کنترلر اصلی باس GE IS200VCMIH2B

IS200VCMIH2B یک برد کنترل کننده اصلی اتوبوس VME است که توسط جنرال الکتریک (GE) برای سیستم کنترل توربین گاز/توربین بخار Mark VI™ طراحی شده است. این برد یک ویرایش سخت افزاری مهم در سری VCMI است که به عنوان مرکز ارتباطی سیستم کنترل عمل می کند. وظیفه تبادل اطلاعات بین کنترلر و بردهای ورودی/خروجی و همچنین رابط ارتباطی شبکه کنترل سیستم، معروف به IONet را بر عهده دارد.

برد IS200VCMIH2B نقش اصلی را در سیستم کنترل Mark VI ایفا می کند. این نه تنها گذرگاه اصلی VME در قفسه‌های کنترل و ورودی/خروجی است، بلکه شناسه‌های همه بردهای موجود در رک و بردهای ترمینال مرتبط با آنها را نیز مدیریت می‌کند. از طریق شبکه IONet، VCMI ارتباط داده با سرعت بالا را با چندین رک ورودی/خروجی محلی یا راه دور امکان‌پذیر می‌کند و یک معماری سیستم کنترل انعطاف‌پذیر و مقیاس‌پذیر ایجاد می‌کند.

ویژگی های کلیدی IS200VCMIH2B عبارتند از:

• دو نسخه موجود: در نسخه های تک پورت شبکه و سه پورت شبکه برای مطابقت با نیازهای مختلف پیکربندی سیستم ارائه می شود.

• IONet Communication: از شبکه کنترل پرسرعت IONet پشتیبانی می کند و امکان تبادل بی درنگ داده بین کنترلر و I/O را فراهم می کند.

• VME Bus Master: به عنوان کنترلر اصلی باس VME عمل می کند و ارتباطات را برای همه بردهای داخل رک مدیریت می کند.

• مدیریت ID: به طور خودکار اطلاعات شناسه همه بردها و بردهای ترمینال مرتبط با آنها را در رک شناسایی و مدیریت می کند.

• پشتیبانی افزونگی: از پیکربندی‌های سیستم ساده و سه‌گانه ماژولار اضافی (TMR) پشتیبانی می‌کند.

• Remote I/O: از اتصال چندین قفسه ورودی/خروجی راه دور از طریق IONet برای گسترش مقیاس سیستم پشتیبانی می کند.

• عیب یابی جامع: خود عیب یابی برد و عملکردهای عیب یابی در سطح سیستم را برای عیب یابی آسان ارائه می دهد.

با توجه به نمودارهای موجود در سند، VCMI دارای دو نسخه است:

• نسخه تک پورت شبکه: مناسب برای سیستم های سیمپلکس یا به صورت تک کانال در سیستم های TMR.

• نسخه سه پورت شبکه: مناسب برای سیستم های TMR، با سه پورت مربوط به کانال های کنترلی R، S و T.

طراحی برد مطابق با استانداردهای صنعتی است و برای کاربردهای کنترلی در تجهیزات حیاتی مانند توربین های گاز و توربین های بخار در نیروگاه ها مناسب است.

---

II. توابع اصلی

توابع اولیه IS200VCMIH2B شامل موارد زیر است، اما به آنها محدود نمی شود:

1. کنترلر و رابط ارتباطی I/O

IS200VCMIH2B به عنوان یک پل ارتباطی بین کنترلر و بردهای I/O عمل می کند و مسئول انتقال داده های فرآیند، اطلاعات وضعیت و دستورات کنترلی بین آنهاست. داده ها را با بردهای ورودی/خروجی مختلف (مانند VAIC، VCMI و غیره) در رک از طریق گذرگاه VME مبادله می کند، در حالی که همزمان با کنترلر با سرعت بالا از طریق شبکه IONet ارتباط برقرار می کند.

2. ارتباطات شبکه IONet

IONet شبکه کنترل پرسرعت اختصاصی برای سیستم کنترل GE Mark VI است. IS200VCMIH2B از IONet برای دستیابی به موارد زیر استفاده می کند:

• تبادل اطلاعات در زمان واقعی با کنترل کننده اصلی.

• ارتباط با چندین رک ورودی/خروجی از راه دور.

• همگام سازی داده ها بین سه کانال کنترل (R، S، T) در سیستم های TMR.

• انتقال پیکربندی سیستم و داده های تشخیصی.

