Das IS200TRTDH1C ist ein RTD-Eingangsklemmenbrett, das von General Electric (GE) für sein Mark VIe™-Steuerungssystem entwickelt wurde. Bei dieser Platine handelt es sich um eine Hardware-Revision innerhalb der TRTD-Serie, die hauptsächlich zur Aufnahme von 16 dreiadrigen RTD-Eingängen (Resistance Temperature Detector) verwendet wird und präzise Temperaturmesssignale für das Steuerungssystem liefert. Die IS200TRTDH1C-Karte arbeitet mit PRTD-E/A-Paketen zusammen und nutzt zwei PRTD-E/A-Pakete, um die Erfassung und Verarbeitung von 16 RTD-Signalen zu erreichen.
Das Design des IS200TRTDH1C-Boards ist auf die Anforderungen industrieller Feldanwendungen ausgerichtet. Es verfügt über zwei Barriere-Klemmenblöcke mit jeweils 24 Anschlüssen, die bis zu 12 AWG-Drähte aufnehmen können. Unmittelbar links neben jedem Klemmenblock befindet sich eine mit der Gehäuseerde verbundene Schirmklemmleiste zum Anschluss von Kabelschirmen. Die Eingangsschaltkreise auf der Platine verfügen über Rauschunterdrückungsschaltungen zum Schutz vor Überspannungen und hochfrequentem Rauschen und gewährleisten so die Genauigkeit und Stabilität der Messsignale.
Zu den Hauptmerkmalen des IS200TRTDH1C gehören:
16 RTD-Eingänge: Unterstützt Dreileiter-RTDs, die verschiedene RTD-Typen messen können.
Koordination mit PRTD: Zwei PRTD-I/O-Pakete werden direkt an die Platine angeschlossen und verarbeiten jeweils 8 Eingänge, also insgesamt 16.
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: Alle RTD-Signale verfügen am Signaleingang über eine Hochfrequenzentkopplung zur Erde.
Fehlererkennung: Kann offene RTD-Schaltkreise, Kurzschlüsse und außerhalb der Hardware-Grenzwerte liegende Bedingungen erkennen.
Automatische Kalibrierung: Verwendet eine gefilterte Kalibrierungsquelle und Nullspannungen für die automatische Kalibrierung.
Mehrere RTD-Typen: Unterstützt Platin, Kupfer, Nickel und andere RTD-Materialien und deckt einen weiten Temperaturbereich ab.
ID-Chip-Identifizierung: Das Board verfügt über einen ID-Chip, der vom PRTD gelesen wird, um Hardwarekompatibilität sicherzustellen.
Die Platine arbeitet in einem Temperaturbereich von -30 bis 65 °C (0 bis 60 °C bei Verwendung mit PRTD) und eignet sich für industrielle Schaltschrankumgebungen. Es ist wichtig zu beachten, dass der TRTDH1C nur Simplex-Systeme unterstützt und nicht für TMR-Anwendungen geeignet ist.
II. Hauptfunktionen
Zu den Hauptfunktionen des IS200TRTDH1C gehören unter anderem die folgenden:
1. RTD-Signalerfassung
Die IS200TRTDH1C-Karte bietet 16 Dreileiter-RTD-Eingangskanäle zur Erfassung von Signalen verschiedener Feldtemperatursensoren. Jeder RTD ist über drei Drähte mit den beiden Klemmenblöcken auf der Platine verbunden: positive Erregung, positives Signal und Masse.
2. Erregerstromversorgung
Die Platine versorgt über die PRTD-E/A-Pakete jeden RTD mit einem gemultiplexten (nicht kontinuierlichen) 10-mA-Gleichstrom-Erregerstrom. 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
Alle RTD-Signale werden beim Eintritt in die Platine einer Hochfrequenzentkopplung unterzogen, wodurch hochfrequente Rauschstörungen effektiv unterdrückt werden. Die Eingangsschaltkreise auf der Platine bieten außerdem Überspannungsschutz und gewährleisten so die Signalintegrität in rauen Industrieumgebungen.
