El IS400TCASH1AEC es un componente crítico del PCAA (Core Analog I/O Pack) dentro del sistema de control GE Mark VIe. En concreto pertenece a la placa de terminales de la serie TCAS . Como interfaz de señal de campo del módulo PCAA, esta placa terminal proporciona puntos de conexión al cliente y enrutamiento de señales, transmitiendo de manera eficiente y confiable una amplia variedad de señales analógicas desde dispositivos de campo como turbinas de gas, compresores y otra maquinaria giratoria industrial a las placas de procesamiento analógico BCAA y BCAB dentro del PCAA.
El IS400TCASH1AEC maneja una gran parte de la señal analógica de E/S necesaria para operar una turbina de gas. Admite entradas de termopar, E/S de bucle de corriente de 4‑20 mA, entradas sísmicas, excitación y retroalimentación LVDT (transformador diferencial variable lineal), entradas de frecuencia de pulso y salidas de servobobina. El tablero de terminales se puede aplicar tanto en sistemas simplex como TMR (Triple Modular Redundant) , cumpliendo con estrictos requisitos de alta disponibilidad, alta confiabilidad y seguridad en aplicaciones de control industrial.
El IS400TCASH1AEC recibe alimentación de control de 28 V CC a través del conector P5 y suministra alimentación de 28 V CC a una placa de terminales JGPA a través del conector P4 para la terminación del blindaje del cable de campo. Además, se conecta a una placa de terminales TCAT a través de dos conectores de cable de 68 pines (P1 y P2) para lograr una distribución en abanico de la señal, distribuyendo una única señal de campo a uno o tres módulos PCAA. Un solo tablero de terminales TCAT ventila las entradas de señales a uno o tres módulos PCAA conectados, y la tierra del blindaje junto con los terminales de alimentación de campo de 24 V en una placa JGPA adyacente complementan los terminales en el PCAA y el TCAT.
Como parte del módulo PCAA, que se considera la unidad menos reemplazable (LRU), el IS400TCASH1AEC funciona junto con la placa principal BCAA, la placa de interfaz BCAB y la placa del procesador BPPx. El módulo no está diseñado para reemplazar placas individuales; cualquier falla requiere el reemplazo de todo el conjunto PCAA. El módulo emplea tecnología de montaje en superficie, que ofrece una excelente resistencia a vibraciones, temperaturas extremas e interferencias electromagnéticas, y funciona de manera confiable en entornos industriales hostiles.
II. Estructura de hardware e interfaces
2.1 Dimensiones físicas y montaje
Las dimensiones físicas del IS400TCASH1AEC son idénticas a las de otros módulos de la serie TCAS:
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 |
Montado de forma segura como parte del conjunto PCAA; El módulo PCAA se monta directamente en un panel o bastidor. El módulo utiliza bloques de terminales enchufables tipo caja estilo europeo para facilitar el cableado en campo. |
2.2 Conectores principales
El IS400TCASH1AEC está equipado con los siguientes conectores:
Conector |
Tipo |
Descripción |
P5 |
Conector de alimentación de 3 pines |
Entrada para alimentación de 28 V cc para el módulo y borneras. Nota: El módulo funciona desde una fuente de alimentación aplicada directamente al conector P5, no a través del conector de alimentación normal ubicado en la placa del procesador. |
P4 |
Conector de salida de alimentación |
Proporciona alimentación de 28 V CC a una placa JGPA ubicada para la terminación del blindaje del cable. |
P1/P2 |
Conectores de alta densidad de 68 pines |
Conéctese al tablero de terminales TCAT para distribuir la señal (distribuyendo una señal de campo a uno o tres módulos PCAA en simplex o TMR). |
ENET1/ENET2 |
Puertos Ethernet RJ‑45 |
Interfaces de sistema primaria (ENET1) y redundante/secundaria (ENET2) para conexión a la red IONet. |
Terminales de 120 euros |
Bloques de terminales tipo caja enchufables |
Para cableado de señales de dispositivos de campo, compatible con varios tipos de conductores y secciones transversales. |
2.3 Especificaciones de cableado de terminales
Los terminales de caja estilo europeo del IS400TCASH1AEC aceptan conductores con las siguientes características:
Tipo de conductor |
Sección transversal mínima |
Sección transversal máxima |
Conductor sólido |
0,2 mm² |
2,5 mm² |
Conductor trenzado |
0,2 mm² |
2,5 mm² |
Conductor trenzado con casquillo sin funda de plástico |
0,25 mm² |
2,0 mm² |
Conductor trenzado con casquillo con funda de plástico. |
0,25 mm² |
2,5 mm² |
especificación AWG |
24 CAE |
12 CAE |
Dos conductores de la misma sección, macizos |
0,2 mm² |
1,0 mm² |
Dos conductores de la misma sección, trenzados |
0,2 mm² |
1,5 mm² |
Dos conductores trenzados, punteras sin funda de plástico |
0,25 mm² |
1,0 mm² |
Dos conductores trenzados, casquillos TWIN con funda de plástico |
0,5 mm² |
1,5 mm² |
III. Tipos de señales y asignación de E/S
El IS400TCASH1AEC maneja un conjunto completo de señales analógicas. Con base en la división de señales entre los terminales PCAA y los terminales TCAT, las señales cableadas directamente a este tablero de terminales y las transmitidas a través de TCAT se detallan a continuación.
