Der IS400TCASH1A ist eine wichtige Komponente des PCAA (Core Analog I/O Pack) innerhalb des GE Mark VIe-Steuerungssystems. Konkret gehört es zum TCAS-Terminalboard-Typ. Als Teil des PCAA-Moduls stellt diese Anschlussplatine Kundenterminals und Signalrouting bereit und überträgt analoge Signale von Feldgeräten präzise und zuverlässig an die analogen Verarbeitungsplatinen BCAA und BCAB.
Der IS400TCASH1A spielt eine entscheidende Rolle in Gasturbinen-Steuerungssystemen. Es bewältigt eine große Anzahl analoger Signaleingangs-/-ausgangsaufgaben, darunter Thermoelementsignale, 4-20-mA-Stromschleifensignale, LVDT-Erregungs- und Rückkopplungssignale (Linear Variable Differential Transformer), Servospulen-Antriebssignale, Impulsfrequenzeingänge und mehr. Diese Klemmenplatine kann in Simplex- und TMR-Systemen (Triple Modular Redundant) eingesetzt werden und erfüllt die Zuverlässigkeits-, Verfügbarkeits- und Sicherheitsanforderungen verschiedener Industrieanwendungen.
Als Teil des PCAA-Moduls, der am wenigsten austauschbaren Einheit (LRU), bildet der IS400TCASH1A zusammen mit der BCAA-Hauptplatine, der BCAB-Schnittstellenplatine und der BPPx-Prozessorplatine die komplette PCAA-Kern-Analog-I/O-Baugruppe. Das Modul empfängt 28 V DC-Steuerspannung über den P5-Anschluss und liefert 28 V DC-Strom über den P4-Anschluss an die JGPA-Klemmenplatine für den Anschluss der Feldkabelabschirmung. Darüber hinaus wird der IS400TCASH1A über zwei 68-polige Kabelanschlüsse (P1 und P2) mit der TCAT-Klemmenplatine verbunden, um eine Signalauffächerung zu erreichen und ein einzelnes Feldsignal an ein oder drei PCAA-Module zu verteilen.
II. Hardwarefunktionen und -struktur
2.1 Physische Struktur und Anschlüsse
Als Anschlussplatine des PCAA-Moduls integriert das IS400TCASH1A mehrere Anschlussschnittstellen, um stabile Verbindungen mit externen Geräten und anderen Platinen zu gewährleisten:
P5-Stromanschluss : 3-polige Stromschnittstelle für die Eingabe von 28 V Gleichstrom zur Stromversorgung des gesamten PCAA-Moduls und der Klemmenplatine. Beachten Sie, dass das Modul direkt über den P5-Anschluss mit Strom versorgt wird, nicht über den normalen Stromanschluss auf der Prozessorplatine.
P4-Stromausgangsanschluss : Versorgt die JGPA-Klemmenplatine mit 28 V Gleichstrom zur Erdung der Feldkabelabschirmung.
P1- und P2-Anschlüsse : Bei beiden handelt es sich um 68-polige Kabelanschlüsse zum Anschluss an die TCAT-Klemmenplatine. Diese beiden Anschlüsse unterstützen das Signal-Fanout, indem sie Signale von Feldgeräten an ein oder drei PCAA-Module verteilen und so Simplex- oder TMR-Systemkonfigurationen ermöglichen.
ENET1- und ENET2-Ethernet-Schnittstellen : Zwei RJ-45-Ethernet-Anschlüsse, die als primäre Systemschnittstelle bzw. redundante/sekundäre Systemschnittstelle für den Anschluss an das IONet-Netzwerk dienen und die Datenkommunikation zwischen dem Controller und dem Modul ermöglichen.
Kastenklemmenblöcke im Euro-Stil : Der IS400TCASH1A ist mit 120 steckbaren Kastenklemmen im Euro-Stil für die Signalverkabelung von Feldgeräten ausgestattet. Diese Klemmen unterstützen verschiedene Leitertypen und -querschnitte und erleichtern so die Installation und Wartung vor Ort.
