IS200BAIAH1B GE Bridge Application Board Interface Board

IS200BAIAH1B یک برد رابط کاربردی Bridge است که توسط GE Industrial Systems معرفی شده است. این یک جزء حیاتی از پلت فرم کنترل درایو سری نوآوری جنرال الکتریک است. این برد به عنوان پل هسته ای برای اتصال بردهای ترمینال کاربر به برد پردازنده اصلی (DSPX) در سیستم های درایو IGCT (Thristor-Commutated Gate یکپارچه) عمل می کند، با فرض نقش های کلیدی رابط سیگنال و جداسازی.

هدف طراحی اولیه برد IS200BAIAH1B فراهم کردن عایق الکتریکی و مرجع زمین برای همه ورودی های سیگنال منشاء از بردهای ترمینال کاربر است، در حالی که همزمان سیگنال های شرطی و ویژه برنامه را به برد پردازنده ارسال می کند. این برد عملکردهای متعددی را در یک واحد واحد ادغام می کند، از جمله ورودی/خروجی های دیجیتال، ورودی/خروجی های آنالوگ، رابط ارتباطی سریال RS-232C و سیگنال های درایو پانل متر ، که قادر به پاسخگویی به نیازهای پیچیده کنترل درایو فرکانس متغیر ولتاژ متوسط ​​است.

این محصول از طراحی تولیدی استفاده می کند که فناوری نصب سطحی را با فناوری سوراخ از طریق ترکیب می کند . این برد دارای ساختار کلی جمع و جور، قابلیت اطمینان بالا است و تحت کنترل دقیق کیفیت و تأیید تست قرار گرفته است. پنل جلویی برد دارای نشانگر وضعیت LED، نقاط تست و جامپرهای پیکربندی است که اشکال زدایی و نگهداری در محل را تسهیل می کند. علاوه بر این، دو کانکتور (P1 و P2) در پشت برد، اتصال بدون درز را به صفحه پشتی رک کنترل می‌دهند و عملکرد طولانی‌مدت و پایدار را در محیط‌های صنعتی خشن تضمین می‌کنند.

II. عملکرد اصلی دقیق

2.1 کانال های ورودی دیجیتال

برد IS200BAIAH1B شش کانال ورودی دیجیتال مجزا، دیفرانسیل و جهانی را ارائه می دهد . این کانال های ورودی دارای محدوده ولتاژ عملیاتی بسیار گسترده ای هستند:

• حالت AC : از سیگنال های سینوسی 115 ولت AC، 50/60 هرتز پشتیبانی می کند.

• حالت DC : از سیگنال های DC از 24 ولت DC تا 105 ولت DC پشتیبانی می کند.

طراحی ورودی دیفرانسیل به طور موثر تداخل حالت مشترک را سرکوب می کند، در حالی که طراحی ایزوله مدار سمت کنترل را از آسیب ولتاژ بالا یا نویز ناشی از میدان محافظت می کند. پس از تهویه سیگنال، این شش سیگنال ورودی برای تشخیص وضعیت سوئیچ خارجی، کنتاکت های کمکی کنتاکتور، سیگنال های قفل ایمنی و غیره به برد پردازنده منتقل می شوند.

2.2 کانال های خروجی دیجیتال

برد IS200BAIAH1B سه خروجی تماس رله فرم C (SPDT) را با کنترل مستقل ادغام می کند . تعیین 'Form C' به این معنی است که هر رله شامل یک ترمینال مشترک (COM)، یک تماس معمولی باز (NO) و یک تماس معمولی بسته (NC) است. این طراحی حداکثر انعطاف پذیری را برای مدارهای کنترل خارجی فراهم می کند.

از این سه رله می توان برای راه اندازی چراغ های نشانگر، کنتاکتورهای کوچک، دستگاه های هشدار یا سایر تجهیزاتی که به سیگنال های تماس خشک نیاز دارند، استفاده کرد. رله ها ذاتا ایزوله الکتریکی طبیعی بین کنتاکت ها و محرک سیم پیچ را فراهم می کنند و طراحی جداسازی سیستم را تا حد زیادی ساده می کنند.

2.3 کانال های ورودی آنالوگ

برد IS200BAIAH1B مجهز به دو کانال ورودی آنالوگ دوقطبی (AIN1 و AIN2) با محدوده ورودی ± 10 ولت است . زنجیره تهویه سیگنال برای این دو کانال به دقت طراحی شده است:

1. مرحله ورودی تقویت کننده دیفرانسیل : امپدانس ورودی بالا و قابلیت رد حالت مشترک عالی را ارائه می دهد.

