IS200JPDFG1A برد اصلی توزیع برق در ماژول توزیع برق (PDM) سیستم کنترل مارک VIe جنرال الکتریک (GE) است. IS200JPDFG1A به عنوان هاب مرکزی برای توزیع برق 125 ولت DC، مسئول دریافت ورودیهای برق اضافی 125 ولت DC از باتریهای ایستگاه و/یا ماژولهای DACA (مبدلهای AC به DC) و توزیع برق چند کاناله فیلتر شده، محافظتشده و کنترلشده در داخل بردهای ماژول و سیستم عملکردی است. این برد روی مجموعه ماژول IS2020JPDF با استفاده از پیکربندی پایه پایه عمودی نصب شده است و همراه با JPDB (Power Distribution Backplane)، ماژول های DACA، بسته ورودی/خروجی تشخیصی قدرت PPDA و سایر اجزا برای تشکیل یک شبکه توزیع برق کنترل کامل و با قابلیت اطمینان بالا کار می کند.
فلسفه طراحی IS200JPDFG1A به طور کامل شامل پیگیری نهایی قابلیت اطمینان بالا و تحمل خطا مورد نیاز سیستم های قدرت کنترل صنعتی است. از ترکیبات انعطاف پذیر ورودی DC باتری و ورودی DC اصلاح شده با AC پشتیبانی می کند و خروجی را با یک یا چند ورودی فعال حفظ می کند. از طراحی گذرگاه DC شناور استفاده میکند، که گذرگاه را روی پتانسیل زمین از طریق مقاومتهای با مقاومت بالا متمرکز میکند. این قابلیت تشخیص خطای زمین را قادر میسازد در حالی که جریانهای خطای زمین تک نقطهای را به سطوح ایمن محدود میکند. هر شاخه خروجی مجهز به فیوزهای جداگانه است و مدارهای حیاتی دارای کنترل سوئیچینگ هستند که از تعمیر و نگهداری آنلاین و جداسازی خطا پشتیبانی می کنند.
موقعیت یابی سیستم و یکپارچه سازی معماری
در سلسله مراتب توزیع برق سیستم کنترل Mark VIe، IS200JPDFG1A بین ورودی های برق و بارهای پایانی قرار می گیرد و به عنوان منبع الکتریکی برای کل سیستم کنترل عمل می کند. روابط اصلی رابط آن به شرح زیر است:
برق ورودی : توان باتری 125 ولت DC (مرجع 30 A، حداکثر 145 ولت DC) را از طریق پایانه های پیچ DCHI و DCLO در نوار ترمینال مانع سمت راست دریافت می کند. برق 115/230 ولت AC را از ماژول JPDB از طریق کانکتور JAF1 دریافت می کند، سپس آن را از طریق کانکتورهای JZ2 و JZ3 برای تبدیل AC/DC به دو ماژول DACA هدایت می کند. برق 125 ولت DC تبدیل شده از طریق همان کانکتورهای JZ2/JZ3 به IS200JPDFG1A برمی گردد.
توزیع خروجی : برق بارهای مختلف سیستم را از طریق چندین کانکتور Mate-N-Lok ذوب شده، از جمله J1R/J1S/J1T برای مبدلهای DC 28 ولت، J7X/J7Y/J7Z برای ماژولهای Mark VIe I/O، J7 برای بردهای سیستم، J8A/J8B اختصاصی برای بوردهای برقی، J8A/J8B اختصاص داده شده برای ریبورد. تابلوهای ورودی تماس TBCI
رابط تشخیصی : با بسته ورودی/خروجی تشخیصی قدرت PPDA از طریق کانکتورهای کابل نواری 50 پین P1 و P2، اطلاعات شناسایی برد بارگذاری، بازخورد ولتاژ باس مثبت و منفی با توجه به زمین و سیگنالهای وضعیت شاخه خروجی ارتباط برقرار میکند.
توابع اصلی دقیق
1. ورودی اضافی و ترکیب قدرت با قابلیت اطمینان بالا
IS200JPDFG1A از اتصال همزمان چندین منبع تغذیه مستقل، از جمله یک ورودی باتری 125 ولت DC و حداکثر دو ورودی 125 ولت DC که توسط ماژول های DACA تبدیل شده اند، پشتیبانی می کند. تمام توان ورودی از طریق کوپلینگ دیود روی برد روی یک گذرگاه DC مشترک ترکیب می شود. خروجی سیستم تا زمانی که یک یا چند ورودی فعال باشد، پایدار است. این طراحی اضافی تضمین می کند که سیستم کنترل ولتاژ عملیاتی پایدار را دریافت می کند حتی اگر بانک باتری از کار بیفتد یا برق AC قطع شود.
