IS200STTCH2A یک برد ترمینال ورودی ترموکوپل سیمپلکس فشرده و با چگالی بالا در سیستم کنترل مارک VIe جنرال الکتریک (GE) است. به عنوان یکی از اعضای مهم خانواده STTC، IS200STTCH2A به طور خاص برای اتصال به برد پردازنده ترموکوپل PTCC (مدل IS220PTCC) طراحی شده است که 12 کانال دریافت سیگنال دمای ترموکوپل را برای کنترل فرآیند صنعتی فراهم می کند. این برد مدارهای تهویه سیگنال با دقت بالا و یک مرجع دمای اتصال سرد را ادغام میکند و آن را قادر میسازد سیگنالهای میلیولت ضعیف را از انواع مختلف ترموکوپلهای میدانی به مقادیر دمای دیجیتال تبدیل کند. به طور گسترده ای در کاربردهای اندازه گیری دمای بالا در صنایع تولید برق، پتروشیمی، فولاد و شیشه استفاده می شود.
یکی از ویژگی های متمایز IS200STTCH2A طراحی بلوک ترمینال یورو بلوک قابل اتصال آن است که سیم کشی در محل و نگهداری آینده را بسیار راحت می کند. مدارهای تهویه سیگنال و جبران اتصال سرد آن با مدارهای موجود در برد ترمینال بزرگتر TBTC یکسان است و به همان سطح از دقت و قابلیت اطمینان در یک ضریب فرم فشرده دست می یابد. این برد شامل یک تراشه شناسه داخلی است که از شناسایی سخت افزار در سطح سیستم و تشخیص خودکار خطا پشتیبانی می کند. با کار با بسته ورودی/خروجی PTCC، به طور یکپارچه از طریق اترنت به شبکه کنترل Mark VIe متصل می شود و یک زنجیره جذب دما یکپارچه از ترموکوپل تا کنترلر ایجاد می کند.
موقعیت یابی و سازگاری سیستم
در معماری کنترل Mark VIe، IS200STTCH2A به عنوان واحد جذب دمای جلویی برای ورودی/خروجی توزیع شده، بین شبکه اترنت کنترلکننده و سنسورهای ترموکوپل میدانی عمل میکند. بسته ورودی/خروجی PTCC مستقیماً به کانکتور پین DC-37 (JA1) روی برد IS200STTCH2A متصل می شود و از طریق دو پورت اترنت RJ-45 با کنترلر ارتباط برقرار می کند. یک IS200STTCH2A مربوط به یک بسته ورودی/خروجی PTCC است که یک واحد جمعآوری دما سیمپلکس را تشکیل میدهد.
توجه به این نکته ضروری است که IS200STTCH2A به طور خاص برای سیستم کنترل Mark VIe در نظر گرفته شده است و فقط با بسته ورودی/خروجی PTCC (همه نسخه های IS220PTCC) سازگار است. با بسته ورودی/خروجی YTCC مورد استفاده در سیستم ایمنی Mark VIeS سازگار نیست. این برد فقط از عملیات سیمپلکس پشتیبانی می کند و از برنامه های کاربردی Triple Modular Redundant (TMR) پشتیبانی نمی کند. اگر ورودیهای ترموکوپل با درجه ایمنی SIL مورد نیاز است، مدل STTCS2A (ترمینالهای قابل اتصال، دارای گواهی ایمنی IEC 61508، استفاده شده در ارتباط با YTCC) باید انتخاب شود.
ویژگی های عملکردی اصلی
1. 12 کانال ورودی ترموکوپل
IS200STTCH2A 12 کانال ورودی ترموکوپل را ارائه می دهد. هنگامی که با نسخه های مختلف بسته ورودی/خروجی PTCC استفاده می شود، طیف گسترده ای از انواع ترموکوپل استاندارد را پشتیبانی می کند. با نسخه PTCCCH1 انواع ورودی های E، J، K، S، T و میلی ولت را پشتیبانی می کند. با نسخه PTCCCH2، پشتیبانی از انواع B، N و R اضافه شده است. این سازگاری تقریباً تمام انواع ترموکوپلهای رایج مورد استفاده در اندازهگیری دمای صنعتی را پوشش میدهد و امکان سازگاری انعطافپذیر با الزامات مختلف اندازهگیری دمای فرآیند را فراهم میکند.
