La carte d'entrée/sortie analogique GE IS200VAICH1DAA est une carte de processeur d'E/S analogiques hautes performances utilisée dans les systèmes de contrôle industriels GE. En tant que membre de la famille de cartes VAIC, la carte d'entrée/sortie analogique IS200VAICH1DAA accepte 20 entrées analogiques et contrôle 4 sorties analogiques, fournissant le conditionnement du signal, le multiplexage analogique, la conversion analogique-numérique et la conversion numérique-analogique requis pour l'acquisition et le contrôle des signaux de processus analogiques dans les architectures de contrôle Mark VI. Chaque bornier accepte 10 entrées et 2 sorties, et des câbles relient le bornier au rack VME où se trouve la carte processeur VAIC. Le VAIC convertit les entrées en valeurs numériques et les transfère via le fond de panier VME vers la carte VCMI puis vers le contrôleur, tandis que pour les sorties, le VAIC convertit les valeurs numériques en courants analogiques et les transmet via le bornier jusqu'au circuit client.
La carte d'entrée/sortie analogique IS200VAICH1DAA est identifiée par la convention de numérotation des pièces GE utilisée dans toute la gamme de produits de systèmes de contrôle industriel. Le préfixe « IS200 » identifie la carte comme un produit GE Industrial Control Systems, le préfixe « 200 » indiquant spécifiquement que la carte est un assemblage de base. L'acronyme « VAIC » identifie la désignation fonctionnelle de la carte en tant que carte d'entrée/sortie analogique. La désignation 'H1' identifie le groupe matériel, tandis que le suffixe 'DAA' identifie la combinaison d'illustration et de révision fonctionnelle. Tous les chiffres sont importants lors de la commande ou du remplacement d'une carte, car les cartes de différents niveaux de révision peuvent ne pas contenir de matériel identique, et GE garantit la compatibilité ascendante des cartes de remplacement tout en notant que différents niveaux de révision peuvent ne pas contenir de composants identiques.
La carte d'entrée/sortie analogique IS200VAICH1DAA est la version VAICH1D de la famille VAIC, qui est la dernière génération conçue pour prendre en charge une résistance de charge plus élevée pour les sorties 20 mA. Cette génération fournit jusqu'à 18 V disponibles aux bornes à vis du bornier, permettant un fonctionnement sous des charges de 800 ohms avec 1 000 pieds de fil #18 avec marge, par rapport au VAICH1C précédent et aux versions antérieures qui prenaient en charge une résistance de charge jusqu'à 500 ohms. La carte VAICH1D nécessite le bornier TBAIH1C ou version ultérieure, ou toute révision du bornier STAI, pour un fonctionnement correct, tandis qu'elle fonctionne également correctement avec toutes les révisions des borniers DTAI.
Cette introduction au produit fournit des informations techniques détaillées, des descriptions fonctionnelles, des affectations de connecteurs, des conseils de configuration et des spécifications complètes pour la carte d'entrée/sortie analogique GE IS200VAICH1DAA, servant de référence essentielle pour les ingénieurs de systèmes de contrôle, les techniciens de maintenance et les intégrateurs de systèmes travaillant avec les équipements de contrôle industriel GE.
Architecture fonctionnelle et traitement du signal
La carte d'entrée/sortie analogique IS200VAICH1DAA est construite autour d'une architecture de traitement de signal analogique flexible et hautes performances qui prend en charge jusqu'à 20 entrées analogiques et 4 sorties analogiques, avec le type d'entrée, qu'il s'agisse d'une tension, de 4 à 20 mA ou de ±1 mA, sélectionné par des cavaliers sur le bornier. Deux des quatre circuits de sortie analogiques sont de 4 à 20 mA et les deux autres peuvent être configurés pour 4 à 20 mA ou 0 à 200 mA. Les entrées et sorties disposent d'un circuit de suppression du bruit pour se protéger contre les surtensions et le bruit haute fréquence.
La carte contient un conditionnement de signal, un multiplexeur analogique, un convertisseur A/D et un convertisseur D/A, fournissant une chaîne de signaux analogiques complète depuis le câblage de terrain jusqu'au système de contrôle numérique. Le convertisseur A/D est un convertisseur 16 bits avec une résolution de 14 bits et le temps de balayage normal est de 10 ms (100 Hz), avec les entrées 1 à 4 disponibles pour un balayage à 200 Hz. La précision des mesures est meilleure que 0,1 % de la pleine échelle et le convertisseur D/A est un convertisseur 12 bits avec une précision de 0,5 %.
