Die IS200EBKPG1C ist eine Erreger-Rückwandplatine, die von General Electric (GE) für sein EX2100™-Erregersteuerungssystem entwickelt wurde. Diese Platine ist eine Kernkomponente des EX2100-Steuermoduls und bietet die Montagebasis und die elektrischen Anschlüsse für verschiedene Steuerplatinen sowie Schnittstellen für E/A-Klemmenplatinenkabel. Die IS200EBKPG1C-Karte ist in drei unabhängige Controller-Abschnitte unterteilt: M1, M2 und C. Jeder Abschnitt verfügt über eine eigene unabhängige Stromversorgung, die eine elektrische Trennung und einen redundanten Betrieb zwischen den Controllern gewährleistet.
In einem typischen EX2100-System hosten die Abschnitte M1 und M2 jeweils Steuerkarten wie ACLO oder ACLE, DSPX, EISB, EMIO und ESEL, während der Abschnitt C DSPX-, EISB- und EMIO-Karten beherbergt. Die EBKPG1C-Backplane ist in einem Rack montiert, das diese Steuerplatinen enthält, mit zwei Kühlventilatoren an der Oberseite, um einen zuverlässigen Betrieb der Platinen innerhalb des Nenntemperaturbereichs zu gewährleisten.
Der obere Teil der IS200EBKPG1C-Rückwandplatine enthält 24 DIN-Anschlüsse zum Anschließen verschiedener Steuerplatinen; Der untere Teil enthält 27 D-SUB-Anschlüsse, drei runde DIN-Anschlüsse, drei 12-polige Stromstecker, drei Lüfterstromstecker und 30 Testpunkte. Alle Anschlüsse sind deutlich beschriftet, um die Verkabelung und Wartung vor Ort zu erleichtern. Das Platinendesign entspricht Industriestandards und ist für kritische Anwendungen in Kraftwerkserregungssystemen geeignet.
II. Hauptfunktionen
Zu den Hauptfunktionen des IS200EBKPG1C gehören unter anderem die folgenden:
1. Montage und Verbindung der Steuerplatine
Die IS200EBKPG1C-Rückwandplatine bietet physische Montageorte und elektrische Verbindungen für verschiedene Steuerplatinen im EX2100-Erregersteuerungssystem, darunter:
ACLO/ACLE: AC-Feedback-Board
DSPX: Digitale Signalprozessorplatine
EISB: Exciter-Schnittstellenkarte
EMIO: Exciter-Multifunktions-Eingangs-/Ausgangsplatine
ESEL: Exciter Select Board
Über die DIN-Anschlüsse auf der Rückwandplatine können diese Platinen eine Hochgeschwindigkeits-Signalverbindung herstellen und so den Kern des Erregersteuerungssystems bilden.
2. Schnittstellen der E/A-Klemmenplatine
Der untere Teil der Backplane verfügt über mehrere D-SUB-Anschlüsse zum Anschluss verschiedener I/O-Klemmenplatinen, darunter:
EGPA/EHPA: Exciter Gate Pulse Amplifier (unterstützt bis zu 6 Platinen)
ECTB: Erregerkontakt-Klemmenplatine
EXTB/EXHS: Erreger-Anschlussplatine / Erreger-Hochgeschwindigkeits-Schnittstellenplatine
Diese Schnittstellen verbinden die Steuerplatinen mit Feldsignalen (wie Spannung, Strom, Kontakt-I/O, Impulstriggerung usw.) und ermöglichen so die Überwachung und Steuerung des Erregersystems.
3. Unabhängige Leistungsteile
Die IS200EBKPG1C-Rückwandplatine bietet unabhängige Stromanschlüsse für die drei Controller-Abschnitte M1, M2 und C. Die Stromversorgung für jeden Abschnitt erfolgt über das entsprechende EPSM-Stromversorgungsmodul und wird über die 12-poligen Stromanschlüsse auf der Rückwandplatine (J602T, J610, J612) eingespeist. Zu den Netzteilen gehören:
+24 V DC
+15 V DC
+5 V DC
-15 V Gleichstrom
Digital Common
Analog Common
Die unabhängigen Leistungsteile gewährleisten eine elektrische Isolierung zwischen den Controllern und erhöhen so die Systemzuverlässigkeit und Redundanz.
