Das IS200DRTDH1A ist ein Simplex-RTD-Eingangsklemmenbrett, das von General Electric (GE) für sein Mark VI-Steuerungssystem entwickelt wurde. Dieses Board ist die Standardversion der DRTD-Serie und zeichnet sich durch ein kompaktes Design speziell für die DIN-Schienenmontage aus. Es stellt dem Steuerungssystem 8 RTD-Eingangskanäle (Resistance Temperature Detector) zur Signalerfassung und -verarbeitung zur Verfügung. Die IS200DRTDH1A-Karte arbeitet mit der VRTD-Prozessorkarte zusammen und verbindet sie über ein einziges 37-poliges Kabel, um 8 RTD-Signale zu erfassen.
Das Design der IS200DRTDH1A-Platine berücksichtigt Platzbeschränkungen und Anwendungsanforderungen im Industriebereich. Dank seiner kompakten Abmessungen können mehrere Platinen vertikal auf einer DIN-Schiene gestapelt werden, wodurch deutlich Platz im Schaltschrank eingespart wird. Jedes VRTD-Prozessorboard kann zwei DRTD-Boards unterstützen und bietet so insgesamt 16 Temperatureingänge. Die Platine verfügt über einen fest montierten Klemmenblock vom Typ Euro-Block mit 36 Anschlüssen zum Anschluss von RTD-Drähten. Ein integrierter ID-Chip identifiziert die Platine gegenüber dem VRTD zu Systemdiagnosezwecken.
Zu den Hauptmerkmalen des IS200DRTDH1A gehören:
Kompaktes Design: Geeignet für die DIN-Schienenmontage, kann vertikal gestapelt werden, um Platz im Schrank zu sparen.
8 RTD-Eingänge: Unterstützt Dreileiter-RTDs, die verschiedene RTD-Typen messen können.
Koordination mit VRTD: Verbindung zur VRTD-Prozessorplatine über ein einzelnes 37-poliges Kabel. Jeder VRTD kann zwei DRTD-Karten unterstützen und bietet insgesamt 16 RTD-Eingänge.
Fernmessung: RTDs können bis zu 300 Meter (984 Fuß) vom Schaltschrank entfernt angebracht werden, mit einem maximalen bidirektionalen Kabelwiderstand von 15 Ω.
Erregerstrom: Bietet gemultiplexten (nicht kontinuierlichen) Erregerstrom von 10 mA Gleichstrom und unterstützt geerdete oder nicht geerdete RTDs.
Rauschunterdrückung: Verfügt über eine ähnliche Rauschunterdrückung wie das TRTD-Board.
Fehlererkennung: Kann offene RTD-Schaltkreise, Kurzschlüsse und außerhalb der Hardware-Grenzwerte liegende Bedingungen erkennen.
Mehrere RTD-Typen: Unterstützt 15 RTD-Typen, die einen großen Temperaturbereich abdecken.
ID-Chip-Identifizierung: Der vom VRTD gelesene integrierte ID-Chip gewährleistet Hardwarekompatibilität.
Jumperloses Design: Die Platine verfügt über keine konfigurierbaren Jumper; Alle Funktionen sind fest vorgegeben, was die Wartung vor Ort vereinfacht.
Die Platine arbeitet in einem Temperaturbereich von -30 bis 65 °C und eignet sich für industrielle Schaltschrankumgebungen. Es ist wichtig zu beachten, dass das DRTD nur in einer Simplex-Version verfügbar ist, keine TMR-Anwendungen unterstützt und nicht mit dem PRTD-I/O-Paket kompatibel ist.
II. Hauptfunktionen
Zu den Hauptfunktionen des IS200DRTDH1A gehören unter anderem die folgenden:
1. RTD-Signalerfassung
Die IS200DRTDH1A-Karte bietet 8 Dreileiter-RTD-Eingangskanäle zur Erfassung von Signalen verschiedener Feldtemperatursensoren. Jeder RTD ist über drei Drähte mit dem Klemmenblock auf der Platine verbunden: Erreger positiv, Signal positiv und gemeinsam (B-Draht).
2. Erregerstromversorgung
Die Platine versorgt über die VRTD-Prozessorplatine jeden RTD mit einem multiplexierten (nicht kontinuierlichen) Gleichstrom von 10 mA. Dieses Design reduziert den Stromverbrauch und die Eigenerwärmungseffekte und verbessert so die Messgenauigkeit. RTDs können entweder geerdet oder ungeerdet sein und passen sich so an unterschiedliche Installationsbedingungen vor Ort an.