2.2 Merkmale der Klemmenverdrahtung
Die Rahmenklemmen im Euro-Stil des IS400TCASH1A unterstützen die folgenden Leiterspezifikationen:
Leitertyp |
Mindestquerschnitt |
Maximaler Querschnitt |
Massiver Leiter |
0,2 mm² |
2,5 mm² |
Litzenleiter |
0,2 mm² |
2,5 mm² |
Litzenleiter mit Aderendhülse und Kunststoffhülse |
0,25 mm² |
2,5 mm² |
Litzenleiter mit Aderendhülse ohne Kunststoffhülse |
0,25 mm² |
2,0 mm² |
AWG-Spezifikation |
24 AWG |
12 AWG |
2.3 Moduldesign-Philosophie
Das PCAA-Modul (einschließlich der IS400TCASH1A-Anschlussplatine) besteht aus vier separaten Leiterplatten in einer einzigen physischen Baugruppe. Da es schwierig ist, einen Fehler auf einer einzelnen Platine einzugrenzen, gilt das gesamte Modul als die am wenigsten austauschbare Einheit. Daher ist eine Felddiagnose oder der Austausch einzelner Leiterplatten innerhalb des Moduls nicht zulässig. Bei einem Modulausfall muss das gesamte PCAA-Modul ausgetauscht werden.
III. Signaltypen und I/O-Zuordnung
Die IS400TCASH1A-Klemmenplatine bietet umfassende Signalzugriffsmöglichkeiten und deckt verschiedene analoge Signaltypen ab, die für die Gasturbinensteuerung erforderlich sind. Basierend auf der Signalaufteilung zwischen PCAA-Terminals und TCAT-Terminals ist der IS400TCASH1A hauptsächlich für die folgenden Signale verantwortlich:
3.1 PCAA-Terminalsignale (direkt mit IS400TCASH1A verdrahtet)
Anzahl der Signale |
Signaltyp |
Schrauben pro Signal |
25 |
Thermoelement-Eingänge |
2 |
10 |
Analoge 4-20 mA-Eingänge |
2 |
2 |
Analoge 4-20 mA- oder ±10 V-Eingänge |
2 |
2 |
Analoge 4-20 mA-Ausgänge |
2 |
1 |
±12 V Ausgangsleistung |
2 |
6 |
LVDT-Erregungsausgänge |
2 |
6 |
Ausgänge des Servospulentreibers |
2 |
3 |
Gemeinsame Verbindungen |
1 |
2 |
TTL-Impulseingänge |
2 (mit Strom) |
3.2 TCAT-Terminalsignale (über TCAT an IS400TCASH1A weitergeleitet)
Anzahl der Signale |
Signaltyp |
Schrauben pro Signal |
12 |
Gefächerte seismische Eingaben |
2 |
24 |
Gelüftete analoge 4-20-mA-Eingänge |
2 |
12 |
24 V Ausgangsleistung bei 25 mA |
2 |
3 |
Abstimmung der 4-20-mA-Ausgänge |
2 |
12 |
Gefächertes LVDT-Feedback |
2 |
2 |
Gefächerte magnetische Impulsrateneingänge (Servo-Durchflussmesser) |
2 |
1 |
Servo-Selbstmord-Relaiseingang |
2 |
V. Konfiguration und Betrieb
4.1 Analogeingangskonfiguration
Der IS400TCASH1A unterstützt Schnittstellen zu verschiedenen Arten von 4-20-mA-Transmittern. Neben jedem analogen Eingangsanschluss befindet sich eine Brücke, mit der Sie auswählen können, ob der Rückleitungsanschluss geerdet oder erdfrei ist (Standardposition ist erdfrei/offen). Für die Analogeingänge 11 und 12 steht eine zusätzliche Brücke zur Verfügung, um den 250-Ω-Bürdenwiderstand zu entfernen und so die Anwendung einer Eingangsgleichspannung von ±10 V zu ermöglichen.
Die zugehörige JGPA-Karte bietet zwölf 24-V-DC-Ausgangsanschlüsse, einen für jeden 4-20-mA-Transmittereingang.
4.2 Konfiguration des Servoausgangs
Der IS400TCASH1A unterstützt sechs Servoausgänge, die jeweils über Jumper für den TMR-Modus (3-Spulen-Servo) oder den Simplex-Modus (2-Spulen-Servo) konfigurierbar sind. Die ersten beiden Servoausgänge sind zusätzlich über die Klemmen SVRL1 und SVRL2 mit einer externen Selbstmordfunktion ausgestattet. Wenn ein externer Kontakt über diese Klemmen schließt, wird der Servoausgang von der digitalen Reglersteuerung isoliert und stellt eine direkte Verbindung über einen Strombegrenzungswiderstand (fester 15-mA-Ausgang) zur Schutzreaktion der Steuerung her.
4.3 LVDT-Positionsservosystem
Der IS400TCASH1A empfängt sekundärseitige Signale von LVDT-Sensoren über die TCAT-Klemmenplatine. Diese Signale werden von der BCAA-Erfassungsplatine aufbereitet, in ein gleichstromäquivalentes Signal umgewandelt und vom Prozessor über A/D-Wandler gelesen. Die PCAA-Firmware kann bis zu sechs unabhängige digitale Servoregler betreiben, wobei jeder Regelkreis mit einer Abtastrate von 100 Hz arbeitet. Der Reglerausgang wird an einen D/A-Wandler geschrieben, der dann den Strombefehl für den analogen Stromregler bereitstellt.
