Die IS200SRTDH2A ist eine kompakte, hochdichte Simplex-Eingangsklemmenplatine für Widerstandstemperaturdetektoren (RTD) innerhalb des Mark VIe-Steuerungssystems von General Electric (GE). Als Mitglied der SRTD-Familie ist der IS200SRTDH2A speziell für den Anschluss an das PRTD-E/A-Prozessorpaket konzipiert und bietet 8 Kanäle mit Dreidraht-RTD-Eingang für die industrielle Prozesssteuerung. Es wandelt die Widerstandssignale von Feldtemperatursensoren präzise in digitale Temperaturwerte um, die von der Steuerung verwendet werden können. Mit einem praktischen steckbaren Euroblock-Anschlussdesign und Unterstützung für DIN-Schienen- und Flachmontage ist diese Platine ein ideales Front-End-Erfassungsgerät für Temperaturüberwachungs- und Schutzschleifen in der Energieerzeugungs-, Petrochemie- und Stahlindustrie.
Die Hauptvorteile des IS200SRTDH2A liegen in seiner kompakten Größe, flexiblen Montagemethoden und zuverlässigen Signalkonditionierungsfunktionen. Es integriert 8 RTD-Eingangskanäle auf einer maßoptimierten Platine und ermöglicht in Verbindung mit dem PRTD-I/O-Paket eine nahtlose Verbindung mit dem Mark VIe-Steuerungsnetzwerk über Ethernet. Dadurch wird eine durchgängige digitale Kette vom Feldtemperatursensor bis zur Steuerung erreicht. Das steckbare Klemmendesign macht die Verkabelung vor Ort und den Austausch der Platine äußerst bequem und reduziert die Ausfallzeiten aufgrund von Wartungsarbeiten erheblich.
Systempositionierung und Kompatibilität
Innerhalb der Mark VIe-Steuerungsarchitektur dient der IS200SRTDH2A als Teil des Prozess-E/A-Subsystems, positioniert zwischen dem Ethernet-Netzwerk des Controllers und den Feldtemperatursensoren. Sein Betriebsmodus ist wie folgt: Das PRTD-I/O-Paket wird direkt an den DC-37-Pin-Anschluss auf der IS200SRTDH2A-Karte angeschlossen und tauscht Hochgeschwindigkeitsdaten mit dem Controller über zwei RJ-45-Ethernet-Ports aus. Ein IS200SRTDH2A entspricht einem PRTD-E/A-Paket und bildet eine kompakte Simplex-Temperaturerfassungseinheit.
Der IS200SRTDH2A unterstützt nur Simplex-Betrieb und keine Triple Modular Redundant (TMR)-Anwendungen, wodurch er für Temperaturüberwachungsschleifen geeignet ist, die kostenempfindlich sind oder weniger strenge Redundanzanforderungen haben. Das kompatible PRTD-E/A-Paket kommuniziert über Ethernet mit der Steuerung und unterstützt redundante duale Netzwerkports für Kommunikationszuverlässigkeit. Ein PRTD-I/O-Paket kann 8 RTD-Eingänge verarbeiten. Wenn 16 RTD-Eingänge erforderlich sind, kann die TRTD-Klemmenplatine ausgewählt werden, die zwei PRTD-I/O-Pakete aufnehmen kann.
Kernfunktionsmerkmale
1. Acht Kanäle mit Dreileiter-RTD-Eingang
Der IS200SRTDH2A bietet 8 völlig unabhängige Dreileiter-RTD-Eingangskanäle. Die Dreileiter-Verbindungsmethode kompensiert effektiv den Leitungswiderstand und gewährleistet so die Messgenauigkeit. Sie ist ein weit verbreiteter Standard in der industriellen Temperaturmessung. Die Platine versorgt jeden RTD, der geerdet oder nicht geerdet installiert werden kann, mit einem 10-mA-DC-Multiplex-Erregerstrom (nicht kontinuierlich). Die 8 RTDs können bis zu 300 Meter (984 Fuß) vom Turbinen-E/A-Schrank entfernt angebracht werden, mit einem maximalen Zwei-Wege-Kabelwiderstand von insgesamt 15 Ω.
