IS200ERIOH1ACA یک برد رابط ورودی/خروجی پیچیده است که برای ادغام در ماژول های کنترل تنظیم کننده تحریک دیجیتال جنرال الکتریک (GE) EX2100 و EX2100e طراحی شده است. IS200ERIOH1ACA به عنوان یک ویرایش مجزا در خانواده محصولات ورودی/خروجی تنظیم کننده تحریک کننده (ERIO)، سازگاری کامل عملکردی را با انواع IS200ERIOH1A، IS200ERIOH1AAA، و IS200ERIOH1AAA و IS200ERIOH1ACB سازگاری کامل دارد و در عین حال ویژگیهای سختافزاری و سختافزاری خاص خود را در آن گنجانده است. IS200ERIOH1ACA به عنوان رابط سیگنال ضروری بین الگوریتمهای کنترل دیجیتال پرسرعت اجرا شده بر روی پردازنده DSPX و سیگنالهای آنالوگ و گسسته در دنیای واقعی مورد نیاز برای کنترل دقیق تحریک ژنراتور، نظارت جامع وضعیت تجهیزات، و قفلبندی محافظ قطعی است.
IS200ERIOH1ACA که در رک ماژول کنترل استاندارد EX2100 نصب شده است، در هماهنگی نزدیک با برد پردازنده سیگنال دیجیتال DSPX و برد لایه کنترل برنامه کاربردی ACLx عمل می کند. این بردها با هم زنجیره کامل کنترل تحریک را تشکیل میدهند - از دریافت بیدرنگ ولتاژ و بازخورد جریان ژنراتور، از طریق اجرای تنظیمکننده ولتاژ خودکار پیچیده (AVR)، تثبیتکننده سیستم قدرت (PSS) و الگوریتمهای محدودکننده تا تولید پالسهای شلیک دقیق زمانبندی شده برای پل برق. پانل جلویی IS200ERIOH1ACA از فولاد ضد زنگ ساخته شده است و مجموعه ای جامع از رابط های ورودی/خروجی شامل ورودی ها و خروجی های آنالوگ ایزوله، ورودی ها و خروجی های دیجیتال و مسیرهای سیگنال کنترل تحریک اختصاصی را ارائه می دهد. قابلیت اطمینان و عملکرد IS200ERIOH1ACA مستقیماً بر پاسخ دینامیکی، دقت حالت پایدار و در دسترس بودن کلی سیستم تحریک ژنراتور تأثیر می گذارد.
موقعیت یابی سیستم و یکپارچه سازی معماری
در معماری کنترل سلسله مراتبی سیستم EX2100، IS200ERIOH1ACA به طور استراتژیک در لایه رابط بین پردازنده کنترل برنامه (ACLx) و سخت افزار تبدیل توان قرار گرفته است. ستون فقرات ارتباطی آن ISBus است، یک گذرگاه خط پشتی سریال همزمان با سرعت بالا که تبادل داده قطعی و با تأخیر کم با برد DSPX را تضمین می کند. DSPX به نوبه خود با رابط انسان و ماشین (HMI)، شبکه بزرگراه داده واحد (UDH) و ایستگاه کاری مهندسی ToolboxST از طریق رابط های اترنت برد ACLx ارتباط برقرار می کند.
کانکتورهای پنل جلویی در IS200ERIOH1ACA برای دستههای سیگنال ضروری زیر که برای عملکرد سیستم تحریک لازم است، پایان میدهند:
ورودی های آنالوگ : IS200ERIOH1ACA سیگنال های بازخورد ولتاژ و جریان ژنراتور شرطی را از برد EPCT (Exciter PT/CT) و همچنین ولتاژ تحریک DC و بازخورد جریان از برد EDCF (Exciter DC Fanned Feedback) را می پذیرد. این سیگنال ها ورودی های اولیه برای AVR، PSS، محدود کننده جریان استاتور و محدود کننده های بیش از حد / کمتر از تحریک هستند.