4.4 Kalibrierungsfunktion
Wenn eine neue Klemmenplatine in einem System verwendet wird, ist eine Kalibrierung der LVDTs erforderlich, die mit PSVO-, PSVP-, PCAA- oder PMVE-Servos (MVRA oder MVRF) verbunden sind. Der Controller speichert den Barcode der Klemmenleiste und vergleicht ihn während der Ladezeit der Neukonfiguration mit der aktuellen Klemmenleiste. Jedes Mal, wenn eine Kalibrierung gespeichert wird, wird der Barcodename auf die aktuelle Platine aktualisiert.
V. Diagnose und Alarme
Als Teil des PCAA-Moduls bietet der IS400TCASH1A umfassende Selbstdiagnosefunktionen. Wenn eine Diagnose eine Anomalie erkennt, generiert das System entsprechende Alarme. Im Folgenden sind häufige Alarme im Zusammenhang mit dem IS400TCASH1A aufgeführt:
Alarmcode |
Beschreibung |
Mögliche Ursache |
Lösung |
33-67 |
Thermoelement ungesund |
Der Millivolt-Eingang überschreitet den Thermoelementbereich. falscher TC-Typ konfiguriert; offener Draht; Streuspannung oder Rauschen führen dazu, dass der Eingang -63 mV überschreitet |
Überprüfen Sie die Feldverkabelung und Abschirmung. TC auf Unterbrechung prüfen; Millivoltsignal messen; Überprüfen Sie, ob der TC-Typ mit der Konfiguration übereinstimmt |
68 |
Fehlerhafte Vergleichsstelle, Backup wird verwendet |
Lokales Vergleichsstellensignal von der TCAS-Klemmenplatine außerhalb des Bereichs (normal: -50 bis 85 °C) |
Wenn sich die Hardware innerhalb des normalen Temperaturbereichs befindet, kann es zu einem Ausfall des Vergleichsstellensensors kommen. Ersetzen Sie das PCAA-Modul |
69-80 |
TCAS-Analogeingang fehlerhaft |
Falsche oder fehlende Erregung des Wandlers; fehlerhafter Wandler; Jumper-Einstellungen stimmen nicht mit der Konfiguration überein; Eingabe außerhalb des Bereichs; Unterbrechung oder Kurzschluss |
Überprüfen Sie die Feldverkabelung. Feldgerät prüfen; Erdungsauswahlbrücke prüfen; Überprüfen Sie den Eingang im Bereich von 3,0–21,5 mA, ±5,25 V, ±10,5 V |
117-122 |
LVDT-Erregung fehlgeschlagen |
Erregererdschluss; Problem mit der Feldverkabelung oder Ausfall des LVDT-Sensors; Interner Hardwarefehler |
Überprüfen Sie die Feldverkabelung und Abschirmung auf LVDT-Erregung. LVDT-Sensor prüfen; Bei einem Hardwarefehler PCAA ersetzen |
123-134 |
LVDT-Erregerspannung außerhalb des zulässigen Bereichs |
Die tatsächliche LVDT-Erregung übersteigt ±10 % von ExcitMonCal; Möglicher Fehler der Klemmenleiste |
Erregerspannung messen und mit Konfigurationsparameter vergleichen; LVDT-Sensor prüfen; Servo neu kalibrieren; PCAA ersetzen |
135-146 |
LVDT-Position außerhalb des Grenzwerts |
Problem mit der LVDT-Erregung; fehlerhafter Wandler; Unterbrechung oder Kurzschluss; Eingabe außerhalb des Bereichs; nicht kalibriert |
Überprüfen Sie die Feldverkabelung und die Erregung. LVDT-Sensor prüfen; Servoregler kalibrieren; Überprüfen Sie die MinVrms- und MaxVrms-Grenzwerte. Überprüfen Sie, ob ExcitSelect mit der Verkabelung übereinstimmt |
155-160 |
Servo deaktiviert: Konfigurationsfehler |
Servopositionseingang mit unbenutztem LVDT verbunden; Flusseingang zu ungenutztem PR; Druckeingang an unbenutzten Analogeingang; falsche Konfigurationsparameter |
Konfigurationsparameter prüfen und korrigieren; Überprüfen Sie die mit aktivierten Sensoren verbundenen Reglereingänge. Verwenden Sie die erweiterte Diagnose von ToolboxST für die Fehlerliste |
161-166 |
Servoausgang Selbstmord aktiv |
Feedback außerhalb des zulässigen Bereichs; aktuelle Rückmeldung stimmt nicht mit Befehl überein; falsche Eingangsanschlüsse |
