GE IS200JPDCG1A Stromverteilungsplatine

Das IS200JPDCG1A ist ein Stromverteilungsboard, das von General Electric (GE) für sein Mark VIe™-Gasturbinensteuerungssystem entwickelt wurde. Diese Platine ist die Kernkomponente des IS2020JPDC-Stromverteilungsmoduls und in erster Linie für die Verteilung von 125 V Gleichstrom, 115/230 V Wechselstrom und 28 V Gleichstrom an andere Platinen innerhalb des Steuerungssystems verantwortlich, wodurch eine zentrale Verwaltung und Verteilung der Systemleistung gewährleistet wird.

Die IS200JPDCG1A-Platine ist auf einer Stahlbasis im JPDC-Modul montiert. Die Modulabmessungen betragen 6,75 Zoll × 19,0 Zoll (17,2 cm × 48,26 cm). Die Platine integriert verschiedene Stromeingangs- und -ausgangsanschlüsse, Sicherungsschutz, Kippschalter, Diagnose-Feedback-Schaltkreise und Testpunkte und bietet so eine vollständige Stromverteilungslösung für das Mark VIe-Steuerungssystem.

IS200JPDCG1A und spätere Versionen umfassen einen Signaltrenntransformator, der dem Diagnosesignalpfad A5 (AC1-Rückkopplungsgröße) hinzugefügt wurde. Dadurch ist eine galvanische Trennung zwischen FE/PE und dem AC-Leitungsanschluss JAC gewährleistet. Diese Verbesserung führt zu einer Toleranz von ±15 % beim Messwert des AC1-Feedbacksignals, der in der ToolboxST-Anwendung angezeigt wird.

Zu den Hauptmerkmalen der IS200JPDCG1A-Karte gehören:

• Verteilung auf mehreren Spannungsebenen: Unterstützt die Stromverteilung für drei Spannungsebenen: 125 V Gleichstrom, 115/230 V Wechselstrom und 28 V Gleichstrom.

• Unterstützung für redundante Eingänge: Kann zwei Batterieeingänge und einen DACA-Moduleingang für 125 V Gleichstrom akzeptieren.

• TMR-Unterstützung: Unterstützt sowohl Triple Modular Redundant (TMR) als auch Simplex-Konfigurationen für 28 V Gleichstrom.

• Umfassender Schutz: Eingangs- und Ausgangskreise sind durch Sicherungen oder Polyfuses geschützt.

• Diagnose-Feedback: Stellt über das PPDA-E/A-Paket umfangreiche Diagnosesignale für den Stromversorgungsstatus bereit.

• Testpunkte: Bietet 8 Testpunkte für die bequeme Messung wichtiger Spannungen vor Ort.

• Flexible Konfiguration: Jumper ermöglichen die Konfiguration für 125-V-DC-Erdungserkennung und 28-V-DC-Simplex-/Redundanzmodus.

• Daisy-Chain-Erweiterung: Ein 50-poliges Flachbandkabel verbindet sich mit anderen Verteilerplatinen, um die Diagnosefähigkeit zu erweitern.

  
  

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II. Hauptfunktionen

Zu den Hauptfunktionen des IS200JPDCG1A gehören unter anderem die folgenden:

1. 125-V-DC-Stromverteilung

Die Platine akzeptiert zwei Batterieeingänge (über die Anschlüsse JD1 und JD2) und einen 125-V-Gleichstromeingang von einem DACA-Modul (über den Anschluss JZ2). Jeder Eingang wird normalerweise durch einen externen Filter geleitet. Die beiden Batterieeingänge werden durch das Diodenmodul D1 ODER-verknüpft und mit der 125-V-Gleichstromspannung vom DACA-Modul ODER-verknüpft, wodurch ein 125-V-Gleichstrombus mit der Bezeichnung PDC entsteht. Die Rückwege aller 125-V-DC-Eingänge sind miteinander verbunden und mit NDC gekennzeichnet. Der gesamte 125-V-Gleichstrom sollte 20 Ampere nicht überschreiten.