خروجی های آنالوگ : IS200ERIOH1ACA چندین کانال خروجی آنالوگ را در فرمت های استاندارد صنعتی 4-20 میلی آمپر یا ± 10 ولت DC ارائه می دهد که برای هدایت تجهیزات اندازه گیری خارجی، ورودی های سیستم کنترل توزیع شده مشتری (DCS) یا ضبط کننده های نمودار محلی مناسب است.
ورودی های دیجیتال : کانال های ورودی دیجیتال ایزوله در IS200ERIOH1ACA سیگنال های وضعیت گسسته ای را دریافت می کنند، از جمله کنتاکت های کمکی کنتاکتور DC (41A/41B)، وضعیت کنتاکتور چشمک زن (53A/53B)، موقعیت قطع کننده ژنراتور (52G)، و سیگنال های حفاظتی حیاتی مانند قفل ورودی 86G. ورودی های تماس با مشتری همه منظوره که توسط 55 ولت DC تامین شده از سیستم خیس می شوند، نیز به دست می آیند.
خروجیهای دیجیتال : IS200ERIOH1ACA رلههای خارجی را برای اعلام هشدار، سیگنالدهی سفر، کنترل ماژولهای تحریکزدایی، و شروع دنباله چشمکزن میدان هدایت میکند.
همه کانالهای ورودی/خروجی میدانی در IS200ERIOH1ACA دارای عایق گالوانیکی هستند تا از جداسازی کامل الکتریکی بین محیط ولتاژ بالا در سطح میدان و الکترونیک حساس کنترل ولتاژ پایین اطمینان حاصل کنند. دستگاه های یکپارچه سرکوب ولتاژ گذرا از ورودی ها در برابر رویدادهای افزایش محافظت می کند. در پیکربندی Triple Modular Redundant (TMR)، سه برد IS200ERIOH1ACA - یکی در هر یک از بخشهای کنترلکننده M1، M2 و C - به طور مستقل و موازی کار میکنند. سیگنالهای گسسته بحرانی از طریق یک طرح رأیگیری 2 از 3 که در نرمافزار کاربردی اجرا میشود، تأیید میشوند و تضمین میکنند که هیچ یک از خرابیهای تخته نمیتواند باعث ایجاد یک سفر مزاحم شود.
توابع اصلی دقیق
1. دریافت و تهویه سیگنال آنالوگ دقیق
IS200ERIOH1ACA چندین کانال ورودی آنالوگ با دقت بالا را ارائه می دهد که قادر به کنترل سیگنال های اندازه گیری AC و DC با دقت عالی و حذف نویز هستند. بازخورد ولتاژ ترمینال ژنراتور از PT ها (اسم 115 ولت متناوب) و بازخورد جریان استاتور از CT ها (اسمی 1 A یا 5 A AC) پس از تهویه اولیه بر روی برد EPCT به IS200ERIOH1ACA هدایت می شوند. زنجیره پردازش سیگنال داخلی شامل فیلترهای پایین گذر ضد آلیاسینگ، تقویت کننده های ابزار دقیق و موانع جداسازی است. سیگنال های دیجیتالی حاصل از طریق ISBus به DSPX منتقل می شوند، جایی که نرم افزار AVR ولتاژ ترمینال ژنراتور را در نقطه تنظیم مرجع خود حفظ می کند.
سیگنالهای بازخورد تحریک DC - جریان میدان حاصل از یک شنت دقیق در مدار خروجی DC، و ولتاژ میدان از یک تقسیمکننده مقاومتی - نیز توسط IS200ERIOH1ACA به دست میآیند. این اندازهگیریها از حالتهای تنظیم دستی (تنظیمکننده ولتاژ میدان FVR و تنظیمکننده جریان میدان FCR)، محدودکننده بیش از حد تحریک (OEL)، محاسبه دمای میدان، و عملکرد حفاظتی از دست دادن تحریک (LOE) پشتیبانی میکنند. وضوح تبدیل A/D و نرخ نمونه برداری IS200ERIOH1ACA برای ثبت دینامیک سریع مدار تحریک در هنگام رد بار و رویدادهای خطای سیستم کافی است و اطمینان حاصل می کند که تنظیم کننده می تواند به سرعت و دقیق پاسخ دهد.
