DS200SDCCG4A یک کارت کنترل درایو است که توسط General Electric (GE) Motors & Industrial Systems برای سیستم های کنترل سری DIRECT-O-MATIC 2000 طراحی شده است. این برد که متعلق به سری SDCC (کارت کنترل درایو) است، بخشی از گروه G4 است و نسخه A را نشان می دهد. این برد به طور خاص برای برنامه های کنترل توربین TC2000 توسعه یافته است و به عنوان جزء اصلی برای سیستم های کنترل سری GE 2000 در حوزه کنترل توربین عمل می کند.
عملکرد اصلی کارت کنترل درایو DS200SDCCG4A ارائه کنترل اولیه برای درایوها و موتورها، پردازش سیگنال و رابط های ورودی/خروجی مشتری است. نسخه G4 اساساً با نسخه G1A یکسان است، با تفاوتهای اصلی فضای ذخیرهسازی پارامترهای EE بزرگتر و سیستمافزاری که بهطور خاص برای کاربردهای توربین بهینه شده است. این برد از معماری سه پردازندهای شامل پردازنده کنترل درایو (DCP)، پردازنده کنترل موتور (MCP) و پردازنده هم موتور (CMP) استفاده میکند که به ترتیب رابطهای کاربر و عملکردهای سطح سیستم، تنظیم جریان داخلی حلقه و توابع خاص موتور، و وظایف پردازشی فشرده ریاضی را مدیریت میکنند. نرم افزار داخلی در پنج تراشه حافظه ذخیره می شود: چهار EPROM (حاوی داده های پیکربندی برنامه ریزی شده در کارخانه) و یک EEPROM (شامل پارامترهای قابل تنظیم در میدان).
برد DS200SDCCG4A فناوری پیشرفته جنرال الکتریک در کنترل توربین را نشان می دهد و دارای ویژگی های زیر است:
معماری سه پردازنده: سه ریزپردازنده 16 بیتی را به ترتیب کنترل، کاربرد و عملکردهای ورودی/خروجی را ادغام می کند.
Extended EE Parameter Storage: دارای ظرفیت ذخیره پارامتر بزرگتر در مقایسه با نسخه G1A است که پارامترهای پیکربندی گسترده مورد نیاز برای برنامه های کنترل توربین را در خود جای می دهد.
Firmware خاص توربین: برای نیازهای خاص سیستم های کنترل توربین TC2000 بهینه شده است.
LED های تشخیصی داخلی: 10 LED کدهای خطا را در حالت BCD یا باینری نمایش می دهند که عیب یابی در محل را تسهیل می کند.
گزینههای بازنشانی چندگانه: از تنظیم مجدد دکمه داخلی، بازنشانی سیگنال خارجی، بازنشانی نرمافزار، و حفاظت از نگهبان پشتیبانی میکند.
رابط های ورودی/خروجی غنی: چندین رابط آنالوگ، دیجیتال، فرکانس و ارتباط را فراهم می کند.
این محصول به طور خاص برای سیستم های کنترل توربین TC2000، مناسب برای تجهیزات چرخشی حیاتی مانند توربین های گاز و توربین های بخار طراحی شده است. به طور گسترده ای در نیروگاه ها، تاسیسات پتروشیمی، انتقال گاز طبیعی و سایر بخش های صنعتی استفاده می شود.
