Das GE IS200ISBEH2ABB ISBus Extender Board ist ein spezielles Glasfaserschnittstellen- und Netzwerk-Bypass-Modul, das in GE Industrial Control Systems verwendet wird. Als Mitglied der ISBE-Board-Familie wird das ISBus Extender Board IS200ISBEH2ABB zwischen einer ISBus-Vollduplex-Quelle – entweder einem BAIA-Modul oder einem ACL-Modul – und dem ISBus angeschlossen. Seine Hauptfunktion besteht darin, die RS-485-Signale von Glasfaser in elektrische umzuwandeln und einen Knoten des ISBus zu umgehen, wenn entweder die Stromversorgung des Knotens unterbrochen oder eine Verriegelungsverbindung innerhalb der Vollduplex-Schnittstelle geöffnet wird. Diese Extenderfunktion ist für die Erweiterung des ISBus-Netzwerks über Entfernungen, die die praktischen Grenzen der Kupferverkabelung überschreiten, unerlässlich, während die Bypass-Funktion die Netzwerkkontinuität und -verfügbarkeit in redundanten oder kritischen Steuerungssystemarchitekturen aufrechterhält.
Das ISBus-Extender-Board IS200ISBEH2ABB wird durch die GE-Teilenummerierungskonvention identifiziert, die in der gesamten Produktlinie von Industrial Control Systems verwendet wird. Das Präfix „IS200“ identifiziert die Platine als Produkt von GE Industrial Control Systems, wobei „200“ ausdrücklich darauf hinweist, dass es sich bei der Platine um eine Basisbaugruppe handelt. Das Akronym „ISBE“ gibt die funktionale Bezeichnung des Boards als ISBus Extender Board an. Die Bezeichnung „H2“ identifiziert die Hardwaregruppe und die Schutzbeschichtung, während das Suffix „ABB“ die Kombination aus Grafik und Funktionsrevision identifiziert. Bei der Bestellung oder dem Austausch einer Platine sind alle Ziffern wichtig, da Platinen unterschiedlicher Revisionsstufen möglicherweise nicht identische Hardware enthalten. GE gewährleistet die Abwärtskompatibilität von Ersatzplatinen, weist jedoch darauf hin, dass unterschiedliche Revisionsstufen möglicherweise nicht identische Komponenten enthalten.
Das ISBus Extender Board IS200ISBEH2ABB arbeitet mit einem Bypass-Relais, das die Sendesignale entweder vom Vollduplex-Eingang (P1A) oder vom AUX XMIT DATA IN (P1B) mit den Glasfaser-Sendeausgangsdaten (P2) verbindet. Dies erfolgt über die Umwandlung von elektrisch zu optisch in Senderichtung und den optischen Empfangsdaten-Eingangsanschluss (P3) des ISBus bis zum Vollduplex-Anschluss über den optisch-in-elektrischen Wandler für den Empfang, wenn 24 V DC entweder an P1A oder TB2 verfügbar sind und die Verriegelungsverbindung an P1A oder P1 geschlossen ist. Die Platine verfügt über vier LED-Anzeigen, die die Stromversorgung, den Sendedateneingang, die aktive Verriegelung und den Status der optischen Datenerkennung anzeigen.
Diese Produkteinführung bietet detaillierte technische Informationen, Funktionsbeschreibungen, Anschlussbelegungen, Konfigurationsanleitungen und umfassende Spezifikationen für das ISBus-Extender-Board IS200ISBEH2ABB von GE und dient als wichtige Referenz für Steuerungssystemingenieure, Wartungstechniker und Systemintegratoren, die mit industriellen Steuerungsgeräten von GE arbeiten.
Funktionale Architektur und Signalverarbeitung
Das ISBus-Extender-Board IS200ISBEH2ABB basiert auf einer robusten Glasfaserkonvertierung und einer relaisbasierten Bypass-Architektur, die einen deterministischen, ausfallsicheren Bypass-Betrieb zusammen mit einer zuverlässigen optischen Signalübertragung bietet. Diese Architektur stellt sicher, dass das ISBus-Netzwerk über große Entfernungen mit Glasfaserkabeln erweitert werden kann, während die Bypass-Funktion auch bei Spannungsabfällen oder Totalausfall zuverlässig funktioniert.