2. کانال های ورودی و خروجی دیجیتال جدا شده
IS200ERIOH1ACA مجهز به مجموعه ای جامع از کانال های ورودی/خروجی دیجیتال است که هر کدام به صورت گالوانیکی ایزوله شده اند تا از حلقه های زمین و تداخل مدارهای خارجی جلوگیری کنند. ورودی های دیجیتال به طور مداوم وضعیت اجزای کلیدی سیستم تحریک را کنترل می کنند. اینها شامل کنتاکت های کمکی کنتاکتور میدان DC (ارائه اثبات حالت باز یا بسته)، بازخورد وضعیت از رله های چشمک زن میدانی 53A و 53B، کنتاکت کمکی 52G ژنراتور برای تعیین آنلاین/آفلاین، و ورودی قفل اختصاصی 86G است. علاوه بر این، چندین ورودی تماس با مشتری با هدف عمومی در دسترس است.
کانالهای خروجی دیجیتال در IS200ERIOH1ACA وظیفه انرژی بخشیدن به رلههای فرمان را دارند که دنباله چشمک زن میدان را کنترل میکنند، کنتاکتور DC را میبندند و رلههای هشدار رانندگی و نشانگر سفر را کنترل میکنند. حالت های خروجی به طور مداوم با بازخوانی سیگنال های بازخورد کمکی تأیید می شوند. اگر یک اختلاف تشخیصی بین حالت فرمان و وضعیت بازخورد تشخیص داده شود، سیستم یک هشدار خطا مانند GPOUT1_DIAG (کد خطا 6)، GPOUT2_DIAG (کد خطا 87)، یا کدهای مربوط به GPOUT3 و GPOUT4 (کدهای خطا 91 و 93) تولید می کند. به طور مشابه، اختلاف نظر در رای گیری کانال ورودی در پیکربندی های TMR GPIN1_DIAG را از طریق GPIN6_DIAG (کدهای خطا 153، 170-174) راه اندازی می کند.
3. ارتباطات پرسرعت ISBus
IS200ERIOH1ACA با پردازنده DSPX از طریق ISBus، گذرگاه پشتی سریال همزمان با سرعت بالا اختصاصی سیستم EX2100 ارتباط برقرار می کند. معماری ISBus از انتقال داده قطعی و بدون برخورد با نرخ فریم قابل تنظیم 1، 2، 4 یا 8 میلی ثانیه پشتیبانی می کند. این زمانبندی قطعی برای تنظیمکننده ولتاژ حلقه بسته ضروری است، که باید دادههای بازخورد تازه را دریافت کند و دستورات شلیک بهروز را در هر چرخه کنترل صادر کند. IS200ERIOH1ACA به طور خودکار زمان بندی محلی خود را با ساعت اصلی ISBus تولید شده توسط DSPX همگام می کند. برد همچنین توان عملیاتی 28 ولت DC خود را مستقیماً از صفحه پشتی دریافت می کند، که سیم کشی داخلی ماژول را ساده می کند و نیاز به اتصال منبع تغذیه خارجی را از بین می برد.
قطع ارتباط ISBus بین IS200ERIOH1ACA و DSPX باعث ایجاد آلارم های تشخیصی می شود. به عنوان مثال، AlrmNHrdM1 (کد خطا 50) نشان می دهد که ارتباط ISBus به بخش کنترل کننده M1 قطع شده است. این وضعیت ممکن است ناشی از یک برد ERIO نامناسب، یک کانکتور هواپیمای عقب معیوب، یا خرابی در برد EISB (Exciter ISBus) باشد.