II. توابع کلیدی
1. معماری کنترل سه پردازنده
کارت DS200SDCCG4A شامل سه ریزپردازنده 16 بیتی است که به طور هماهنگ از طریق RAM دو پورت (DPR) کار می کنند، یک پیکربندی RAM که می تواند به طور مستقل و همزمان توسط دو ریزپردازنده قابل دسترسی باشد:
| پردازنده |
مکان |
شرح عملکرد |
| پردازنده کنترل درایو (DCP) |
U1 |
میکروکنترلر 80C186 با عملکردهای جانبی داخلی متعدد، از جمله رمزگشایی آدرس (برای انتخاب تراشه)، ژنراتورهای حالت انتظار، کنترل کننده وقفه، تایمر/ شمارنده، و کنترل کننده دسترسی مستقیم به حافظه (DMA). نرم افزار DCP از رابط های کاربر، حلقه های تنظیم کننده بیرونی (مانند سرعت و موقعیت) و عملکردهای سطح سیستم تشکیل شده است. در کاربردهای توربین، DCP منطق اصلی کنترل توربین را مدیریت می کند. |
| پردازنده کنترل موتور (MCP) |
U21 |
میکروکنترلر 80C196 با ورودی/خروجی پرسرعت، ورودی/خروجی دیجیتال معمولی، ورودی/خروجی آنالوگ، تایمر/ شمارنده و تایمر داگ داگ. نرم افزار MCP از حلقه های داخلی مانند تنظیم کننده های جریان و عملکردهای خاص موتور/فناوری تشکیل شده است. در کاربردهای توربین، MCP کنترل سوپاپ سروو و تنظیم محرک را اجرا می کند. |
| پردازنده هم موتور (CMP) |
U35 |
پردازنده سیگنال دیجیتال TMS320 C25 که عملکردهای ریاضی فشرده را برای الگوریتم های کنترل موتور برای MCP بسیار پیچیده انجام می دهد. فقط در درایوهایی استفاده می شود که به قابلیت پردازش اضافی نیاز دارند. CMP فقط به رم دو پورت EPROM و MCP/CMP متصل می شود. |
2. نرم افزار و حافظه داخلی
کارت DS200SDCCG4A نرم افزار را در پنج تراشه حافظه ذخیره می کند:
EPROM (U11، U12، U22، U23): چهار EPROM حاوی دادههای پیکربندی برنامهریزیشده در کارخانه، از جمله الگوریتمها و پارامترهای ویژه برنامه کنترل توربین.
EEPROM (U9): یک EEPROM حاوی پارامترهای قابل تنظیم میدانی. نسخه G4 دارای یک منطقه ذخیره سازی پارامتر EE بزرگتر در مقایسه با G1A است که قادر به نگهداری پارامترهای پیکربندی گسترده مورد نیاز برای کنترل توربین است.
نکته مهم: کارت DS200SDCC (نسخه بدون تراشه حافظه) دارای سوکت خالی است. هنگام سفارش برد تعویض، کارت DS215SDCC را مشخص کنید تا مطمئن شوید که پنج تراشه حافظه گنجانده شده است. برای نسخه G4، باید از تراشه های حافظه که به طور خاص برای کاربردهای توربین پیکربندی شده اند استفاده شود.
3. صفحه نمایش تشخیصی LED
کارت DS200SDCCG4A دارای 10 LED تشخیصی است که کدهای خطا را در حالت چشمک زن نمایش می دهد:
| محدوده کد خطا |
حالت نمایش |
| 1-399 |
الگوی BCD سرعت پلک زدن آهسته (2 ال ای دی سمت چپ رقم صدها را کد می کند، 4 ال ای دی بعدی رقم ده ها را کد می کند، ال ای دی سمت راست رقم واحد را رمزگذاری می کند) |
| 400-1023 |
الگوی باینری سرعت چشمک زدن سریعتر (ال ای دی سمت چپ 2^9=512، LED دوم 2^8=256 و غیره است) |
| بدون ایراد یا درایو کار نمی کند |
پلک زدن متوالی، دو بار در یک زمان، پلک زدن از موقعیت های بیرونی به سمت داخل به مرکز و عقب |
همین LEDها را میتوان با بلوز نرمافزاری تنظیم کرد تا متغیرهای درایو را هنگام اجرا (مانند حالت نمودار میلهای مطلق یا علامتدار) بهطور درشت نشان دهند. این تنظیم نمایش خطای LED را مهار نمی کند. در کاربردهای توربین، این LED ها می توانند برای تشخیص سریع وضعیت سیستم حفاظت توربین استفاده شوند.