Der Kern des IS200ISBEH2ABB ISBus Extender Boards ist das Bypass-Relais, das Teil des Boards ist und die Signalrouting-Funktionen übernimmt. Wenn 24 V DC entweder an P1A oder TB2 verfügbar sind und die Verriegelungsverbindung an P1A oder P1 geschlossen ist, wird das Bypass-Relais aktiviert und verbindet die Sendesignale entweder vom Vollduplex-Eingang (P1A) oder vom AUX XMIT DATA IN (P1B) über die elektrisch-optische Sendeumwandlung mit den faseroptischen Sendeausgangsdaten (P2) und verbindet den optischen Empfangs-Daten-Eingangsanschluss (P3) über den Empfang optisch-elektrische Umwandlung zum Vollduplex-Anschluss. In diesem normalen Betriebszustand ist der Knoten vollständig mit dem ISBus verbunden und kann normal Daten über die Glasfaserverbindung senden und empfangen.
Wenn der IS200ISBEH2ABB ISBus Extender Board keine 24 V DC zugeführt werden, fällt das Bypass-Relais ab und es geschieht Folgendes: Die Sendeverbindung zwischen P1 und P2 ist unterbrochen (unterbrochen), die Empfangsverbindung zwischen P3 und P1 ist unterbrochen (unterbrochen) und die Verbindung zwischen dem Empfangseingang (P3) und dem Sendeausgang (P2) wird so hergestellt, dass die empfangenen optischen Eingangsdaten in elektrische Signale umgewandelt, optional neu getaktet und wieder in ein optisches umgewandelt werden Ausgangssignal. Diese Loopback-Konfiguration entfernt effektiv den ausgefallenen oder isolierten Knoten vom ISBus und leitet die Netzwerksignale an den nächsten Knoten weiter, wodurch die Kontinuität des ISBus-Netzwerks gewahrt bleibt.
Der DC-DC-Wandler auf dem ISBus Extender Board IS200ISBEH2ABB ist in der Lage, eine Eingangsspannung von 18 bis 36 V zu akzeptieren und hat einen maximalen Eingangsleistungsbedarf von 5 Watt. Dieser große Eingangsspannungsbereich stellt sicher, dass die Platine zuverlässig mit einer Vielzahl von Stromquellen betrieben werden kann, und der geringe Strombedarf minimiert die Wärmeableitung und die Belastung des Netzteils.
Die optischen Ein- und Ausgänge des IS200ISBEH2ABB ISBus Extender Boards sind mit 200 μm Hard Clad Silica (HCS)-Fasern oder 62,5/125 μm Glasfasern kompatibel, und die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse sind ST-Typen. Die optische Leistung entspricht der eines Sender-/Empfängerpaares, das bei Verwendung entweder eines HCS-Glasfaserkabels oder einer 62,5/125-μm-Glasfaser eine Verbindung von mindestens 1 km ermöglicht. Diese optische Leistung ermöglicht eine Erweiterung des ISBus-Netzwerks über Entfernungen von bis zu 1 km, übertrifft die praktischen Grenzen der kupferbasierten RS-485-Übertragung bei weitem und sorgt für eine galvanische Trennung zwischen den Netzwerksegmenten.
Die Verwendung von HCS-Fasern oder 62,5/125-μm-Glasfasern bietet eine hervorragende Immunität gegenüber elektromagnetischen Störungen, Erdpotenzialunterschieden und anderen elektrischen Rauschquellen, die kupferbasierte Signale in industriellen Umgebungen beeinträchtigen können. Die Steckverbinder vom Typ ST sind weit verbreitet und einfach anzuschließen, was die Installation und Wartung vereinfacht.
Sendesignalkonditionierung
Die Sendesignalaufbereitung des ISBus-Extender-Boards IS200ISBEH2ABB besteht aus der Isolierung und Terminierung des Eingangssignals, dem Bypass-Multiplexing und der Umwandlung elektrisch-optischer Signale. Die Signalisolierung beträgt mehr als 1 Megaohm bei 500 V RMS für eine Sekunde zu jedem anderen Anschluss und sorgt so für eine hervorragende Isolierung zwischen den ISBus-Signalen und den internen Schaltkreisen der Platine. Der Eingangsabschluss beträgt 100 Ohm (±10 %), was eine ordnungsgemäße Impedanzanpassung gewährleistet und Signalreflexionen minimiert.