2. دریافت سیگنال میلی ولت برد وسیع
برد IS200STTCH2A مدارهای تهویه سیگنال دقیق را یکپارچه می کند. هنگامی که با PTCCCH1 استفاده می شود، محدوده سیگنال ورودی 8- تا 45+ میلی ولت است. هنگامی که با PTCCCH2 استفاده می شود، محدوده سیگنال ورودی 20- میلی ولت تا 95+ میلی ولت است. این محدوده ها پتانسیل ترموالکتریک تولید شده توسط هر نوع ترموکوپل را در محدوده دمای عملیاتی آن پوشش می دهند و حاشیه بالایی کافی را فراهم می کنند. پس از فیلتر روی برد و پردازش ضد تداخل، سیگنال ها برای دیجیتالی شدن از طریق کانکتور DC-37 به مبدل A/D در بسته ورودی/خروجی PTCC ارسال می شوند.
3. جبران دمای اتصال سرد
اصل کار ترموکوپل ها نیاز به جبران دمای محل اتصال سرد (مرجع) دارد. برد IS200STTCH2A یک مدار اندازه گیری مرجع دمای اتصال سرد را ادغام می کند که بسته I/O PTCC منبع تحریک را برای آن فراهم می کند. دمای اتصال سرد در یک مکان ثابت روی برد اندازه گیری می شود و به عنوان مرجع جبران برای همه 12 کانال عمل می کند. دقت اندازه گیری دمای محل اتصال سرد در محدوده عملیاتی سلسیوس 1.1 درجه سانتی گراد و در محدوده عملیاتی فارنهایت 2 درجه فارنهایت است. این سطح از دقت، دقت کلی اندازه گیری ترموکوپل را در شرایط دمای معمولی محیط که در کابینت های کنترل صنعتی وجود دارد، تضمین می کند.
4. طراحی ترمینال قابل اتصال
IS200STTCH2A از یک هدر زاویه راست استفاده می کند که انواع بلوک های ترمینال بلوک یورو بلوک استاندارد تجاری را می پذیرد که در مجموع 42 ترمینال می باشد. طراحی قابل اتصال در مقایسه با نسخههای پایانه ثابت، راحتی قابل توجهی را ارائه میدهد: در طول سیمکشی میدانی، تمام سیمهای گسترش ترموکوپل را میتوان از قبل به بلوک ترمینال قابل اتصال سیمکشی کرد، که سپس میتوان آن را به عنوان یک واحد برای نصب سریع روی برد قرار داد. هنگام تعویض برد، فقط بلوک ترمینال باید از پریز جدا شود، برد تعویض شود، و بلوک دوباره به برق وصل شود — نیازی به قطع یا وصل مجدد سیم جداگانه نیست. این امر زمان خرابی ناشی از خرابی برد را به شدت کاهش می دهد.
5. تشخیص و شناسایی داخلی
یک تراشه شناسه فقط خواندنی روی برد IS200STTCH2A ادغام شده است و شماره سریال برد ترمینال، نوع برد، شماره ویرایش و اطلاعات محل اتصال را ذخیره می کند. بسته ورودی/خروجی PTCC این دادههای تراشه شناسه را در طول اولیهسازی روشن میخواند. اگر عدم تطابق بین مدل برد واقعی متصل و پیکربندی شده تشخیص داده شود، یک هشدار خطای ناسازگاری سخت افزاری فورا ایجاد می شود و به طور موثر از ناهنجاری های سیستم ناشی از درج نادرست برد جلوگیری می کند.
در حین کار، بسته ورودی/خروجی PTCC جریان تشخیص بسیار کمی را به هر مسیر کانال ترموکوپل تزریق می کند. این برای تشخیص مدارهای باز در ترموکوپل یا سیم کشی آن استفاده می شود. اگر یک مدار باز رخ دهد، به دلیل قطبیت طراحی شده جریان تزریق، قرائت دما برای آن کانال در جهت دمای پایین تغییر می کند و به سیستم کنترل اجازه می دهد تا یک زنگ مدار باز را راه اندازی کند. علاوه بر این، هر نوع ترموکوپل دارای محدودیت های سخت افزاری بالا/پایین از پیش تعیین شده است. هنگامی که یک سیگنال ورودی از محدوده عملیاتی خود فراتر می رود، کانال مربوطه به طور خودکار از دنباله اسکن حذف می شود و یک هشدار تشخیصی ترکیبی ایجاد می شود، که مانع از تأثیر نامطلوب کانال معیوب بر دیگر کانال های عادی می شود.
6. پیکربندی صفر، Plug-and-Play
IS200STTCH2A به عنوان یک برد با پیکربندی سخت افزار صفر طراحی شده است: هیچ جامپر، سوئیچ یا اجزای قابل تنظیم روی برد وجود ندارد. تمامی پیکربندی کانال، انتخاب نوع ترموکوپل، تنظیمات برد، محدودیت های زنگ هشدار و سایر پارامترها توسط بسته ورودی/خروجی PTCC از طریق نرم افزار کاربردی ToolboxST انجام می شود. این طراحی نیاز مهندسان میدانی را برای انجام تنظیمات و آزمایشهای خاص بر روی هر برد ترمینال برطرف میکند و زمان نصب و راهاندازی را به میزان قابل توجهی کاهش میدهد و همچنین خطر خرابی سیستم ناشی از خطاهای پیکربندی انسانی را به حداقل میرساند.
