La carte ISBus Exciter IS200EISBH1A (EISB) est une carte d'interface de communication dédiée conçue par General Electric (GE) pour le système d'excitation EX2100. Il s'applique aux contrôleurs M1, M2 et C. La fonction principale de cette carte est de faciliter la communication entre les contrôleurs et les appareils de terrain via la fibre optique et d'échanger des données avec le contrôleur DSPX via le fond de panier de contrôle. De plus, l'EISB fournit des interfaces de communication RS-232C pour les ports d'outils externes et les ports de clavier, facilitant la mise en service et la surveillance sur site.
Dans les systèmes d'excitation redondants, l'EISB intègre également l'électronique d'interface ISBus. ISBus est un protocole de communication propriétaire GE utilisé ici pour le transfert de données entre les contrôleurs M1, M2 et C, garantissant une fiabilité élevée du système et une capacité de commutation de redondance sans à-coups.
L'EISB présente une conception modulaire à emplacement unique d'une hauteur de 3U et est installé dans le rack de contrôle sous le contrôleur DSPX. Son panneau avant est équipé de plusieurs connecteurs à fibres optiques pour recevoir les signaux de tension et de courant du champ du générateur (et éventuellement d'un excitateur à source de potentiel), tout en interagissant également avec le module de détection de terre.
II. Principales fonctionnalités
Interface de communication à fibre optique : reçoit et transmet des signaux à fréquence variable via fibre optique, fournissant une isolation électrique des cartes de mesure haute tension (EDCF) pour garantir la sécurité du système.
Protocole de communication ISBus : prend en charge l'échange de données à grande vitesse entre les contrôleurs dans les systèmes d'excitation redondants.
Interface de communication RS-232C : Fournit une communication série avec le clavier et un ordinateur externe (port outil), prenant en charge des débits en bauds de 1 200 à 38,4 kbps.
Pas de LED, de cavaliers ou de fusibles : simplifie la conception du matériel, réduit les points de défaillance potentiels ; toute la configuration se fait via un logiciel.
Commutateur de réinitialisation du panneau avant : la conception encastrée empêche tout fonctionnement accidentel.
Alimentation 24 V CC : fournit l'alimentation au clavier et au port outil via le fond de panier.
Prend en charge le remplacement en ligne (échange à chaud) : dans les systèmes redondants, une carte EISB défectueuse peut être remplacée pendant que l'excitatrice est en cours d'exécution, sans nécessiter d'arrêt.
III. Intégration du système et application
L'IS200EISBH1A est principalement utilisé dans les systèmes de contrôle d'excitation EX2100, agissant comme un pont de communication entre les contrôleurs et les appareils de mesure sur le terrain. Il fonctionne en conjonction avec le contrôleur DSPX, les cartes de mesure EDCF, les modules de détection au sol, etc., pour former un système complet de régulation et de surveillance de l'excitation.
Intégration avec le contrôleur DSPX : L'EISB est monté sous le DSPX et communique avec lui via le connecteur du fond de panier.
Coordination avec les cartes EDCF : reçoit les signaux de tension et de courant du champ du générateur, ainsi que les signaux de tension et de courant d'excitateur en option, via fibre optique.
Communication avec le module de détection au sol : reçoit et transmet des signaux de détection au sol pour mettre en œuvre les fonctions de protection au sol du rotor.
Application dans les systèmes redondants : partage les données entre les contrôleurs M1, M2 et C via le protocole ISBus, permettant un transfert sans à-coups.
IV. Détails de l'interface du panneau avant
Le panneau avant de l'IS200EISBH1A présente un design épuré mais puissant, comprenant principalement :
1. Récepteurs à fibre optique (quatre unités)
Entrée de tension CC du champ générateur : reçoit le signal de tension CC du champ générateur de la carte EDCF.
Entrée de courant continu du champ générateur : reçoit le signal de courant continu du champ générateur de la carte EDCF.
Entrée de tension d'excitatrice (en option) : reçoit en option le signal de tension d'excitatrice de la carte EDCF.
Entrée de courant d'excitateur (en option) : reçoit en option le signal de courant d'excitateur de la carte EDCF.
2. Récepteur et émetteur à fibre optique (une unité)
Entrée de tension du détecteur de terre : reçoit le signal de tension du module de détection de terre.
Sortie de tension du détecteur de terre : transmet le signal de tension au module de détection de terre.
