La placa de entrada/salida analógica DS200TCQA (en adelante, la placa TCQA) es un módulo central de procesamiento de señales en el sistema de control de turbina de gas GE Speedtronic Mark V, diseñado específicamente para escalar y acondicionar varias señales analógicas. Instalado en los núcleos de E/S del sistema de control.
,
, y
, esta placa sirve como un centro crítico para el procesamiento de señales analógicas, manejando múltiples tipos de señales de entrada y salida, incluidas señales de posición LVDT, salidas de servoválvulas, señales de temperatura de termopar, señales analógicas de 4-20 mA, señales de vibración, salidas de accionamiento de relé, señales de pulso, entradas de voltaje, así como señales de generador y línea. A través de circuitos de acondicionamiento de señales de precisión y procesamiento de algoritmos avanzados, la placa TCQA garantiza que el sistema de control pueda leer y utilizar estas señales críticas de manera precisa y confiable, lo que brinda importantes garantías para el funcionamiento seguro y estable de las turbinas de gas.
Funciones principales
1. Capacidad de procesamiento de tipos de señales múltiples
La placa TCQA posee sólidas capacidades para procesar varias señales analógicas, que incluyen, entre otras:
Señales de entrada del sensor de posición LVDT/LVDR
Señales de salida del accionamiento de la servoválvula
Señales de medición de temperatura del termopar
Entradas y salidas de señales industriales estándar de 4-20 mA
Señales del sensor de vibración
Señales de salida del variador de relé
Señales de conteo de pulsos
Señales de entrada de voltaje
Señales de monitoreo de generador y línea.
2. Acondicionamiento y escalamiento de señales
La función principal de esta placa es el escalado y acondicionamiento precisos de señales analógicas sin procesar, que incluyen:
Amplificación o atenuación de señal a rangos de voltaje apropiados.
Filtrado de ruido y supresión de interferencias.
Procesamiento de linealización y compensación.
Aislamiento y protección de señal.
3. Comunicación e intercambio de datos
La placa TCQA intercambia datos con otros componentes del sistema a través de varias interfaces:
Comunicación por bus de datos con la placa STCA mediante el conector 3PL
Intercambio de señales de generador y línea con la placa TCQC a través del conector JE
Adquisición de señales sin procesar a través de varias interfaces dedicadas con tableros de terminales
4. Funciones de integración del sistema
Como componente importante del sistema de control Mark V, la placa TCQA proporciona:
Compatibilidad con tres núcleos de control (
,
,
)
Adaptación de interfaz que soporta diferentes tipos de tableros de terminales.
Configuración de puentes de hardware configurables
Parámetros de procesamiento de señales programables por software
Principios de trabajo detallados
1. Flujo de procesamiento de señales
El principio de funcionamiento de la placa TCQA se basa en una tecnología de procesamiento de señales analógicas de precisión. Cuando las señales sin procesar generadas por los sensores se transmiten a la placa TCQA a través de varios tableros de terminales, primero ingresan a la etapa de acondicionamiento de señales. En esta etapa, las señales se someten a un procesamiento de adaptación, filtrado y amplificación de impedancia para eliminar la interferencia de ruido y ajustarlas a los rangos de nivel apropiados. Luego, las señales procesadas ingresan a la etapa de conversión de analógico a digital, donde las señales analógicas se convierten en señales digitales para el procesamiento del sistema digital. Finalmente, las señales digitales procesadas se transmiten a otros componentes del sistema de control a través del bus de datos.
2. Procesamiento de señal de entrada de 4-20 mA
Para señales de entrada de 4-20 mA, la placa TCQA utiliza resistencias de precisión como resistencias de carga para convertir señales de corriente en señales de voltaje para medición. La corriente del transductor produce una caída de voltaje a través de la resistencia de carga, que la placa TCQA lee y escribe en el motor de E/S a través del conector 3PL. Los puentes de hardware en el tablero de terminales TBQC se utilizan para seleccionar el rango actual de las señales de entrada, lo que garantiza una medición precisa de las señales en diferentes rangos.
3. Generación de señal de salida de 4-20 mA
En el lado de salida, la placa TCQA genera señales de salida de 4-20 mA a través de circuitos de fuente de corriente de precisión, impulsando dispositivos de control conectados a la placa de terminales TBQC a través del conector JB. Estas señales de salida se utilizan normalmente para accionar varios actuadores y dispositivos de control, como válvulas de control y convertidores de frecuencia.
4. Procesamiento de señales de termopar
El procesamiento de señales de termopar es una de las funciones importantes de la placa TCQA. Los termopares están conectados al tablero de terminales TBQA, con circuitos en el tablero de terminales TBQA que proporcionan referencias de unión fría de termopar, que son utilizadas por la placa TCQA para calcular la compensación de unión fría. La placa utiliza entradas de termopar y valores de compensación para calcular la temperatura real leída por el termopar, leída finalmente por el motor de E/S a través del conector 3PL. Los usuarios pueden seleccionar tipos de termopares y curvas características a través de constantes de configuración de E/S, lo que garantiza una medición precisa de diferentes modelos de termopares.