2. نوسانگر سنکرون کنترل شده با ولتاژ (VCO) : سیگنال خروجی ولتاژ آنالوگ توسط تقویت کننده دیفرانسیل به یک VCO سنکرون تغذیه می شود که دامنه ولتاژ را به یک قطار پالس متناسب با فرکانس تبدیل می کند.

3. انتقال پالس دیفرانسیل : قطار پالس تولید شده توسط VCO به عنوان یک سیگنال دیفرانسیل به سمت جدا شده سیستم منتقل می شود، در نتیجه به ایزولاسیون سیگنال آنالوگ با حداقل اعوجاج و خطی بالا دست می یابد.

برد IS200BAIAH1B همچنین حالت های ورودی حلقه جریان 4-20 میلی آمپری قابل تنظیم را برای کانال های ورودی آنالوگ (از طریق جامپرهای JP5 و JP6) فراهم می کند که اتصال فرستنده های استاندارد صنعتی را آسان می کند.

2.4 کانال های خروجی آنالوگ

برد IS200BAIAH1B سیگنال های دیجیتال را از برد پردازنده DSPX دریافت می کند و خروجی های آنالوگ را از طریق تبدیل دیجیتال به آنالوگ تولید می کند. این برد در مجموع چهار کانال خروجی را ارائه می دهد:

• کانال های A و B : برای استفاده مشتری از طریق برد ترمینال در دسترس هستند. آنها می توانند ابزارهای خارجی را هدایت کنند یا به عنوان خروجی نقطه تنظیم برای کنترل فرآیند عمل کنند.

• کانال‌های C و D : برای هدایت کنتورهای پانل درایو (مانند ولتمتر خروجی یا آمپرمتر خروجی) اختصاص داده شده است که به اپراتورها نشان‌دهنده بصری پارامترهای عملیاتی را ارائه می‌دهد. این کنتورها توسط سیگنال‌های PWM با رزولوشن 10 بیتی با فرکانس 24 کیلوهرتز هدایت می‌شوند.

2.5 رابط ارتباطی RS-232C

برد IS200BAIAH1B یک عملکرد پل زدن رابط ارتباطی سریال RS-232C بین برد پردازنده DSPX و صفحه کلید درایو و ابزار برنامه نویسی رایانه شخصی را ارائه می دهد . این برد تبدیل سطح و مسیریابی سیگنال بین سطوح TTL و سطوح RS-232C را انجام می‌دهد و تنظیم پارامترها، نظارت بر وضعیت و تشخیص خطا را امکان‌پذیر می‌سازد.

2.6 ورودی های با وفاداری بالا

IS200BAIAH1B پنج جفت سیگنال ورودی دیفرانسیل با کیفیت بالا (HIFI_1 تا HIFI_5) را از صفحه پشتی از طریق رابط P2 دریافت می کند. این سیگنال ها برای انتقال سیگنال های مرجع آنالوگ با دقت بالا یا بازخورد در داخل سیستم استفاده می شوند که برای دقت کنترل کلی درایو بسیار مهم است.

2.7 رابط رمزگذار

این برد یک رابط ورودی انکودر دیفرانسیل را فراهم می کند که از سیگنال های رمزگذار مربعی استاندارد A و B برای بازخورد سرعت یا موقعیت پشتیبانی می کند.

III. توضیحات سخت افزاری دقیق

3.1 چیدمان و اتصالات

برد IS200BAIAH1B از طریق دو کانکتور اصلی صفحه پشتی P1 و P2 با سیستم یکپارچه می شود.

• کانکتور P2 : این یک کانکتور با چگالی بالا است که در درجه اول مسئول ارتباط دیجیتال با برد پردازنده DSPX است. این گذرگاه 32 بیتی , آدرس گذرگاه داده , سیگنال های کنترل خواندن/نوشتن سیگنال , سیگنال انتخاب تراشه , قطع و سیگنال های ساعت را حمل می کند . علاوه بر این، سیگنال‌هایی برای ورودی‌های با وفاداری بالا و سیگنال‌های سطح TTL برای ارتباطات صفحه کلید و ابزار نیز از طریق این کانکتور منتقل می‌شوند.

• کانکتور P1 : این کانکتور تمام سیگنال های رابط را به برد ترمینال کاربر منتقل می کند. تخصیص پین آن شش ورودی دیجیتال دیفرانسیل، سیگنال های رمزگذار، دو ورودی ولتاژ آنالوگ، خروجی های آنالوگ و سیگنال های ارتباطی RS-232 را توزیع می کند.