نکات برجسته نصب و سیم کشی
مراحل نصب IS200STTCH2A ساده است: ابتدا عایق پلاستیکی و تخته ترمینال را روی یک حامل فلزی مونتاژ کنید، سپس حامل را روی یک ریل استاندارد DIN 35 میلی متری بچسبانید. در صورت نیاز به نصب مستقیم پانل، مجموعه حامل و عایق را می توان مستقیماً پیچ کرد. در اطراف برد باید فضای کافی برای اتلاف گرما و سیم کشی باقی بماند.
هنگام سیم کشی، سیم های گسترش ترموکوپل باید مستقیماً به بلوک ترمینال متصل شوند. استفاده از سیمهای #18 AWG (تقریباً 0.8 میلیمتر مربع) توصیه میشود. محافظ هر کابل محافظ باید به پایانه های محافظ تعیین شده روی بلوک ترمینال TB1 (که در داخل به SCOM متصل است) خاتمه داده شود تا از مصونیت نویز اطمینان حاصل شود. با استفاده از بلوک های ترمینال قابل اتصال: انتهای سیم کشش کنده شده را در سوراخ های مربوطه بلوک ترمینال قرار دهید و پیچ ها را محکم کنید. پس از اطمینان از ایمن بودن اتصالات، کل بلوک ترمینال را با هدر زاویه سمت راست روی برد تراز کنید و آن را در جای خود فشار دهید تا اتصال الکتریکی کامل شود. برای اطمینان از اتصالات مثبت و منفی صحیح، به قطبیت سیم های گسترش ترموکوپل توجه کنید.
این برد دارای دو سوراخ (E1 و E2) برای پیچ های اتصال به شاسی است که از طریق آن می توان برد را به سیستم زمین محافظ کابینت (PE) متصل کرد. زمین مناسب برای اطمینان از دقت اندازه گیری و ایمنی صدا بسیار مهم است.
تشخیص و نگهداری
IS200STTCH2A که با بسته ورودی/خروجی PTCC کار می کند، شناسایی برد پوششی پوشش تشخیصی، وضعیت سلامت کانال و یکپارچگی حسگر را ارائه می دهد. هنگامی که یک خطای بیش از حد سخت افزاری یا مدار باز رخ می دهد، سیگنال های هشدار تشخیصی مربوطه در کنترل کننده ارائه می شود و اطلاعات دقیق تشخیصی در سطح کانال از طریق برنامه ToolboxST در دسترس است.
در حین تعمیر و نگهداری، اگر برد IS200STTCH2A نیاز به تعویض داشت، به سادگی بسته ورودی/خروجی را از برد ترمینال جدا کنید، بلوک ترمینال را جدا کنید، برد را تعویض کنید، بلوک ترمینال را دوباره به آن وصل کنید و بسته ورودی/خروجی را دوباره وصل کنید. کل فرآیند نیازی به سیم کشی مجدد و پیکربندی مجدد بسته ورودی/خروجی PTCC ندارد (به شرطی که برد جایگزین مدل یکسان باشد و این برد فاقد جامپر باشد). این تا حد زیادی ساعات کار تعمیر و نگهداری و وابستگی به مهارت های پرسنل را کاهش می دهد.
سناریوهای کاربردی
IS200STTCH2A برای کاربردهای صنعتی مختلف که نیاز به اندازه گیری دمای بالا و نظارت بر دمای فرآیند دارند مناسب است. کاربردهای معمولی عبارتند از:
نظارت بر دمای خروجی توربین گاز و توربین بخار
اندازه گیری دمای محفظه احتراق و کوره دیگ بخار.
کنترل دما برای کوره های عملیات حرارتی و مخازن ذوب شیشه.
پایش دما در فرآیندهای گوگرد زدایی و نیترات زدایی از گازهای دودکش.
پایش دمای محیط های با دمای بالا در راکتورهای شیمیایی و خطوط لوله.
مانیتورینگ دمای بلبرینگ و روان کننده برای تجهیزات کمکی در نیروگاه ها.
برای سیستمهای Mark VIe که به 12 ورودی ترموکوپل با معماری سیمپلکس نیاز دارند، IS200STTCH2A، همراه با بسته ورودی/خروجی PTCC، راهحل جمعآوری دما، قابل اعتماد و دقیق را ارائه میدهد.