3. Réinitialiser le commutateur
V. Fonctions de communication détaillées
1. Communication par fibre optique
La technologie de transmission par fibre optique assure l'isolation électrique entre l'EISB et les cartes de mesure haute tension (EDCF), améliorant ainsi l'immunité au bruit et la sécurité du système. Tous les connecteurs à fibre optique utilisent des interfaces industrielles standard, prenant en charge une transmission fiable de signaux à fréquence variable haute fréquence.
2. Communication ISBus
ISBus est un protocole de communication haut débit propriétaire de GE, utilisé pour transmettre des données en temps réel entre les contrôleurs M1, M2 et C dans des systèmes d'excitation redondants. Le protocole prend en charge une architecture multi-maître, garantissant un transfert de système transparent et une régulation continue de l'excitation en cas de panne d'un seul contrôleur.
3. Communication RS-232C
L'EISB intègre deux circuits pilotes RS-232C :
Port clavier : utilisé pour connecter un clavier local pour le réglage des paramètres, la surveillance de l'état et le contrôle manuel.
Port outil : utilisé pour connecter un ordinateur externe pour les diagnostics du système, les mises à niveau du micrologiciel et l'acquisition de données via un logiciel de mise en service GE dédié.
Les interfaces RS-232C prennent en charge différents débits en bauds (1 200 à 38,4 kbps) pour répondre aux différents besoins de mise en service.
VI. Guide d'installation et de remplacement
1. Précautions de manipulation
Avertissement relatif aux dispositifs sensibles à l'électricité statique :
Pour éviter les dommages aux composants causés par l'électricité statique, traitez toutes les cartes avec des techniques de manipulation sensibles à l'électricité statique. Portez un bracelet de mise à la terre lors de la manipulation de cartes ou de composants, mais seulement après que les cartes ou les composants ont été retirés d'un équipement potentiellement sous tension et se trouvent sur un poste de travail normalement mis à la terre.
Exigences de stockage :
Les cartes de câblage imprimées peuvent contenir des composants sensibles à l'électricité statique. Par conséquent, GE expédie toutes les cartes de remplacement dans des sacs antistatiques. Suivez les directives suivantes lors de la manipulation des planches :
2. Procédure de remplacement hors ligne (pour les systèmes non redondants)
Avertissement de risque de choc électrique :
pour éviter tout choc électrique, coupez l'alimentation de l'excitateur, puis testez pour vérifier qu'il n'y a aucune alimentation dans la carte avant de la toucher ou de toucher les circuits connectés.
Avertissement concernant les dommages à l'équipement :
pour éviter tout dommage à l'équipement, ne retirez pas, n'insérez pas et n'ajustez pas les connexions de la carte lorsque l'équipement est sous tension.
Assurez-vous que l'excitatrice a été mise hors tension : reportez-vous au Guide d'installation et de démarrage de l'EX2100 (GEH-6631) pour connaître les procédures complètes de mise hors tension et suivez toutes les pratiques locales de verrouillage/étiquetage.
Ouvrez la porte de l'armoire de commande : Vérifiez que les voyants d'alimentation des alimentations EPDM et EPSM sont éteints et que les LED du contrôleur sont éteintes.
Débranchez les câbles à fibre optique : Débranchez tous les câbles à fibre optique de l'avant de la carte EISB. Assurez-vous qu'ils sont étiquetés pour un remontage correct.
Retirez délicatement les cartes DSPX et EISB :
a. Desserrez les vis en haut de la façade DSPX et en bas de la façade EISB, près des languettes d'éjection. (Les vis sont captives dans la façade et ne doivent pas être retirées.)
b. Désinstallez le DSPX et l'EISB en soulevant les languettes d'éjection.
c. À l’aide des deux mains, retirez doucement les deux planches du support.
Séparez le DSPX et l'EISB : retirez le DSPX du haut de l'EISB et fixez-le à la carte EISB de remplacement.
Insérez les cartes de remplacement : faites glisser les cartes DSPX et EISB de remplacement dans le bon emplacement du rack.
Mise en place initiale : Commencez à placer les planches en appuyant fermement sur le haut et le bas des plaques frontales en même temps avec vos pouces.
Mise en place finale : Terminez la mise en place des cartes dans la fente en commençant puis en serrant alternativement les vis en haut et en bas de l'assemblage de la plaque frontale. Serrez les vis uniformément pour vous assurer que les planches sont bien en place.
Reconnecter les câbles : Rebranchez tous les câbles de communication qui ont été déconnectés.