3. Unterstützung für Fernmessungen
RTDs können an vom Schaltschrank entfernten Standorten bis zu einer maximalen Entfernung von 300 Metern (984 Fuß) installiert werden, mit einem maximalen bidirektionalen Kabelwiderstand von 15 Ω. Diese Funktion ermöglicht den flexiblen Einsatz von RTDs an verschiedenen Messpunkten im industriellen Bereich, ohne dass der Schaltschrank in der Nähe des Prüflings platziert werden muss.
4. Signalkonditionierung und Rauschunterdrückung
Das IS200DRTDH1A verfügt über eine ähnliche integrierte Rauschunterdrückung wie das TRTD-Board, einschließlich Filterung und Überspannungsschutz, um die Signalintegrität in rauen Industrieumgebungen sicherzustellen. Alle RTD-Signale werden beim Eingang in die Platine einer Rauschunterdrückungsverarbeitung unterzogen, wodurch die Auswirkungen elektromagnetischer Störungen effektiv reduziert werden.
5. Analog-Digital-Umwandlung und Scannen
Der VCO-A/D-Wandler des VRTD verwendet Spannungs-Frequenz-Wandler und Abtastzähler. Der Wandler tastet jedes Signal und den Erregerstrom in einem Zeitintervall ab, das von der Netzfrequenz abhängt:
6. Linearisierungsverarbeitung
Der digitale Signalprozessor im VRTD führt die Linearisierung der RTD-Signale per Software durch und unterstützt 15 RTD-Typen, darunter Platin, Kupfer, Nickel und andere Materialien, die einen weiten Temperaturbereich abdecken.
7. Fehlererkennung
Unterbrechungen und Kurzschlüsse des RTD werden durch außerhalb des Bereichs liegende Werte erkannt. Wenn festgestellt wird, dass ein RTD außerhalb der Hardwaregrenzen liegt, wird dieser Eingangskanal aus den gescannten Eingängen entfernt, um nachteilige Auswirkungen auf andere Eingangskanäle zu verhindern. Reparierte Kanäle können nach 20 Sekunden automatisch wiederhergestellt oder manuell wiederhergestellt werden.
8. ID-Chip-Identifizierung
Die Platine verfügt über einen schreibgeschützten ID-Chip, der die Seriennummer, den Typ, die Revisionsnummer und die Anschlusspositionsinformationen der Platine speichert. Der VRTD liest diese Informationen während der Initialisierung. Wenn eine Nichtübereinstimmung auftritt, wird ein Hardware-Inkompatibilitätsfehler generiert, der Systemprobleme verhindert, die durch eine falsche Konfiguration verursacht werden.
III. Systemanwendungen
1. Anwendung im Mark VI-Steuerungssystem
Die IS200DRTDH1A ist eine kompakte Klemmenplatine zur Temperaturmessung innerhalb des Mark VI-Steuerungssystems, die häufig zur Temperaturüberwachung in Gasturbinen, Dampfturbinen, Generatoren und anderen Geräten verwendet wird. Zusammen mit der VRTD-Prozessorplatine bildet es ein vollständiges RTD-Eingangssubsystem.
Im System übernimmt IS200DRTDH1A folgende Rollen:
Temperaturüberwachung: Erfasst kritische Temperaturpunkte wie Lagertemperatur, Abgastemperatur und Kühlmediumtemperatur.
Prozesssteuerung: Stellt Rückmeldungssignale für Temperaturregelkreise bereit.
Schutzfunktionen: Stellt Eingangssignale für den Übertemperaturschutz bereit.
Leistungsüberwachung: Erfasst Temperaturparameter für Effizienz- und Leistungsberechnungen.
2. Unterschiede zu TRTD
Die Hauptunterschiede zwischen DRTD und TRTD sind Größe und Montagemethode:
| Funktion |
DRTD |
TRTD |
| Größe |
Kompakt |
Standardgröße |
| Montagemethode |
DIN-Schiene |
Panelmontage |
| Anzahl der Kanäle |
8 |
16 |
| Stapelbarkeit |
Vertikal stapelbar |
Nicht stapelbar |
| Verbindungskabel |
Gleiches 37-poliges Kabel |
Gleiches 37-poliges Kabel |
| Kompatibilität |
Nicht kompatibel mit PRTD |
Kompatibel mit PRTD |
3. Typische Anwendungsszenarien
Gasturbinen: Überwachung der Einlass-/Auslasstemperaturen des Kompressors, der Lagertemperaturen usw.
