L'IS200STTCH2A est un bornier d'entrée thermocouple simplex compact et haute densité au sein du système de contrôle General Electric (GE) Mark VIe. En tant que membre important de la famille STTC, l'IS200STTCH2A est spécialement conçu pour se connecter à la carte processeur de thermocouple PTCC (modèle IS220PTCC), fournissant 12 canaux d'acquisition de signaux de température de thermocouple pour le contrôle des processus industriels. La carte intègre des circuits de conditionnement de signaux de haute précision et une référence de température de soudure froide, lui permettant de convertir avec précision les signaux millivolts faibles provenant de divers types de thermocouples de champ en valeurs de température numériques. Il est largement utilisé dans les applications de mesure à haute température dans les industries de production d’électricité, pétrochimique, sidérurgique et verrière.
Une caractéristique distinctive de l'IS200STTCH2A est sa conception de bloc de jonction Euro-block enfichable, qui rend le câblage sur site et la maintenance future extrêmement pratiques. Ses circuits de conditionnement de signal et de compensation de soudure froide sont identiques à ceux du plus grand bornier TBTC, atteignant le même niveau de précision et de fiabilité dans un format compact. La carte comprend une puce d'identification intégrée qui prend en charge l'identification du matériel au niveau du système et le diagnostic automatique des pannes. Fonctionnant avec le pack d'E/S PTCC, il se connecte de manière transparente au réseau de contrôle Mark VIe via Ethernet, établissant une chaîne d'acquisition de température intégrée du thermocouple au contrôleur.
Positionnement et compatibilité du système
Au sein de l'architecture de contrôle Mark VIe, l'IS200STTCH2A sert d'unité d'acquisition de température frontale pour les E/S distribuées, positionnée entre le réseau Ethernet du contrôleur et les capteurs à thermocouple de terrain. Le pack d'E/S PTCC se branche directement sur le connecteur à broches DC-37 (JA1) de la carte IS200STTCH2A et communique avec le contrôleur via deux ports Ethernet RJ-45. Un IS200STTCH2A correspond à un pack d'E/S PTCC, formant une unité compacte d'acquisition de température simplex.
Il est important de noter que l'IS200STTCH2A est spécifiquement destiné au système de contrôle Mark VIe et n'est compatible qu'avec le pack E/S PTCC (toutes les versions de l'IS220PTCC). Il n'est pas compatible avec le pack E/S YTCC utilisé dans le système de sécurité Mark VIeS. La carte prend uniquement en charge le fonctionnement simplex et ne prend pas en charge les applications Triple Modular Redundant (TMR). Si des entrées thermocouple avec un indice de sécurité SIL sont requises, le modèle STTCS2A (bornes enfichables, certifiées de sécurité CEI 61508, utilisées conjointement avec YTCC) doit être sélectionné.
Caractéristiques fonctionnelles de base
1. 12 canaux d'entrée de thermocouple
L'IS200STTCH2A fournit 12 canaux d'entrée thermocouple. Lorsqu'il est utilisé avec différentes versions du pack d'E/S PTCC, il prend en charge une large gamme de types de thermocouples standard. Avec la version PTCCCH1, il prend en charge les entrées de types E, J, K, S, T et millivolts. Avec la version PTCCCH2, la prise en charge des types B, N et R est ajoutée. Cette compatibilité couvre presque tous les types de thermocouples couramment utilisés dans la mesure de température industrielle, permettant une adaptation flexible aux diverses exigences de mesure de température de processus.
2. Acquisition de signaux millivolts à large plage
La carte IS200STTCH2A intègre des circuits de conditionnement de signal de précision. Lorsqu'il est utilisé avec PTCCCH1, la plage du signal d'entrée est de -8 mV à +45 mV. Lorsqu'il est utilisé avec PTCCCH2, la plage du signal d'entrée est de -20 mV à +95 mV. Ces plages couvrent le potentiel thermoélectrique généré par chaque type de thermocouple sur sa plage de température de fonctionnement et fournissent une marge supérieure suffisante. Après un filtrage intégré et un traitement anti-interférence, les signaux sont envoyés au convertisseur A/D dans le pack d'E/S PTCC pour être numérisés via le connecteur DC-37.
3. Compensation de la température de soudure froide
Le principe de fonctionnement des thermocouples nécessite une compensation de la température de la soudure froide (de référence). La carte IS200STTCH2A intègre un circuit de mesure de référence de température de soudure froide, pour lequel le pack d'E/S PTCC fournit la source d'excitation. La température de soudure froide est mesurée à un seul emplacement fixe sur la carte et sert de référence de compensation pour les 12 canaux. La précision de la mesure de la température de soudure froide sur la plage de fonctionnement Celsius est de 1,1 °C et sur la plage de fonctionnement Fahrenheit est de 2 °F. Ce niveau de précision garantit la précision globale de la mesure du thermocouple dans des conditions de température ambiante typiques trouvées dans les armoires de commande industrielles.
4. Conception de terminal enfichable
L'IS200STTCH2A utilise un connecteur à angle droit qui accepte une variété de blocs de jonction Euro-block enfichables standard disponibles dans le commerce, totalisant 42 bornes. La conception enfichable offre une commodité significative par rapport aux versions à borne fixe : lors du câblage sur site, tous les fils d'extension du thermocouple peuvent être pré-câblés au bornier enfichable, qui peut ensuite être inséré comme une seule unité sur la carte pour une installation rapide. Lors du remplacement de la carte, seul le bornier doit être débranché, la carte échangée et le bloc rebranché ; aucune déconnexion ou reconnexion de fil individuel n'est requise. Cela réduit considérablement les temps d'arrêt causés par les pannes de cartes.
