La carte de commande de processeur de signal numérique GE IS200DSPXH2CAA représente un module de contrôleur principal sophistiqué et hautes performances conçu pour les applications critiques d'automatisation industrielle. Cette carte de commande avancée constitue la pierre angulaire des variateurs Innovation Series™, offrant des fonctions complètes de pont et de régulateur de moteur ainsi qu'un contrôle de déclenchement précis. De plus, l'IS200DSPXH2CAA est entièrement compatible avec les systèmes de contrôle d'excitation EX2100™, où il gère les fonctions de contrôle de champ du générateur avec une fiabilité et une précision exceptionnelles.
L'IS200DSPXH2CAA intègre un puissant processeur de signal numérique, des ressources de mémoire étendues et une logique de circuit intégré personnalisée spécifique à l'application pour offrir des capacités robustes de traitement, d'interfaçage et de contrôle. Cette carte est conçue pour fonctionner dans des environnements industriels exigeants, offrant la flexibilité et les performances requises pour les applications de contrôle d'entraînement et d'excitation. L'IS200DSPXH2CAA est une variante spécifique de la famille de cartes DSPX, dotée d'un revêtement conforme pour une protection environnementale et une fiabilité améliorées dans des conditions de fonctionnement difficiles.
Description fonctionnelle
La carte de commande du processeur de signal numérique IS200DSPXH2CAA fonctionne comme le principal centre d'intelligence pour les systèmes d'entraînement Innovation Series™, exécutant la régulation de pont critique, les algorithmes de contrôle du moteur et la génération de séquences de déclenchement. Dans les applications de contrôle d'excitation EX2100™, l'IS200DSPXH2CAA assume la responsabilité de la régulation du champ du générateur, garantissant un contrôle stable et précis du courant d'excitation.
L'architecture de l'IS200DSPXH2CAA intègre un processeur de signal numérique hautes performances fonctionnant à 60 MHz, pris en charge par des sous-systèmes de mémoire complets et un ASIC personnalisé qui implémente des fonctions logiques spécialisées. Cette combinaison permet à l'IS200DSPXH2CAA de gérer des algorithmes de contrôle en temps réel complexes tout en maintenant des temps de réponse déterministes essentiels pour les applications industrielles de commande et d'excitation.
La carte IS200DSPXH2CAA offre des capacités d'interface étendues via son connecteur de fond de panier, permettant la communication avec des cartes d'interface de pont, des cartes d'interface d'excitatrice et divers sous-systèmes d'E/S. La carte prend en charge plusieurs canaux de communication série, y compris les interfaces ISBus™ pour l'échange de données à haut débit avec les systèmes Application Control Layer et les fonctions d'extension locales.
Caractéristiques matérielles standard
L'IS200DSPXH2CAA est construit autour d'une plate-forme matérielle robuste qui garantit un fonctionnement fiable dans des environnements industriels exigeants. Le cœur du processeur de signal numérique fonctionne à 60 MHz, fournissant une puissance de calcul suffisante pour les algorithmes de contrôle complexes. Quatre interruptions externes sont disponibles pour le DSP pendant le fonctionnement normal, notamment la détection de débordement de pile, la synchronisation des impulsions de charge en boucle interne et deux entrées configurables par l'utilisateur.
Les ressources mémoire de l'IS200DSPXH2CAA incluent la mémoire FLASH pour les images de démarrage DSP, le stockage d'exécution de code et la conservation des paramètres de configuration, ainsi que les enregistrements de l'historique du système à des fins de diagnostic. La RAM est fournie à la fois pour le stockage des données et l'exécution du code, garantissant des performances optimales pendant le fonctionnement. La RAM non volatile préserve les données de configuration critiques tout au long des cycles d'alimentation, tandis que la mémoire supplémentaire stocke les informations d'identification de révision de la carte.
L'IS200DSPXH2CAA intègre des mécanismes sophistiqués de détection de débordement de pile pour les piles de premier plan et d'arrière-plan. Si une condition de débordement de pile est détectée, la carte peut générer une interruption ou, dans le cas de débordements simultanés, lancer une réinitialisation matérielle pour éviter toute corruption du système. Une minuterie de surveillance, activée et périodiquement activée par le DSP, fournit une couche supplémentaire de fiabilité du système en générant une réinitialisation matérielle en cas d'expiration du délai d'attente.