3.1 Señales conectadas directamente al IS400TCASH1AEC (terminales PCAA)
Número de señales |
Tipo de señal |
Tornillos por señal |
25 |
Entradas de termopar (compatibles con los tipos E, J, K, S, T) |
2 |
10 |
Entradas analógicas de 4‑20 mA |
2 |
2 |
Entradas configurables analógicas de 4‑20 mA o ±10 V |
2 |
2 |
Salidas analógicas de 4‑20 mA |
2 |
1 |
Salida de alimentación de ±12 V CC (clasificación de 50 mA) |
2 |
6 |
Salidas de excitación LVDT (7 Vrms, 3,2 kHz, variador de 60 mA) |
2 |
6 |
Salidas del controlador de bobina servo (±10 mA) |
2 |
3 |
Conexiones comunes (COM) |
1 |
2 |
Entradas de frecuencia de pulso TTL (con alimentación del sensor) |
2 (incluida la potencia) |
3.2 Señales transmitidas mediante TCAT (procesadas a través del IS400TCASH1AEC)
Número de señales |
Tipo de señal |
Tornillos por señal |
12 |
Entradas sísmicas ventiladas (sensores de velocidad) |
2 |
24 |
Entradas analógicas ventiladas de 4‑20 mA |
2 |
12 |
Potencia de salida de 24 V a 25 mA cada uno (para transmisores) |
2 |
3 |
Votación de salidas de 4‑20 mA (para configuraciones TMR) |
2 |
12 |
Señales de retroalimentación LVDT ventiladas |
2 |
2 |
Entradas de frecuencia de pulso magnético ventiladas (servomedidor de flujo) |
2 |
1 |
Entrada de relé suicida servo (para las dos primeras salidas de servo) |
2 |
IV. Especificaciones de precisión de la señal
La siguiente tabla enumera las precisiones típicas y especificadas para cada tipo de señal admitida por el IS400TCASH1AEC.
Tipo de señal |
Precisión especificada (incluidos todos los errores) |
Precisión típica (a 25°C) |
Entradas de termopar (Tipos E, J, K, S, T) |
±0,10 % de la escala completa (rango de -13,8 a +45,5 mV) |
±0,06% |
Entradas analógicas de 4‑20 mA (PCAA y TCAT) |
±0,25% |
±0,10% |
Entradas analógicas de 0‑10 V CC |
±0,50% |
±0,20% |
Entradas de frecuencia de pulso |
±0,05% de la lectura |
— |
Entradas de caudal |
±0,05% de la lectura |
— |
Entradas sísmicas (±1,5 V pico) |
±2,00% |
±0,90% |
Entradas LVDT (0‑7,07 Vrms) |
±1,00% |
±0,25% |
Entradas del monitor de excitación LVDT |
±1,00% |
±0,55% |
Salida de excitación LVDT |
7 V CA RMS ±5,00% |
±3,00 % (a 25 °C) |
Salida del servocontrolador (±10 mA) |
±3,50% |
±0,70% |
Salida analógica de 4‑20 mA (PCAA y TCAT) |
±0,75% |
±0,43% |
Salida de alimentación de 24 V (JGPA y TCAT) |
24 V CC ±0,5 % en el rango de 0‑25 mA |
— |
V. Configuración y Operación
Cada canal de entrada analógica en el IS400TCASH1AEC tiene un puente (JP1 a JP12) adyacente a los terminales para seleccionar si el terminal de retorno está conectado a tierra (GND) o flotante (ABIERTO) . La posición predeterminada del puente es flotante/abierto. Para las entradas analógicas 11 y 12, los puentes adicionales (JP13, JP14) seleccionan entre MA (modo de 4‑20 mA con resistencia de carga de 250 Ω) y VOLT (modo de voltaje de ±10 V, resistencia de carga eliminada). La placa JGPA asociada proporciona doce terminales de 24 V CC, uno para cada entrada del transmisor de 4‑20 mA.