Alle drei 125-V-Gleichstromeingänge sind erdfrei. Wenn Jumper JP2 installiert ist, ist jede Seite des 125-V-Gleichstrombusses über einen Widerstand von ca. 84 kΩ mit der FE-Erde verbunden, was eine Möglichkeit zur Erdschlusserkennung bietet.

2. 115/230 V Wechselstrom-Stromverteilung

Die Platine akzeptiert über den JAC-Anschluss eine Eingangsspannung von 115 V Wechselstrom oder 230 V Wechselstrom mit einem maximal zulässigen Strom von 12,5 A rms. Es wird erwartet, dass die niedrige oder neutrale Seite der Eingangsleistung geerdet ist. Es stehen zwei Wechselstromausgänge zur Verfügung, die beide nur auf der High-Side (Pin 1 jedes Steckers) durch eine 10-A-Sicherung mit Zeitverzögerung geschützt sind. Der Ausgang an JAC1 wird durch den Kippschalter SWAC1 gesteuert; Der JAC2-Ausgang wird nicht geschaltet.

3. 28-V-DC-Stromverteilung

Die Platine unterstützt TMR oder Simplex 28 V DC-Stromverteilung. Es stehen drei separate 28-V-Eingangsanschlüsse JR, JS und JT zur Verfügung. An jedem Stecker sind zwei Pins parallel geschaltet, um die Strombelastbarkeit zu erhöhen.

• Acht ungesicherte Ausgangsanschlüsse: J1, JP1, JCR, JCS, JCT, JRS, JSS, JTS. Der Ausgangsstrom sollte 12,5 A nicht überschreiten.

• Sechsundzwanzig Ausgänge mit 1,6-A-Polyfuse-Schutz: In der TMR-Konfiguration liefern zehn davon (JR1-JR10) 28PR-Leistung, acht 28PS-Leistung und acht 28PT-Leistung.

• Ein Ausgang (P4) mit 0,5-A-Polyfuse-Schutz: Versorgt das PPDA-E/A-Paket mit Strom. Als Reaktion auf einen Überstrom schaltet die Polysicherung ab; Schalten Sie die Stromversorgung aus und wieder ein, um sie zurückzusetzen.

4. 125-V-Gleichstromausgänge zu externen 125-V-Gleichstrom-/28-V-Gleichstrom-Netzteilen

Die Ausgänge JIR, JIS und JIT versorgen drei externe Netzteile mit 125 V DC-Eingang / 28 V DC-Ausgang mit Strom. Diese Ausgänge sind durch Sicherungen geschützt und werden durch die Kippschalter SW1R, SW1S und SW1T gesteuert. Es stehen zwei Optionen zur Auswahl der Stromquelle zur Verfügung:

• Normalmodus: Ein in den JDB-Anschluss eingesteckter Kurzschlussstecker wählt 125 V Gleichstrom aus dem gesamten P125-Bus (gespeist von beiden Batterieeingängen und dem DACA-Eingang).

• Alternativmodus: Durch Verschieben des Kurzschlusssteckers in den JDA-Anschluss wird die Stromversorgung für JIR, JIS und JIT nur von Batterie A ausgewählt, sodass ein AC/DC-Wandler mit niedrigerer Nennleistung nur die anderen 125-V-DC-Ausgänge versorgen kann.

5. Andere 125-V-Gleichstromausgänge

• J7A-, J7B- und J7C-Ausgänge: Sie sind durch Sicherungen geschützt und werden über Kippschalter gesteuert. Sie versorgen die TRLY-Relaisausgangs-Klemmenplatine und ähnliche Platinen mit Ausgangsleistung.