3. Procédure de remplacement en ligne (pour les systèmes redondants)
Pour un système de contrôle redondant, il est possible de remplacer l'EISB défaillant pendant que l'excitatrice est en marche. Vous avez la possibilité de laisser l'EISB défaillant en place et de laisser l'excitateur fonctionner sur le(s) contrôleur(s) restant. Cependant, dans le cas peu probable d'une défaillance d'une deuxième carte dans une autre section, l'excitatrice s'arrêtera. Si vous décidez de changer de carte EISB, suivez la procédure ci-dessous :
Confirmez l'EISB défaillant : ouvrez la porte de l'armoire de commande et confirmez l'EISB défaillant à l'aide des indicateurs situés à l'avant des contrôleurs.
Mettez hors tension la section de commande concernée : Mettez hors tension la section du rack de commande contenant l'EISB à remplacer (M1, M2 ou C) en éteignant la section appropriée du module de distribution de puissance de l'excitatrice (EPDM). Vérifiez que les indicateurs LED sur les sections appropriées de l'EPDM et de l'EPSM sont tous deux éteints.
Confirmer le transfert de contrôle : vérifiez le contrôleur hors tension et les LED ESEL pour confirmer que le contrôle est transféré à l'autre maître. Vérifiez que tous les indicateurs d'alimentation sur les cartes de la section concernée sont éteints avant de toucher l'EISB ou tout circuit connecté.
Débranchez les câbles à fibre optique : Débranchez jusqu'à six câbles de communication à fibre optique du panneau avant de l'EISB. Assurez-vous qu'ils sont étiquetés.
Retirez délicatement les cartes DSPX et EISB :
a. Desserrez les vis en haut de la façade DSPX et en bas de la façade EISB, près des languettes d'éjection.
b. Retirez le DSPX et l'EISB attaché en soulevant les languettes d'éjection.
c. À l’aide des deux mains, retirez doucement les deux du support.
Séparez le DSPX et l'EISB : retirez le DSPX du haut de l'EISB et fixez-le à l'EISB de remplacement.
Insérez les cartes de remplacement : faites glisser la carte EISB de remplacement et la carte DSPX attachée dans l'emplacement approprié du rack.
Mise en place initiale : Commencez à placer la planche en appuyant fermement sur le haut et le bas des plaques frontales en même temps avec vos pouces.
Mise en place finale : Terminez la mise en place du module dans l'emplacement en commençant puis en serrant alternativement les vis en haut et en bas de l'assemblage de la plaque frontale. Serrez les vis uniformément pour vous assurer que le module est bien en place.
Reconnecter les câbles : Rebranchez tous les câbles de communication qui ont été déconnectés.
Rétablissez l'alimentation : mettez sous tension la section appropriée du rack de commande à partir de l'EPDM et vérifiez que les voyants d'alimentation LED de l'EPDM et de l'EPSM s'allument. Vérifiez que les LED d'alimentation vertes sur les cartes contrôleur adjacentes s'allument.
VII. Diagnostics et surveillance de l'état
Bien que l'IS200EISBH1A lui-même ne dispose pas d'indicateurs LED, son état de fonctionnement et ses informations sur les défauts peuvent être obtenus via les méthodes suivantes :
Via le contrôleur DSPX : L'EISB communique avec le DSPX via le fond de panier ; toutes les données de diagnostic (y compris la qualité du signal fibre optique, l'état de la communication, l'état de l'alimentation, etc.) peuvent être lues via le logiciel de surveillance du DSPX.
Via le port outil : connectez un ordinateur externe et utilisez le logiciel de mise en service dédié de GE pour afficher les paramètres de fonctionnement et les journaux de défauts de l'EISB en temps réel.
Alarmes système : lorsque l'EISB détecte des échecs de communication ou des anomalies de signal, il envoie des informations d'alarme au système de contrôle via ISBus ou RS-232C, qui peuvent être visualisées par l'opérateur sur l'interface homme-machine (IHM).
VIII. Applications typiques
Système d'excitation EX2100 : sert d'interface de communication pour les contrôleurs M1, M2 et C, permettant l'échange de données avec les cartes de mesure EDCF et les modules de détection au sol.
Systèmes d'excitation redondants : dans les configurations à double ou triple redondance modulaire (TMR), facilite la synchronisation des données et le basculement entre les contrôleurs via le protocole ISBus.
Régulation d'excitation des centrales électriques : utilisée dans les systèmes de régulation d'excitation pour les générateurs à turbine à vapeur, les générateurs hydroélectriques et les générateurs à turbine à gaz.
Excitation de moteur synchrone industriel : convient au contrôle d'excitation de grands moteurs synchrones industriels.
Mise en service et maintenance du système d'excitation : se connecte à un ordinateur portable via le port outil pour la mise en service sur site, le réglage des paramètres et le diagnostic des pannes.
