El IS220PSVOH1B es un módulo de E/S de servocontrol de alto rendimiento que pertenece a la serie PSVO (Servo Control I/O Pack) dentro del sistema de control Mark VIe de GE (General Electric). Este módulo está diseñado específicamente para proporcionar una interfaz eléctrica precisa y una función de control para servoválvulas en turbinas de gas, compresores y otras maquinarias rotativas industriales. El IS220PSVOH1B se comunica con el tablero terminal del servo TSVC a través de una o dos redes Ethernet de E/S y coopera con el conjunto del servocontrolador WSVO adyacente para lograr el control de circuito cerrado de dos bucles de posición de la servoválvula independientes.
El IS220PSVOH1B adopta un diseño modular, incorporando una placa de procesador de E/S distribuida común y una placa de E/S de función servo dedicada. El módulo admite cinco corrientes de salida de servoválvula seleccionables que van desde 10 mA a 120 mA, acomodando servoválvulas de diferentes especificaciones. El módulo también proporciona señales de excitación LVDT (transformador diferencial variable lineal) y puede recibir hasta ocho señales de retroalimentación LVDT y dos entradas de frecuencia de pulso desde medidores de flujo de combustible.
El IS220PSVOH1B se puede aplicar en sistemas simplex y TMR (triple modular redundante), cumpliendo con los requisitos de alta confiabilidad y alta disponibilidad de las aplicaciones de control industrial. El módulo se conecta directamente a la placa de terminales TSVCH1A a través de un conector de clavija DC-62 y accede a la red IONet a través de interfaces Ethernet RJ-45 para el intercambio de datos en tiempo real con el controlador.
II. Estructura de hardware e interfaces
2.1 Dimensiones físicas y montaje
El IS220PSVOH1B está diseñado con tecnología compacta de montaje en superficie. Sus dimensiones físicas son las siguientes:
Parámetro |
Valor |
Altura |
8,26 cm (3,25 pulgadas) |
Ancho |
4,19 cm (1,65 pulgadas) |
Profundidad |
12,1 cm (4,78 pulgadas) |
Método de montaje |
Conexión directa al conector del tablero de terminales TSVCH1A, asegurado mecánicamente mediante inserciones roscadas junto a los puertos Ethernet y el soporte de montaje. |
2.2 Conectores principales
El IS220PSVOH1B está equipado con los siguientes conectores:
Conector DC‑62 pin : ubicado en la parte inferior del módulo, se acopla directamente con el conector correspondiente en el tablero de terminales TSVC y transporta todas las señales de E/S, incluidas señales LVDT, comandos de corriente de servo y salidas de excitación.
ENET1 (RJ‑45) : Interfaz Ethernet del sistema primario para conexión a la red IONet.
ENET2 (RJ‑45) : Interfaz Ethernet del sistema redundante/secundario que admite configuraciones de red dual para mejorar la confiabilidad de la comunicación.
Puerto de infrarrojos : Ubicado en el panel frontal pero no utilizado en este producto.
2.3 LED de estado
Múltiples indicadores LED en el panel frontal brindan diagnósticos visuales, incluido el estado de energía, el estado del enlace Ethernet y el estado del módulo.
III. Descripción funcional
3.1 Función de servocontrol
El IS220PSVOH1B funciona junto con el conjunto del servocontrolador WSVO. El WSVO contiene una fuente de alimentación que convierte la entrada de voltaje P28 a ±15 V para los circuitos servoreguladores de corriente, dos servoreguladores de corriente que funcionan a partir de las referencias de corriente proporcionadas por el paquete de E/S, una selección de cinco ganancias configurables y los servorelés suicidas y circuitos controladores de salida de excitación.
Dentro del módulo, la servoplaca BSVO multiplexa 24 canales analógicos en un convertidor A/D de 16 bits (frecuencia de muestreo de 100 kHz, rango de ±10 V CC). Este A/D maneja señales de servoregulador de corriente, entradas LVDT y monitoreo de fuente de alimentación. Las referencias actuales para los reguladores de corriente analógicos en el WSVO se generan en el BSVO mediante un convertidor D/A de 14 bits. La excitación LVDT utiliza un convertidor digital a analógico que genera una onda sinusoidal de 3,2 kHz, que se filtra y se pasa al WSVO.
