L'IS400TCASH1ADC est un composant important du PCAA (Core Analog I/O Pack) au sein du système de contrôle GE Mark VIe, appartenant spécifiquement au bornier de la série TCAS . En tant qu'interface de signal de terrain du module PCAA, ce bornier fournit les terminaux client et le routage des signaux, transmettant de manière efficace et fiable divers signaux analogiques provenant d'appareils de terrain tels que des turbines à gaz et des compresseurs – y compris des thermocouples, des émetteurs 4-20 mA, des LVDT (transformateurs différentiels variables linéaires), des servomoteurs et des capteurs de fréquence d'impulsion – vers les cartes de traitement analogiques BCAA et BCAB à l'intérieur du PCAA.
L'IS400TCASH1ADC peut être appliqué dans les systèmes simplex et TMR (Triple Modular Redundant) , répondant aux exigences industrielles de haute disponibilité et de haute sécurité. Il reçoit une alimentation de commande de 28 V CC via le connecteur P5 et fournit une alimentation de 28 V CC au bornier JGPA via le connecteur P4 pour la terminaison du blindage du câble de terrain. Dans le même temps, l'IS400TCASH1ADC se connecte au bornier TCAT via deux connecteurs de câble à 68 broches (P1 et P2) pour obtenir une sortance du signal, distribuant un signal de champ unique à un ou trois modules PCAA.
Dans le cadre du module PCAA – l'unité la moins remplaçable (LRU) – l'IS400TCASH1ADC fonctionne avec la carte principale BCAA, la carte d'interface BCAB et la carte processeur BPPx. Le module utilise une technologie de montage en surface, offrant une bonne résistance aux vibrations, à la température et aux interférences électromagnétiques, et fonctionne dans des environnements industriels difficiles de -30°C à 65°C.
II. Structure matérielle et interfaces
2.1 Dimensions physiques et montage
Les dimensions physiques de l'IS400TCASH1ADC sont conformes aux modules TCAS standard :
Hauteur : 8,26 cm (3,25 pouces)
Largeur : 4,19 cm (1,65 pouces)
Profondeur : 12,1 cm (4,78 pouces)
Le module utilise des borniers de type boîte enfichables de style européen pour faciliter le câblage et la maintenance sur le terrain. Lors de l'installation, le module PCAA est solidement monté dans une armoire ou sur un panneau ; l'IS400TCASH1ADC, faisant partie du PCAA, est fixé dans son ensemble et n'a pas besoin d'être retiré séparément.
2.2 Connecteurs principaux
Connecteur |
Taper |
Description |
P5 |
Connecteur d'alimentation à 3 broches |
Entrées d'alimentation 28 V CC pour l'ensemble du module PCAA et du bornier. Remarque : l'alimentation entre directement via ce connecteur, et non via le connecteur d'alimentation normal de la carte processeur. |
P4 |
Connecteur de sortie d'alimentation |
Fournit une alimentation de 28 V CC au bornier JGPA pour la mise à la terre du blindage du câble de terrain. |
P1/P2 |
Connecteurs haute densité à 68 broches |
Connectez-vous au bornier TCAT pour la distribution du signal (distribuant un signal de champ à un ou trois modules PCAA en simplex ou TMR). |
ENET1 / ENET2 |
Interfaces Ethernet RJ‑45 |
Interfaces réseau IONet primaires et redondantes pour un échange de données à haut débit avec le contrôleur. |
Bornes 120 euros |
Bornes de type boîte enfichables |
Pour le câblage des signaux des appareils de terrain ; Supporte les fils solides, les fils toronnés et les fils avec embouts. |
2.3 Spécifications du câblage des bornes
Les bornes Euro de l'IS400TCASH1ADC prennent en charge les types et sections de conducteurs suivants :
Type de conducteur |
Section minimale |
Section transversale maximale |
Conducteur solide |
0,2 mm² |
2,5 mm² |
Conducteur toronné |
0,2 mm² |
2,5 mm² |
Conducteur toronné avec virole et manchon en plastique |
0,25 mm² |
2,5 mm² |
Conducteur toronné avec virole sans gaine plastique |
0,25 mm² |
2,0 mm² |
Spécification AWG |
24 AWG |
12 AWG |
III. Types de signaux et allocation d'E/S
L'IS400TCASH1ADC gère les principales tâches d'accès au signal côté terminal PCAA. Selon le tableau d'affectation des signaux (bornes PCAA) dans le document ci-joint, les signaux câblés directement à ce bornier comprennent :