• J8A-, J8B-, J8C-Ausgänge: Nur durch Sicherungen geschützt, wobei auf jeder Seite ein 22-W-Widerstand in Reihe geschaltet ist, um die Ausgangsleistung zu begrenzen. Diese versorgen Platinen wie die TBCI-Kontakteingangs-Klemmenplatine mit Strom, die eine Quelle mit begrenzter Kurzschlussfähigkeit benötigen, um die behördlichen Anforderungen zu erfüllen.

6. Diagnose-Feedbacksignale

Die IS200JPDCG1A-Karte stellt dem IONet über das PPDA-I/O-Paket Rückmeldungssignale zur Stromverteilung bereit. Das PPDA-E/A-Paket wird auf dem JPDC-Modul montiert. Zu den Diagnosesignalen gehören:

Zu den Rückmeldungen gehört auch eine elektronische ID, die den Platinentyp, die Revision und die Seriennummer identifiziert.

7. Testpunkte

Die Platine verfügt über 8 Testpunkte zur bequemen Vor-Ort-Messung wichtiger Spannungen

Testpunktbeschreibung	:
TP1	AC-Eingangsleitung ACH (über 30,1K-Pufferwiderstand)
TP2	AC-Eingangsleitung ACL (über 30,1K-Pufferwiderstand)
TP3	125 V DC-Bus positiv (über 30,1 K Pufferwiderstand)
TP4	125 V DC-Bus negativ (über 30,1 K Pufferwiderstand)
TP5	Minus-/Rückseite aller drei 28-V-DC-Eingänge (kein Pufferwiderstand)
TP6	28PR (28 V DC TMR-Stromeingang positiv R)
TP7	28 PS (28 V DC TMR-Stromeingang positiv S)
TP8	28PT (28 V DC TMR-Stromeingang positiv T)

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III. Systemanwendungen

1. Anwendung im Mark VIe-Steuerungssystem

Die IS200JPDCG1A ist die zentrale Stromverteilungsplatine im Mark VIe-Steuerungssystem und versorgt verschiedene Platinen im System mit Strom auf mehreren Spannungsebenen. Zu seinen Aufgaben gehören:

• Zentrale Stromverteilung: Verteilt den eingehenden 125-V-Gleichstrom, 115/230-V-Wechselstrom und 28-V-Gleichstrom an verschiedene Teile des Steuerungssystems.

• Redundantes Energiemanagement: Unterstützt zwei Batterieeingänge und einen DACA-Moduleingang und erreicht so eine redundante Stromversorgung durch ODER-Logik.

• TMR Power Support: Bietet eine unabhängige 28-V-DC-Stromverteilung für dreifach modulare redundante Systeme.

• Diagnose und Überwachung: Bietet über das PPDA-E/A-Paket eine Rückmeldung zum Stromversorgungsstatus an das IONet und ermöglicht so eine Fernüberwachung und Fehlerdiagnose.

2. Koordination mit dem PPDA I/O Pack

Das PPDA-I/O-Paket wird auf dem JPDC-Modul montiert und über den JA1-Anschluss mit der IS200JPDCG1A-Karte verbunden. Es ist dafür verantwortlich, Rückmeldungssignale zur Stromverteilung zu sammeln und diese über das IONet an das Steuerungssystem zu übertragen. In einem JPDC-basierten PDM-System muss das PPDA-E/A-Paket auf dem JPDC montiert werden.

3. Daisy-Chain-Erweiterung

Über das 50-polige Flachbandkabel am Anschluss P2 kann der JPDCG1A mit anderen Verteilerplatinen (z. B. JPOM) verkettet werden. Dadurch können Diagnosesignale von bis zu vier zusätzlichen Platinen an das JPDC weitergeleitet werden, wo sie vom PPDA-E/A-Paket einheitlich erfasst werden. Bei einer Verkettung ist die nächste verfügbare Position zwei Gruppen höher.

4. Typische Anwendungsszenarien

• Gasturbinen-Steuerungssysteme: Bietet Stromverteilung für verschiedene Platinen innerhalb des Mark VIe-Steuerungssystems.