5. Diagnostic et identification embarqués
Une puce d'identification en lecture seule est intégrée à la carte IS200STTCH2A, stockant le numéro de série du bornier, le type de carte, le numéro de révision et les informations sur l'emplacement du connecteur. Le pack d'E/S PTCC lit les données de la puce d'identification lors de l'initialisation à la mise sous tension. Si une inadéquation est détectée entre le modèle de carte connecté réel et celui configuré, une alarme de défaut d'incompatibilité matérielle est immédiatement générée, empêchant efficacement les anomalies du système causées par une insertion incorrecte de la carte.
Pendant le fonctionnement, le pack d'E/S PTCC injecte un très faible courant de détection dans chaque chemin de canal du thermocouple. Ceci est utilisé pour détecter les circuits ouverts dans le thermocouple ou son câblage. Si un circuit ouvert se produit, en raison de la polarité conçue du courant d'injection, la lecture de température pour ce canal dérivera dans le sens de la basse température, permettant au système de contrôle de déclencher une alarme de circuit ouvert. De plus, chaque type de thermocouple possède des limites matérielles hautes/basse prédéfinies. Lorsqu'un signal d'entrée dépasse sa plage de fonctionnement, le canal correspondant est automatiquement supprimé de la séquence de balayage et une alarme de diagnostic composite est générée, empêchant un canal défectueux d'affecter négativement d'autres canaux normaux.
6. Zéro Configuration, Plug-and-Play
L'IS200STTCH2A est conçue comme une carte sans configuration matérielle : il n'y a pas de cavaliers, de commutateurs ou de composants réglables sur la carte. Toute la configuration des canaux, la sélection du type de thermocouple, les réglages de plage, les limites d'alarme et d'autres paramètres sont effectués par le pack d'E/S PTCC via le logiciel d'application ToolboxST. Cette conception élimine le besoin pour les ingénieurs de terrain d'effectuer des réglages et des tests spécifiques sur chaque bornier, réduisant ainsi considérablement le temps d'installation et de mise en service, tout en minimisant le risque de pannes du système causées par des erreurs de configuration humaine.
Points forts de l'installation et du câblage
Les étapes d'installation de l'IS200STTCH2A sont simples : commencez par assembler l'isolateur en plastique et le bornier sur un support métallique, puis enclenchez le support sur un rail DIN standard de 35 mm. Si un montage direct sur panneau est requis, l’ensemble support et isolant peut être boulonné directement. Un espace suffisant doit être laissé autour de la carte pour la dissipation de la chaleur et le câblage.
Lors du câblage, les fils d'extension du thermocouple doivent être connectés directement au bornier. L'utilisation de fils #18 AWG (environ 0,8 mm²) est recommandée. Le blindage de tout câble blindé doit se terminer sur les bornes de blindage désignées sur le bornier TB1 (connecté en interne au SCOM) pour garantir l'immunité au bruit. À l'aide des borniers enfichables : insérez les extrémités des rallonges dénudées dans les trous correspondants du bornier et serrez les vis. Après avoir confirmé que les connexions sont sécurisées, alignez l'ensemble du bornier avec le connecteur à angle droit de la carte et poussez-le en place pour terminer la connexion électrique. Faites attention à la polarité des fils d'extension du thermocouple pour garantir des connexions positives et négatives correctes.
La carte comporte deux trous (E1 et E2) pour les vis de mise à la terre du châssis, à travers lesquels la carte peut être mise à la terre au système de terre de protection (PE) de l'armoire. Une mise à la terre appropriée est essentielle pour garantir la précision des mesures et l’immunité au bruit.
Diagnostic et maintenance
L'IS200STTCH2A, fonctionnant avec le pack d'E/S PTCC, fournit une identification de la carte couvrant la couverture diagnostique, l'état de santé du canal et l'intégrité du capteur. Lorsqu'un dépassement de limite matérielle ou un défaut de circuit ouvert se produit, les signaux d'alarme de diagnostic pertinents sont présentés dans le contrôleur et des informations de diagnostic détaillées au niveau du canal sont disponibles via l'application ToolboxST.
Pendant la maintenance, si la carte IS200STTCH2A doit être remplacée, déconnectez simplement le pack d'E/S du bornier, débranchez le bornier, remplacez la carte, rebranchez le bornier et reconnectez le pack d'E/S. L'ensemble du processus ne nécessite aucun recâblage ni aucune reconfiguration du pack d'E/S PTCC (à condition que la carte de remplacement soit du modèle identique et que cette carte ne comporte pas de cavaliers). Cela réduit considérablement les heures de travail de maintenance et la dépendance aux compétences du personnel.
Scénarios d'application
L'IS200STTCH2A convient à diverses applications industrielles nécessitant une mesure à haute température et une surveillance de la température de processus. Les applications typiques incluent :
Surveillance des températures d'échappement des turbines à gaz et des turbines à vapeur.
Mesure des températures de chambre de combustion et de four de chaudière.
Contrôle de température pour fours de traitement thermique et cuves de fusion de verre.
Surveillance de la température dans les processus de désulfuration et de dénitrification des fumées.
Surveillance de la température des fluides à haute température dans les réacteurs chimiques et les pipelines.
Surveillance de la température des roulements et des lubrifiants pour les équipements auxiliaires des centrales électriques.
Pour les systèmes Mark VIe nécessitant jusqu'à 12 entrées thermocouple avec une architecture simplex, l'IS200STTCH2A, associé à un pack d'E/S PTCC, fournit une solution d'acquisition de température compacte, fiable et précise.