4. Netzteil des Kühlgebläses
Die Rückwandplatine verfügt über drei 4-polige Mini-Mate-N-Lock-Lüfterstromanschlüsse (J502, J510, J512), die die Kühllüfter für die Abschnitte M1, M2 bzw. C mit Strom versorgen. Die Lüfterleistung beträgt +24 V DC und sorgt so für eine ausreichende Wärmeableitung der Platinen im Rack.
5. Testpunkte und Signalausgänge
Die IS200EBKPG1C-Rückwandplatine bietet einen Satz von sieben Testpunkten für jeden Controller-Abschnitt für Diagnose- und Debugging-Zwecke. Zu den Prüfpunkten gehören:
Die Funktion dieser Testpunkte kann mit der Toolbox-Software konfiguriert werden und ermöglicht so die Überwachung wichtiger Signale. Auf den Platinen Rev C und höher sind die vier DAC-Ausgänge der Abschnitte M1 und C auch über die Anschlüsse J604 und J614 verfügbar, die für Mess- und Überwachungsanwendungen an auf DIN-Schienen montierte Analogausgangs-Isolationsmodule angeschlossen werden können.
6. Mensch-Maschine-Schnittstelle und Kommunikation
Die Rückwandplatine bietet für jeden Controller-Abschnitt Folgendes:
Tastaturanschlüsse (J303A, J310A, J313A): Zum Anschluss an die Tastatur an der Schranktür für lokale Bedienung und Anzeige.
Werkzeuganschlüsse (J303B, J310B, J313B): Bieten eine RS-232C-Kommunikationsschnittstelle für Debugging und Diagnose zwischen einem externen Computer und der DSPX-Karte.
III. Systemanwendungen
1. Anwendung im Excitation Control System EX2100
Der IS200EBKPG1C ist der Träger und Verbindungsknotenpunkt für alle Steuerplatinen innerhalb des EX2100-Erregersteuerungssystems. Zu seinen Rollen innerhalb des Systems gehören:
Mechanische Unterstützung: Bietet einen stabilen Montageort für Steuerplatinen wie DSPX, EISB, EMIO und ESEL.
Elektrische Verbindung: Erleichtert die Stromverteilung und Signalübertragung zwischen Steuerplatinen über die gedruckten Leiterbahnen auf der Rückwandplatine.
E/A-Erweiterung: Verbindet die Steuerplatinen über die verschiedenen unteren Anschlüsse mit Feldklemmenplatinen (z. B. ECTB, EXTB, EGPA) und ermöglicht so eine umfassende Überwachung und Steuerung des Erregersystems.
Redundante Isolierung: Unabhängige Stromversorgungen für die drei Controller-Abschnitte stellen sicher, dass ein Fehler in einem Abschnitt den normalen Betrieb der anderen Abschnitte nicht beeinträchtigt.