Dampfturbinen: Überwachung von Lagertemperaturen, Zylindertemperaturen usw.
Generatoren: Überwachung der Statorwicklungstemperatur, Lagertemperatur, Kühlmediumtemperatur usw.
Zusatzausrüstung: Überwachung der Ölsystemtemperatur, der Kühlwassersystemtemperatur usw.
Kleine Steuerungssysteme: Geeignet für kleine Steuerungssysteme mit begrenzten E/A-Punkten und Platz.
IV. Detaillierte Schnittstellenbeschreibung
1. Klemmenblock
Der IS200DRTDH1A verfügt über einen fest montierten Euroblock-Klemmenblock mit 36 Anschlüssen zum Anschluss der 8 Dreileiter-RTDs. Die Klemmenbelegung ist wie folgt:
Klemmen 1–24: 8 RTD-Eingänge (jeder Eingang verwendet 3 Klemmen: Erregung, Signal, Masse).
Klemmen 25-34: Ersatzklemmen.
Klemmen 35-36: SCOM (gemeinsame Abschirmung), muss mit der Erde verbunden sein.
2. Anschluss
Die Verbindung zur VRTD-Prozessorplatine erfolgt über einen einzelnen 37-poligen D-Typ-Stecker mit Rastverschlüssen. Dieses Kabel ist identisch mit den auf der TRTD-Klemmenplatine verwendeten Kabeln und erleichtert so die Ersatzteilverwaltung.
3. Erdungsanforderungen
Wichtig: SCOM (Klemmen 35 und 36) müssen mit der Erde verbunden sein, um die Wirksamkeit der Abschirmung und die Stabilität des Systems sicherzustellen. Die Platine verfügt über keine eigene Schirmklemmenleiste, weshalb dieser Erdungsanschluss besonders wichtig ist. Das Erdungskabel sollte so kurz wie möglich sein.
4. Vorsichtsmaßnahmen bei der Verkabelung
Verwenden Sie einen abgeschirmten, verdrillten Drillingsdraht Nr. 18 AWG.
Optionale Erdung: Das B-Kabel kann mit Erde verbunden werden.
RTD-Gruppenverkabelung: B-Drähte können gemeinsam genutzt werden; Binden Sie die B-Drähte an den RTDs zusammen, binden Sie die Signaldrähte an der Klemmenleiste zusammen und verbinden Sie sie mit einem Draht.
V. Diagnose und Wartung
1. Diagnosefunktionen
Der IS200DRTDH1A bietet über den VRTD folgende Diagnosefunktionen:
| des Diagnoseelements |
Beschreibung |
| Hardware-Limit-Überprüfung |
Jeder RTD-Typ verfügt über voreingestellte Hardware-Ober-/Untergrenzen. Bei Überschreitung der Grenzwerte wird das Scannen des Kanals gestoppt und ein Logiksignal gesetzt. Jeder Kanal, der die Grenzwerte überschreitet, generiert den zusammengesetzten Diagnosealarm L3DIAG_VRTD. |
| Überprüfung der Systemgrenzen |
Jeder RTD-Eingang verfügt über eine Systemgrenzwertprüfung basierend auf konfigurierbaren Hoch-/Tiefpegeln, die zur Generierung von Alarmen verwendet und als selbsthaltend oder nicht selbsthaltend konfiguriert werden können. |
| ID-Chip-Überprüfung |
Der VRTD liest den ID-Chip des Boards und vergleicht ihn mit der Konfiguration. Eine Nichtübereinstimmung führt zu einem Hardware-Inkompatibilitätsfehler. |
| RTD-Widerstandsprüfung |
Überprüft den Widerstand jedes RTD und vergleicht ihn mit dem korrekten Wert. Bei hohem oder niedrigem Wert wird ein Fehler erzeugt. |
2. Fehlerbehandlung
Wenn ein Kanal die Hardwaregrenzen überschreitet, wird er aus den gescannten Eingängen entfernt, um andere Kanäle nicht zu beeinträchtigen.