3. VME Bus Master

به عنوان کنترل کننده اصلی گذرگاه VME، VCMIH2B مسئول موارد زیر است:

• مدیریت دسترسی گذرگاه VME برای همه بردهای ورودی/خروجی در رک.

• داوری درخواست اتوبوس از هیئت های مختلف.

• اجرای انتقال داده باس VME.

• تشخیص و رسیدگی به خطاهای گذرگاه VME.

4. مدیریت شناسه برد

IS200VCMIH2B به طور خودکار اطلاعات شناسه همه بردها و بردهای ترمینال آنها را در رک شناسایی و مدیریت می کند:

• تراشه شناسه روی هر برد را می خواند تا اطلاعاتی مانند نوع برد، ویرایش و شماره سریال را به دست آورد.

• برای اطمینان از سازگاری سخت افزار، این اطلاعات را با مقادیر مورد انتظار در فایل پیکربندی مقایسه می کند.

• عدم تطابق شناسه یا خطاهای خواندن را تشخیص می دهد و آلارم های خطای مربوطه را ایجاد می کند.

5. پشتیبانی از پیکربندی سیستم

IS200VCMIH2B از روش های مختلف پیکربندی سیستم پشتیبانی می کند:

• سیستم‌های Simplex: یک رک کنترل تک، که می‌تواند از طریق IONet به رک‌های I/O محلی یا ورودی/خروجی از راه دور متصل شود.

• سیستم های TMR: سه کانال کنترل مستقل (R, S, T) که هر کدام دارای IONet خاص خود هستند و می توانند به رک های I/O محلی یا راه دور متصل شوند.

• پیکربندی های مختلط: ورودی/خروجی محلی و راه دور را می توان به طور انعطاف پذیر بر اساس نیازهای واقعی ترکیب کرد.

6. نظارت بر منبع تغذیه

برد IS200VCMIH2B ولتاژهای مختلف منبع تغذیه را در رک VME نظارت می کند، از جمله:

• P5 (+5 V dc)

• P15 (+15 V dc)

• N15 (-15 V dc)

• P12 (+12 V dc)

• N12 (-12 V dc)

• P28A، P28B، P28C، P28D، P28E (چند ریل dc +28 ولت)

• N28 (-28 V dc)

• ولتاژ باس 125 ولت و ولتاژ آن به زمین

هنگامی که هر ولتاژی خارج از محدوده های عملیاتی مشخص شده قرار می گیرد، برد یک هشدار خطای مربوطه ایجاد می کند.

7. تشخیص و خودآزمایی

IS200VCMIH2B دارای عملکردهای تشخیصی جامع است، از جمله:

• خودآزمایی روشن (POST)

• خودآزمایی دوره ای زمان اجرا

• تشخیص خطای گذرگاه VME

• نظارت بر وضعیت ارتباطات IONet

• بررسی سازگاری شناسه هیئت مدیره

• نظارت بر ولتاژ منبع تغذیه

• نظارت بر وضعیت ارتباط کنترلر

نتایج تشخیصی از طریق LED های پنل جلویی و نرم افزار سیستم (جعبه ابزار) ارائه می شود.

---

III. برنامه های کاربردی سیستم

1. کاربرد در Mark VI Control System

IS200VCMIH2B برد اصلی برای ارتباط کنترل‌کننده به ورودی/خروجی در سیستم کنترل Mark VI است. نقش های آن در سیستم عبارتند از:

• هاب ارتباطی: به عنوان مرکز تبادل داده بین کنترلر و بردهای ورودی/خروجی عمل می کند و از انتقال بلادرنگ داده های فرآیند و دستورات کنترل اطمینان می دهد.

• رابط شبکه: کنترلر و رک های ورودی/خروجی راه دور را از طریق IONet متصل می کند و یک سیستم کنترل توزیع شده ایجاد می کند.

• Bus Master: به عنوان کنترل کننده اصلی گذرگاه VME، ارتباطات را برای تمام بردهای I/O در رک مدیریت می کند.

• مدیریت سیستم: شناسه های برد را مدیریت می کند، وضعیت منبع تغذیه را نظارت می کند و وظایف تشخیصی را برای اطمینان از عملکرد سالم سیستم انجام می دهد.

2. پیکربندی سیستم Simplex

در سیستم های سیمپلکس، IS200VCMIH2B گزینه های پیکربندی انعطاف پذیری را ارائه می دهد:

• پیکربندی Local I/O: تمام بردهای I/O در رک کنترل نصب می شوند. VCMI مستقیماً از طریق گذرگاه VME با I/O ارتباط برقرار می کند.