3.2 معماری قدرت

برد IS200BAIAH1B برای اطمینان از عملکرد صحیح ماژول های مدار مختلف به چندین ریل برق نیاز دارد:

• برق دیجیتال +5 ولت : ولتاژ عملیاتی هسته را برای دستگاه های منطقی برد و رابط های باس داده ارائه می دهد. این پایه و اساس مدار دیجیتال است.

• برق آنالوگ غیر ایزوله ± 15 ولت : برق مدارهای تهویه سیگنال آنالوگ مانند تقویت کننده های عملیاتی را تامین می کند.

• توان ± 12 ولت ایزوله : این ریل که از کانکتور P1 خارج شده است، به طور خاص برای تأمین توان تحریک پتانسیومترهای سمت کاربر استفاده می شود، بنابراین از ایزوله الکتریکی بین سمت کاربر و سمت کنترل اطمینان حاصل می شود.

• توان +18 ولت : ولتاژ کاری را برای مدارهای خاص ارائه می دهد.

3.3 جزئیات پیکربندی ورودی آنالوگ

کانال های ورودی آنالوگ برد IS200BAIAH1B دارای گزینه های پیکربندی انعطاف پذیری هستند تا سیگنال های سنسور صنعتی نوع ولتاژ یا جریان را در خود جای دهند. این پیکربندی از طریق دو مجموعه جامپر به دست می آید:

• حالت ورودی ولتاژ (VIN) :

  • JP5A / JP6A در موقعیت OPEN تنظیم می شود و امپدانس ورودی بالا را حفظ می کند.

  • JP5B / JP6B در موقعیت OPEN تنظیم شده است ، بدون مقاومت بار متصل شده است.

  • در این حالت، سیگنال مستقیماً به تقویت کننده دیفرانسیل با امپدانس بالا می رود، مناسب برای اتصال سنسورهای نوع منبع ولتاژ.

• حالت ورودی جریان 4-20 میلی آمپر :

  • JP5A / JP6A در موقعیت بسته تنظیم می شود و امپدانس ورودی را کاهش می دهد.

  • JP5B / JP6B در موقعیت بسته تنظیم می شود ، و یک مقاومت بار با دقت بالا داخلی را به صورت موازی در جفت ورودی دیفرانسیل متصل می کند.

  • در این نقطه، سیگنال جریان 4-20 میلی آمپر از مقاومت بار عبور می کند، به یک سیگنال ولتاژ (معمولاً 1-5 ولت) تبدیل می شود و سپس توسط مدارهای بعدی پردازش می شود. این روش یک رابط حلقه جریان استاندارد برای فرستنده های دو سیمه یا چهار سیمه فراهم می کند.

3.4 پانل جلو و تعمیر و نگهداری

پانل جلویی برد IS200BAIAH1B عناصر ضروری را برای نگهداری ادغام می کند:

• نشانگر IMOK : یک LED سبز رنگ که رفتار آن شبیه یک سگ نگهبان یا سیگنال ضربان قلب است. LED زمانی روشن می شود که نرم افزار به طور دوره ای در یک ثبات خاص بخواند یا بنویسد. اگر پردازنده متوقف شود یا ارتباط قطع شود، LED خاموش می شود و به مهندسان میدانی یک بررسی بصری ساده از وضعیت عملکرد برد ارائه می دهد.

• نقاط تست : این نقاط در پشت دهانه بالایی در پانل جلویی قرار دارند و عمدتاً برای اشکال زدایی کارخانه استفاده می شوند. با اندازه گیری ولتاژ TP1 (AIN1) و TP2 (AIN2) نسبت به TP4 (ICOM12)، می توان به راحتی بررسی کرد که آیا انتهای جلویی تهویه سیگنال ورودی آنالوگ به درستی کار می کند یا خیر.

• زبانه های اجکتور و اتصال دهنده ها : یک زبانه اجکتور در بالا و پایین برد قرار دارد. برای جدا کردن ایمن برد، پیچ ها را باز کنید و سپس زبانه های اجکتور را به سمت بیرون بچرخانید تا بر اصطکاک کانکتور غلبه کنید. برای نصب، برد را با ریل های راهنما تراز کنید، همزمان با فشار دادن همزمان روی بالا و پایین پانل جلویی، آن را به داخل فشار دهید و در نهایت پیچ ها را ببندید تا اطمینان حاصل شود که کانکتورها به طور کامل و مربع قرار گرفته اند.

VI. اطلاعات سفارش، گارانتی و تعویض

4.1 شناسایی و سفارش هیئت مدیره

هنگام سفارش قطعات یدکی یا تعویض، شناسایی صحیح مدل برد بسیار مهم است.

