostického signálu ( L3DIAG_VSVO ) odeslaného do řídicí jednotky.
Typické aplikace:
Servo Control System VSVO se primárně používá v plynových turbínách a parních turbínách řady GE Frame k ovládání palivových ventilů (plynové ventily, ventily topného oleje) a parních ventilů (vstupní regulační ventily, obtokové ventily atd.). Jedná se o klíčovou ovládací jednotku zajišťující bezpečný, efektivní a flexibilní provoz jednotky.
Konfigurace a údržba:
Konfigurace: Pomocí speciálního softwaru Toolbox mohou inženýři flexibilně konfigurovat typ regulátoru každého kanálu (RegType), zesílení, limity, parametry alarmu, strategii redundance atd., aby se přizpůsobili různým charakteristikám ventilů a požadavkům na ovládání.
Instalace: Deska využívá standardní instalaci VME s konektory s aretačními mechanismy pro spolehlivé připojení.
Diagnostika: Bohaté diagnostické funkce usnadňují rychlou lokalizaci závady, včetně podrobné tabulky chybových kódů (např. chyba Flash CRC, nesoulad ID desky, napětí LVDT mimo limity, anomálie proudu serva), což výrazně snižuje střední dobu opravy (MTTR).
| položky | Detailní specifikace |
|---|---|
| Počet řídicích kanálů | Každá deska VSVO poskytuje 4 nezávislé kanály digitálního ovládání serva. |
| Podpora architektury systému | Podporuje konfigurace systému Simplex a Triple Modular Redundancy (TMR). V TMR jsou tři desky VSVO (in
|
| Interní rychlost zpracování | Frekvence provádění regulační smyčky serva: 200 Hz. Volitelná frekvence výpočtu tepové frekvence: 10 ms nebo 20 ms. |
| Mikroprocesor | Integrovaný vyhrazený mikroprocesor a Field Programmable Gate Array (FPGA) pro vysokorychlostní digitální regulaci, počítání pulzů a hardwarové logické řízení. |
| Regulace výkonu serva | Každý kanál je obousměrný proudový výstup, který slouží jako povelový signál pro servoventil. Obsahuje nastavitelné zesílení, nulové předpětí (pro vyvážení síly pružiny) a ditherový signál (pro snížení hystereze). |
| položky | Detailní specifikace |
|---|---|
| Typ snímače | Podporuje čtyřvodičové lineární variabilní diferenciální transformátory (LVDT) nebo třívodičové lineární variabilní diferenciální reluktanční snímače (LVDR). |
| Vstupní kapacita | Každá přidružená svorkovnice TSVO může připojit až 6 signálů vinutí LVDT. Typicky se jeden VSVO připojuje ke dvěma TSVO a podporuje celkem až 12 vstupů LVDT. |
| Zpracování signálu | - Rozlišení: 14bitový analogově-digitální (A/D) převod pro vysoce přesné měření. - Přesnost: Lepší než 1 % plného rozsahu. - Filtrace: Vybaveno dolní propustí, rohová frekvence 50 rad/sec (≈8Hz), tolerance ±15%. - Common-Mode Rejection Ratio (CMRR): Lepší než 60 dB při 50/60 Hz pro 1V napětí v běžném režimu. |
| Konfigurace redundance | Každá regulační smyčka může být softwarově konfigurována tak, aby používala 1, 2, 3 nebo 4 LVDT jako zpětnou vazbu polohy. Algoritmy výběru zahrnují: - 1_LVposition: Jediná zpětná vazba LVDT. - 2_LVposMIN/MAX: Duální LVDT, vyberte minimální nebo maximální hodnotu. - 3_LVposMID: Triple LVDT, vyberte střední hodnotu. - 4_LV_LM: Speciální algoritmus využívající čtyři LVDT k výpočtu jediné zpětné vazby (pro konkrétní strojní zařízení). |
| Požadavky na kabel | Senzory lze instalovat až 300 metrů (984 stop) od rozvaděče. Vyžaduje celkový odpor dvouvodičového kabelu nepřesahující 15 Ω. |