• پیکربندی ورودی/خروجی از راه دور: یک یا چند قفسه ورودی/خروجی راه دور را از طریق IONet متصل می کند. هر رک از راه دور دارای برد VCMI مخصوص به خود است.

• پیکربندی ترکیبی: از هر دو ورودی/خروجی محلی و راه دور به طور همزمان برای افزایش ظرفیت ورودی/خروجی سیستم استفاده می‌کند.

3. پیکربندی سیستم TMR

در سیستم‌های ماژولار اضافی سه‌گانه، نسخه سه‌گانه پورت شبکه IS200VCMIH2B نقش کلیدی ایفا می‌کند:

• سیستم TMR در مقیاس کوچک: تمام ورودی/خروجی در قفسه کنترل نصب شده است. هر کانال (R, S, T) IONet مخصوص به خود را دارد. سه پورت VCMI به ترتیب به سه کانال متصل می شوند.

• سیستم TMR در مقیاس بزرگ: هر IONet از چندین رک I/O راه دور پشتیبانی می کند. پیکربندی‌های ورودی/خروجی برای سه کانال یکسان هستند (نوع‌ها و نقاط برد یکسان) و به افزونگی سه‌گانه دست می‌یابند.

4. گسترش I/O از راه دور

از طریق IONet، IS200VCMIH2B می تواند به چندین رک ورودی/خروجی راه دور متصل شود که هر کدام به طور بالقوه دور از رک کنترل قرار دارند. از مزایای این معماری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• سیم کشی میدان کاهش یافته: فقط یک کابل فیبر نوری یا جفت پیچ خورده برای اتصال رک از راه دور لازم است.

• ایمنی قوی نویز: ارتباطات فیبر نوری در برابر تداخل الکترومغناطیسی مصون است.

• گسترش انعطاف پذیر: در صورت نیاز می توان قفسه های راه دور را برای افزایش ظرفیت ورودی/خروجی اضافه کرد.

5. سناریوهای کاربردی معمولی

• کنترل توربین گاز: به عنوان هسته ارتباطی سیستم کنترل عمل می کند و بردهای مختلف ورودی/خروجی را برای بدست آوردن و کنترل پارامترهایی مانند سرعت، دما و فشار به هم متصل می کند.

• کنترل توربین بخار: سیگنال های ورودی/خروجی را برای کنترل شیر گاورنر، نظارت بر فشار/دما بخار و غیره مدیریت می کند.

• کنترل تحریک ژنراتور: با سیستم تحریک EX2100 برای دستیابی به کنترل تحریک کار می کند.

• ایستگاه های ورودی/خروجی راه دور: در نیروگاه های بزرگ، سیگنال های میدان پراکنده را از طریق رک های ورودی/خروجی راه دور جمع آوری می کند.

  
  

---

IV. شرح مفصل رابط

1. رابط پنل جلو

پانل جلویی IS200VCMIH2B معمولاً دارای ویژگی های زیر است:

• پورت های IONet: نسخه های تک یا سه پورت برای اتصال به شبکه IONet.

• نشانگرهای LED: وضعیت برق، وضعیت عملکرد، وضعیت شبکه و وضعیت خطا را نشان می دهد.

• دکمه ریست: برای تنظیم مجدد برد به صورت دستی.

2. اتصال دهنده های Backplane

این برد از طریق کانکتورهای VME backplane به بردهای دیگر در رک متصل می شود، از جمله:

• P1/J1: رابط گذرگاه داده 16 بیتی گذرگاه VME.

• P2/J2: پسوند 32 بیتی گذرگاه VME و کانکتور I/O تعریف شده توسط کاربر.

3. رابط های برد ترمینال

IS200VCMIH2B از طریق کابل به چندین برد ترمینال متصل می شود، از جمله:

• J3، J4، J5، J6: کانکتورهای استاندارد برد ترمینال ورودی/خروجی.

• J3A, J4A: کانکتورهای ترمینال ورودی/خروجی اضافی.

هر کانکتور مجهز به یک تراشه شناسه است که اطلاعات نوع، ویرایش و شماره سریال برد ترمینال را ذخیره می کند.