3.2 Interfaz LVDT
El módulo admite hasta ocho entradas de retroalimentación LVDT para una medición precisa de la posición de válvulas o actuadores. Cada entrada LVDT presenta filtrado de paso bajo y alto rechazo de modo común para garantizar señales de posición estables incluso en entornos electromagnéticos hostiles. Los usuarios pueden realizar la calibración automática de cada LVDT utilizando el software ToolboxST, registrando los valores Vrms correspondientes a las posiciones de la válvula completamente cerrada y completamente abierta (MnLVDTx_Vrms y MxLVDTx_Vrms), convirtiendo así las señales de voltaje en porcentajes de posición del 0% al 100%.
3.3 Entradas de frecuencia de pulso
El IS220PSVOH1B proporciona dos canales de entrada de frecuencia de pulso, configurables para:
Magnético (pasivo) : Adecuado para medidores de flujo de combustible y dispositivos similares. El circuito de acondicionamiento de señal está optimizado para sensores divisores de flujo.
Sensor activo TTL : Adecuado para sensores de salida activa de 5 a 27 V.
Las entradas de frecuencia de pulso también admiten varios tipos de aplicaciones:
Tipo de flujo : Se utiliza para mediciones del flujo de combustible del divisor de flujo.
Tipo de velocidad : Se utiliza para la medición de velocidad de turbina convencional de un solo eje.
Tipo de velocidad alta : amplía el rango de medición de velocidad.
Velocidad LM : Diseñado específicamente para turbinas de la serie LM.
Speed_HSNG : Se utiliza para compensar el espaciado inconsistente entre dientes en la rueda de velocidad. Este modo asigna el espacio entre dientes para eliminar variaciones periódicas de velocidad y proporciona bits de estado de bloqueo de asignación (HSNGn_Stat).
Si no se puede lograr el bloqueo debido a una variación excesiva entre dientes, el parámetro Lock_Limit se puede ajustar en incrementos del 1% para permitir una mayor variación por revolución. Las razones para el ajuste pueden incluir: rueda de velocidad magnetizada, rueda de velocidad de dos piezas, interferencia electromagnética externa o prácticas de cableado/protección inadecuadas. Sin embargo, aumentar Lock_Limit permite una mayor variación de velocidad; la causa raíz debe abordarse siempre que sea posible.
3.4 Calibración de la servoválvula
El IS220PSVOH1B admite pruebas de carrera del actuador de válvula. El rendimiento del servo se puede verificar de tres maneras:
Modo manual : ingrese el valor deseado numéricamente y monitoree el rendimiento usando el registrador de tendencias.
Rampa de posición (Verificar posición): aplica una rampa al actuador.
Corriente de paso (Verificar corriente): aplica una entrada de paso al actuador.
Cuando se utiliza una nueva placa de terminales en un sistema, se requiere la recalibración de los servobucles IS220PSVOH1B. El controlador guarda el código de barras del tablero de terminales y lo compara con el tablero de terminales actual durante el tiempo de carga de reconfiguración. Cada vez que se guarda una calibración, el nombre del código de barras se actualiza en la placa actual.
Pasos de calibración (en ToolboxST):
En el Editor de componentes, seleccione la pestaña Hardware.
En la vista de árbol, seleccione el módulo IS220PSVOH1B deseado.
En la Vista de resumen, seleccione la pestaña Variables y luego haga clic en Activar/Desconectar.
Desplácese hasta CalibEnab1 o CalibEnab2 y haga doble clic para habilitar la calibración (solo se pueden calibrar los reguladores habilitados).
Cambie a la pestaña Reguladores, seleccione el regulador deseado de la lista desplegable y marque la casilla Habilitar.
Haga clic en el botón Calibrar para abrir el cuadro de diálogo Calibrar válvula.