Fonctions matérielles spécialisées
L'IS200DSPXH2CAA exploite une logique personnalisée implémentée dans les matrices de portes programmables sur site et les ASIC pour fournir des fonctions spécialisées qui améliorent ses capacités. L'ASIC principal de l'IS200DSPXH2CAA contient la plupart des fonctions de support et spécialisées, notamment un registre d'identification de révision ASIC lisible par le DSP pour la gestion des versions du logiciel.
Quatre interfaces série sont fournies via le connecteur de fond de panier P1, dont deux interfaces ISBus™ à cinq Mb/s configurables en tant que périphériques maîtres ou esclaves. Une interface TTL asynchrone prend en charge la connexion à un outil de configuration basé sur PC, tandis qu'une autre interface TTL asynchrone facilite la communication avec une carte de programmation.
L'IS200DSPXH2CAA génère des signaux d'impulsion de charge de synchronisation qui remplissent des fonctions de synchronisation critiques. L'impulsion de charge de la boucle interne capture les valeurs d'E/S, notamment les mesures de tension et de courant du pont, le retour du moteur, les paramètres du générateur, les lectures du VCO, les compteurs tachymétriques et les entrées discrètes. Ce signal synchronise également les canaux ISBus, l'exécution du logiciel et les sorties de déclenchement vers les ponts. Une impulsion de charge de boucle d'application distincte, fonctionnant à des sous-multiples ou des multiples de la boucle interne, capture des valeurs VCO d'application supplémentaires et des lectures de tachymètre facultatives.
Un registre à six bits est fourni pour faciliter la synchronisation du micrologiciel, en incrémentant chaque impulsion de charge de boucle interne et en se réinitialisant à chaque impulsion de charge de boucle d'application. Ce mécanisme garantit une coordination précise entre les différentes boucles de contrôle et les événements d'échantillonnage d'E/S.
L'IS200DSPXH2CAA comprend un temporisateur libre de 24 bits qui sert de référence pour diverses fonctions dépendant du timing. Une impulsion de marqueur est disponible pour le verrouillage ou la réinitialisation des compteurs/décompteurs, permettant des applications précises de mesure de position ou de vitesse.
L'IS200DSPXH2CAA offre des capacités d'E/S étendues via son connecteur de fond de panier, prenant en charge une large gamme de signaux analogiques et numériques essentiels pour les applications de contrôle industriel. Cinq entrées d'application de paire HIFI différentielle peuvent être configurées comme deux interfaces de tachymètre incrémental en quadrature avec capacité de marqueur, pilotant des compteurs croissants/décroissants de 16 bits. Ces entrées peuvent alternativement fonctionner comme cinq compteurs VCO de couche d'application, des interfaces tachymétriques monocanal ou jusqu'à dix entrées discrètes.
Chaque entrée différentielle est filtrée pendant trois cycles d'horloge système et est directement lisible par le DSP via un tampon, offrant ainsi une flexibilité dans le conditionnement et l'interprétation du signal. Les cinq entrées HIFI conservent leur état actuel lorsque les entrées sont au même niveau et changent d'état lorsque les entrées sont différentiellement opposées, garantissant un fonctionnement fiable dans des environnements industriels bruyants.
Six entrées du fond de panier sont filtrées numériquement et dirigées vers des compteurs VCO, dotés de compteurs 16 bits avec des registres de capture verrouillés par l'impulsion de charge de la boucle interne et lisibles par le DSP. Ces entrées proviennent généralement de cartes d'E/S spécifiques à une technologie, notamment des cartes d'interface pont et des cartes d'interface excitatrice, permettant une intégration transparente avec diverses configurations système.
L'IS200DSPXH2CAA fournit deux sorties PWM fonctionnant à une fréquence fixe de 24 kHz avec une résolution de 10 bits chacune, occupant un seul registre de 20 bits. Ces sorties peuvent piloter des compteurs d'instruments ou d'autres dispositifs de sortie analogiques, offrant ainsi des capacités supplémentaires de surveillance et de contrôle du système.