Reparierte Kanäle können nach 20 Sekunden automatisch oder manuell wiederhergestellt werden.
Diagnosesignale können einzeln zwischengespeichert und mit dem RESET_DIA-Signal nach Rückkehr in den Normalzustand zurückgesetzt werden.
Signale außerhalb des zulässigen Bereichs können mit RESET_SYS zurückgesetzt werden.
3. Allgemeine Fehlerbehebung
| Fehlersymptom |
Mögliche Ursache |
Vorschläge zur Fehlerbehebung |
| Auf einem Kanal wird nichts gelesen |
RTD-Unterbrechung, Verdrahtungsfehler, Kanalfehler |
Überprüfen Sie den RTD und die Verkabelung und messen Sie den RTD-Widerstand |
| Messwert ungewöhnlich hoch/niedrig |
Falsche Konfiguration des RTD-Typs, zu hoher Leitungswiderstand |
Überprüfen Sie die Konfiguration des RTD-Typs und den Kabelwiderstand |
| Das Lesen schwankt oder ist instabil |
Schlechte Schirmerdung, elektromagnetische Störungen |
SCOM-Erdung prüfen, Kabelführung prüfen |
| Zusammengesetzter Diagnosealarm L3DIAG_VRTD |
Ein Kanal hat die Grenzwerte überschritten |
Identifizieren Sie den spezifischen Fehlerkanal und überprüfen Sie den entsprechenden RTD und Messpunkt |
| Hardware-Inkompatibilitätsfehler |
Nicht übereinstimmende ID-Chip-Informationen |
Überprüfen Sie das richtige Platinenmodell und wenden Sie sich an den technischen Support von GE |
4. Wartungsempfehlungen
Regelmäßige Inspektion: Überprüfen Sie die Klemmenblöcke auf Lockerheit und die Drähte auf Oxidation.
Reinigung: Reinigen Sie die Platine regelmäßig, um Staubansammlungen zu vermeiden, die die Wärmeableitung und Isolierung beeinträchtigen.
ESD-Schutz: Tragen Sie beim Umgang mit der Platine ein Erdungsband und bewahren Sie sie in antistatischen Beuteln auf.
Ersatzteilmanagement: Halten Sie eine IS200DRTDH1A-Ersatzplatine bereit, um Ausfallzeiten im Fehlerfall zu reduzieren.
VI. Installation und Konfiguration
1. Installationsschritte
DIN-Schienenhalter montieren: Montieren Sie den Kunststoffhalter auf der DIN-Schiene.
Platine installieren: Schieben Sie die DRTD-Platine in die Halterung, bis sie einrastet.
RTD-Drähte anschließen: Schließen Sie die drei Drähte jedes RTD an die entsprechenden Klemmen am Klemmenblock an. Verwenden Sie einen abgeschirmten, verdrillten Drillingsdraht Nr. 18 AWG.
Erdungsanschluss: Verbinden Sie die Klemmen 35 und 36 (SCOM) mit einem möglichst kurzen Kabel mit der Erde.
Verbindungskabel: Verbinden Sie das 37-polige Kabel mit der Platine und der VRTD-Prozessorplatine.
Installation überprüfen: Bestätigen Sie, dass alle Verbindungen sicher sind.
2. Multi-Board-Stacking
Wenn mehrere DRTD-Karten benötigt werden, können diese vertikal auf der DIN-Schiene gestapelt werden. Jede Karte wird unabhängig mit der VRTD-Prozessorkarte verbunden (jede VRTD kann bis zu zwei DRTD-Karten unterstützen). Achten Sie beim Stapeln auf einen ausreichenden Abstand zwischen den Platinen, um die Wärmeableitung zu gewährleisten und den Zugang zur Verkabelung zu ermöglichen.
3. Vorsichtsmaßnahmen bei der Verkabelung
Verwenden Sie abgeschirmte, verdrillte Triplet-Drähte, um elektromagnetische Störungen zu reduzieren.
Die SCOM-Verbindung sollte so kurz wie möglich sein und direkt mit der Erde verbunden sein.
Zur optionalen Erdung kann das B-Kabel bei Bedarf mit der Erde verbunden werden.
Stellen Sie beim Gruppieren der Verdrahtung sicher, dass die B-Drähte jedes RTD zuverlässig angeschlossen sind.