Haga clic en Modo de calibración para ingresar al modo de calibración.
Haga clic en Fin mínimo (carrera del actuador hasta el final mínimo), Fijar fin mínimo (leer voltaje), Fin máximo (carrera hasta el final máximo), Fijar fin máximo (leer voltaje).
Haga clic en Calibrar para usar los valores calculados, luego Guardar para almacenarlos en el módulo de E/S y en la configuración actual de ToolboxST.
Los comandos de verificación (sin requisito de secuencia) incluyen: Posición (paso y monitor), Actual (paso y monitor), Manual (movimiento manual, usado con el botón Enviar), Enviar (enviar valor de punto de ajuste), APAGADO (salir del modo de verificación).
3.5 Tipos de algoritmos reguladores
El IS220PSVOH1B admite múltiples tipos de algoritmos de servoreguladores seleccionables mediante el parámetro Reg_Type:
Valor de tipo_reg. |
Descripción |
No usado |
No usado |
no_fbk |
Sin regulador de retroalimentación |
1_posición LV |
Regulador de posición LVDT único |
1_Frecuencia de pulso |
Regulador de frecuencia de pulso único (flujo de combustible) |
2_LVpilotCyl |
Regulador de cilindro piloto dual LVDT (principal + piloto) |
2_LVposMAX |
Regulador de posición utilizando un máximo de dos LVDT |
2_LVposMIN |
Regulador de posición utilizando un mínimo de dos LVDT |
2_PIsRateMAX |
Regulador de flujo de combustible que utiliza un máximo de dos frecuencias de pulso |
3_LV_LMX |
Mediana de tres LVDT (para turbina LMX100) |
3_LVposMID |
Mediana de tres LVDT (para turbinas de gas de servicio pesado) |
4_LV_LM |
Selección de par LVDT dual ratiométrico (para LM1600/2500/6000) |
4_LV_LMX |
Regulador de cuatro LVDT (LMX extendido) |
4_LVP/cilMAX |
Cuatro reguladores máximos principales/piloto LVDT |
Cada tipo de regulador tiene parámetros de configuración dedicados, como ganancia (RegGain), polarización nula (RegNullBias), límites de posición (MaxPOSvalue/MinPOSvalue) y valores de correspondencia de voltaje LVDT (MnLVDTx_Vrms/MxLVDTx_Vrms).
3.6 Función de tramado
Para evitar que la servoválvula se atasque debido a un funcionamiento estático prolongado, el IS220PSVOH1B proporciona una función de oscilación de amplitud ajustable. Opciones de frecuencia de interpolación: 12,5 Hz, 25 Hz, 33,33 Hz, 50 Hz, 100 Hz o Sin usar. La amplitud del dither (DitherAmpl) se especifica en % de corriente, rango de 0 a 10 %. Nota: Cuando está activada la detección de bobina en cortocircuito, no se recomiendan amplitudes de oscilación superiores al 2 % ya que pueden interferir con el cálculo de la resistencia de la bobina. Si la amplitud del difuminado es crítica, desactive el cálculo de la resistencia de la bobina.
3.7 Protección contra el suicidio
El IS220PSVOH1B proporciona múltiples mecanismos de protección suicida para las salidas de servo para garantizar el accionamiento seguro de la servoválvula a una posición segura (normalmente cerrada) al detectar una falla. Las condiciones de suicidio configurables incluyen:
Suicidio actual (EnablCurSuic) : se activa cuando el error entre la corriente comandada y la corriente de retroalimentación real excede el umbral Curr_Suicide establecido (0–100%).
Suicidio de retroalimentación de posición (EnablFbkSuic) : se activa cuando la retroalimentación de posición excede el rango (100% + Fdbk_Suicide).
Suicidio de bobina abierta (OpenCoilSuic) : se activa al detectar una servobobina abierta; Utilice OpenCoildiag para obtener información de diagnóstico específica.
Suicidio de bobina corta (ShrtCoilSuic) : se activa al detectar una servobobina en cortocircuito; utilice ShrtCoildiag para obtener detalles de diagnóstico.