Micrologiciel intégré
L'IS200DSPXH2CAA stocke son firmware dans une mémoire FLASH, organisée en trois catégories principales. Le chargeur de démarrage contrôle la séquence de mise sous tension et le processus d'initialisation et, surtout, ce composant ne doit pas être rechargé sur le terrain pour éviter toute corruption du système. Le code d'application définit des fonctions de contrôle spécifiques pour le produit d'entraînement ou d'excitation, mettant en œuvre les algorithmes et la logique requis pour le bon fonctionnement du système.
Les paramètres de configuration sont chargés à l'aide du logiciel Toolbox, les paramètres de l'excitateur étant transmis via Unit Data Highway. Les paramètres du variateur peuvent être chargés via différents canaux de communication, notamment les ports série, les connexions ISBus ou Ethernet, en fonction de la configuration du système et des interfaces disponibles.
Voyants lumineux et diagnostics
L'IS200DSPXH2CAA comporte deux indicateurs LED sur son panneau avant qui fournissent des informations visuelles immédiates sur l'état. La LED DS1 FAULT s'allume en rouge pour indiquer des conditions de défaut, clignotant ou restant allumée lorsqu'un défaut s'est produit ou pendant les séquences de réinitialisation. Lorsqu'aucun défaut n'est présent, cette LED reste éteinte, fournissant une confirmation visuelle rapide du fonctionnement normal.
La LED DS2 STATUS fournit des informations sur l’état de fonctionnement à l’aide d’un éclairage vert. Lorsqu'il clignote, il indique que le système fonctionne normalement. Une condition allumée fixe indique que le système est arrêté, tandis que la LED éteinte signifie une condition de défaut ou que le système est en réinitialisation. Ces indicateurs visuels permettent une évaluation rapide de l’état du système sans nécessiter d’outils de diagnostic supplémentaires.
Connecteurs et interfaces E/S
L'IS200DSPXH2CAA comprend trois connecteurs d'E/S principaux pour l'intégration du système. Le connecteur de fond de panier P1 sert d'interface principale au système, fournissant toutes les connexions d'alimentation et de signal nécessaires au fonctionnement. Le port de l'émulateur P5 DSP offre une interface de numérisation compatible JTAG pour l'émulation et la programmation FLASH, située sur le panneau avant de la carte pour un accès pratique. Le port du moniteur d'ingénierie P6 se connecte au port série synchrone DSP aux niveaux TTL, prenant en charge les connexions de terminaux à des fins d'ingénierie uniquement.
Le connecteur P1 fournit un espace d'adressage de bus de processus mappé en mémoire avec quatre signaux de sélection de puce, prenant en charge les interfaces de pontage et les E/S client. Des commandes individuelles pour une interface série UART standard vers une carte de programmation et un outil de configuration sont également fournies, ainsi que deux interfaces série propriétaires ISBus supplémentaires pour la couche de contrôle d'application ou les fonctions d'extension locale.
Précautions de manipulation et d'installation
La carte de commande du processeur de signal numérique IS200DSPXH2CAA contient des composants sensibles à l'électricité statique qui nécessitent une manipulation soigneuse pour éviter tout dommage. Toutes les cartes de remplacement sont expédiées dans des sacs antistatiques et doivent être stockées dans des sacs ou des boîtes antistatiques lorsqu'elles ne sont pas installées. Le personnel manipulant l'IS200DSPXH2CAA doit porter un bracelet de mise à la terre lors de la manipulation de cartes ou de composants de cartes, et cela ne doit être fait qu'une fois que les cartes ou les composants ont été retirés d'un équipement potentiellement sous tension et se trouvent à un poste de travail normalement mis à la terre.
Pour les variateurs Innovation Series™, il est essentiel de couper l'alimentation de la carte et de vérifier qu'il n'y a aucune alimentation avant de toucher l'IS200DSPXH2CAA ou tout circuit connecté afin d'éviter tout choc électrique. Les connexions de la carte ne doivent pas être retirées, insérées ou ajustées pendant que l'équipement est sous tension afin d'éviter tout dommage à l'équipement.