4. مدارها را بازنشانی کنید
DS200SDCCG4A چهار روش بازنشانی از جمله دکمه فشاری RESET را ارائه می دهد:
| روش بازنشانی |
شرح |
| دکمه Onboard |
دکمه RESET را روی SDCC فشار دهید. |
| سیگنال خارجی |
5+ تا 24+ ولت جریان مستقیم را به نقاط رابط مشتری روی بردهای STBA یا NTB/3TB (واسطه به SDCC از طریق 6PL) اعمال کنید. |
| کنترل نرم افزار |
SDCC از طریق کنترل نرم افزاری برنامه ریزی شده یک تنظیم مجدد ایجاد می کند. |
| حفاظت از سگ نگهبان |
SDCC از طریق محافظ سخت افزار داخلی خودکار، بازنشانی ایجاد می کند. |
احتیاط: بازنشانی سخت سیستم را خاموش می کند. سیستم معمولاً نباید در حین اجرا ریست شود. در کاربردهای کنترل توربین، عملیات تنظیم مجدد باید با احتیاط خاصی انجام شود تا از تأثیرگذاری بر عملکرد عادی توربین جلوگیری شود.
III. معماری سخت افزار
1. گروه های کارت
کارت DS200SDCCG4A دارای سه شماره گروه در دسترس است (نسخه های G2 هرگز تولید نشدند). نسخه G4 به طور خاص برای کاربردهای توربین TC2000 طراحی شده است:
| گروهی |
برنامه |
ویژگی های کلیدی |
| DS200SDCCG1A_ |
برنامه های درایو AC2000، DC2000، EX2000 |
نسخه استاندارد برای درایوهای عمومی و برنامه های کاربردی محرک |
| DS200SDCCG3A_ |
درایوهای DC1000 |
نسخه کاهش عملکرد |
| DS200SDCCG4A_ |
کاربردهای توربین TC2000 |
مانند G1A اما با ذخیره سازی پارامترهای EE بزرگتر و سیستم عامل بهینه شده برای کنترل توربین |
2. اتصالات کارت
DS200SDCCG4A با سایر بردهای کنترلر و سیگنال های خارجی از طریق هشت کانکتور (با نام _PL) ارتباط برقرار می کند:
| هدف رابط |
رابط |
در برنامه های TC2000 |
| 1PL |
I/O بین برد منبع تغذیه/اینترفیس (DS200IMCP، DCI، SDCI، یا DCFB) و SDCC |
سیگنال های نظارت و حفاظت برق را متصل می کند |
| 2PL |
ورودی های ± 5، 15 و 24 ولت dc از برد منبع تغذیه/اینترفیس به SDCC |
قدرت عملکرد برد کنترل را فراهم می کند |
| 3PL |
خروجی SDCC به کارت ارتباطات LAN (DS215SLCC) |
تبادل اطلاعات با کارت ارتباطی LAN |
| 6PL |
ورودی/خروجی بین برد ترمینال درایو (531X305NTB) یا برد ترمینال درایو ساده (DS200STBA) و SDCC |
سیگنال های ورودی/خروجی خارجی را برای کنترل توربین وصل می کند |
| 7PL |
I/O بین کارت پردازنده سیگنال (531X309SPC) یا کارت پردازش سیگنال چند پل (DS200SPCB) و SDCC |
سیگنال های بازخورد رمزگذار و موقعیت را پردازش می کند |
| 8PL |
ورودی/خروجی بین برد ترمینال درایو (531X305NTB) یا برد ترمینال درایو ساده (DS200STBA) و SDCC |
ورودی های دیجیتال و سیگنال های رمزگذار را متصل می کند |
| 9PL |
استفاده نشده است |
- |
| 11PL |
خروجی SDCC به متر |
نمایشگرهای متر را درایو می کند |
3. نصب تخته کمکی
DS200SDCCG4A دارای تجهیزات نصب برای سایر بردها و ماژول های کمکی است. بردهای زیر را می توان بر روی SDCC نصب کرد:
کارت ارتباطات LAN DS215SLCC یا 531X306LCC
کارت پردازنده سیگنال 531X309SPC
کارت پردازش سیگنال چند پل DS200SPCB
در کاربردهای توربین TC2000، معمولاً یک کارت ارتباطی LAN برای برقراری ارتباط با سایر اجزای سیستم کنترل توربین مورد نیاز است.