2. Umfangreiche Unterstützung für RTD-Typen und Temperaturbereiche
Der IS200SRTDH2A unterstützt in Verbindung mit dem PRTD-I/O-Paket eine Vielzahl von Standard-RTD-Typen und deckt einen breiten Messbereich von niedrigen bis hohen Temperaturen ab. Zu den unterstützten RTD-Typen gehören:
RTD-Typ |
Name/Standard |
Bereich °C |
Bereich °F |
10 Ω Kupfer |
MINCO_CA GE 10 Ω Kupfer |
-51 bis 260 |
-60 bis 500 |
100 Ω Platin |
SAMA 100 |
-51 bis 593 |
-60 bis 1100 |
100 Ω Platin |
DIN 43760 / IEC-751 / PT100_DIN |
-51 bis 700 |
-60 bis 1292 |
100 Ω Platin |
MINCO_PA / IPTS-68 / PT100_PURE |
-51 bis 700 |
-60 bis 1292 |
100 Ω Platin |
MINCO_PB / Rosemount 104 / PT100_USIND |
-51 bis 700 |
-60 bis 1292 |
120 Ω Nickel |
MINCO_NA / N 120 |
-51 bis 249 |
-60 bis 480 |
200 Ω Platin |
PT 200 |
-51 bis 204 |
-60 bis 400 |
Der volle Eingangsbereich für alle RTD-Typen beträgt 0,3532 bis 4,054 V (basierend auf einem Erregerstrom von 10 mA, entsprechend einem Widerstandsbereich von etwa 34 bis 405 Ω). Die Linearisierung wird vom Prozessor im PRTD-I/O-Paket per Software durchgeführt und gewährleistet so eine hohe Genauigkeit bei der Temperaturumrechnung.
3. Steckbares Anschlussdesign
Der IS200SRTDH2A verfügt über eine rechtwinklige Stiftleiste, die eine Vielzahl handelsüblicher steckbarer Standard-Euroblock-Klemmenblöcke mit insgesamt 36 Klemmen akzeptiert. Im Vergleich zur Version mit festem Anschluss (SRTDH1) bietet dieses steckbare Design einen erheblichen Komfort: Bei der Feldverkabelung können alle Kabel zunächst auf dem steckbaren Anschlussblock gelandet werden, der dann zur schnellen Installation als einzelne Einheit auf die Platine gesteckt werden kann. Beim Austausch der Platine muss nur der Klemmenblock abgezogen werden, sodass nicht jedes Kabel einzeln entfernt werden muss und die Ausfallzeiten für Wartungsarbeiten erheblich reduziert werden.
4. Hochpräzise Signalaufbereitung und Rauschunterdrückung
Die IS200SRTDH2A-Platine verfügt über eine Rauschunterdrückungsschaltung zum wirksamen Schutz vor Überspannungen und hochfrequenten Rauschstörungen. Alle RTD-Signale verfügen über eine Hochfrequenzentkopplung zur Erde am Signaleingangspunkt, wodurch die Signalintegrität in industriellen elektromagnetischen Umgebungen gewährleistet wird. Der A/D-Wandler im PRTD-E/A-Paket tastet jedes Signal und den Erregerstrom mit einem Zeitabtastintervall ab, das sich auf die Frequenz des Stromversorgungssystems bezieht: 4 Mal pro Sekunde (250 ms) für die Abtastung im Normalmodus und 25 Mal pro Sekunde (40 ms) für die Abtastung im Schnellmodus. Die Auflösung des A/D-Wandlers beträgt 14 Bit, mit AC-Gleichtaktunterdrückung von 60 dB bei 50/60 Hz, DC-Gleichtaktunterdrückung von 80 dB und Normalmodusunterdrückung von bis zu 250 mV rms bei 50/60 Hz Systemfrequenz mit 60 dB für den normalen Scanmodus.
5. Automatische Kalibrierung und Fehlererkennung
RTD-Eingänge werden automatisch mithilfe einer gefilterten Kalibrierungsquelle und Nullspannungen kalibriert, sodass keine manuelle Kalibrierung vor Ort erforderlich ist. Der IS200SRTDH2A bietet in Zusammenarbeit mit dem PRTD-E/A-Paket mehrere Ebenen der Fehlererkennung:
Überprüfung der Hardware-Grenzwerte : Jeder RTD-Typ verfügt über voreingestellte (nicht konfigurierbare) obere und untere Hardware-Grenzwerte, die in der Nähe der Enden des Betriebsbereichs festgelegt sind. Wenn dieser Grenzwert überschritten wird, wird ein Logiksignal gesetzt und der entsprechende Eingang aus der Scansequenz entfernt, um negative Auswirkungen auf andere Eingangskanäle zu verhindern. Reparierte Kanäle werden innerhalb von 20 Sekunden automatisch wieder in den Scan aufgenommen oder können manuell wiederhergestellt werden.
Überprüfung der Systemgrenzen : Jeder RTD-Eingang verfügt über konfigurierbare obere und untere Systemgrenzen, die zum Generieren von Alarmen verwendet werden können und die zum Aktivieren/Deaktivieren und als selbsthaltend/nicht selbsthaltend konfiguriert werden können.
Erkennung offener/Kurzschlüsse : RTD-Unterbrechungen und Kurzschlüsse werden durch außerhalb des Bereichs liegende Werte erkannt.
Überprüfung des Platinen-ID-Chips : Ein integrierter schreibgeschützter ID-Chip speichert die Seriennummer, den Platinentyp, die Revisionsnummer und die Steckerposition der Anschlussplatine. Das PRTD-E/A-Paket liest diese Informationen bei der Einschaltinitialisierung und ein Hardware-Inkompatibilitätsfehler wird generiert, wenn eine Nichtübereinstimmung erkannt wird.
