L'IS400TCASH1A est un composant important du PCAA (Core Analog I/O Pack) au sein du système de contrôle GE Mark VIe. Plus précisément, il appartient au type de bornier TCAS. Faisant partie du module PCAA, ce bornier fournit les terminaux client et le routage des signaux, transmettant de manière précise et fiable les signaux analogiques des appareils de terrain aux cartes de traitement analogique BCAA et BCAB.
L'IS400TCASH1A joue un rôle essentiel dans les systèmes de contrôle des turbines à gaz. Il gère un grand nombre de tâches d'entrée/sortie de signaux analogiques, notamment les signaux de thermocouple, les signaux de boucle de courant 4-20 mA, les signaux d'excitation et de rétroaction LVDT (transformateur différentiel variable linéaire), les signaux d'entraînement de servobobine, les entrées de fréquence d'impulsion, et bien plus encore. Ce bornier peut être appliqué dans les systèmes simplex et TMR (Triple Modular Redundant), répondant aux exigences de fiabilité, de disponibilité et de sécurité de diverses applications industrielles.
Faisant partie du module PCAA, qui est l'unité la moins remplaçable (LRU), l'IS400TCASH1A fonctionne avec la carte principale BCAA, la carte d'interface BCAB et la carte processeur BPPx pour former l'ensemble complet d'E/S analogiques de base PCAA. Le module reçoit une alimentation de commande de 28 V CC via le connecteur P5 et fournit une alimentation de 28 V CC via le connecteur P4 au bornier JGPA pour la terminaison du blindage du câble de terrain. De plus, l'IS400TCASH1A se connecte au bornier TCAT via deux connecteurs de câble à 68 broches (P1 et P2) pour obtenir une répartition du signal, distribuant un signal de champ unique à un ou trois modules PCAA.
II. Caractéristiques et structure du matériel
2.1 Structure physique et connecteurs
En tant que bornier du module PCAA, l'IS400TCASH1A intègre plusieurs interfaces de connecteur pour garantir des connexions stables avec des appareils externes et d'autres cartes :
Connecteur d'alimentation P5 : interface d'alimentation à 3 broches pour l'entrée d'une alimentation 28 V CC pour alimenter l'ensemble du module PCAA et du bornier. Notez que le module est alimenté directement par le connecteur P5, et non par le connecteur d'alimentation normal de la carte processeur.
Connecteur de sortie d'alimentation P4 : Fournit une alimentation de 28 V CC au bornier JGPA pour la mise à la terre du blindage du câble de terrain.
Connecteurs P1 et P2 : Les deux sont des connecteurs de câble à 68 broches pour la connexion au bornier TCAT. Ces deux connecteurs prennent en charge la répartition des signaux, distribuant les signaux des appareils de terrain vers un ou trois modules PCAA, permettant des configurations de système simplex ou TMR.
Interfaces Ethernet ENET1 et ENET2 : Deux connecteurs Ethernet RJ-45, servant respectivement d'interface système principale et d'interface système redondante/secondaire, pour la connexion au réseau IONet, permettant la communication de données entre le contrôleur et le module.
Borniers de type boîte de style européen : L'IS400TCASH1A est équipé de 120 bornes de type boîte de style européen enfichables pour le câblage des signaux des appareils de terrain. Ces bornes prennent en charge différents types et sections de conducteurs, facilitant ainsi l'installation et la maintenance sur le terrain.