| Výstup zdroje buzení | - Frekvence: 3,2 kHz ± 0,2 kHz. - Napětí: 7,00 Vrms ± 0,14 Vrms. - Zkreslení: Celkové harmonické zkreslení menší než 1 % při zatížení. - Izolace a tolerance: Zdroj buzení je izolován od uzemnění signálu (plovoucí) a vydrží až 35 V DC nebo 35 Vrms (50/60 Hz) v běžném režimu. - Kapacita: Každá svorkovnice TSVO poskytuje 2 zdroje buzení (Simplex) nebo 4 zdroje (TMR) pro napájení všech připojených LVDT. |
| položky | Detailní specifikace |
|---|---|
| Vstupní kanály | Každá deska VSVO poskytuje 2 nezávislé vstupní kanály pulzní frekvence prostřednictvím vyhrazeného konektoru J5 na předním panelu (impulzní signály jsou k dispozici pouze na jednom ze dvou připojených TSVO). |
| Kompatibilita snímačů | Podporuje pasivní magnetické snímače (MPU) a pulzní snímače typu Active Transistor-Transistor Logic (TTL), zaměnitelné bez změn konfigurace. |
| Charakteristiky signálu | - Frekvenční rozsah: 2 Hz až 30 kHz. - Přesnost měření: 0,05 % čtení při 50Hz obnovovací frekvenci (16bitové rozlišení). - Akcelerační šum: Méně než ±50 Hz/s pro signál 10 kHz vzorkovaný při 10 ms. - Minimální vstupní napětí: - Při 2 Hz: 70 mVpk. - Při 12 kHz: 827 mVpk. |
| Výstupní schopnost | - Excitace sondy MPU: Poskytuje napájení 24V DC, dioda s vysokým výběrem a proudově omezená na napájení aktivních sond. - Maximální zkratový proud: Přibližně 100 mA, maximální výstupní výkon 1 W. |
| Požadavky na kabel | Lze použít stíněný kroucený dvoulinkový kabel až do vzdálenosti 300 metrů. Typické parametry kabelu: jednokoncová kapacita 70 nF, diferenční kapacita 35 nF, odpor 15 Ω. |
| Parametry sondy | - Magnetický snímač (MPU): Typický výstupní odpor 200 Ω, indukčnost 85 mH (bez kabelu). Jiskrově bezpečné, energie nedostatečná k vyvolání jiskry. |
| položky | Detailní specifikace |
|---|---|
| Typ výstupu | Obousměrný analogový proudový výstup s konfigurovatelným rozsahem, přímo pohánějící cívky servoventilu. |
| Standardní aktuální rozsahy (vybrané pomocí propojky) | ±10 mA, ±20 mA, ±40 mA, ±80 mA, ±120 mA (Typ A), ±120 mA (Typ B). Podrobnou korespondenci najdete v tabulce 'Hodnotění servocívek'. |
| Přesnost výstupu | 2 % plného rozsahu (na základě 12bitového digitálně-analogového D/A převodníku). |
| Kompatibilita cívky | Podporuje různé standardní impedance cívek. Volba propojky (JP1, JP2, JP3) na svorkovnici TSVO volí odpovídající vnitřní snímací rezistor pro přizpůsobení různým cívkám: - ±10 mA -> 1 kΩ cívka - ±20 mA -> 125 Ω cívka (Simplex) - ±40 mA -> TMimplex coil) nebo -Ω (82 Ω) ±80 mA -> 22 Ω cívka - ±120 mA(A) -> 40 Ω cívka - ±120 mA(B) -> 75 Ω cívka *Poznámka: Nestandardní cívky lze také napájet pomocí nestandardního nastavení propojek (např. použijte nastavení 120B k buzení cívky/180 Ω). |
| Schopnost pohonu | - Simplexní aplikace: Každý kanál může pohánět servoventily s 1 nebo 2 cívkami. - Aplikace TMR: Každý kanál může řídit servoventily se 2 nebo 3 cívkami (v olejových systémech 200# pohání dva moduly každý jednu cívku, třetí modul je rozhraní). - Délka kabelu: Podporuje až 300 metrů (984 stop), maximální odpor obousměrného kabelu 15 Ω. |
| Dither Signál | Nastavitelná amplituda a frekvence, používá se k minimalizaci efektů hystereze servoventilu. |
| položky | Detailní specifikace |
|---|---|
| Požadavky na napájecí zdroj | Jmenovité napětí: +24 V DC. Dodáváno přes základní desku VME a svorkovnice. |
| Kompatibilita VME Bus | Vyhovuje standardním rozměrům desky VME 6U, slotové napájení. |
| Provozní teplota | Vhodné pro standardní prostředí průmyslových rozvaděčů (konkrétní řada viz hlavní příručka GEH-6421M). |
