GE IS220PSVOH1B Servo Control IO Pack

IS220PSVOH1B er et højtydende servokontrol I/O-modul, der tilhører PSVO-serien (Servo Control I/O Pack) inden for GE (General Electric) Mark VIe-kontrolsystemet. Dette modul er specielt designet til at give en præcis elektrisk grænseflade og kontrolfunktion til servoventiler i gasturbiner, kompressorer og andre industrielle roterende maskiner. IS220PSVOH1B kommunikerer med TSVC servoterminalkortet via et eller to I/O Ethernet-netværk og samarbejder med den tilstødende WSVO servodriverenhed for at opnå lukket sløjfekontrol af to uafhængige servoventilpositionsløkker.

IS220PSVOH1B vedtager et modulært design, der inkorporerer et fælles distribueret I/O-processorkort og et dedikeret servofunktions I/O-kort. Modulet understøtter fem valgbare servoventiludgangsstrømme fra 10 mA til 120 mA, der rummer servoventiler med forskellige specifikationer. Modulet leverer også LVDT (Linear Variable Differential Transformer) excitationssignaler og kan modtage op til otte LVDT-feedbacksignaler og to pulsfrekvensinput fra brændstofflowmålere.

IS220PSVOH1B kan anvendes i simplex- og TMR-systemer (Triple Modular Redundant) og opfylder kravene til høj pålidelighed og høj tilgængelighed for industrielle kontrolapplikationer. Modulet forbindes direkte til TSVCH1A-terminalkortet via et DC-62-bensstik og får adgang til IONet-netværket via RJ-45 Ethernet-grænseflader til realtidsdataudveksling med controlleren.

II. Hardwarestruktur og grænseflader

2.1 Fysiske dimensioner og montering

IS220PSVOH1B er designet med kompakt overflademonteringsteknologi. Dens fysiske dimensioner er som følger:

2.2 Hovedstik

IS220PSVOH1B er udstyret med følgende stik:

• DC-62-bens-stik : Placeret på undersiden af ​​modulet, passer direkte til det tilsvarende stik på TSVC-klemmekortet og bærer alle I/O-signaler inklusive LVDT-signaler, servostrømkommandoer og excitationsudgange.

• ENET1 (RJ-45) : Primært system Ethernet-interface til tilslutning til IONet-netværket.

• ENET2 (RJ-45) : Redundant/sekundært system Ethernet-interface, der understøtter dobbeltnetværkskonfigurationer for forbedret kommunikationssikkerhed.

• Infrarød port : Placeret på frontpanelet, men bruges ikke i dette produkt.

2.3 Status LED'er

Flere LED-indikatorer på frontpanelet giver visuel diagnostik, herunder strømstatus, Ethernet-linkstatus og modulets tilstand.

III. Funktionsbeskrivelse

3.1 Servokontrolfunktion

IS220PSVOH1B arbejder sammen med WSVO servodriverenheden. WSVO indeholder en strømforsyning, der konverterer P28-spændingsindgangen til ±15 V for servostrømregulatorkredsløbene, to servostrømregulatorer, der fungerer fra strømreferencerne fra I/O-pakken, et udvalg af fem konfigurerbare forstærkninger og servo-selvmordsrelæerne og excitationsudgangsdriverkredsløbene.

Inde i modulet multiplekser BSVO-servokortet 24 analoge kanaler til en 16-bit A/D-konverter (100 kHz samplingshastighed, ±10 V jævnstrømsinterval). Denne A/D håndterer servostrømregulatorsignaler, LVDT-indgange og strømforsyningsovervågning. Strømreferencerne for de analoge strømregulatorer på WSVO genereres på BSVO'en af ​​en 14-bit D/A-konverter. LVDT excitation bruger en digital-til-analog konverter, der udsender en 3,2 kHz sinusbølge, som filtreres og sendes til WSVO.

3.2 LVDT-grænseflade

Modulet understøtter op til otte LVDT-feedback-indgange til præcis positionsmåling af ventiler eller aktuatorer. Hver LVDT-indgang har lavpasfiltrering og høj common-mode-afvisning for at sikre stabile positionssignaler selv i barske elektromagnetiske miljøer. Brugere kan udføre automatisk kalibrering af hver LVDT ved hjælp af ToolboxST-softwaren, registrere Vrms-værdierne svarende til de helt lukkede og helt åbne ventilpositioner (MnLVDTx_Vrms og MxLVDTx_Vrms), og derved konvertere spændingssignaler til 0%-100% positionsprocenter.

3.3 Pulsfrekvensindgange

IS220PSVOH1B har to indgangskanaler for pulsfrekvens, der kan konfigureres til:

• Magnetisk (passiv) : Velegnet til brændstofflowmålere og lignende enheder. Signalbehandlingskredsløbet er optimeret til flowdelersensorer.

• TTL aktiv sensor : Velegnet til 5–27 V aktive udgangssensorer.