L'impédance d'entrée de la carte d'entrée/sortie analogique IS200VAICH1DAA est de 250 ohms à 4-20 mA, 5 000 ohms à ±1 mA et 500 000 ohms à l'entrée de tension, permettant à la carte de s'interfacer avec une large gamme d'émetteurs et de sources de tension. La suppression du bruit d'entrée comprend un filtre matériel sur les 10 premiers circuits (J3) avec une coupure unipolaire vers le bas à 500 rad/sec, un filtre matériel sur les 10 seconds circuits (J4) avec une coupure bipolaire vers le bas à 72 et 500 rad/sec, et un filtre logiciel utilisant un filtre passe-bas bipolaire configurable pour 0, 0,75, 1,5 Hz, 3 Hz, 6 Hz ou 12 Hz. La réjection du mode commun CA est de 60 dB à 60 Hz avec une tension de mode commun jusqu'à ±5 V, et la réjection du mode commun CC est de 80 dB avec une tension de mode commun de crête de -5 à +7 V. La plage de tension en mode commun est de ±5 V, avec un CMR de ±2 V pour les entrées de ±10 V.
Applications simplex et TMR
La carte d'entrée/sortie analogique IS200VAICH1DAA prend en charge les applications à redondance modulaire simplex et triple (TMR), offrant la flexibilité requise pour différentes architectures système.
Dans une configuration simplex, le bornier fournit des signaux d'entrée à un seul VAIC, qui fournit tout le courant pour les sorties. La carte accepte 20 entrées analogiques et contrôle 4 sorties analogiques, avec deux borniers TBAI fournissant la terminaison côté terrain. La capacité d'E/S analogiques utilisant deux borniers TBAI comprend 16 entrées de ±10 V CC, ±5 V CC ou 4 à 20 mA, 4 entrées de 4 à 20 mA ou ±1 mA, 2 sorties de 0 à 20 mA ou 0 à 200 mA et 2 sorties de 0 à 20 mA.
Dans une configuration TMR, les signaux d'entrée sur le bornier sont répartis vers trois racks de cartes VME R, S et T, chacun contenant un VAIC. Les signaux de sortie sont pilotés par un circuit propriétaire qui crée le courant souhaité à l'aide des trois VAIC. En cas de panne matérielle, le VAIC défectueux est retiré de la sortie et les deux cartes restantes continuent de produire le courant correct. L'alimentation 24 V CC des transducteurs provient des trois racks VME et est sélectionnée par diode OU sur le bornier. Chaque sortie de courant analogique est alimentée par les courants des trois VAIC, et le courant de sortie réel est mesuré avec une résistance série, qui renvoie une tension à chaque VAIC. La sortie résultante est la valeur moyenne, ou médiane, des trois courants, offrant la tolérance aux pannes et la haute disponibilité requises pour les applications de contrôle critiques.
Détection de décrochage du compresseur
Le micrologiciel de la carte d'entrée/sortie analogique IS200VAICH1DAA inclut la détection du décrochage du compresseur de turbine à gaz, exécutée à 200 Hz. Deux algorithmes de décrochage peuvent être sélectionnés, et tous deux utilisent les quatre premières entrées analogiques, balayées à 200 Hz. Un algorithme est destiné aux petites turbines à gaz LM et utilise deux transducteurs de pression, tandis que l'autre algorithme est destiné aux turbines à gaz robustes et utilise trois transducteurs de pression.
L'algorithme de détection du décrochage du compresseur utilise la pression de refoulement du compresseur PS3 comme entrée principale, et une chute de cette pression indique un éventuel décrochage du compresseur. L'algorithme calcule également le taux de variation de la pression de refoulement, dPS3/dt, et compare ces valeurs avec les paramètres de décrochage configurés, les constantes KPS3. Le déclenchement du décrochage du compresseur est initié par VAIC, qui envoie le signal au contrôleur où il est utilisé pour lancer un arrêt, et le signal d'arrêt peut être utilisé pour régler toutes les vannes d'arrêt de carburant via n'importe quelle sortie relais. La détection du décrochage du compresseur et le fonctionnement du relais se produisent dans un délai de 30 ms, fournissant une réponse rapide et fiable à une condition de décrochage.