5.2 Configuración de salida de servo
Cada una de las seis salidas de servo se puede configurar mediante puentes (JP15 a JP20) de la siguiente manera:
Saltador |
Posición 1-2 (TMR) |
Posición 2‑3 (Símplex) |
JP15 |
Selección de salida del servo 1 (TMR de 3 bobinas) |
Selección de salida de servo 1 (símplex de 2 bobinas) |
JP16 |
Selección de salida del servo 2 (TMR de 3 bobinas) |
Selección de salida del servo 2 (símplex de 2 bobinas) |
JP17 |
Selección de salida de servo 3 (TMR de 3 bobinas) |
Selección de salida Servo 3 (símplex de 2 bobinas) |
JP18 |
Selección de salida de servo 4 (TMR de 3 bobinas) |
Selección de salida de servo 4 (símplex de 2 bobinas) |
JP19 |
Selección de salida del servo 5 (TMR de 3 bobinas) |
Selección de salida Servo 5 (símplex de 2 bobinas) |
JP20 |
Selección de salida de servo 6 (TMR de 3 bobinas) |
Selección de salida de servo 6 (símplex de 2 bobinas) |
Las dos primeras salidas de servo (Servo 1 y Servo 2) también proporcionan una función suicida externa a través de los terminales 107 y 108 (SVRL1, SVRL2). Cuando un contacto externo se cierra a través de estos terminales, el servocontrolador se desconecta de los terminales de salida y un circuito pasivo polariza el servo para cerrarlo. Esta característica se utiliza cuando se requiere incluir la acción del servo en una respuesta protectora de control. Si no se necesitan medidas protectoras, deje abiertos los terminales 107 y 108.
5.3 Servosistema de posición LVDT
El IS400TCASH1AEC recibe señales del lado secundario de los sensores LVDT a través del tablero de terminales TCAT. Estas señales son condicionadas por la placa de adquisición BCAA, convirtiendo el voltaje RMS en una señal equivalente a CC leída por el procesador a través de convertidores A/D. El firmware PCAA puede ejecutar hasta seis servoreguladores digitales independientes, cada bucle realizado a una frecuencia de muestreo de 100 Hz . La salida del regulador digital se escribe en un convertidor D/A, y la salida del D/A es el comando de corriente para el regulador de corriente analógico.
La calibración LVDT se realiza utilizando el software ToolboxST. El usuario selecciona el modo de calibración LVDT y establece la salida del controlador CalibEnab# en TRUE. En el modo de calibración, el usuario puede utilizar la salida del servo en modo de bucle abierto para forzar la válvula a las posiciones completamente cerrada y completamente abierta. Durante la calibración, el PCAA asigna el voltaje RMS que representa las posiciones abierta y cerrada a los parámetros de configuración MinVrms y MaxVrms. Luego, el usuario selecciona Calibrar y Guardar para almacenar el voltaje de salida de excitación LVDT en el parámetro configurable ExcitMonCal.
5.4 Configuración del termopar
El PCAA (incluido el IS400TCASH1AEC) admite los tipos de termopares y rangos de temperatura enumerados en la tabla de especificaciones. Se proporciona una única unión fría con cada módulo PCAA. El módulo acepta un valor de unión fría de respaldo del controlador (CIBackup) en caso de que se detecte un problema con el sensor local. El PCAA se puede configurar para utilizar un valor de unión fría remoto proporcionado por el controlador (CJRemote). Todas las entradas de termopar están polarizadas con un voltaje de CC que impulsa la señal de temperatura a escala completa negativa si se produce un cable abierto.
5.5 Nota de configuración importante: parámetro ThermCplUnit
El parámetro ThermCplUnit afecta las unidades nativas de la variable de aplicación del controlador. Sólo está indirectamente relacionado con el icono de la bandeja y la capacidad de cambio de unidad asociada de la HMI. No cambie el parámetro ThermCplUnit en ToolboxST porque estos cambios requerirán los cambios correspondientes en el código de la aplicación y en la especificación de formato o las unidades de la variable conectada. Este parámetro modifica el valor real enviado al controlador como lo ve el código de la aplicación. El código de aplicación escrito para esperar grados Fahrenheit no funcionará correctamente si se cambia esta configuración. Los dispositivos externos como HMI e historiadores también pueden verse afectados.