Pulsfrekvensinput understøtter også flere applikationstyper:

• Flowtype : Bruges til flowdeler brændstofflowmålinger.

• Hastighedstype : Anvendes til konventionel enkeltakslet turbinehastighedsmåling.

• Speed ​​High type : Udvider hastighedsmåleområdet.

• Speed ​​LM : Designet specielt til LM-seriens turbiner.

• Speed_HSNG : Bruges til at kompensere for inkonsekvent tandafstand på speedhjulet. Denne tilstand kortlægger tandafstand for at fjerne periodiske hastighedsvariationer, hvilket giver kortlægningslåsstatusbits (HSNGn_Stat).

Hvis låsning ikke kan opnås på grund af for stor tand-til-tand-variation, kan Lock_Limit-parameteren justeres i intervaller på 1 % for at tillade mere variation pr. omdrejning. Årsager til justering kan omfatte: magnetiseret hastighedshjul, todelt hastighedshjul, ekstern elektromagnetisk interferens eller ukorrekt ledningsføring/afskærmningspraksis. En forøgelse af Lock_Limit tillader dog mere hastighedsvariation; den grundlæggende årsag bør behandles, når det er muligt.

3.4 Servoventilkalibrering

IS220PSVOH1B understøtter slagtest af ventilaktuatorer. Servo ydeevne kan verificeres på tre måder:

• Manuel tilstand : Indtast den ønskede værdi numerisk og overvåg ydeevnen ved hjælp af trendregistreren.

• Positionsramping (Verify Position) – anvender en rampe på aktuatoren.

• Trinstrøm (Verify Current) – anvender en step-input til aktuatoren.

Når der bruges et nyt klemkort på et system, kræves genkalibrering af IS220PSVOH1B servo-sløjferne. Controlleren gemmer stregkoden på klemrækken og sammenligner den med den aktuelle klemplade under rekonfigurationsbelastningstiden. Hver gang en kalibrering gemmes, opdateres stregkodenavnet til den aktuelle tavle.

Kalibreringstrin (i ToolboxST):

1. I Component Editor skal du vælge fanen Hardware.

2. Vælg det ønskede IS220PSVOH1B-modul i trævisningen.

3. Vælg fanen Variabler i oversigtsvisningen, og klik derefter på Gå til/offline.

4. Rul til CalibEnab1 eller CalibEnab2, og dobbeltklik for at aktivere kalibrering (kun aktiverede regulatorer kan kalibreres).

5. Skift til fanen Regulatorer, vælg den ønskede regulator fra rullelisten, og marker afkrydsningsfeltet Aktiver.

6. Klik på knappen Kalibrer for at åbne dialogboksen Kalibrer ventil.

7. Klik på Kalibreringstilstand for at gå ind i kalibreringstilstand.

8. Klik på Minimum End (slagaktuator til minimum ende), Fix Minimum End (læs spænding), Maksimum End (slag til maksimal ende), Fix Maximum End (læs spænding).

9. Klik på Kalibrer for at bruge de beregnede værdier, og derefter Gem for at gemme dem i I/O-modulet og den aktuelle ToolboxST-konfiguration.

Verifikationskommandoer (ingen sekvenskrav) inkluderer: Position (trin og monitor), Strøm (trin og monitor), Manuel (manuel bevægelse, bruges med Send-knap), Send (send sætpunktsværdi), OFF (afslut verifikationstilstand).

3.5 Regulatoralgoritmetyper

IS220PSVOH1B understøtter flere servoregulatoralgoritmetyper, der kan vælges via parameteren Reg_Type:

Hver regulatortype har dedikerede konfigurationsparametre såsom forstærkning (RegGain), null bias (RegNullBias), positionsgrænser (MaxPOSvalue/MinPOSvalue) og LVDT-spændingskorrespondanceværdier (MnLVDTx_Vrms/MxLVDTx_Vrms).

3.6 Dither-funktion

For at forhindre servoventilen i at sætte sig fast på grund af langvarig statisk drift, har IS220PSVOH1B en justerbar amplitude dither-funktion. Dither-frekvensmuligheder: 12,5 Hz, 25 Hz, 33,33 Hz, 50 Hz, 100 Hz eller Ubrugt. Ditheramplitude (DitherAmpl) er angivet i % strøm, område 0–10 %. Bemærk: Når kortsluttet spoledetektion er aktiveret, anbefales dither-amplituder større end 2 % ikke, da de kan forstyrre beregningen af ​​spolemodstanden. Hvis dither-amplituden er kritisk, skal du deaktivere beregningen af ​​spolemodstanden.

3.7 Selvmordsbeskyttelse

IS220PSVOH1B giver flere selvmordsbeskyttelsesmekanismer til servoudgange for at sikre sikker kørsel af servoventilen til en sikker position (typisk lukket) ved detektering af en fejl. Konfigurerbare selvmordstilstande omfatter:

• Aktuelt selvmord (EnablCurSuic) : Udløses, når fejlen mellem kommanderet strøm og faktisk feedbackstrøm overstiger den indstillede Curr_Suicide-tærskel (0–100%).