Installation et câblage
La carte d'entrée/sortie analogique IS200VAICH1DAA est conçue pour une installation simple dans le rack de processeur VME. Pour installer la carte, mettez le rack de processeur VME hors tension, faites glisser la carte et poussez les leviers supérieur et inférieur avec vos mains pour asseoir ses connecteurs de bord, puis serrez les vis imperdables en haut et en bas du panneau avant. Les connexions des câbles aux borniers s'effectuent au niveau des connecteurs J3 et J4 sur la partie inférieure du rack VME, qui sont des connecteurs de type verrouillage pour fixer les câbles. Après avoir mis sous tension le rack VME, vérifiez les voyants de diagnostic en haut du panneau avant.
La taille de la carte est de 26,04 cm de hauteur sur 1,99 cm de largeur sur 18,73 cm de profondeur (10,26 pouces x 0,782 pouces x 7,375 pouces) et la consommation électrique est inférieure à 31 W. La plage de température de fonctionnement est de 0 à 60 °C (32 à 140 °F), ce qui rend la carte adaptée à une installation dans des armoires de commande industrielles standard.
Diagnostic et détection de défauts
La carte d'entrée/sortie analogique IS200VAICH1DAA offre des capacités de diagnostic complètes qui facilitent la vérification du système et l'isolation des défauts. Trois LED en haut du panneau avant du VAIC fournissent des informations sur l'état, la condition normale RUN étant un vert clignotant, FAIL étant un rouge fixe et STATUS étant normalement éteint mais affichant une orange fixe si une condition d'alarme de diagnostic existe dans la carte.
Chaque entrée analogique dispose d'une vérification de limite matérielle basée sur des niveaux haut et bas prédéfinis et non configurables définis près des extrémités de la plage de fonctionnement, et si cette limite est dépassée, un signal logique est défini et l'entrée n'est plus scrutée. Si l'une des limites matérielles de l'entrée est définie, cela crée une alarme de diagnostic composite, L3DIAG_VAIC, qui fait référence à l'ensemble de la carte. Chaque entrée dispose également d'une vérification des limites du système basée sur des niveaux haut et bas configurables, qui peuvent être utilisés pour générer des alarmes et peuvent être configurés pour être activés ou désactivés et comme verrouillés ou non verrouillés.
Dans les systèmes TMR, si un signal s'écarte de la valeur votée de plus d'une limite prédéterminée, ce signal est identifié et un défaut est créé, fournissant une indication précoce d'un problème se développant dans un canal. La carte surveille les sorties D/A, les courants de sortie, le courant total, les relais suicide et les relais de mise à l'échelle 20/200 mA, en vérifiant leur caractère raisonnable et en créant un défaut lorsqu'un problème est détecté. Le bornier TBAI possède son propre périphérique d'identification qui est interrogé par le VAIC, et si une incompatibilité est rencontrée, un défaut d'incompatibilité matérielle est créé.
Les diagnostics surveillent chaque sortie et un relais suicide déconnecte la sortie correspondante si un défaut ne peut pas être éliminé par une commande du processeur, fournissant ainsi une couche de protection supplémentaire pour les appareils de terrain et le processus.
Adéquation des applications et intégration du système
La carte d'entrée/sortie analogique IS200VAICH1DAA est une interface analogique polyvalente qui peut être utilisée dans une grande variété d'applications de systèmes de contrôle industriel GE. Ses 20 entrées analogiques, prenant en charge les signaux 4 à 20 mA, ±1 mA, ±5 V CC et ±10 V CC, et ses 4 sorties analogiques, prenant en charge 4 à 20 mA et 0 à 200 mA, permettent à la carte de s'interfacer avec des transmetteurs de pression, des transmetteurs de température, des débitmètres, des capteurs de niveau, des positionneurs de vannes, des actionneurs et de nombreux autres instruments de terrain analogiques.
La prise en charge par la carte des applications simplex et TMR la rend adaptée à un large éventail d'architectures système, depuis les installations simplex sensibles aux coûts jusqu'aux installations TMR critiques où une haute disponibilité est requise. Dans les applications TMR, les entrées ventilées de la carte, la puissance d'émetteur sélectionnée par diode OU et les sorties à vote médian offrent la tolérance aux pannes et la fiabilité requises pour les applications de contrôle les plus exigeantes.