• Dampfturbinen-Steuerungssysteme: Fungiert als Stromverteilungszentrum und versorgt E/A-Karten, Relaiskarten usw.

• Kombikraftwerke: Bietet eine zentrale Energieverwaltung in DCS- oder SPS-Steuerungssystemen.

• Industrielle Turbinensteuerung: Bietet zuverlässige Stromverteilung für kritische Steuerungsanwendungen, die redundante Stromversorgung erfordern.

  
  

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IV. Detaillierte Schnittstellenbeschreibung

1. AC-Eingangs- und Ausgangsanschlüsse

2. 125-V-DC-Eingangsanschlüsse

3. 125-V-DC-Ausgangsanschlüsse

4. 28-V-DC-Eingangs- und Ausgangsanschlüsse

5. Diagnose- und Steuerschnittstellen

6. Kippschalter

7. Testpunkte

Testpunkt	Signalpuffer	-
TP1	AC-Eingang ACH	30,1K Vorwiderstand
TP2	AC-Eingang ACL	30,1K Vorwiderstand
TP3	125-V-DC-Bus positiv	30,1K Vorwiderstand
TP4	125-V-DC-Bus negativ	30,1K Vorwiderstand
TP5	Gemeinsame Rückleitung der 28-V-DC-Eingänge	Keiner
TP6	28PR (28 V DC R positiv)	Keiner
TP7	28 PS (28 V DC S positiv)	Keiner
TP8	28PT (28 V DC T positiv)	Keiner

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V. Konfiguration und Betrieb

1. 28 V DC TMR-Konfiguration

Separate 28-V-Gleichstromeingänge werden über die Anschlüsse JR, JS und JT empfangen. Die positiven Seiten der drei Eingänge sind mit separaten Strombussen verbunden, die jeweils als 28PR, 28PS und 28PT bezeichnet werden. Die Rückleitungen der drei Eingänge sind miteinander verbunden und werden mit 28N bezeichnet. Die Ausgangsleistung wird von den drei Bussen über separate R-, S- und T-Ausgangsanschlüsse verteilt.

2. 28-V-DC-Simplex-Konfiguration

Über die Anschlüsse JR, JS und JT können ein, zwei oder drei 28-V-Gleichstromeingänge empfangen werden. Die drei Leistungsbusse können zu einem einzigen Bus verbunden werden, indem Brücken zwischen den Klemmen 1, 2 und 3 der Klemmenplatine TB1 eingesetzt werden. Alle Ausgangsanschlüsse werden von diesem einzelnen 28-V-Gleichstrombus gespeist.

3. Konfiguration von 125-V-Gleichstromausgängen für externe Netzteile

Die Quelle für die Ausgänge JIR, JIS, JIT wird durch die Position der Kurzschlussstecker auf JDA und JDB ausgewählt:

• JDB eingefügt: Normalmodus, Strom wird vom gesamten P125-Bus bezogen (gespeist von beiden Batterieeingängen und dem DACA-Eingang).

• JDA eingefügt: Alternativmodus, Strom wird nur von Batterie A bezogen.

Wichtiger Hinweis: Überbrücken Sie niemals die Anschlüsse JDA und JDB gleichzeitig!

4. Konfiguration der Erdschlusserkennung

Jumper JP2 konfiguriert die Erdschlusserkennung für den 125-V-DC-Bus:

• JP2 installiert: Jede Seite des 125-V-Gleichstrombusses ist über etwa 84-kΩ-Widerstände mit der FE-Erde verbunden und ermöglicht so die Erkennung von Erdschlüssen.

• JP2 entfernt: Der 125-V-Gleichstrombus ist im Verhältnis zur Erde erdfrei, Impedanz >1500 kΩ.