مدار ورودی باتری به صورت سری با یک مدارشکن 30 A DC متصل می شود و پس از فیلتر نویز توسط مجموعه فیلتر واقع در زیر برد، از طریق یک دیود سری به برد مدار JPDF تغذیه می شود. برق متناوب از طریق کانکتور JAF1 متصل می شود، از طریق کانکتورهای JZ2 و JZ3 به دو ماژول DACA هدایت می شود، به 125 ولت DC تبدیل می شود و به IS200JPDFG1A باز می گردد. خروجیهای ماژولهای DACA نیز از طریق کوپلینگ دیود با انرژی باتری ترکیب میشوند و به سوئیچینگ منبع تغذیه و اشتراک بار یکپارچه دست مییابند.
2. توزیع خروجی محافظت شده چندگانه
IS200JPDFG1A کانال های توزیع خروجی غنی و برنامه ریزی شده ای را ارائه می دهد که هر یک توسط یک فیوز جداگانه محافظت می شوند:
رابط |
مقدار |
تایپ کنید |
هدف |
درجه بندی فیوز |
J1R/J1S/J1T |
3 |
2 پین، سوئیچ و فیوز شده |
منبع مبدل 125 V/28 V |
5 A (Bussmann MDA-10 typ.) |
J7X/J7Y/J7Z |
3 |
2 پین، سوئیچ و فیوز شده |
تامین ماژول I/O Mark VIe |
5 A (Bussmann ABC-5 typ.) |
J7 |
1 |
2 پین |
تامین تخته سفر سیستم |
دیود ترکیب شده از مدارهای J7X/Y/Z |
J8A/J8B |
2 |
2 پین، ذوب شده |
تامین برد JPDD از راه دور |
12 A (Bussmann ABC-12 typ.) |
J12 |
1 |
2 پین، ذوب شده |
عرضه اختصاصی هیئت مدیره TBCI |
3 A (Bussmann ABC-3 typ.) |
توان خروجی کانکتور J7 از طریق دیودهای سه مدار J7X، J7Y و J7Z سنتز می شود. خروجی J7 تنها زمانی از بین می رود که هر سه مدار دارای فیوز سوخته یا سوئیچ باز باشند. این طراحی سه گانه اضافی، قابلیت اطمینان منبع تغذیه را برای بار حیاتی برد برد سیستم افزایش می دهد. کانکتورهای J1R/J1S/J1T و J7X/J7Y/J7Z مجهز به سوئیچها هستند که به مدارهای بار جداگانه اجازه میدهند برای تعمیر و نگهداری آنلاین بدون تأثیر بر عملکرد عادی سایر تجهیزات، برق را قطع کنند.
3. طراحی اتوبوس شناور و تشخیص خطای زمین
IS200JPDFG1A از طراحی باس DC شناور استفاده می کند، که در آن ترمینال های مثبت و منفی گذرگاه از طریق مقاومت های با مقاومت بالا به پتانسیل زمین ارجاع داده می شوند. در شرایط عادی، اگر ولتاژ باس 125 ولت باشد، ترمینال مثبت تقریباً 62.5+ ولت بالاتر از سطح زمین است و ترمینال منفی همان قدر زیر پتانسیل زمین را اندازه میگیرد. مزیت قابل توجه این طرح این است که وقتی یک خطای زمین تک نقطه ای رخ می دهد، نقطه خطا به پتانسیل زمین کشیده می شود و تقارن ولتاژهای مثبت و منفی به زمین را می شکند. سیستم می تواند این تغییر را تشخیص داده و از طریق بسته ورودی/خروجی PPDA هشدار دهد. به طور همزمان، از آنجایی که مقاومتهای با مقاومت بالا در مسیر زمین قرار دارند، جریان خطای زمین به سطح بسیار پایینی محدود میشود و خطر شوک یا آتشسوزی خطرناکی ایجاد نمیکند و دارای رتبه ایمنی «فعال غیر خطرناک» است.
IS200JPDFG1A شامل مقاومت های مرکزی است که از طریق جامپر JP1 قابل انتخاب است. اگر مقاومت مرکزی در جای دیگری از سیستم ارائه شده باشد، JP1 باید باز بماند. اگر IS200JPDFG1A تنها منبع مقاومت مرکز است، JP1 باید بسته شود. هنگامی که دو برد IS200JPDFG1A به صورت موازی استفاده می شود، فقط یکی باید JP1 بسته باشد. با JP1 در جای خود، امپدانس به زمین بیشتر از 75 کیلو اهم است. با حذف JP1، امپدانس به زمین بیشتر از 1500 کیلو اهم است.