Pour le remplacement hors ligne du contrôle d'excitation EX2100™, l'excitateur doit être mis hors tension après les procédures complètes de verrouillage/étiquetage. Il est nécessaire de vérifier que les voyants d'alimentation des alimentations EPDM et EPSM sont éteints et que les LED de l'IS200DSPXH2CAA sont éteintes avant de continuer.
Pour le remplacement en ligne du contrôle d'excitation redondant, une attention particulière doit être portée au fait que les autres contrôleurs, alimentations et borniers restent sous tension et actifs. Le contrôle doit être vérifié comme transféré à l'autre maître avant de procéder au remplacement de l'IS200DSPXH2CAA défaillant.
Procédures de remplacement du conseil d'administration
Le remplacement de l'IS200DSPXH2CAA nécessite une attention particulière aux procédures d'installation afin de garantir une mise en place et un fonctionnement corrects. La carte est insérée dans le rack en appuyant fermement sur le haut et le bas simultanément avec les pouces pour commencer à s'asseoir, puis en terminant en serrant les vis uniformément en haut et en bas pour garantir que la carte est bien en place.
Pour les variateurs Innovation Series™, le retrait commence en s'assurant que le variateur a été mis hors tension et en testant les circuits avant de le toucher. Les vis en haut et en bas près des languettes d'éjection sont desserrées, la carte est retirée en soulevant les languettes d'éjection, puis retirée doucement du rack à l'aide des deux mains.
Pour le remplacement hors ligne du contrôle d'excitation EX2100™, le processus consiste à déconnecter six câbles à fibre optique du panneau avant de l'EISB, à retirer l'IS200DSPXH2CAA avec l'EISB connecté, à séparer l'EISB et à le connecter à l'IS200DSPXH2CAA de remplacement avant l'installation.
Une fois l'IS200DSPXH2CAA remplacé, il doit être reconfiguré à l'aide de la boîte à outils GE Control Systems pour les procédures requises. La carte remplacée peut être testée en transférant le contrôle du maître actif au maître inactif et en observant son bon fonctionnement.
L'IS200DSPXH2CAA est couvert par les conditions de garantie standard de GE, qui détaillent la période de garantie ainsi que la couverture des pièces et des services. Des informations détaillées sur la garantie sont disponibles dans la brochure des conditions générales de GE incluse avec la documentation client et peuvent être obtenues séparément auprès du bureau de vente GE le plus proche ou d'un représentant commercial GE agréé.
Lors de la commande d'un IS200DSPXH2CAA de remplacement, une identification précise de la carte est essentielle. La carte est identifiée par son numéro de pièce alphanumérique situé près du bord, avec l'acronyme fonctionnel DSPX indiquant la carte de commande du processeur de signal numérique. La désignation spécifique IS200DSPXH2CAA indique une carte avec revêtement conforme et configuration de composants spécifique.
Pour une assistance technique ou une assistance pour les commandes, le service après-vente de GE Energy peut être contacté au 1501 Roanoke Blvd., Salem, VA 24153-6492 USA, par téléphone au 1-888-GE4-SERV (888-434-7378) aux États-Unis, ou au +1-540-378-3280 pour les appels internationaux. Les demandes de renseignements par fax peuvent être adressées au +1-540-387-8606.
Applications et intégration de systèmes
L'IS200DSPXH2CAA est spécialement conçu pour être intégré aux systèmes d'entraînement GE Innovation Series™ et aux systèmes de contrôle d'excitation EX2100™. Dans les applications de variateur, la carte gère les fonctions de pont et de régulateur de moteur, exécutant des séquences de déclenchement pour les dispositifs à semi-conducteurs de puissance tout en surveillant les signaux de retour de tension, de courant et de vitesse. Dans les applications d'excitation, l'IS200DSPXH2CAA assure le contrôle du champ du générateur, garantissant une régulation de tension stable et protégeant le générateur contre des conditions de fonctionnement anormales.
La carte prend en charge les configurations de contrôle simplex et redondantes, avec des capacités de remplacement en ligne dans les systèmes redondants afin de minimiser les temps d'arrêt du système. L'IS200DSPXH2CAA s'intègre aux systèmes de couche de contrôle d'application de GE, permettant un contrôle coordonné sur plusieurs composants du système.