Konfiguration prüfen; Überprüfen Sie die mit den verwendeten Sensoren verbundenen Eingänge. Überprüfen Sie die Anschlüsse des Positionssensors und die mechanische Integrität. Überprüfen Sie die Verkabelung der Servo-Ausgangsschleife auf Unterbrechung oder Kurzschluss |
217 |
TCAT-Konfiguration und Hardware-Konflikt |
TCAT in ToolboxST konfiguriert, aber nicht verbunden; TCAT nicht konfiguriert, aber verbunden |
Überprüfen Sie, ob die ToolboxST-TCAT-Auswahl mit der tatsächlichen Hardware übereinstimmt. Stellen Sie sicher, dass die Kabel P1 und P2 nicht vertauscht sind. Stellen Sie sicher, dass die Kabel fest angezogen und die Klemmbretter geerdet sind. Führen Sie einen Power-Down-Reset durch |
218 |
TCAT-Steckertypen P1 und P2 stimmen nicht überein |
Die Verbindungstypen P1 und P2 (R/R, S/S, T/T) stimmen nicht überein |
Überprüfen Sie die ToolboxST-Konfiguration und die P1/P2-Kabelverbindungen zwischen TCAS und TCAT, um eine Typübereinstimmung sicherzustellen |
VI. Wichtige Punkte bei Installation und Betrieb
6.1 Installationsschritte
Montieren Sie das PCAA-Modul sicher.
Verbinden Sie den JGPA-Stromanschluss mit dem P4-Anschluss am PCAA.
Verbinden Sie das PCAA-Modul über zwei 68-polige Kabel an den Anschlüssen P1 und P2 mit einer optionalen zugehörigen TCAT-Anschlussplatine. Ziehen Sie die Kabelbefestigungsschrauben nur handfest in PCAA und TCAT an, um eine ordnungsgemäße Kabelerdung sicherzustellen. Wenn die Kabel nicht befestigt werden, kann die PCAA die elektronische ID auf dem TCAT möglicherweise nicht lesen und die Signalqualität beeinträchtigen.
Schließen Sie je nach Systemkonfiguration ein oder zwei Ethernet-Kabel an. Wenn eine einzelne IONet-Verbindung verwendet wird, funktioniert das Modul über beide Ports ordnungsgemäß. Wenn Dual-Verbindungen verwendet werden, besteht die Standardpraxis darin, ENET1 mit dem Netzwerk zu verbinden, das dem R-Controller zugeordnet ist.
Überprüfen Sie die Erdung der JGPA-Abschirmungskabelanschlüsse. In den meisten Anwendungen sind JGPA-Abschirmungserdungsklemmen elektrisch mit dem Blech verbunden, auf dem die Platine montiert ist. Stellen Sie bei einigen Anwendungen, die eine unabhängige Schirmerdung erfordern, ein geeignetes Erdungskabel zwischen einem oder mehreren JGPA-Anschlüssen und dem erforderlichen Schirmerdungspotential bereit.
Versorgen Sie das Modul über den P5-Anschluss mit Strom und überprüfen Sie die Strom- und Ethernet-Statusanzeigen.
Verwenden Sie die ToolboxST-Anwendung, um die PCAA nach Bedarf zu konfigurieren.
6.2 Wichtige Hinweise
Hinweis zur Stromversorgung : Das Modul wird über eine Stromquelle betrieben, die direkt an den P5-Anschluss des Moduls angeschlossen wird, nicht über den normalen Stromanschluss auf der Prozessorplatine.
Hinweis zum Entfernen des Kabels : Stellen Sie beim Entfernen von 68-poligen Kabeln sicher, dass sich die Sechskantstifte in den auf der Platine montierten Anschlüssen nicht drehen, wenn Sie die Rändelschrauben des Kabels herausdrehen.
Erdungshinweis : Die 68-poligen Kabel müssen ordnungsgemäß geerdet sein; Andernfalls kann es zu Beeinträchtigungen der elektronischen ID-Auslesung und der Signalqualität kommen.
Konfigurationshinweis : Ändern Sie den Parameter ThermCplUnit in ToolboxST nicht willkürlich, da dies Auswirkungen auf die technischen Einheiten hat, die vom Anwendungscode erkannt werden, und möglicherweise Auswirkungen auf externe Geräte wie HMIs und Historians hat.