VI. Diagnósticos y Alarmas
El IS400TCASH1AEC, como parte del módulo PCAA, realiza exhaustivas pruebas de autodiagnóstico. Estos incluyen:
Autoprueba de encendido (RAM, memoria flash, puertos Ethernet y la mayoría del hardware de la placa del procesador)
Monitoreo continuo de fuentes de alimentación internas.
Verificación de identificación electrónica desde la placa de terminales, la placa de adquisición y la placa del procesador para confirmar la coincidencia del hardware, seguida de una verificación de que el código de aplicación cargado desde la memoria flash sea correcto para el hardware.
Verificaciones de rango alto/bajo basadas en grupos para entradas analógicas de 4‑20 mA; si una señal cae fuera del rango especificado, el estado de la señal se declara malo
Voltajes de referencia de precisión en cada escaneo; Valores medidos comparados con los valores esperados para confirmar el estado del convertidor A/D.
Corriente de salida analógica detectada en el tablero de terminales usando una pequeña resistencia de carga; El paquete condiciona esta señal y la compara con la corriente ordenada para confirmar el estado del convertidor D/A.
Relé suicida de salida analógica monitoreado continuamente para determinar la concordancia entre el estado ordenado y la indicación de retroalimentación
Circuitos de termopar polarizados con una pequeña corriente continua; Si se abre un termopar, la señal de temperatura pasa a una lectura negativa de escala completa.
Circuitos de entrada sísmica polarizados con una pequeña corriente continua; Si se abre un circuito de sensor sísmico, se genera una alarma y el estado de la señal se configura para indicar un problema.
Las siguientes son alarmas típicas específicas del paquete de E/S PCAA que son relevantes para el IS400TCASH1AEC:
Código de alarma |
Descripción |
Posible causa |
Solución |
33‑67 |
Termopar [] no saludable |
La entrada de milivoltios excede el rango del termopar; tipo de TC incorrecto configurado; alambre abierto; tensión parásita o ruido que hace que la entrada supere los -63 mV |
Verifique el cableado y el blindaje de campo; revise el termopar en busca de circuito abierto; medir la señal entrante de milivoltios; verificar que el tipo de TC coincida con la configuración |
68 |
Cold Junction no está en buen estado, se utiliza la copia de seguridad |
La señal de unión fría local del tablero de terminales del TCAS está fuera de rango (-50 a 85 °C) |
Si el hardware está en el rango de temperatura normal, es posible que falle el sensor de unión fría; reemplazar el módulo PCAA |
69‑80 |
Entrada analógica (TCAS) [] En mal estado |
Excitación al transductor incorrecta o faltante; transductor defectuoso; la configuración del puente no coincide con la configuración; entrada más allá del rango especificado; circuito abierto o cortocircuito |
Verifique el cableado y las conexiones de campo; comprobar el dispositivo de campo; verifique el puente de selección de tierra PCAA; verificar las entradas en el rango operable (3,0‑21,5 mA, ±5,25 V, ±10,5 V) |
81-104 |
Entrada analógica (TCAT) [] No saludable |
Igual que el anterior, además de que los cables TCAT-PCAA no están completamente asentados |
Verifique el cableado de campo; verifique que los cables TCAT-PCAA estén completamente asentados en los conectores; verificar las entradas en el rango operable (3,0‑21,5 mA) |
117-122 |
Excitación LVDT [] fallida |
Falla a tierra de excitación; problema de cableado de campo o falla del sensor LVDT; falla interna del hardware |
Verifique el cableado de campo, incluidos los blindajes, para la salida de excitación LVDT; comprobar el sensor LVDT; Si falla el hardware, reemplace PCAA |
123-134 |
LVDT [] Tensión de excitación fuera de rango |
La excitación real del LVDT sale del rango (±10% de ExcitMonCal); posible falla en el tablero de terminales |
Mida el voltaje de excitación y verifique con el parámetro de configuración; comprobar el sensor LVDT; recalibrar el servo; reemplazar PCAA |
135-146 |
LVDT [] Posición fuera de límite |
Problema de excitación; transductor defectuoso; circuito abierto o cortocircuito; entrada fuera de rango; LVDT no calibrado |
Verifique el cableado de campo y la excitación LVDT; comprobar el sensor LVDT; calibrar el servoregulador; verificar los límites MinVrms y MaxVrms; verificar que ExcitSelect coincida con la fuente de excitación; verificar la configuración de PositionMargin |
155-160 |
Servo [] deshabilitado: error de configuración |
Entrada de posición del servo conectada a un LVDT no utilizado; entrada de flujo a PR no utilizado; entrada de presión a entrada analógica no utilizada; configuración incorrecta |