La detección de circuito abierto y cortocircuito se basa en el cálculo de la resistencia de la bobina: después de la calibración, RcoilOpen = 2 × (voltaje de cumplimiento del servo/corriente del servo), RcoilShort = 0,5 × (voltaje de cumplimiento del servo/corriente del servo). Los usuarios pueden configurar RopenTimeLim y RShrtTimeLim (segundos) como retrasos de confirmación de fallas.
VI. Resumen de parámetros de configuración
El IS220PSVOH1B se configura mediante el software ToolboxST. Los principales elementos de configuración incluyen:
4.1 Pestaña Servo
Parámetro |
Descripción |
Opciones / Predeterminado |
Servo_MA_Out |
Clasificación de corriente nominal del servo (mA) |
10, 20, 40, 80, 120 (predeterminado 10) |
HabilitarCurSuic |
Habilitar el suicidio actual |
Activar/Desactivar (desactivar predeterminado) |
HabilitarFbkSuic |
Habilitar el suicidio de retroalimentación de posición |
Activar/Desactivar (desactivar predeterminado) |
EnblAutoGain |
Habilitar ganancia automática (para 4_LV_LM, 3_LVLMX, 4_LVLMX) |
Activar/Desactivar (desactivar predeterminado) |
Bobina_RS_Solo |
Configuración de servo de 2 bobinas (sin carga en el terminal S) |
Activar/Desactivar (desactivar predeterminado) |
Curr_Suicidio |
Umbral de suicidio de error actual (%) |
0–100 (predeterminado 5) |
Fdbk_suicidio |
Margen de suicidio de retroalimentación de posición (%) |
0–10 (predeterminado 5) |
OpenCoilSuic |
Habilitar suicidio de bobina abierta |
Activar/Desactivar (desactivar predeterminado) |
ShrtCoilSuic |
Habilitar suicidio de bobina corta |
Activar/Desactivar (desactivar predeterminado) |
AtenciónTBmAJmpPos |
Coincidencia de posición del puente TSVC mA |
10/20/40/80/120 mA_A/120 mA_B (predeterminado 10) |
RopenTimeLim |
Retardo de detección de circuito abierto (segundos) |
0–100 (predeterminado 1) |
RShrtTimeLim |
Retardo de detección de cortocircuito (segundos) |
0–100 (predeterminado 1) |
TMR_DiffLimit |
Límite de diagnóstico de diferencia de votos de TMR (%) |
0–110 (predeterminado 25) |
4.2 Pestaña Frecuencias de pulso
Parámetro |
Descripción |
Opciones / Predeterminado |
SysLim2Latch |
Activación del pestillo del límite del sistema 2 |
Latch/NotLatch (bloqueo predeterminado) |
Tipo SysLim2 |
Limitar el tipo de comparación |
≤ o ≥ (predeterminado ≥) |
LímiteSistema2 |
Límite superior del caudal |
0–20000 (predeterminado 0) |
TMR_DiffLimit |
Límite de diferencia de votos de TMR (%) |
0–20000 (predeterminado 5) |
4.3 Pestaña Reguladores
Parámetro |
Descripción |
Rango / Predeterminado |
Tipo_reg |
Tipo de algoritmo regulador |
Ver lista anterior (predeterminado Sin uso) |
Frecuencia_difusor |
Frecuencia de tramado (Hz) |
12.5, 25, 33.33, 50, 100, Sin usar (predeterminado Sin usar) |
TramadoAmpl |
Amplitud de tramado (% de corriente) |
0–10 (predeterminado 2) |
LVDT_Margen |
Margen de diagnóstico fuera de rango del LVDT (%) |
1–100 (predeterminado 2) |
RegGain |
Ganancia del bucle de posición (% de corriente/unidad de motor) |
-200 a 200 (predeterminado 1) |
RegNullBias |
Compensación de sesgo nulo (% actual) |
-100 a 100 (0 predeterminado) |
Valor máximo de POS |
Posición completamente abierta (normalmente %) |
-15 a 150 (predeterminado 100) |
Valor mínimo de POS |
Posición completamente cerrada (normalmente %) |
-15 a 150 (predeterminado 0) |
MnLVDT1_Vrms |
Tensión LVDT en estado completamente cerrado (Vrms, simplex/TMR) |
0–7,1 (predeterminado 1/1,1,1) |
MxLVDT1_Vrms |
Tensión LVDT en plena apertura (Vrms, simplex/TMR) |
0–7,1 (predeterminado 5/5,5,5) |
V. Diagnósticos y Alarmas
El IS220PSVOH1B realiza las siguientes pruebas de autodiagnóstico:
Autoprueba de encendido: verifica la RAM, la memoria flash, los puertos Ethernet y la mayoría del hardware de la placa del procesador.