4. طراحی سیستم زمین
سیستم کنترل Mark VIe زمین را به زمین حفاظتی (PE) و زمین عملکردی (FE) تقسیم می کند. زمین پلی اتیلن باید مطابق با تمام استانداردهای محلی به یک اتصال زمین مناسب با حداقل قابلیت حمل 60 A به مدت 60 ثانیه بدون افت بیش از 10 ولت متصل شود. سیستم زمین FE باید در یک نقطه به سیستم زمین PE متصل شود.
IS200JPDFG1A از طریق پایه های فلزی متصل به ورق فلزی زیرین ماژول به زمین متصل می شود. ورق فلزی ماژول از سطحی که بر روی آن نصب شده است عایق بندی شده است، به ویژه برای اینکه امکان تعریف زمین JPDF مستقل از سطح نصب را فراهم کند. در یک نصب معمولی، IS200JPDFG1A بر روی پایه پشتی متصل به FE نصب می شود و یک سیم زمین جداگانه از ماژول به PE ارائه می شود. سیم زمین باید تا حد امکان کوتاه باشد تا امپدانس را در فرکانس های رادیویی پایین نگه دارد و به فیلترهای خط ورودی اجازه دهد تا به درستی کار کنند.
5. تشخیص و بازخورد وضعیت
IS200JPDFG1A مجموعه ای غنی از سیگنال های تشخیصی را از طریق کانکتور 50 پین P1 به بسته ورودی/خروجی تشخیصی برق PPDA ارسال می کند، از جمله:
اطلاعات شناسه الکترونیکی: نوع برد، ویرایش و شماره سریال.
دو فیدبک ولتاژ 125 ولت DC: برای نظارت بر مقدار ولتاژ، تشخیص خطای زمین و تشخیص حضور سیگنال AC استفاده می شود.
شش نشانگر وضعیت شاخه خروجی سوئیچ / فیوز شده (J1R، J1S، J1T، J7X، J7Y، J7Z).
سه نشانگر وضعیت شاخه خروجی ذوب شده (J8A، J8B، J12).
دو حلقه تست سخت افزاری روی برد (پروب PDC با برچسب HW1 و پروب NDC با برچسب HW2) ارائه شده است که هر کدام دارای یک مقاومت سری 100 کیلو اهم برای اتصال ایمن تجهیزات تست است که تشخیص عیب در محل را تسهیل می کند.
چیدمان فیزیکی و نصب
IS200JPDFG1A به گونه ای طراحی شده است که ورودی برق را از سمت راست برد بپذیرد و توان خروجی را از سمت چپ ارائه دهد. هنگامی که با یک ماژول JPDB استفاده می شود، کانکتور JAF1 برق AC را به JPDF می دهد و JPDF باید به صورت فیزیکی در زیر JPDB قرار گیرد تا طول سیم کشی برق JAF1 به حداقل برسد. کانکتور 50 پین P1 در لبه بالایی برد و P2 در لبه پایینی قرار دارد. کابلهای نواری از بالای یک برد و به پایین برد بعدی تا زمانی که بسته ورودی/خروجی PPDA که روی بالاترین برد JPDS یا JPDM میزبانی میشود، جریان پیدا کند.
ورودی باتری مثبت به ترمینال DCHI و منفی به DCLO متصل می شود. برق متناوب به کانکتور JAF1 اعمال می شود. ماژول های DACA از طریق کانکتورهای JZ2 و JZ3 به IS200JPDFG1A متصل می شوند.
سازگاری و اقدامات احتیاطی
کانکتورهای سیگنال بازخورد P1/P2 در IS200JPDFG1A با مدل های JPDF، JPDS و JPDM سازگار هستند. کانکتور JAF1 با خروجی برق AC ماژول IS2020JPDB سازگار است. اتصالات JZ2 و JZ3 با ماژول IS2020DACA سازگار هستند.
در کاربردهای 240 ولت AC، باید از اتصال متقابل سهوی بین منبع AC و ولتاژ DC اجتناب شود. از آنجایی که اکثر منابع AC با یک نول متصل به زمین کار می کنند، اگر یک اتصال ناخواسته بین 125 ولت DC و ولتاژ AC رخ دهد، مجموع ولتاژ پیک AC و 125 ولت DC به MOV های متصل بین DC و زمین اعمال می شود که به طور بالقوه از امتیاز آنها بیشتر می شود و باعث خرابی می شود. در کاربردهای 120 ولت AC، رتبه MOV می تواند ولتاژ حداکثر را بدون آسیب تحمل کند.