• Positionsfeedback selvmord (EnablFbkSuic) : Udløses, når positionsfeedback overskrider (100 % + Fdbk_Suicide) rækkevidde.

• Åben spole selvmord (OpenCoilSuic) : Udløses ved detektering af en åben servospole; bruge OpenCoildiag til at få specifikke diagnostiske oplysninger.

• Selvmord med kort spole (ShrtCoilSuic) : Udløses ved detektion af en kortsluttet servospole; brug ShrtCoildiag til diagnostiske detaljer.

Åben og kortslutningsdetektion er baseret på spolemodstandsberegning: efter kalibrering er RcoilOpen = 2 × (Servo Compliance Voltage / Servo Current), RcoilShort = 0,5 × (Servo Compliance Voltage / Servo Current). Brugere kan indstille RopenTimeLim og RShrtTimeLim (sekunder) som fejlbekræftelsesforsinkelser.

VI. Opsummering af konfigurationsparametre

IS220PSVOH1B er konfigureret via ToolboxST-softwaren. De vigtigste konfigurationselementer inkluderer:

4.1 Servo Tab

4.2 Pulsfrekvenser Fanen

4.3 Regulatorer Tab

V. Diagnostik og alarmer

IS220PSVOH1B udfører følgende selvdiagnostiske tests:

• Selvtest ved opstart: kontrollerer RAM, flashhukommelse, Ethernet-porte og det meste af processorkorthardware.

• Kontinuerlig overvågning af interne strømforsyninger.

• Elektronisk ID-kontrol: verificerer, at terminalkortet, indsamlingskortet og processorkortets hardwaresæt stemmer overens, og at applikationskoden i flash er korrekt for hardwaren.

• Hver analog indgang har hardwaregrænsekontrol baseret på forudindstillede (ikke-konfigurerbare) høje og lave niveauer nær driftsområdet. Hvis det overskrides, indstilles et logisk signal, og indgangen scannes ikke længere.

• Hver indgang har også systemgrænsekontrol baseret på konfigurerbare høje/lave niveauer, som kan generere alarmer, aktivere/deaktivere funktioner og være låsende/ikke-låsende. RSTSYS nulstiller betingelser uden for grænsen.

• Den analoge inputhardware inkluderer præcisionsreferencespændinger i hver scanning; målte værdier sammenlignes med forventede værdier for at bekræfte A/D-konverterens sundhed.

• Analog udgangsstrøm registreres på klempladen ved hjælp af en lille belastningsmodstand; I/O-pakken betinger dette signal og sammenligner det med den kommanderede strøm for at bekræfte D/A-konverterens tilstand.

• Det analoge selvmordsrelæ overvåges kontinuerligt for overensstemmelse mellem kommandotilstand og feedback-indikation.

Detaljerede diagnostiske oplysninger er tilgængelige via ToolboxST-applikationen. Diagnostiske signaler kan låses individuelt og nulstilles via RSTDIAG-signalet, når de vender tilbage til raske.

VI. Installationsnoter

1. Monter TSVCH1A-klemmekortet sikkert.

2. Sæt et (simplex) eller tre (TMR) IS220PSVOH1B-moduler direkte i terminalkortstikkene.

3. Fastgør modulerne mekanisk ved hjælp af gevindindsatserne ved siden af ​​Ethernet-portene og det klemkortspecifikke monteringsbeslag. Juster beslagets position, så der ikke påføres nogen retvinklet kraft på DC-62-bens stikket.

4. Sæt WSVO servodriverenheder i J2 48-bens stik og fastgør med de fire skruer.

5. Tilslut et eller to Ethernet-kabler afhængigt af systemkonfigurationen. Når en enkelt IONet-forbindelse bruges, fungerer modulet over begge porte. Hvis der anvendes dobbelte forbindelser, er standardpraksis at forbinde ENET1 til det netværk, der er forbundet med R-controlleren.

6. Sæt strøm til I/O-pakkerne og driverne ved hjælp af strømafbryderne på TSVC. Brug SW3 for R, SW2 for S og SW1 for T, og kontroller indikatorlysene. For simplex-applikationer, der bruger TSVC JDI/JD2 (K1-relæ), skal du kontrollere, at SW1 er ON, og den grønne DS1-LED lyser; ellers vil K1 trip-override-relæet ikke give tilsigtet beskyttelse.

7. Brug ToolboxST-applikationen til at konfigurere I/O-pakkerne efter behov. Bemærk: Hvis den downloadede konfiguration indeholder I/O-pakker med andre modul-id'er end den aktuelt kørende konfiguration, kan der være installeret forkert firmware på nogle I/O-pakker. I så fald skal du sikre dig, at controlleren kører den nye konfiguration, genstart hele systemet, og genstart derefter ToolboxST Download Wizard.