La détection de décrochage du compresseur intégrée à la carte, avec les algorithmes à deux et trois transducteurs et la fréquence de balayage de 200 Hz, fournit un moyen rapide et fiable de détecter le décrochage du compresseur dans les applications de turbine à gaz, et le signal d'arrêt peut être utilisé pour régler toutes les vannes d'arrêt de carburant via n'importe quelle sortie relais, offrant ainsi une fonction de protection complète.
La capacité de résistance de charge plus élevée de la carte, avec jusqu'à 800 ohms pris en charge avec 1 000 pieds de fil n° 18, permet à la carte de piloter des câbles plus longs et des charges à impédance plus élevées que les générations VAIC précédentes, offrant ainsi une plus grande flexibilité dans le câblage sur site et les appareils de terrain connectés.
Maintenance et cycle de vie
La carte d'entrée/sortie analogique IS200VAICH1DAA est conçue pour une longue durée de vie avec un minimum de maintenance. La carte ne contient aucune pièce mobile et sa construction robuste garantit une fiabilité élevée en fonctionnement industriel continu. La maintenance de routine consiste en une inspection visuelle périodique de la carte, des connecteurs et des LED, une vérification que les signaux d'entrée et de sortie analogiques sont conformes aux spécifications et une confirmation que les LED de diagnostic indiquent un fonctionnement normal.
Les fonctionnalités de diagnostic de la carte, notamment les vérifications des limites du matériel et du système, le vote TMR, la surveillance des sorties et la puce d'identification intégrée, simplifient le dépannage et garantissent que la carte appropriée est installée à chaque emplacement. Si une condition d'alarme de diagnostic existe, la LED STATUS affiche une couleur orange fixe, alertant le technicien de maintenance d'un problème avec la carte ou le câblage sur site.
Si la carte doit être remplacée, le processus est simple. Après avoir mis le rack de processeurs VME hors tension et vérifié qu'il n'y a pas d'alimentation, les câbles doivent être déconnectés des connecteurs J3 et J4, les vis imperdables desserrées et la carte retirée du rack à l'aide des leviers supérieur et inférieur. La carte de remplacement doit être installée dans la même position, les câbles reconnectés comme indiqué et les voyants de diagnostic vérifiés avant de remettre le système en service.
GE Industrial Control Systems garantit la compatibilité de ses cartes de remplacement, même si les cartes de différents niveaux de révision peuvent ne pas contenir de matériel identique. Lors de la commande d'une carte d'entrée/sortie analogique IS200VAICH1DAA de remplacement, fournissez le numéro de pièce complet et la description, le numéro de série du lecteur ou du système et le numéro de liste de matériaux (ML). L'usine peut remplacer les versions ultérieures en fonction de la disponibilité et des améliorations de conception, mais la compatibilité ascendante des cartes de remplacement est garantie.
Conclusion
La carte d'entrée/sortie analogique GE IS200VAICH1DAA est une interface analogique fiable, robuste et polyvalente pour les systèmes de contrôle industriel GE. Ses 20 entrées analogiques, prenant en charge plusieurs types et plages de signaux, ses 4 sorties analogiques avec une capacité de 4 à 20 mA et de 0 à 200 mA, sa capacité de résistance de charge plus élevée avec jusqu'à 800 ohms pris en charge, sa détection intégrée de décrochage du compresseur et sa prise en charge des applications simplex et TMR offrent la flexibilité, la précision et la fiabilité requises pour une large gamme d'applications industrielles de mesure et de contrôle analogiques.
Avec son montage en rack VME, ses connecteurs clairement étiquetés, ses diagnostics complets et sa compatibilité avec le système de contrôle Mark VI et les borniers TBAI, STAI et DTAI, la carte d'entrée/sortie analogique IS200VAICH1DAA est conçue pour une installation, une vérification et une maintenance faciles. Soutenue par la qualité de fabrication de GE, son réseau d'assistance mondial et son engagement en faveur de la rétrocompatibilité, la carte d'entrée/sortie analogique IS200VAICH1DAA continue de fournir les performances, la durabilité et la fiabilité que les utilisateurs industriels attendent de GE. Qu'elle soit utilisée dans une nouvelle installation ou en remplacement d'une carte existante, la carte d'entrée/sortie analogique IS200VAICH1DAA fournit la fonctionnalité d'entrée et de sortie analogique requise pour un fonctionnement fiable et efficace du système de contrôle.