5. Vorsichtsmaßnahmen für den Schalterbetrieb

Wenn die Schalter SW1R, SW1S und SW1T ausgeschaltet sind, warten Sie mindestens 30 Sekunden, bevor Sie sie wieder einschalten. Dadurch werden Schäden an den Eingangskreisen der 28-V-DC-Stromversorgungen vermieden.

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VI. Installation und Austausch

1. Montageort

Das JPDC-Modul wird normalerweise vertikal montiert, wobei sich der 115/230-V-Wechselstrom-Eingangsanschluss (JAC) unten befindet. Die Befestigung erfolgt mit vier Schrauben über Befestigungslöcher oben und unten am Modulsockel. Verteilertafeln werden üblicherweise tief im Schrank montiert, um die Erdung zu erleichtern.

2. Erdungsanforderungen

Das Mark VIe-Steuerungssystem unterteilt die Erdung in Schutzerde (PE) und Funktionserde (FE):

• PE-Erdung: Muss gemäß allen örtlichen Normen an einen geeigneten Erdungsanschluss angeschlossen werden. Die Mindesterdung muss in der Lage sein, 60 Sekunden lang 60 A mit einem Spannungsabfall von nicht mehr als 10 V zu führen.

• FE-Erdung: Muss an einem Punkt mit dem PE-Erdungssystem verbunden werden.

Die FE-Schaltung auf der JPDC-Platine ist über Metallmontagestützen geerdet, die am darunter liegenden Blech des Moduls befestigt sind. Die metallischen Schalterkörper auf der Platine sind an die PE-Schaltung angeschlossen. Separate Erdungskabel vom JPDC-Modul müssen über die Schraubanschlüsse E5 und/oder E6 mit dem PE-Bus des Gehäuses verbunden werden.

3. Austauschverfahren

Wichtiger Hinweis: Um ein JPDC auszutauschen, tauschen Sie das gesamte Modul aus. Entfernen Sie die Platine NICHT von der Montageplatte.

Sicherheitswarnungen:

• Stellen Sie vor dem Austausch der Klemmenbretter sicher, dass alle Lockout/Tagout-Verfahren befolgt werden.

• Behandeln Sie alle Boards mit elektrostatisch empfindlichen Handhabungstechniken. Tragen Sie ein Erdungsarmband und lagern Sie die Platinen in antistatischen Beuteln.

Austauschschritte:

1. Lockout/Tagout: Sperren und/oder Tagout aller Energiequellen für das Modul.

2. Überprüfen Sie das Ausschalten: Überprüfen Sie die Spannung an jedem Anschluss, um sicherzustellen, dass keine Spannung vorhanden ist.

3. Konfiguration aufzeichnen: Beachten Sie die Ausrichtung des Moduls und die Position etwaiger Sprungverbindungen. Überprüfen Sie die Etiketten und ziehen Sie alle Anschlüsse ab.

4. Erdungskabel entfernen: Schrauben Sie die Erdungskabel der Platine ab und entfernen Sie sie.

5. Montageteile entfernen: Entfernen Sie die Teile, mit denen das Modul am Schrank befestigt ist.

6. Neues Modul prüfen: Überprüfen Sie das neue Modul auf Transportschäden.

7. Neues Modul installieren: Installieren Sie das neue Modul in der gleichen Ausrichtung wie das alte Modul im Schrank.

8. Jumper überprüfen: Stellen Sie sicher, dass alle Jumper-Verbindungen am neuen Modul mit denen am alten Modul übereinstimmen.

9. Erdungskabel wieder anschließen: Schließen Sie die Erdungskabel der Platine wieder an.

10. Anschlüsse wieder anschließen: Alle Draht- und Kabelanschlüsse wieder anschließen.

11. Stromversorgung wiederherstellen: Entfernen Sie die Sperre/Tagout-Funktion und stellen Sie die Stromversorgung des Moduls wieder her.

12. Funktionstest: Testen/verifizieren Sie, dass alle Schalter, Sicherungen, LEDs und I/O-Packs ordnungsgemäß funktionieren.