2.2 Caractéristiques du câblage des bornes
Les bornes à boîtier de style européen de l'IS400TCASH1A prennent en charge les spécifications de conducteur suivantes :
Type de conducteur |
Section minimale |
Section transversale maximale |
Conducteur solide |
0,2 mm⊃2 ; |
2,5 mm⊃2 ; |
Conducteur toronné |
0,2 mm⊃2 ; |
2,5 mm⊃2 ; |
Conducteur toronné avec virole et manchon en plastique |
0,25 mm⊃2 ; |
2,5 mm⊃2 ; |
Conducteur toronné avec virole sans gaine plastique |
0,25 mm⊃2 ; |
2,0 mm⊃2 ; |
Spécification AWG |
24 AWG |
12 AWG |
2.3 Philosophie de conception des modules
Le module PCAA (y compris le bornier IS400TCASH1A) se compose de quatre cartes de circuits imprimés distinctes dans un seul assemblage physique. Puisqu'il est difficile d'isoler une panne sur une seule carte, le module dans son ensemble est considéré comme l'unité la moins remplaçable. Par conséquent, le diagnostic sur site ou le remplacement de circuits imprimés individuels à l'intérieur du module n'est pas autorisé. En cas de panne du module, l'ensemble du module PCAA doit être remplacé.
III. Types de signaux et allocation d'E/S
Le bornier IS400TCASH1A offre des capacités étendues d'accès aux signaux, couvrant divers types de signaux analogiques requis pour le contrôle des turbines à gaz. Basé sur la division des signaux entre les terminaux PCAA et les terminaux TCAT, l'IS400TCASH1A est principalement responsable des signaux suivants :
3.1 Signaux du terminal PCAA (câblés directement à l'IS400TCASH1A)
Nombre de signaux |
Type de signal |
Vis par signal |
25 |
Entrées thermocouples |
2 |
10 |
Entrées analogiques 4-20 mA |
2 |
2 |
Entrées analogiques 4-20 mA ou ±10 V |
2 |
2 |
Sorties analogiques 4-20 mA |
2 |
1 |
Sortie de puissance ±12 V |
2 |
6 |
Sorties d'excitation LVDT |
2 |
6 |
Sorties du pilote de servobobine |
2 |
3 |
Connexions communes |
1 |
2 |
Entrées d'impulsions TTL |
2 (avec alimentation) |
3.2 Signaux du terminal TCAT (ventilés vers IS400TCASH1A via TCAT)
Nombre de signaux |
Type de signal |
Vis par signal |
12 |
Entrées sismiques attisées |
2 |
24 |
Entrées analogiques ventilées 4-20 mA |
2 |
12 |
Puissance de sortie 24 V à 25 mA |
2 |
3 |
Vote des sorties 4-20 mA |
2 |
12 |
Rétroaction LVDT attisée |
2 |
2 |
Entrées de fréquence d'impulsion magnétique ventilées (servodébitmètre) |
2 |
1 |
Entrée relais suicide servo |
2 |
V. Configuration et fonctionnement
4.1 Configuration des entrées analogiques
L'IS400TCASH1A prend en charge les interfaces avec différents types d'émetteurs 4-20 mA. Chaque borne d'entrée analogique est dotée d'un cavalier à côté pour sélectionner si la borne de retour est mise à la terre ou flottante (la position par défaut est flottante/ouverte). Pour les entrées analogiques 11 et 12, un cavalier supplémentaire est fourni pour retirer la résistance de charge de 250 Ω, permettant ainsi une application d'entrée de tension de ±10 V CC.
La carte JGPA associée fournit douze bornes de sortie 24 V CC, une pour chaque entrée de transmetteur 4-20 mA.
4.2 Configuration de la sortie servo
L'IS400TCASH1A prend en charge six sorties servo, chacune configurable via des cavaliers pour le mode TMR (servo à 3 bobines) ou le mode simplex (servo à 2 bobines). Les deux premières sorties servo sont également équipées d'une fonction suicide externe via les bornes SVRL1 et SVRL2. Lorsqu'un contact externe se ferme entre ces bornes, la sortie du servo est isolée de la commande du régulateur numérique, fournissant une connexion directe via une résistance de limitation de courant (sortie fixe de 15 mA) pour la réponse de protection du contrôle.