4. نظارت بر ورودی آنالوگ

IS200VCMIH2B سیگنال های ورودی آنالوگ زیر را (از طریق کانکتور Backplane P3) نظارت می کند:

5. نشانگرهای LED پانل جلویی

LED	رنگ	حالت عادی	حالت غیر عادی
قدرت	سبز	ثابت روشن	خاموش نشان دهنده قطع برق است
اجرا کنید	سبز	چشمک می زند	خاموش یا روشن بودن ثابت نشان می دهد که برد کار نمی کند
IONET1	سبز/زرد	چشمک زدن (فعالیت ارتباطی)	خاموش نشان دهنده عدم ارتباط است
IONET2 (نسخه سه پورت)	سبز/زرد	چشمک زدن (فعالیت ارتباطی)	خاموش نشان دهنده عدم ارتباط است
IONET3 (نسخه سه پورت)	سبز/زرد	چشمک زدن (فعالیت ارتباطی)	خاموش نشان دهنده عدم ارتباط است
خطا	قرمز	خاموش	ثابت روشن نشان دهنده خطای برد است

---

V. تشخیص و نگهداری

1. لیست کد خطا

IS200VCMIH2B می تواند کدهای خطای مختلفی را تولید کند که از طریق نرم افزار Toolbox قابل مشاهده هستند. کدهای خطا و توضیحات کلیدی به شرح زیر است:

2. توصیه های تعمیر و نگهداری

• بازرسی دوره ای: گزارش خطا را از طریق نرم افزار Toolbox بررسی کنید تا به سرعت ناهنجاری ها را شناسایی و برطرف کنید.

• نظارت بر برق: به هشدارهای ولتاژ منبع تغذیه توجه کنید و مشکلات برق را سریعاً عیب یابی کنید.

• بررسی ارتباط: به طور مرتب وضعیت ارتباط IONet را بررسی کنید تا از اتصال شبکه قابل اطمینان اطمینان حاصل کنید.

• مدیریت قطعات یدکی: یک برد یدکی IS200VCMIH2B برای کاهش زمان خرابی در صورت خرابی نگهداری کنید.

• ارتقاء میان‌افزار: اطمینان حاصل کنید که نسخه‌های میان‌افزار با فایل‌های پیکربندی در طول ارتقای سیستم مطابقت دارند.

  
  

---

VI. پیکربندی و سازگاری

1. روش پیکربندی

پیکربندی IS200VCMIH2B از طریق نرم افزار Toolbox انجام می شود و عمدتا شامل موارد زیر است:

• پیکربندی توپولوژی سیستم: تعداد و نوع رک های کنترل و رک های ورودی/خروجی راه دور را مشخص می کند.

• پیکربندی برد I/O: نوع و پارامترهای بردهای I/O را در هر شکاف مشخص می کند.

• پیکربندی شبکه: پارامترهای ارتباطی IONet را تنظیم می کند.

• پیکربندی تشخیصی: موارد خاص تشخیصی را فعال/غیرفعال می‌کند و آستانه‌های هشدار را تنظیم می‌کند.

2. سازگاری فایل پیکربندی

اطلاعات پیکربندی در یک فایل tre ذخیره می شود. در طول راه اندازی، IS200VCMIH2B مقایسه می کند:

• ConfigCompatCode: کد سازگاری پیکربندی مورد انتظار سیستم عامل در مقابل مقدار موجود در فایل tre.

• IOCompatCode: کد سازگاری I/O مورد انتظار سیستم عامل در مقابل مقدار موجود در فایل tre.

اگر عدم تطابق تشخیص داده شود (کدهای خطا 30-31)، فایل tre با نسخه سیستم عامل ناسازگار است. یکی از آنها باید به روز شود.

3. سازگاری با شناسه برد

IS200VCMIH2B تراشه های ID را در هر کانکتور می خواند و آنها را با مقادیر مورد انتظار مقایسه می کند. اگر عدم تطابق تشخیص داده شود (کدهای خطا 17-23)، نشان می‌دهد که نوع برد ترمینال متصل یا تجدیدنظر با پیکربندی مطابقت ندارد یا تراشه ID آسیب دیده است.

4. پیکربندی مانیتورینگ قدرت

برای کنترل از راه دور یا برنامه های ورودی/خروجی از راه دور، برخی از نظارت بر ولتاژ منبع تغذیه ممکن است قابل اجرا نباشد. این موارد تشخیصی را می توان از طریق نرم افزار Toolbox غیرفعال کرد تا از هشدارهای کاذب جلوگیری شود.