4. شناسایی و نظارت بر تشخیص داخلی
هر IS200ERIOH1ACA دارای یک تراشه شناسایی الکترونیکی است که شماره سریال منحصر به فرد برد، شناسه نوع برد و سطح بازبینی سخت افزار را به صورت غیرفرار ذخیره می کند. در طول توالی اولیه روشن شدن سیستم، DSPX این اطلاعات شناسه را می خواند و آن را در برابر پارامترهای پیکربندی مورد انتظار ذخیره شده در کد برنامه کنترلر تأیید می کند. اگر بررسی شناسایی ناموفق باشد - که نشان می دهد یک برد نادرست یا ناسازگار نصب شده است - سیستم خطای 'ERIO_Bad_' را ایجاد می کند (کد خطا 191). این قفل تشخیصی از عدم تطابق پیکربندی که میتواند منجر به مقیاسبندی نادرست سیگنال یا عملکرد نامناسب سیستم شود، جلوگیری میکند.
فراتر از شناسایی، IS200ERIOH1ACA به طور مداوم ولتاژ منبع تغذیه ثانویه داخلی، یکپارچگی لایه فیزیکی ISBus و سلامت زنجیره های سیگنال آنالوگ و دیجیتال حیاتی خود را نظارت می کند. هر ناهنجاری شناسایی شده به عنوان یک هشدار تشخیصی به DSPX گزارش می شود و در تاریخچه رویداد غیر فرار ثبت می شود. در صورت بروز خرابی بحرانی، IS200ERIOH1ACA خروجی های خود را به صورت پیش فرض در حالت ایمن قرار می دهد تا از ژنراتور و تجهیزات تحریک محافظت کند.
قابلیت اطمینان، قابلیت سرویس و سازگاری
IS200ERIOH1ACA برای برآورده کردن الزامات قابلیت اطمینان مورد نیاز تجهیزات تولید برق مستمر طراحی و تولید شده است. مجموعه برد مدار چاپی آن دارای یک پوشش منسجم است که محافظت در برابر رطوبت، گرد و غبار معلق در هوا و جوهای صنعتی با خورندگی ملایم را فراهم می کند. برد به صورت مکانیکی در داخل قفسه ماژول کنترل توسط دو پیچ محصور محکم می شود و دارای زبانه های اجکتور یکپارچه است که بدون استفاده از ابزار، جداسازی ایمن را تسهیل می کند.
در معماری کنترل TMR، IS200ERIOH1ACA به مشخصات میانگین زمان بین قطع اجباری (MTBFO) در سطح سیستم تا 175000 ساعت کمک می کند. این دسترسی بالا به این دلیل به دست میآید که خرابی یک IS200ERIOH1ACA در بخش M1، M2 یا C منجر به یک سفر در سراسر سیستم نمیشود. دو کنترل کننده عملیاتی باقی مانده کنترل کامل تحریک را در زمانی که تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده است حفظ می کنند. با این حال، IS200ERIOH1ACA به عنوان یک ماژول قابل تعویض داغ طراحی نشده است. تعویض باید یا با خاموش شدن کل بخش کنترلر انجام شود، یا در پیکربندی های اضافی خاص، با پیروی دقیق از روش های تعمیر آنلاین تعریف شده در راهنمای تعمیر و نگهداری و عیب یابی EX2100 (GEH-6675) انجام شود.
IS200ERIOH1ACA کاملاً با پایه های اتصال I/O و فرم مکانیکی نسخه های قبلی ERIO، از جمله IS200ERIOH1A، IS200ERIOH1AAA، و IS200ERIOH1ACB سازگار است. هنگام تعویض برد نسخه قبلی با IS200ERIOH1ACA، هیچ تغییری در کابل کشی خارجی یا زیرساخت صفحه پشتی مورد نیاز نیست. پس از نصب فیزیکی، DSPX ممکن است نیاز به بارگیری مجدد کد برنامه داشته باشد تا از سازگاری کامل در سطح سیستم عامل اطمینان حاصل شود.