4. نقاط تست
DS200SDCCG4A چندین نقطه آزمایش را برای آزمایش و عیب یابی ارائه می دهد:
| Testpoint |
نام |
شرح |
| DCOM1/DCOM2 |
مرجع مشترک |
نقطه مرجع مشترک 0 ولت |
| P5 |
توان +5 ولت |
منبع تغذیه +5 ولت تنظیم شده (5±%) |
| TP4 |
پرچم زمان بندی پیش زمینه DCP |
720 هرتز |
| TP5 |
پرچم زمان بندی بلوک افزار DCP |
720 هرتز |
| TP6 |
پرچم زمانبندی آهسته پسزمینه DCP |
90 هرتز |
| RTS |
نقطه آزمایش با هدف عمومی |
خروجی نقطه آزمایش با هدف عمومی از DCP |
| TP8 |
جریان فاز |
نمایش آنالوگ جریان موتور فاز A، با افست اسمی dc +2.5 V |
| FCLK |
خروجی نوسانگر |
خروجی نوسانگر 8 مگاهرتز 'من زنده هستم' از MCP |
| NMI |
تست هیئت |
تست تخته (تست 13) را هنگامی که به طور لحظه ای به 5+ ولت متصل می شود، آغاز می کند. فقط برای تست تخته. |
| DACS |
D/A تخته دختر انتخاب کنید |
انتخاب تخته مبدل D/A تشخیصی |
| N15 |
- قدرت 15 ولت |
منبع تغذیه -15 ولت تنظیم شده (±5%) |
| P15 |
توان +15 ولت |
منبع تغذیه +15 ولت تنظیم شده (5±%) |
| TP29 |
فرکانس خط ورودی |
نقطه آزمایش برای فرکانس خط ورودی |
| TP37 |
ولتاژ DC |
نقطه آزمایش برای ولتاژ dc (در درایوهای ac استفاده نمی شود) |
IV. تفاوت های کلیدی با نسخه G1A
| ویژگی |
نسخه G1A |
نسخه G4A |
| کاربرد اولیه |
سیستم های درایو و محرک AC2000، DC2000، EX2000 |
سیستم کنترل توربین TC2000 |
| ذخیره سازی پارامتر EE |
ظرفیت استاندارد |
ظرفیت افزایش یافته |
| سیستم عامل |
سیستم عامل درایو/ محرک عمومی |
سیستم عامل خاص کنترل توربین TC2000 |
| پیکربندی پارامتر |
پارامترهای درایو / محرک |
پارامترهای کنترل توربین (تنظیمات سرعت بیش از حد، حفاظت از دما و غیره) |
| فوکوس عملکردی |
کنترل موتور، تنظیم سرعت، تنظیم جریان |
حفاظت توربین، کنترل سوخت، نظارت بر سرعت بیش از حد |
| نرم افزار جامپر |
برخی از جامپرها برای پیکربندی عملکرد درایو |
برخی از جامپرها برای پیکربندی عملکرد خاص توربین |
V. پیکربندی و تنظیمات
1. پیکربندی جامپر سخت افزار
SDCC شامل انواع جامپرهای سخت افزاری قابل تنظیم است که اکثر آنها در کارخانه تنظیم شده اند. نسخه G4 اساساً تنظیمات جامپر مشابه نسخه G1A را دارد، اما با تنظیماتی متناسب با نیازهای برنامه توربین:
| شرح جامپر |
عملکرد |
موقعیت پیش فرض |
در برنامه های TC2000 |
| JP1 |
محافظت از نوشتن EEPROM |
2.3 (نوشتن فعال است) |
1.2 = نوشتن مهار شده (حالت ایمن). نوشتن فعال در برنامه های توربین توصیه می شود تا امکان تغییر پارامتر را فراهم کند. |
| JP7 |
بازخورد افزایش VCO |
1.2 (افزایش طبیعی) |
2.3 = افزایش سود 6:1; بر اساس نوع سیگنال بازخورد توربین انتخاب کنید. |
| JP8 |
مدار ارزش مطلق VCO بازخورد |
1.2 (حالت دوقطبی) |
2.3 = حالت مطلق برای برنامه های سرعت سنج AC. |