Das Bypass-Multiplexing stellt die Konnektivität wie folgt bereit: vom Sendedateneingang (elektrisch) zum Sendedatenausgang (optisch), wenn der Knoten nicht umgangen wird, und vom Empfangsdateneingang (optisch) zum Sendedatenausgang (optisch), wenn der Knoten umgangen wird. Diese Multiplex-Anordnung stellt sicher, dass der Übertragungspfad sowohl im Normal- als auch im Bypass-Zustand korrekt geroutet wird, wodurch die Integrität des ISBus-Netzwerks gewahrt bleibt.
Empfangssignalkonditionierung
Die Empfangssignalaufbereitung des ISBus-Extender-Boards IS200ISBEH2ABB bietet Ausgangssignalisolierung, Bypass-Multiplexing und optisch-elektrische Signalumwandlung. Die Signalisolation beträgt mehr als 1 Megaohm bei 500 V RMS für eine Sekunde, und die Empfängerschaltung ist in der Lage, eine transformatorgekoppelte Ausgangslast mit einem 100 Ohm (±10 %) Widerstandsabschluss anzutreiben und dennoch die RS-485-Spezifikationen zu erfüllen. Der Empfängerausgang weist an seinem Ausgang keine unterschiedlichen Gleichstrompegel auf.
Das Bypass-Multiplexing stellt Konnektivität wie folgt bereit: vom Empfangsdateneingang (optisch) zum Empfangsdatenausgang (elektrisch), wenn der Knoten nicht umgangen wird, und vom Empfangsdateneingang (optisch) zum Sendedatenausgang (optisch), wenn der Knoten umgangen wird. Durch diese Anordnung wird sichergestellt, dass der Empfangspfad sowohl im Normal- als auch im Bypass-Zustand korrekt weitergeleitet wird, wodurch die Integrität des ISBus-Netzwerks gewahrt bleibt.
Betriebsmodi
Das ISBus-Extender-Board IS200ISBEH2ABB unterstützt drei verschiedene Betriebsmodi, die jeweils über die Anschlüsse, Jumper und Stromanschlüsse auf dem Board konfiguriert werden.
Im Repeater-Modus bleibt das Relais abgeschaltet, indem P1A-4,5 nicht überbrückt wird und keine Brücke zwischen JP1-2,3 gesetzt wird. Die Stromversorgung des Moduls erfolgt durch Anlegen von 24 V zwischen P3-1,2, wobei nur der Glasfaser-I/O genutzt wird. Dieser Modus ist nützlich, um das ISBus-Netzwerk über große Entfernungen zu erweitern, ohne eine Verbindung zu einem kupferbasierten Knoten herzustellen.
Im optisch-elektrischen Wandlermodus verwendet der optische Eingangs-/elektrische Ausgangspfad den optischen Eingang und den DATA OUT von Paar Nr. 2 (P1A-3,6), während der optische Ausgangs-/elektrische Eingangspfad den AUX DATA INPUT (P1B-3,6) und den optischen Ausgang verwendet. Das Relais muss durch Anlegen von 24 V zwischen JP1-2,3 erregt werden und die Stromversorgung des Moduls erfolgt durch Anlegen von 24 V zwischen P2-1,2. Dieser Modus ist nützlich für die Konvertierung zwischen optischen und elektrischen ISBus-Segmenten.
Im Standard-E/A-Modus (Backplane- oder ACL-Verbindung) ist die Backplane oder ACL mit P1 verbunden, die Stromversorgung des Relais erfolgt über die Backplane-Schnittstelle mit 24 V DC vom HFPA über P1-7,8 oder über die ACL-Schnittstelle mit 24 V DC vom HFPA über P2-1,2, und die Verriegelung für das Relais erfolgt durch Überbrücken von P1A-4,5 auf der Backplane oder ACL. Die Stromversorgung des Moduls erfolgt durch Anlegen von 24 V zwischen P3-1,2. Dieser Modus ist nützlich, um das ISBus Extender Board mit einer Standard-Backplane oder einem ACL-Knoten zu verbinden.