| Indikátory na předním panelu | Tři stavové indikátory LED: 1. RUN: Zelené blikání – Normální online stav. 2. FAIL: Svítí červeně – chyba hardwaru desky nebo kritického firmwaru. 3. STAV: Oranžová trvale svítí – Existuje stav alarmu na úrovni desky (např. spuštěna diagnostika); Vypnuto, když je normální. |
| Konektory | - J5: Umístěný na předním panelu, 37kolíkový konektor typu 'D' se západkou, určený pro vstupy s pulzní frekvencí pro minimalizaci citlivosti na šum. - J3, J4: Nachází se na zadní straně desky (rozhraní stojanu VME), pro připojení kabelů svorkovnice TSVO. - Identifikace svorek: Konektory jako JR1, JS1, JT1 mají vestavěné identifikační čipy pouze pro čtení ukládající sériové číslo, typ, revizi a umístění slotu svorkovnice, používané pro ověření kompatibility hardwaru. |
| položky | Detailní specifikace |
|---|---|
| Servo sebevražedná ochrana | Podmínky spouštění: 1. Ztráta řízení proudové smyčky: Absolutní chyba mezi proudovou zpětnou vazbou serva a příkazem trvale překračuje konfigurovatelný parametr Sui_Margin . 2. Zpětná vazba polohy mimo limity: Hodnota zpětné vazby polohy překračuje bezpečnostní rozsah softwaru nastavený hodnotami MinPOSvalue a MaxPOSvalue (včetně rezervy). Akce: Po spuštění se aktivuje 'sebevražedné relé' příslušného kanálu, zkratuje servo výstup na společný a ventil se přepne do bezpečného stavu (obvykle zavřeno). Ruční vymazání pomocí příkazu Master_Reset nebo Suicide_Reset . |
| Detekce přerušení/zkratu | - Detekce otevřeného okruhu: Spustí se, když napětí servopohonu překročí 5V a měřený proud je nižší než 10 %, generuje Msg_Servo_Open . alarm - Detekce zkratu: Logika existuje, ale v současné době je v PSVO zakázána. |
| Kontrola limitů systému | Konfigurovatelné horní/nízké systémové limity ( SysLimit ) pro vstupy pulzní frekvence (průtok/rychlost). Lze nastavit jako přídržné nebo neblokující alarmy. |
| Porucha diferenciálu TMR | Když v systémech TMR rozdíl mezi místním vstupním signálem (LVDT nebo tepová frekvence) a zvolenou hodnotou (2 ze 3) překročí konfigurovatelnou hodnotu TMR_DiffLimit , je generována indikace poruchy, která identifikuje problém konkrétního snímače nebo vstupního kanálu. |
| Složený diagnostický signál | Všechny diagnostiky na úrovni desky jsou agregovány do složeného poplachového signálu L3DIAG_VSVO odeslaného do řídicí jednotky. Podrobné individuální diagnostické informace lze zobrazit prostřednictvím softwaru Toolbox a lze je individuálně zablokovat nebo resetovat. |
| Monitorování kalibrace | Nepřetržitě monitoruje interní kalibrační napětí palubního A/D převodníku. Pokud je mimo rozsah, použijí se výchozí hodnoty a vygeneruje se poruchový alarm (kód 72). |
| položky | Detailní specifikace |
|---|---|
| Konfigurační nástroj | Nakonfigurováno pomocí aplikačního softwaru Toolbox specifického pro systém GE Mark VI. |
| Klíčové konfigurační parametry | - RegType (Typ regulátoru): Vybírá řídicí algoritmus (např. 1_PulseRate, 1_LVposition, 4_LV_LM). - RegGain (zisk smyčky): -200 % až 200 %. - RegNullBias (Null Bias): -100 % až 100 %. - DitherAmpl (amplituda rozptylu): 0 % až 10 %. - MinPOSvalue / MaxPOSvalue (hodnoty pozičního inženýrství): -15 až 150. - Sui_Margin (sebevražedná marže): 0 % až 100 %. - Servo_MA_Out (Proudový rozsah serva): Vyberte 10, 20, 40, 80, 120 mA. |
| Rozhraní signálu | Veškerý vstup/výstup s kontrolérem (VCMI) je přes Signal Space Variables, identifikovaný jako: - si (System Input): Signál čtený kontrolérem z VSVO (např. Regn_Fdbk , ServoOutnNV ). - so (System Output): Signál zapsaný regulátorem do VSVO (např. Regn_Ref , CalibEnabn ). |