| JP15 |
فعال کردن کریستال DCP |
1.2 (فعال) |
برای اطمینان از عملکرد صحیح DCP باید فعال بماند. |
| JP16 |
حالت برنامه فلش |
1.2 (حالت خواندن عادی) |
2.3 = حالت برنامه ریزی مجدد FLASH. فقط در هنگام ارتقاء سیستم عامل استفاده می شود. |
| JP22 |
فعال کردن کریستال MCP |
1.2 (فعال) |
برای اطمینان از عملکرد صحیح MCP باید فعال بماند. |
| JP23 |
منبع سیگنال کانال DCP DMA |
1.2 (از بازخورد آنالوگ NTB/3TB) |
2.3 = از ورودی نشانگر رمزگذار. بر اساس نوع سیگنال بازخورد توربین انتخاب کنید. |
| JP33 |
فعال کردن کریستال CMP |
1.2 (فعال) |
برای اطمینان از عملکرد مناسب CMP، باید فعال بماند. |
2. پیکربندی سیم بلوز
| جامپر |
عملکرد |
G4A |
شرح موقعیت |
| WJ1 |
نقشه MET3 D/A به DAC1 |
0 (پرش حذف شده است) |
مشخصه SDCCG1 |
| WJ2 |
نقشه MET4 D/A به DAC2 |
0 (پرش حذف شده است) |
مشخصه SDCCG1 |
| WJ3 |
مرجع 10 ولت در مقیاس کامل برای خروجی های D/A |
0 (پرش حذف شده است) |
SDCCG1 از مرجع داخلی D/A 12 بیتی استفاده می کند |
| WJ4 |
شناسایی گروه کارت به سیستم عامل |
0 (پرش حذف شده، G1 را مشخص می کند) |
سیستم عامل از این جامپر برای شناسایی گروه کارت استفاده می کند |
| WJ5 |
اندازه آرایه سلول منطقی را پیکربندی کنید |
1.2 (جهنده نصب شده) |
SDCCG1 از دستگاه 3064 استفاده می کند |
| WJ7-WJ10 |
اندازه EEPROM را پیکربندی کنید |
مطابق جدول 2 |
پیکربندی خاص برای همه برنامههای درایو موجود |
3. ابزارهای پیکربندی نرم افزار
هرگونه تنظیم، دانلود یا جایگزینی نرم افزار در SDCC مستلزم استفاده از یکی از ابزارهای زیر است:
ST2000: مجموعه ای از ابزارهای نرم افزاری مبتنی بر DOS برای پیکربندی تجهیزات کنترلی GE DIRECT-O-MATIC® 2000.
جعبه ابزار سیستم کنترل جنرال الکتریک: مجموعه ای از ابزارهای نرم افزاری مبتنی بر ویندوز برای پیکربندی تجهیزات کنترلی GE DIRECT-O-MATIC® 2000.
LynxOS Drive Configurator: مجموعه ای از ابزارهای نرم افزاری طراحی شده برای اجرا بر روی رایانه شخصی که با سیستم عامل LynxOS کار می کند.
برای کاربردهای توربین TC2000، دستورالعمل های پیکربندی خاص TC2000 نیز باید ارجاع داده شود.
VI. نصب و نگهداری
1. مراحل نصب
خاموش: برق درایو را خاموش کنید، چند دقیقه صبر کنید تا خازن های منبع تغذیه تخلیه شوند و آزمایش کنید تا مطمئن شوید برق وجود ندارد.
درب کابینت را باز کنید: به قسمت صفحه سیم کشی چاپ شده دسترسی پیدا کنید.
کابل ها را جدا کنید: همه کابل ها را با دقت جدا کنید. بررسی کنید که کابل ها برای ساده کردن اتصال مجدد برچسب گذاری شده اند.
بردهای کمکی را بردارید: اگر تخته های کمکی نصب شده است، پیچ های نصب را بردارید و تخته های کمکی را بردارید.
گیره های آزاد: گیره های پلاستیکی را به عقب فشار دهید تا کارت قدیمی حذف شود.