LED-Anzeigen
Das ISBus-Extender-Board IS200ISBEH2ABB verfügt über vier LED-Anzeigen, die eine klare visuelle Anzeige des Board-Status ermöglichen. Die grüne LED (DS1), POWER, zeigt an, dass 24 V DC zur Stromversorgung des Moduls zur Verfügung stehen. Die gelbe LED (DS2), XMIT DATA IN, zeigt das Vorhandensein einer Sendedateneingabe von P1 an. Die grüne LED (DS3), INTERLOCK ACTIVE, zeigt an, dass das Bypass-Relais mit Strom versorgt wird. Die grüne LED (DS4), DETECT, zeigt an, dass korrekte optische Daten empfangen werden. Diese Indikatoren ermöglichen es dem Wartungspersonal, den Betriebszustand der Platine schnell zu beurteilen und die Fehlerquelle zu identifizieren.
Steckerbelegungen und Schnittstellen
Das ISBus Extender Board IS200ISBEH2ABB umfasst fünf Steckverbinder, eine Anschlussplatine und zwei Glasfaseranschlüsse. Der P1A-Anschluss ist ein RJ45-geschirmter Vollduplex-Anschluss mit acht Pins: Pin 1 ist XMIT DATA IN+ (positiver RS-422-Eingang), Pin 2 ist XMIT DATA IN− (negativer RS-422-Eingang), Pin 3 ist RECV DATA OUT+ (positiver RS-422-Ausgang), Pin 4 ist RELAY INTERLOCK (Routen der 24 V DC zur Vollduplex-Quelle), Pin 5 ist RELAY INTERLOCK RTN (Routing der 24 V DC zurück von der Vollduplex-Quelle, um das oder die Relais zu aktivieren), Pin 6 ist RECV DATA OUT− (negativer RS-422-Ausgang), Pin 7 ist INTERLOCK 24 VDC (24 V DC-Eingang) und Pin 8 ist INTERLOCK 24 VDC RTN (24 V DC-Rückführung).
Der P1B-Anschluss ist ein abgeschirmter RJ45-Hilfsdatenübertragungsanschluss mit acht Pins: Pin 1 und 2 sind nicht verbunden, Pin 3 ist XMIT DATA IN+ (positiver RS-485-Eingang), Pin 4 und 5 sind nicht verbunden, Pin 6 ist XMIT DATA IN− (negativer RS-485-Eingang) und Pin 7 und 8 sind nicht verbunden. Dieser Anschluss wird für Anwendungen verwendet, bei denen die Platine nur für die Umwandlung von Glasfaser in Elektrizität und nicht für P1A verwendet wird.
Der P2-Anschluss ist der Hilfsverriegelungsstromanschluss mit Schraubklemmen: Pin 1 ist AUX INTERLOCK 24 VDC (24 V DC von einer Hilfs- oder externen Stromquelle) und Pin 2 ist AUX INTERLOCK 24 VDC RTN (24 V DC-Rückführung von einer Hilfs- oder externen Stromquelle). Der P3-Anschluss ist der Stromversorgungsanschluss der Platinenelektronik mit Schraubklemmen: Pin 1 ist 24 V DC MODULE POWER (24 V DC-Stromversorgung für die aktiven Komponenten auf der Platine) und Pin 2 ist 24 V DC MODULE POWER RTN (24 V DC-Rückführung). Dieser Strom sollte von einer unabhängigen Stromversorgung stammen, um die Stromversorgung der Platine aufrechtzuerhalten, falls die Stromversorgung zum Schrank unterbrochen wird.
Die Anschlüsse U5 und U9 sind die ISBus-Glasfaseranschlüsse (Typ ST): U5 ist die Empfangsdatenschnittstelle zum ISBus und U9 ist die Sendedatenschnittstelle zum ISBus. Der Jumper JP1 ist der Interlock-Bypass-Jumper: Position 1-2 ist die Standardposition, was bedeutet, dass auf der Platine die externe Interlock geschlossen sein muss, um das oder die Relais zu aktivieren; Position 2-3 schließt die Verriegelung kurz, obwohl die Platine über P1-7,8 oder TB2-1,2 mit Strom versorgt werden muss, um das oder die Relais zu aktivieren.