• شناسایی مدل : هر برد IS200BAIAH1B دارای یک شماره قطعه الفبایی عددی منحصر به فرد است که در نزدیکی لبه آن چاپ شده است. ساختار شماره قطعه شامل مدل پایه برد و اطلاعات نسخه است. برای مثال، '200' نشان دهنده یک برد سطح پایه است، در حالی که '215' ممکن است یک مجموعه سطح بالاتر یا اجزای اضافه شده را نشان دهد.

• دستورالعمل های سفارش : برد کامل شماره قطعه , شرح و شماره سریال درایو باید هنگام سفارش از جنرال الکتریک یا نماینده فروش مجاز جنرال الکتریک ارائه شود. GE ممکن است نسخه‌های بعدی بردها را بر اساس در دسترس بودن و پیشرفت‌های طراحی جایگزین کند. با این حال، سازگاری عقب بردهای جایگزین تضمین می شود.

4.2 شرایط گارانتی

اطلاعات دقیق گارانتی (مانند دوره گارانتی و پوشش) در بروشور 'شرایط و شرایط' جنرال الکتریک قید شده است. این بروشور همراه با اسناد مشتری است.

• تحت گارانتی : تخته های جایگزین را می توان مستقیماً از بخش مهندسی خدمات محصول سیستم های کنترل صنعتی جنرال الکتریک (واقع در سالم، ویرجینیا، ایالات متحده آمریکا) دریافت کرد.

• خارج از گارانتی : قطعات یدکی (لوازم یدکی یا آنهایی که تحت گارانتی نیستند) باید با تماس با نزدیکترین دفتر فروش یا خدمات جنرال الکتریک سفارش داده شوند.

4.3 سیستم عامل داخلی

هر برد جدید IS200BAIAH1B از کارخانه با سیستم عامل از پیش نصب شده ارسال می شود. EEPROM داخلی حاوی سیستم عامل برای حذف یا برنامه ریزی مجدد در این زمینه در نظر گرفته نشده است . اگر تأیید شود که خرابی برد ناشی از یک سیستم عامل یا مشکل EEPROM است، یا اگر به ارتقاء سیستم عامل نیاز باشد، کل برد باید با یک برد جدید جایگزین شود.

4.4 روش ایمن تعویض

برد IS200BAIAH1B حاوی قطعات حساس به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) است. در هنگام تعویض باید از ایمنی دقیق و رویه های عملیات ضد الکتریسیته ساکن پیروی کرد:

1. خاموش کردن و تأیید : مطمئن شوید که سیستم درایو کاملاً خاموش است و از تجهیزات آزمایشی با ولتاژ بالا استفاده کنید تا مطمئن شوید که مدارهای الکتریکی واقعاً خاموش هستند قبل از اینکه آنها را لمس کنید.

2. آماده سازی ضد الکتریسیته ساکن : یک بند مچی ضد الکتریسیته ساکن زمین بپوشید. برد یدکی را تا قبل از نصب در کیسه یا جعبه ضد الکتریسیته ساکن نگه دارید.

3. مراحل حذف :

   • پیچ های بست در بالا و پایین پانل جلویی را باز کنید. پیچ ها در بند هستند و نباید به طور کامل برداشته شوند.

   • با بالا بردن زبانه های اجکتور به بالا و پایین، تخته را از جای خود جدا کنید.

   • با استفاده از هر دو دست، تخته را از پانل جلویی بگیرید و به آرامی آن را مستقیماً از شیار قفسه بیرون بکشید. موقعیت های جامپر موجود را برای پیکربندی روی برد جایگزین یادداشت کرده و ثبت کنید.

4. مراحل نصب :

   • مطمئن شوید که برد BAIA در شکاف قفسه درست قرار داده شده است. بردهای درایو سری نوآوری برای اسلات های خاص طراحی شده اند. قرار دادن یک برد در شکاف اشتباه می تواند به الکترونیک آسیب برساند.

   • لبه های برد را با ریل های راهنمای قفسه تراز کنید و آن را به طور پیوسته به داخل فشار دهید تا اتصال دهنده ها شروع به درگیر شدن کنند.

   • نشستن تخته را با فشار دادن محکم بالا و پایین پانل جلویی به طور همزمان با انگشتان شست خود شروع کنید.

   • قرار دادن تخته را با سفت کردن یکنواخت پیچ های نگهدارنده به پایان برسانید، که تضمین می کند کانکتور به طور مربعی و کامل در صفحه پشتی قرار می گیرد.