Move Standoffs: نقاط ایستاده را از کارت قدیمی به کارت جدید منتقل کنید.
پیکربندی کارت جدید: همه اجزای قابل تنظیم روی کارت جدید را در همان موقعیت هایی قرار دهید که روی کارت جایگزین شده است.
نصب کارت جدید: کارت SDCC جدید را نصب کنید و مطمئن شوید که همه گیره ها در موقعیت خود قرار می گیرند.
کابلها را دوباره وصل کنید: همه کابلها را همانطور که برچسب زده شده دوباره وصل کنید، مطمئن شوید که در هر دو انتها به درستی قرار گرفتهاند.
نصب تخته های کمکی: هر برد کمکی را دوباره نصب کنید و کابل ها را وصل کنید.
ماژول برنامه نویس را نصب کنید: در صورت وجود، صفحه کلید را به کانکتور KPPL وصل کنید و پوشش را در جای خود ببندید.
2. جایگزینی/درج نرم افزار
هنگام تعویض SDCC:
چهار EPROM (U11، U12، U22، U23) را از کارت قدیمی به کارت جدید منتقل کنید.
EEPROM (U9) را از کارت قدیمی به کارت جدید منتقل کنید.
اگر علائم خرابی همچنان ادامه داشت، EPROM های جدید و یک EEPROM خالی (در صورتی که کارت جدید DS215SDCC باشد با کارت جدید ارسال می شود) نصب کنید و EEPROM را با استفاده از ابزارهای نرم افزاری برنامه ریزی کنید.
نکته مهم: از آنجایی که نسخه G4 دارای فضای ذخیره سازی پارامتر EE بزرگتر است، هنگام ارتقاء از نسخه G1A، باید از EEPROM که به طور خاص برای نسخه G4 پیکربندی شده است استفاده شود.
3. توصیه های تعمیر و نگهداری
اقدامات احتیاطی ESD: همیشه هنگام کار با تخته ها از تسمه اتصال به زمین استفاده کنید. تخته ها را در کیسه های ضد الکتریسیته ساکن نگهداری کنید.
بازرسی دوره ای: کانکتورها را از نظر شل بودن و چفت شدن های پلاستیکی برای اتصال ایمن بررسی کنید.
پشتیبان گیری پارامتر: به طور منظم از پارامترهای کنترل توربین ذخیره شده در EEPROM برای جلوگیری از تلفات تصادفی نسخه پشتیبان تهیه کنید.
مدیریت قطعات یدکی: توصیه می شود حداقل یک کارت SDCC یکسان را به عنوان یدکی در محل نگهداری کنید تا زمان خرابی به حداقل برسد.
بهروزرسانیهای میانافزار: هنگام بهروزرسانی سیستمافزار، کاملاً از رویههای رسمی جنرال الکتریک پیروی کنید تا از قطع برق در طول فرآیند جلوگیری کنید.
VII. برنامه های کاربردی
کارت کنترل درایو DS200SDCCG4A به طور خاص برای کاربردهای صنعتی زیر طراحی شده است:
سیستم کنترل توربین TC2000: به عنوان جزء اصلی کنترل سیستم TC2000، عملکردهای کنترل کاملی را برای توربین های گاز و توربین های بخار ارائه می کند.
کنترل توربین گاز: کنترل سوخت، کنترل سرعت، نظارت بر دما، نظارت بر احتراق و سایر عملکردهای کنترل توربین را اجرا می کند.
کنترل توربین بخار: کنترل سرعت توربین، حفاظت و کنترل بار را اجرا می کند.
سیستم های حفاظت ژنراتور: رابط با دستگاه های حفاظتی ژنراتور برای تنظیم ولتاژ و توان راکتیو.
نیروگاه های سیکل ترکیبی: عملکرد توربین گاز و توربین بخار را در پیکربندی های چند شفت یا تک شفت هماهنگ می کند.
درایوهای توربین صنعتی: عملکردهای کنترلی را در سیستم های محرک توربین برای کمپرسورها، پمپ ها و سایر تجهیزات صنعتی ارائه می دهد.