5. Procesamiento de señal de posición LVDT/R
Los transformadores diferenciales de variable lineal (LVDT) o los reactores diferenciales de variable lineal (LVDR) se utilizan para detectar las posiciones del actuador. Las señales de posición se leen desde el tablero de terminales TBQC a través del conector JF, con señales escaladas y acondicionadas utilizadas por el Programa de secuencia de control (CSP). Las señales de excitación para LVDT/R se escriben en la placa terminal QTBA a través de la placa TCQC. Estos sensores se utilizan normalmente para regular las salidas de las servoválvulas, lo que garantiza un control preciso de las posiciones del actuador.
6. Procesamiento de señales de vibración
Las señales del sensor de vibración terminan en el tablero de terminales TBQB en núcleos
y
y leído por las juntas de núcleos de TCQA
y
respectivamente. Estas señales se escalan y acondicionan antes de escribirse en el motor de control para que las utilice el CSP para funciones de monitoreo y protección. Los usuarios pueden seleccionar valores de escala en el configurador de E/S en la interfaz del operador para adaptarse a diferentes requisitos de medición de vibración.
7. Procesamiento de la señal de frecuencia del pulso
La placa TCQA contiene circuitos para escalar y acondicionar señales de entrada de frecuencia de pulso, que se leen desde la placa TCQC a través del conector JE. Estas señales se originan a partir de entradas TTL (Transistor-Transistor Logic) y de captación magnética, introducidas a través de tableros de terminales QTBA y/o PTBA. Centro
recibe entradas de velocidad del eje de alta presión, mientras que los circuitos de entrada de frecuencia de pulso en los núcleos
y
se puede utilizar para otro procesamiento de señales.
Configuración de hardware y ajustes de puentes
La placa TCQA proporciona opciones flexibles de configuración de hardware, adaptables a diferentes necesidades de aplicación a través de configuraciones de puentes:
Puentes J1 y J2: Se utilizan para seleccionar el modo de funcionamiento de los circuitos de salida de mA, configurados según los diferentes requisitos de salida.
Jumpers J5 y J6: Se utilizan para configurar el rango actual de salidas de mA, seleccionables entre 20 mA máximo o 200 mA máximo para adaptarse a diferentes requisitos de carga.
Puente J7: Utilizado para el puerto RS232, principalmente para pruebas de placa y funciones de diagnóstico.
Puente J8: Se utiliza para habilitar el oscilador, proporcionando señales de reloj en escenarios de aplicación específicos.
Los usuarios pueden ver y configurar estos ajustes de puente a través de la pantalla de puente de hardware en la interfaz del operador, asegurando que la placa pueda cumplir con los requisitos de aplicaciones específicas. En el Apéndice A se proporciona información detallada sobre la configuración del puente de hardware como referencia técnica.
Configuración del software y configuración de parámetros
Además de la configuración de hardware, la placa TCQA admite amplias opciones de configuración de software:
Configuración de termopar: los usuarios pueden seleccionar tipos de termopar y curvas características para garantizar una medición de temperatura precisa.
Configuración de frecuencia de pulso: rangos de señal de pulso configurables y parámetros de procesamiento para adaptarse a señales de pulso de diferentes rangos de frecuencia.
Configuración de la señal de vibración: configuración de factores de escala de la señal de vibración y parámetros de filtrado para optimizar el rendimiento del monitoreo de vibración.
Señales de posición LVDT: configuración de parámetros de linealización de señales de posición y ajustes de rango para garantizar una medición de posición precisa.
Procesamiento de señal de 4-20 mA: configuración de rangos de señal de entrada y salida, tiempos de filtrado, umbrales de alarma y otros parámetros.
Estos parámetros de configuración se pueden configurar y modificar a través del configurador de E/S en la interfaz del operador, lo que brinda a los usuarios una gran flexibilidad y conveniencia.
Campos de aplicación e integración del sistema
La placa de entrada/salida analógica DS200TCQA se utiliza principalmente en el sistema de control de turbina de gas GE Speedtronic Mark V y desempeña un papel importante en las siguientes áreas:
Sistemas de Control de Plantas de Energía: Se utilizan para el monitoreo y control de turbinas de gas, asegurando la estabilidad y confiabilidad del proceso de generación de energía.
Sistemas de accionamiento industrial: proporcionan funciones precisas de procesamiento de señales en grandes dispositivos de accionamiento industriales.
Sistemas de control de procesos: desempeñan un papel clave en procesos industriales que requieren procesamiento de señales analógicas de precisión.
Sistemas de protección de equipos: brindan protección para equipos críticos a través de funciones de monitoreo de vibración y monitoreo de temperatura.
La placa TCQA está estrechamente integrada con otros componentes del sistema de control Mark V, incluidas las placas STCA, las placas TCQC, varios tableros de terminales e interfaces de operador, formando juntos una solución de sistema de control completa y confiable.