4.3 Système d'asservissement de position LVDT
L'IS400TCASH1A reçoit les signaux côté secondaire des capteurs LVDT via le bornier TCAT. Ces signaux sont conditionnés par la carte d'acquisition BCAA, convertis en un signal équivalent DC et lus par le processeur via des convertisseurs A/D. Le micrologiciel PCAA peut exécuter jusqu'à six servorégulateurs numériques indépendants, chaque boucle fonctionnant à une fréquence d'échantillonnage de 100 Hz. La sortie du régulateur est écrite dans un convertisseur N/A, qui fournit ensuite la commande de courant au régulateur de courant analogique.
4.4 Fonction d'étalonnage
Lorsqu'un nouveau bornier est utilisé sur un système, l'étalonnage des LVDT associés aux servos PSVO, PSVP, PCAA ou PMVE (MVRA ou MVRF) est requis. Le contrôleur enregistre le code-barres du bornier et le compare au bornier actuel pendant le temps de chargement de la reconfiguration. Chaque fois qu'un étalonnage est enregistré, il met à jour le nom du code-barres sur la carte actuelle.
V. Diagnostics et alarmes
Dans le cadre du module PCAA, l'IS400TCASH1A fournit des fonctions d'autodiagnostic complètes. Lorsqu'un diagnostic détecte une anomalie, le système génère des alarmes correspondantes. Les alarmes suivantes sont courantes liées à l'IS400TCASH1A :
Code d'alarme |
Description |
Cause possible |
Solution |
33-67 |
Thermocouple mauvais pour la santé |
L'entrée millivolt dépasse la plage du thermocouple ; mauvais type de TC configuré ; fil ouvert; tension parasite ou bruit provoquant un dépassement de -63 mV de l'entrée |
Vérifiez le câblage et le blindage sur site ; vérifiez TC pour un circuit ouvert ; mesurer le signal millivolt ; vérifier que le type TC correspond à la configuration |
68 |
Jonction froide malsaine, utilisation de la sauvegarde |
Signal de soudure froide local du bornier TCAS hors plage (normal : -50 à 85°C) |
Si le matériel se situe dans la plage de température normale, il est possible qu'il y ait une défaillance du capteur de soudure froide ; remplacer le module PCAA |
69-80 |
Entrée analogique TCAS défectueuse |
Excitation incorrecte ou manquante du transducteur ; transducteur défectueux ; les paramètres des cavaliers ne correspondent pas à la configuration ; entrée hors de portée ; circuit ouvert ou court-circuit |
Vérifiez le câblage sur site ; vérifier l'appareil de terrain ; vérifiez le cavalier de sélection de masse ; vérifier l'entrée dans la plage 3,0-21,5 mA, ±5,25 V, ±10,5 V |
117-122 |
Échec de l'excitation LVDT |
Défaut à la terre d'excitation ; problème de câblage sur site ou défaillance du capteur LVDT ; panne matérielle interne |
Vérifiez le câblage sur site et le blindage pour l'excitation LVDT ; vérifier le capteur LVDT ; en cas de panne matérielle, remplacez le PCAA |
123-134 |
Tension d'excitation LVDT hors plage |
L'excitation LVDT réelle dépasse ±10 % d'ExcitMonCal ; panne possible du bornier |
Mesurer la tension d'excitation et comparer avec le paramètre de configuration ; vérifier le capteur LVDT ; recalibrer le servo ; remplacer PCAA |
135-146 |
Position LVDT hors limite |
Problème d'excitation LVDT ; transducteur défectueux ; circuit ouvert ou court-circuit ; entrée hors de portée ; non calibré |
Vérifier le câblage sur site et l'excitation ; vérifier le capteur LVDT ; calibrer le servorégulateur ; vérifier les limites MinVrms et MaxVrms ; vérifier qu'ExcitSelect correspond au câblage |
155-160 |
Servo désactivé : erreur de configuration |
Entrée de position du servo connectée au LVDT inutilisé ; entrée de flux vers PR inutilisé ; entrée de pression vers une entrée analogique inutilisée ; paramètres de configuration incorrects |