5. Analog-Digital-Umwandlung und Scannen
Der A/D-Wandler im PRTD-E/A-Paket tastet jedes Signal und den Erregerstrom in einem Zeitintervall ab, das sich auf die Frequenz des Stromnetzes bezieht:
6. Linearisierungsverarbeitung
Der Prozessor im PRTD führt die Linearisierung der RTD-Signale per Software durch und unterstützt 15 RTD-Typen, darunter Platin, Kupfer, Nickel und andere Materialien, die einen breiten Temperaturbereich von -60 bis 1616 °F 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. Automatische Kalibrierung
RTD-Eingangskanäle werden automatisch mithilfe der gefilterten Kalibrierungsquelle und Nullspannungen kalibriert, was eine langfristige Messgenauigkeit gewährleistet und den Kalibrierungsaufwand vor Ort reduziert.
9. 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 PRTD 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 VIe-Steuerungssystem
Das IS200TRTDH1C ist eine wichtige Anschlussplatine für die Temperaturmessung innerhalb des Mark VIe-Steuerungssystems, die häufig zur Temperaturüberwachung in Gasturbinen, Dampfturbinen, Generatoren und anderen Geräten verwendet wird. Zusammen mit dem PRTD-I/O-Paket bildet es ein vollständiges RTD-Eingangssubsystem.
Im System spielt IS200TRTDH1C die folgenden 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. Koordination mit PRTD
Die IS200TRTDH1C-Karte verfügt über zwei DC-37-Pin-Anschlüsse zum Einsetzen von jeweils zwei PRTD-I/O-Packs. Jeder PRTD verarbeitet 8 RTD-Eingänge, wobei zwei PRTDs alle 16 Eingänge verarbeiten. Dieses Design bietet flexible Konfigurationsmöglichkeiten:
Ein PRTD kann die ersten 8 Eingaben verarbeiten, und das andere PRTD verarbeitet die letzten 8 Eingaben.
Die beiden PRTDs arbeiten unabhängig voneinander; Ein Ausfall in einem hat keinen Einfluss auf die Eingaben des anderen.
3. Typische Anwendungsszenarien
Gasturbinen: Überwachung der Einlass-/Auslasstemperaturen des Kompressors, der Brennkammertemperatur, der Abgastemperatur, der Lagertemperaturen usw.
Dampfturbinen: Überwachung der Hauptdampftemperatur, der Nacherhitzungsdampftemperatur, der Entnahmedampftemperatur, der Lagertemperaturen usw.
Generatoren: Überwachung der Statorwicklungstemperatur, der Kerntemperatur, der Kühlmitteltemperatur, der Lagertemperaturen usw.
Wärmerückgewinnungsdampferzeuger (HRSG): Überwachung der Rauchgastemperatur und Dampftemperatur in verschiedenen Abschnitten.
Zusatzausrüstung: Überwachung der Ölsystemtemperatur, der Kühlwassersystemtemperatur usw.
IV. Detaillierte Schnittstellenbeschreibung
1. Klemmenblöcke
Die IS200TRTDH1C-Karte verfügt über zwei Barriere-Klemmenblöcke mit jeweils 24 Anschlüssen zum Anschluss der 16 Dreileiter-RTDs. Jedes RTD verwendet drei Terminals:
2. Schirmklemmenleisten
Unmittelbar links von jedem Klemmenblock befindet sich eine mit der Gehäuseerde verbundene Schirmklemmenleiste. Diese werden zum Abschluss der Abschirmungen von RTD-Kabeln verwendet, um elektromagnetische Störungen zu reduzieren. Es muss doppelt abgeschirmtes Kabel verwendet werden. Alle Schirme müssen an der Schirmklemmleiste aufgelegt werden. Keine Abschirmungen am Endgerät anbringen.
3. I/O-Pack-Anschlüsse
Die Platine verfügt über zwei DC-37-Pin-Anschlüsse zum direkten Anschließen der PRTD-I/O-Packs. Jeder Anschluss enthält 8 RTD-Eingangssignale, ein ID-Signal, eine Relaisspulenleistung und einen Feedback-Multiplexbefehl.
4. Stromversorgung
Das PRTD-E/A-Paket akzeptiert 28 V Gleichstrom über einen 3-poligen Stromanschluss an seiner Seite und versorgt sowohl das E/A-Paket als auch die Klemmenplatine mit Strom.