Monitoreo continuo de fuentes de alimentación internas.
Verificación de identificación electrónica: verifica que el conjunto de hardware de la placa de terminales, la placa de adquisición y la placa del procesador coincidan y que el código de la aplicación en la memoria flash sea correcto para el hardware.
Cada entrada analógica tiene comprobaciones de límites de hardware basadas en niveles altos y bajos preestablecidos (no configurables) cerca del rango operativo. Si se excede, se establece una señal lógica y la entrada ya no se escanea.
Cada entrada también tiene comprobaciones de límites del sistema basadas en niveles alto/bajo configurables, que pueden generar alarmas, habilitar/deshabilitar funciones y ser enclavadas/no enclavadas. RSTSYS restablece las condiciones fuera de límite.
El hardware de entrada analógica incluye voltajes de referencia de precisión en cada escaneo; Los valores medidos se comparan con los valores esperados para confirmar el estado del convertidor A/D.
La corriente de salida analógica se detecta en el tablero de terminales mediante una pequeña resistencia de carga; el paquete de E/S condiciona esta señal y la compara con la corriente ordenada para confirmar el estado del convertidor D/A.
El relé suicida de salida analógica se monitorea continuamente para determinar la concordancia entre el estado ordenado y la indicación de retroalimentación.
La información de diagnóstico detallada está disponible a través de la aplicación ToolboxST. Las señales de diagnóstico se pueden bloquear y restablecer individualmente mediante la señal RSTDIAG cuando vuelven a estar en buen estado.
VI. Notas de instalación
Monte de forma segura el tablero de terminales TSVCH1A.
Conecte uno (simple) o tres (TMR) módulos IS220PSVOH1B directamente a los conectores del tablero de terminales.
Asegure mecánicamente los módulos utilizando los insertos roscados junto a los puertos Ethernet y el soporte de montaje específico del tablero de terminales. Ajuste la posición del soporte de modo que no se aplique fuerza en ángulo recto al conector de clavija DC-62.
Conecte los conjuntos del servocontrolador WSVO en los conectores J2 de 48 pines y asegúrelos con los cuatro tornillos.
Conecte uno o dos cables Ethernet según la configuración del sistema. Cuando se utiliza una única conexión IONet, el módulo funciona en cualquiera de los puertos. Si se utilizan conexiones duales, la práctica estándar es conectar ENET1 a la red asociada con el controlador R.
Aplique energía a los paquetes de E/S y a los controladores mediante los interruptores de alimentación del TSVC. Utilice SW3 para R, SW2 para S y SW1 para T y verifique las luces indicadoras. Para aplicaciones simplex que utilizan TSVC JDI/JD2 (relé K1), verifique que SW1 esté encendido y que el LED verde DS1 esté encendido; de lo contrario, el relé de anulación de disparo K1 no proporcionará la protección prevista.
Utilice la aplicación ToolboxST para configurar los paquetes de E/S según sea necesario. Nota: Si la configuración descargada contiene paquetes de E/S con ID de módulo diferentes a los de la configuración actualmente en ejecución, es posible que se haya instalado firmware incorrecto en algunos paquetes de E/S. En ese caso, asegúrese de que el controlador esté ejecutando la nueva configuración, reinicie todo el sistema y luego reinicie el asistente de descarga de ToolboxST.