Vérifier et corriger les paramètres de configuration ; vérifier les entrées du régulateur connectées aux capteurs activés ; utilisez les diagnostics avancés ToolboxST pour la liste des erreurs |
161-166 |
Suicide de sortie servo actif |
Commentaires hors de portée ; inadéquation du feedback actuel avec la commande ; connexions d'entrée incorrectes |
Vérifiez la configuration ; vérifier les entrées connectées aux capteurs utilisés ; vérifier les connexions du capteur de position et l'intégrité mécanique ; Vérifiez le câblage de la boucle de sortie du servo pour déceler des ouvertures ou des courts-circuits. |
217 |
Configuration TCAT et incompatibilité matérielle |
TCAT configuré dans ToolboxST mais non connecté ; TCAT non configuré mais connecté |
Vérifiez que la sélection ToolboxST TCAT correspond au matériel réel ; vérifiez que les câbles P1 et P2 ne sont pas inversés ; assurez-vous que les câbles sont bien serrés et que les borniers sont mis à la terre ; effectuer une réinitialisation après mise hors tension |
218 |
Incompatibilité des types de connecteurs TCAT P1 et P2 |
Les types de connexion P1 et P2 (R/R, S/S, T/T) ne correspondent pas |
Vérifiez la configuration de ToolboxST et les connexions des câbles P1/P2 entre TCAS et TCAT pour garantir la correspondance des types. |
VI. Points clés d'installation et de fonctionnement
6.1 Étapes d'installation
Montez solidement le module PCAA.
Connectez la connexion d'alimentation JGPA au connecteur P4 du PCAA.
Connectez le module PCAA à un bornier TCAT associé en option à l'aide de deux câbles 68 broches sur les connecteurs P1 et P2. Serrez à la main uniquement les vis de montage du câble dans le PCAA et le TCAT pour garantir une mise à la terre correcte du câble. Le fait de ne pas sécuriser les câbles peut entraîner l'incapacité du PCAA à lire l'identification électronique sur le TCAT et peut réduire la qualité du signal.
Branchez un ou deux câbles Ethernet en fonction de la configuration du système. Lorsqu'une seule connexion IONet est utilisée, le module fonctionne correctement sur l'un ou l'autre port. Si des connexions doubles sont utilisées, la pratique standard consiste à connecter ENET1 au réseau associé au contrôleur R.
Vérifiez la mise à la terre des bornes du fil blindé JGPA. Dans la plupart des applications, les bornes de terre du blindage JGPA sont reliées électriquement à la tôle sur laquelle la carte est montée. Dans certaines applications nécessitant une mise à la terre indépendante du blindage, fournissez un fil de terre approprié entre une ou plusieurs bornes JGPA et le potentiel de terre du blindage requis.
Mettez le module sous tension via le connecteur P5 et vérifiez les voyants d’alimentation et d’état Ethernet.
Utilisez l'application ToolboxST pour configurer le PCAA si nécessaire.
6.2 Remarques importantes
Alimentation Remarque : Le module fonctionne à partir d'une source d'alimentation appliquée directement au connecteur P5 du module, et non via le connecteur d'alimentation normal situé sur la carte processeur.
Remarque sur le retrait des câbles : lors du retrait des câbles à 68 broches, assurez-vous que les bornes hexagonales des connecteurs montés sur la carte ne tournent pas lorsque vous dévissez les vis moletées du câble.
Note de mise à la terre : Les câbles à 68 broches doivent être correctement mis à la terre ; sinon, la lecture de l'identité électronique et la qualité du signal pourraient être affectées.
Note de configuration : Ne modifiez pas arbitrairement le paramètre ThermCplUnit dans ToolboxST, car cela affecte les unités d'ingénierie vues par le code de l'application et peut affecter les périphériques externes tels que les IHM et les historiens.