2. Typische Anwendungsszenarien
Synchrongenerator-Erregersysteme
Erregungssteuerung für Dampfturbinengeneratoren
Erregungssteuerung für Wasserturbinengeneratoren
Anregungssysteme für Gasturbinen
Industrielle Synchronmotorerregung
IV. Detaillierte Schnittstellenbeschreibung
1. EGPA-Anschlüsse (J306, J307, J406, J407, J506, J507)
Diese 37-poligen Steckverbinder dienen zum Anschluss von EGPA- oder EHPA-Gate-Impulsverstärkerplatinen und unterstützen bis zu 6 Leistungsumwandlungsmodule (PCMs). Zu den von jedem Anschluss übertragenen Signalen gehören:
6 positive/negative Gate-Drive-Signale (zu EGPA)
Dreiphasige Leitungssensorsignale (an M1 und M2)
Alarmsignal (an M1 und M2)
Auslösesignal (an M1 und M2)
Boden
2. ECTB-Anschlüsse (J405, J408, J415)
Diese 25-poligen D-SUB-Anschlüsse dienen zum Anschluss des ECTB-Erregerkontakt-Klemmenbretts und bilden die Schnittstelle zwischen EMIO und Kunden-Relaiskontakten. Zu den Hauptsignalen gehören:
Hilfskontakteingänge (8)
Relaistreiberbefehle (von EMIO)
Rückmeldung des Relaisstatus (an EMIO)
+24-V-Stromversorgung und -Rückführung
3. EXTB-Anschlüsse (J505, J508, J515)
Diese 25-poligen D-SUB-Anschlüsse dienen zum Anschluss des Exciter-Terminalboards EXTB oder EXHS und bilden die Schnittstelle zwischen EMIO und Pilotrelais. Der J515-Anschluss für den C-Abschnitt umfasst keine Entregungs- und Crowbar-Signale. Zu den Hauptsignalen gehören:
Brecheisen-Rücksignal
Entregung. Rücksignal
K41, K53A, K53B Spulenantrieb und Statusrückmeldung
Kontakteingänge
+24-V-Stromversorgung und Masse
4. Tastaturanschlüsse (J303A, J310A, J313A)
8-polige Rundsteckverbinder zum Anschluss der Tastatur an der Schranktür. Zu den Signalen gehören:
5. Werkzeuganschlüsse (J303B, J310B, J313B)
9-polige D-SUB-Anschlüsse zum Anschluss eines externen Computers zum Debuggen. Zu den Signalen gehören:
6. Stromanschlüsse (J602T, J610, J612)
12-polige Stromanschlüsse von den EPSM-Leistungsmodulen. Pinbelegung:
Pin 1: Analoger Masseanschluss
Pins 2, 3: Gemeinsame 24-V-Stromversorgung
Pin 4: -15 V Versorgung
Pin 5: Digital Common
Pins 6, 9: +24 V Versorgung
Pin 7: Analoger Masseanschluss
Pins 8, 11: +5 V Versorgung
Pin 10: +15 V Versorgung
Pin 12: Digital Common
7. Lüfterstromanschlüsse (J502, J510, J512)
4-polige Mini-Mate-N-Lock-Anschlüsse versorgen die Kühlventilatoren mit Strom. Pinbelegung:
8. Testpunkte
Jede Testpunktgruppe (M1 als Beispiel dargestellt) umfasst:
TP1_M1: DAC1-Ausgang
TP2_M1: DAC2-Ausgang
TP3_M1: DAC3-Ausgang
TP4_M1: DAC4-Ausgang
TP5N_M1/TP5P_M1: ADC1 Differenzeingang negativ/positiv
TP6N_M1/TP6P_M1: ADC2 Differentialeingang negativ/positiv
TP7_M1/TP8_M1: Analoger Masseanschluss
9. Signalaufbereiter-Ausgangsanschlüsse (J604/J614, Rev. C+)
12-polige Anschlüsse zum Anschluss von Analogausgangs-Isolationsmodulen. Pinbelegung:
Pins 1-4: Analog Common für DAC1-4-Signale
Pins 5, 6: +24-V-Stromversorgung für Signalaufbereiter (maximale Last 0,2 A pro Pin)
Pins 7, 8: Gemeinsamer Rückleiter für +24-V-Versorgung
Pins 9-12: DAC1-4 Ausgänge zu Signalaufbereitern
V. Installations- und Konfigurationsanweisungen
1. Montageort
Die IS200EBKPG1C-Backplane ist im EX2100-Steuerrack vorinstalliert, das im Erregersteuerschrank montiert ist. Kühlventilatoren befinden sich oben im Rack. Es wird empfohlen, dass Kunden entweder ein komplettes Steuerrack (einschließlich Rückwandplatine und Lüfter) oder nur die EBKP-Rückwandplatine selbst auf Lager haben.