6. Keine Konfiguration, Plug-and-Play
Der IS200SRTDH2A ist als konfigurationsfreies Hardwaregerät konzipiert: Die Platine verfügt über keine Jumper oder Hardware-Einstellungsschalter und wechselt bei der Installation automatisch in den Betriebszustand. Die gesamte Kanalkonfiguration, RTD-Typauswahl, Abtastrateneinstellungen, Alarmgrenzen und andere Parameter werden vom PRTD-I/O-Paket über die ToolboxST-Anwendungssoftware durchgeführt, wodurch die Komplexität der Installation und Inbetriebnahme erheblich reduziert wird.
Highlights der Installation und Verkabelung
Der IS200SRTDH2A unterstützt zwei Montagemethoden: Aufschnappen auf eine DIN-Schiene oder direkte Flachmontage über Montagelöcher. Bei der Montage wird zunächst das Klemmenbrett sicher montiert. Das PRTD-I/O-Paket wird dann direkt in den DC-37-Pin-Anschluss auf der Anschlussplatine gesteckt und mithilfe der Gewindeeinsätze neben den Ethernet-Ports in Verbindung mit einer für den Anschlussplatinentyp spezifischen Montagehalterung mechanisch befestigt. Dadurch wird sichergestellt, dass keine rechtwinklige Kraft auf den Steckverbinder ausgeübt wird.
Für die Verkabelung müssen doppelt geschirmte Kabel verwendet werden. Alle Schirme müssen an der Schirmklemmleiste neben den Klemmenblöcken angeschlossen werden; Abschirmungen dürfen feldgeräteseitig nicht geerdet werden. Es wird empfohlen, ein abgeschirmtes Twisted-Pair-Kabel Nr. 18 AWG (ca. 0,8 mm²) zu verwenden. Bei den steckbaren Klemmenblöcken: Die abisolierten Aderenden in die entsprechenden Löcher des Klemmenblocks stecken und die Schrauben festziehen. Nachdem Sie sich vergewissert haben, dass die Verbindungen sicher sind, richten Sie den gesamten Klemmenblock an der rechtwinkligen Stiftleiste auf der Platine aus und schieben Sie ihn in Position, um die elektrische Verbindung herzustellen. Ziehen Sie beim Wartungsaustausch einfach den Klemmenblock von der alten Platine ab, installieren Sie die neue Platine und stecken Sie den Klemmenblock wieder ein. Eine Neuverkabelung ist nicht erforderlich.
Beachten Sie, dass der IS200SRTDH2A nur den Simplex-Betrieb unterstützt. Das PRTD-E/A-Paket kommuniziert mit der Steuerung über zwei RJ-45-Ethernet-Ports (ENET1 und ENET2). Wenn Dual-Verbindungen verwendet werden, besteht die Standardpraxis darin, ENET1 mit dem Netzwerk zu verbinden, das dem R-Controller zugeordnet ist. Das I/O-Paket verfügt über eine inhärente Firmware-Softstart-Fähigkeit, die es ermöglicht, den Stromanschluss bei eingeschalteter Stromversorgung anzuschließen, ohne dass die Stromversorgung zuvor unterbrochen werden muss.
Genauigkeitsspezifikationen
Die folgende Tabelle listet die typische Messgenauigkeit bei 400 °F (ca. 204 °C) für verschiedene RTD-Typen auf. Die Genauigkeit wird durch die ausgewählte Verstärkungsgruppe beeinflusst.
RTD-Typ |
Gruppengewinn |
Genauigkeit bei 400 °F |
120 Ω Nickel |
120 Ω Nickel |
2 °F (1,1 °C) |
200 Ω Platin |
Normal_1.0 |
2 °F (1,1 °C) |
100 Ω Platin |
Normal_1.0 |
2,2 °C (4 °F) |
100 Ω Platin (-51 bis 204 °C) |
Gain_2.0 |
2 °F (1,1 °C) |
10 Ω Kupfer |
10 Ω Cu_10 |
10 °F (5,6 °C) |
Anwendungsszenarien
Der IS200SRTDH2A eignet sich für verschiedene industrielle Prozesssteuerungsanwendungen, die eine präzise Temperaturüberwachung erfordern. Typische Anwendungen sind:
Überwachung der Lager- und Schmierstofftemperaturen von Dampf- und Gasturbinen.
Überwachung der Statorwicklungs- und Kerntemperaturen des Generators.
Überwachung der Transformatorwicklungs- und Kühlsystemtemperaturen.
Überwachung der Lagertemperaturen für Hilfsgeräte wie Pumpen und Kompressoren.
Messung der Medientemperatur in Prozessleitungen.
Für jedes Simplex-Steuerungssystem, das 8 oder weniger RTD-Eingänge benötigt, bietet der IS200SRTDH2A in Kombination mit dem PRTD-E/A-Paket eine kompakte, zuverlässige und hochpräzise Temperaturerfassungslösung.