Verificar y corregir los parámetros de configuración; verificar que las entradas del regulador estén conectadas a las entradas de los sensores HABILITADOS; utilice ToolboxST Advanced Diagnostics para ver los errores de configuración |
161‑166 |
Servo [] Salida Suicida Activa |
Problemas con la posición del servo/flujo/entrada de presión; retroalimentación del regulador fuera de rango; La retroalimentación de corriente del servo difiere del comando. |
Verificar configuración; verificar las entradas conectadas a las entradas de los sensores usados; comprobar las conexiones del sensor de posición y la integridad mecánica; verifique el cableado del circuito de salida del servo en busca de circuito abierto o cortocircuito; comprobar si hay bobina de servo corta o abierta |
217 |
Configuración de TCAT y discrepancia de hardware |
TCAT configurado en ToolboxST pero no conectado; TCAT no configurado pero conectado |
Verifique que la selección de TCAT en ToolboxST coincida con el hardware real; verifique que las conexiones de los cables P1 y P2 no estén intercambiadas; verificar que los cables estén atornillados y que los tableros de terminales estén correctamente conectados a tierra; realice un reinicio de apagado para borrar |
218 |
Los tipos de conector TCAT P1 y P2 no coinciden |
El tipo (R/R, S/S, T/T) de las conexiones P1 y P2 entre TCAT y TCAS no coincide |
Verifique la configuración del ToolboxST y las conexiones de los cables P1 y P2 del tablero terminal TCAT; asegurar que no haya discrepancias de tipo |
VII. Instrucciones de instalación
Para instalar el módulo PCAA que contiene el tablero de terminales IS400TCASH1AEC:
Monte de forma segura el módulo PCAA en el panel o ubicación del bastidor designado.
Conecte la conexión de alimentación JGPA al conector P4 del PCAA.
Conecte el módulo PCAA a una placa de terminales TCAT asociada opcional utilizando dos cables de 68 pines en los conectores P1 y P2. Los conectores en TCAT están emparejados por conexión de red: PR1/PR2 van a una PCAA conectada a la red del controlador R, PS1/PS2 van a una PCAA conectada al controlador S y PT1/PT2 van a una PCAA conectada al controlador T. Asiente completamente los tornillos de montaje del cable, apretándolos únicamente con los dedos , en el PCAA y el TCAT para garantizar una conexión a tierra adecuada del cable. No asegurar los cables puede provocar que la PCAA no pueda leer la identificación electrónica en el TCAT y puede reducir la calidad de la señal.
Conecte uno o dos cables Ethernet según la configuración del sistema. Cuando se utiliza una única conexión IONet, el módulo funciona correctamente en cualquiera de los puertos. Si se utilizan conexiones duales, la práctica estándar es conectar ENET1 a la red asociada con el controlador R. Sin embargo, la PCAA no es sensible a las conexiones Ethernet y negocia el funcionamiento adecuado en cualquiera de los puertos. Para los módulos TMR PCAA, la conexión de red debe coincidir con la conexión realizada a TCAT (por ejemplo, el PCAA con conexión R IONet debe tener cables que vayan a los conectores TCAT PR1 y PR2).
Verifique la conexión a tierra de los terminales del cable blindado JGPA . En la mayoría de las aplicaciones, los terminales de tierra del blindaje JGPA están conectados eléctricamente a la lámina de metal en la que está montada la placa. En algunas aplicaciones que requieren una tierra de blindaje independiente de la lámina metálica de montaje, proporcione un cable de tierra adecuado entre uno o más terminales JGPA y el potencial de tierra de blindaje requerido.
Aplique energía al módulo a través del conector P5 y verifique las luces indicadoras de estado de Ethernet y de energía.
Utilice la aplicación ToolboxST para configurar la PCAA según sea necesario.
VIII. Pedidos y compatibilidad
El IS400TCASH1AEC es una placa de terminales reemplazable en campo que forma parte del paquete de E/S analógicas centrales PCAA. Al realizar el pedido, asegúrese de la compatibilidad con lo siguiente:
Versiones de la placa del procesador: PCAAH1A (BPPB) o PCAAH1B (BPPC con ControlST V04.04+)
Configuración de redundancia: Simplex o TMR
Tableros de terminales asociados: TCAT (opcional para simplex, requerido para TMR), JGPA para terminación de blindaje y alimentación de campo de 24 V
Verifique siempre que la información de identificación electrónica de la placa de terminales, la placa de adquisición y la placa del procesador coincidan. Si se detecta una discrepancia, el módulo generará un diagnóstico y es posible que no funcione correctamente.