2. Platineninstallation
Steuerplatinen (z. B. DSPX, EISB, EMIO usw.) werden in die DIN-Anschlüsse im oberen Teil der Backplane gesteckt und mit Schrauben befestigt. Die DSPX- und EISB-Karten werden normalerweise miteinander verbunden.
3. Kabelverbindungen
Alle Anschlüsse im unteren Teil der Backplane sind deutlich gekennzeichnet. Kabel sollten gemäß diesen Etiketten angeschlossen werden. Es wird empfohlen, die Kabel vor dem Trennen zu kennzeichnen, um das erneute Anschließen zu vereinfachen.
4. Verwendung von Testpunkten
Die Funktion der Testpunkte kann mit der Toolbox-Software konfiguriert werden. An den Testpunkten können wichtige Signale mit einem Oszilloskop oder Multimeter gemessen werden.
VI. Austausch und Wartung der Platine
1. Vorbereitung vor dem Austausch
Abschalten und Entladen: Die Stromversorgung des Erregersystems muss vor dem Austausch der Platine ausgeschaltet werden. Befolgen Sie die vollständigen Abschaltverfahren, die im Installations- und Inbetriebnahmehandbuch (GEH-6631) beschrieben sind, und halten Sie sich an alle örtlichen Lock-out/Tag-out-Praktiken. Warten Sie, bis sich die Kondensatoren entladen haben.
ESD-Vorsichtsmaßnahmen: Die EBKP-Rückwandplatine kann statisch empfindliche Komponenten enthalten. Die ESD-Handhabungsverfahren müssen befolgt werden: Bewahren Sie die Platinen in antistatischen Beuteln auf und tragen Sie bei der Handhabung ein Erdungsband.
2. Austauschverfahren
Überprüfen Sie, ob die Stromversorgung ausgeschaltet ist: Bevor Sie die Tür des Erregerschaltschranks öffnen, testen Sie die Stromkreise, um sicherzustellen, dass die Stromversorgung ausgeschaltet ist.
Kabel beschriften: Stellen Sie sicher, dass alle Kabel korrekt beschriftet sind, damit sie leicht wieder angeschlossen werden können.
Kabel trennen:
Trennen Sie alle Kabel vom unteren Teil der Rückwandplatine.
Trennen Sie die Glasfaserkabel vom EISB.
Trennen Sie das Ethernet-Kabel vom ACLx.
Steuerplatinen entfernen: Entfernen Sie alle Steuerplatinen vom oberen Teil der Rückwandplatine (beachten Sie, dass DSPX und EISB miteinander verbunden sind).
Rack entfernen: Entfernen Sie die Rack-Befestigungsschrauben und ziehen Sie das gesamte Rack aus dem Schrank.
Backplane austauschen:
Wenn ein komplettes Rack (mit Backplane und Lüftern) vorrätig ist, setzen Sie das neue Rack direkt in den Schrank ein.
Wenn nur die EBKP-Backplane vorrätig ist, entfernen Sie zuerst die alte Backplane aus dem Rack, installieren Sie die neue Backplane und setzen Sie dann das Rack in den Schrank ein.
Sicheres Rack: Bringen Sie die Befestigungsschrauben wieder an und ziehen Sie sie fest.
Steuerplatinen neu installieren: Setzen Sie alle Steuerplatinen in die richtigen Steckplätze ein und ziehen Sie die Befestigungsschrauben fest.
Kabel wieder anschließen:
Schließen Sie alle Kabel gemäß der Beschriftung wieder an die entsprechenden Anschlüsse auf der unteren Rückwandplatine an und ziehen Sie sie fest.
Schließen Sie das Ethernet-Kabel wieder an den ACLx an.
Schließen Sie die Glasfaserkabel wieder an das EISB an.
Schließen Sie die Netzstecker des Lüfters wieder an.
Tür schließen: Schließen Sie die Tür des Erregersteuerschranks, nachdem Sie den Austausch abgeschlossen haben.