V. Diagnose und Wartung
1. Diagnosefunktionen
Der IS200TRTDH1C bietet über das PRTD-I/O-Paket die folgenden 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_PRTD. |
| 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 PRTD liest den ID-Chip des Boards und vergleicht ihn mit der Konfiguration. Eine Nichtübereinstimmung führt zu einem Hardware-Inkompatibilitätsfehler. |
| Selbsttest beim Einschalten |
Beinhaltet Überprüfungen von RAM, Flash-Speicher, Ethernet-Anschlüssen und den meisten Prozessorplatinen-Hardware. |
| Überwachung der internen Stromversorgung |
Überwacht kontinuierlich die interne Stromversorgung auf korrekten Betrieb. |
| Elektronische Ausweisprüfung |
Überprüft die elektronischen ID-Informationen von der Klemmenplatine, der Erfassungsplatine und der Prozessorplatine, um zu bestätigen, dass der Hardwaresatz übereinstimmt. |
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 |
Schirmerdung prüfen, Kabelführung prüfen |
| Zusammengesetzter Diagnosealarm L3DIAG_PRTD |
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 Ersatz-TRTDH1C-Karten und PRTD-E/A-Pakete bereit, um Ausfallzeiten im Fehlerfall zu reduzieren.
VI. Installation und Konfiguration
1. Installationsschritte
Klemmenplatine montieren: Befestigen Sie die IS200TRTDH1C-Platine mit Schrauben sicher im Schrank.
RTD-Drähte anschließen: Verbinden Sie die drei Drähte jedes RTD mit den entsprechenden Anschlüssen an den Klemmenblöcken. Doppelt abgeschirmtes Kabel verwenden; Schließen Sie alle Schirme an den Schirmklemmleisten ab.
Installieren Sie PRTD I/O Packs: Stecken Sie ein oder zwei PRTD I/O Packs direkt in die DC-37-Pin-Anschlüsse der Platine.
Sichere I/O-Packs: Sichern Sie die Packs mechanisch mithilfe der Gewindeeinsätze neben den Ethernet-Ports. Die Einsätze werden mit einer für den Klemmenbretttyp spezifischen Montagehalterung verbunden. Passen Sie die Position der Halterung so an, dass keine rechtwinklige Kraft auf den DC-37-Pin-Anschluss zwischen dem Pack und der Anschlussplatine ausgeübt wird.
Ethernet anschließen: Stecken Sie ein oder zwei Ethernet-Kabel ein. Wenn Dual-Verbindungen verwendet werden, besteht die Standardpraxis darin, ENET1 mit dem Netzwerk zu verbinden, das dem R-Controller zugeordnet ist.
Anschließen an die Stromversorgung: Legen Sie über den 3-poligen Stromanschluss an der Seite 28 V Gleichstrom an das I/O-Paket an.
I/O-Pakete konfigurieren: Verwenden Sie die ToolboxST-Anwendung, um die I/O-Pakete nach Bedarf zu konfigurieren.
2. Konfigurationsparameter
Die folgenden Parameter können über die ToolboxST-Software konfiguriert werden:
| Parameterbeschreibung |
|
Auswahlmöglichkeiten |
| SystemLimits |
Deaktivieren Sie zu Testzwecken vorübergehend alle Systemgrenzwertprüfungen |
Aktivieren (Standard), Deaktivieren |
| Automatisches Zurücksetzen |
Automatische Wiederherstellung von RTDs, die aus dem Scan entfernt wurden |
Aktivieren (Standard), Deaktivieren |
| Gruppenrate |
RTD 1-8 Abtastrate und Systemfrequenzfilter |
4 Hz, 50 Hz-Filter; 4 Hz, 60 Hz Filter (Standard); 25 Hz |
| RTD-Typ |
Wählen Sie den RTD-Typ aus |
Unbenutzt, CU10, PT100_DIN, PT100_PURE, PT100_USIND, N120, PT200 usw. |
| SysLim1/2 Enabl |
Aktivieren Sie die Fehlerprüfung der Systemgrenzen |
Aktivieren, Deaktivieren (Standard) |
| SysLim1/2 Latch |
Fehler am Grenzwert des Verriegelungssystems |
Sperren (Standard), Entsperren |
| SysLim1/2-Typ |
Art der Systemlimitüberprüfung |
≥ (Standard), ≤ |
| Systemlimit 1/2 |
Grenztemperaturwert einstellen |
-60 bis 1300 (Standard) |