3.1 Signaux câblés directement à l'IS400TCASH1ADC
Nombre de signaux |
Type de signal |
Vis par signal |
25 |
Entrées thermocouple (prend en charge les types E, J, K, S, T) |
2 |
10 |
Entrées analogiques 4-20 mA |
2 |
2 |
Entrées analogiques configurables 4‑20 mA ou ±10 V |
2 |
2 |
Sorties analogiques 4-20 mA |
2 |
1 |
Sortie d'alimentation ±12 V CC (50 mA) |
2 |
6 |
Sorties d'excitation LVDT (7 Vrms, 3,2 kHz, 60 mA) |
2 |
6 |
Sorties du pilote de servobobine (±10 mA) |
2 |
3 |
Connexions communes (COM) |
1 |
2 |
Entrées de fréquence d'impulsion TTL (avec alimentation du capteur) |
2 (alimentation comprise) |
3.2 Signaux attisés via TCAT (l'IS400TCASH1ADC participe également)
Nombre de signaux |
Type de signal |
Vis par signal |
12 |
Entrées sismiques ventilées (capteurs de vitesse) |
2 |
24 |
Entrées analogiques ventilées 4‑20 mA (de TCAT) |
2 |
12 |
Puissance de sortie 24 V (25 mA chacun, pour les émetteurs) |
2 |
3 |
Sorties votantes 4‑20 mA (pour les applications TMR) |
2 |
12 |
Signaux de rétroaction LVDT ventilés |
2 |
2 |
Entrées de fréquence d'impulsion magnétique ventilées (servodébitmètre) |
2 |
1 |
Entrée relais suicide servo (pour les deux premières sorties servo) |
2 |
IV. Spécifications de précision du signal
Type de signal |
Précision spécifiée (y compris toutes les erreurs) |
Précision typique (à 25°C) |
Entrées thermocouples |
±0,10 % de la pleine échelle (-13,8 à +45,5 mV) |
±0,06 % |
Entrées analogiques 4-20 mA |
±0,25 % |
±0,10 % |
Entrées analogiques 0-10 V |
±0,50 % |
±0,20 % |
Entrées impulsion/débit |
±0,05% de la lecture |
— |
Entrées sismiques (crête de ±1,5 V) |
±2,00% |
±0,90 % |
Entrées LVDT (0‑7,07 Vrms) |
±1,00% |
±0,25 % |
Entrées du moniteur d'excitation LVDT |
±1,00% |
±0,55% |
Sortie d'excitation LVDT |
7 Vrms ±5,00 % |
±3,00% |
Sortie servo (±10 mA) |
±3,50% |
±0,70 % |
Sortie analogique 4‑20 mA |
±0,75 % |
±0,43 % |
Puissance de sortie 24 V |
24 V c.c. ±0,5 % (0 à 25 mA) |
— |
V. Configuration et fonctionnement
Chaque canal d'entrée analogique de l'IS400TCASH1ADC possède un cavalier (JP1 à JP12) pour sélectionner si la borne de retour est mise à la terre (GND) ou flottante (OPEN) . La position par défaut est OUVERT. Pour les entrées analogiques 11 et 12, des cavaliers supplémentaires (JP13, JP14) sélectionnent entre MA (mode 4-20 mA avec résistance de charge de 250 Ω) et VOLT (mode tension ±10 V, résistance de charge retirée).
La carte JGPA associée fournit douze bornes de sortie 24 V CC, chacune capable d'alimenter un transmetteur bifilaire 4-20 mA.
5.2 Configuration de la sortie servo
Les six sorties servo peuvent chacune être configurées via des cavaliers (JP15 à JP20) comme :
Les deux premières sorties servo (Servo 1 et Servo 2) fournissent en outre une fonction suicide externe via les bornes 107 et 108 (SVRL1, SVRL2). Lorsqu'un contact externe se ferme entre ces bornes, le circuit du servomoteur est déconnecté du régulateur numérique et la vanne est fermée de force via une résistance de limitation de courant (sortie fixe de 15 mA) pour une réponse de protection.
5.3 Système d'asservissement de position LVDT
L'IS400TCASH1ADC reçoit les signaux côté secondaire des capteurs LVDT via le bornier TCAT. Ces signaux sont conditionnés par la carte d'acquisition BCAA, convertis en tension continue et lus par le processeur via des convertisseurs A/D. Le micrologiciel PCAA peut exécuter jusqu'à six servorégulateurs numériques indépendants, chacun 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.
L'étalonnage du LVDT est effectué à l'aide du logiciel ToolboxST : l'utilisateur entraîne la vanne dans les positions complètement fermée et complètement ouverte, et le logiciel enregistre automatiquement les valeurs Vrms correspondantes (MinVrms / MaxVrms). Les valeurs étalonnées sont utilisées pour convertir les Vrms en temps réel en un pourcentage de position de 0 % à 100 %.
5.4 Thermocouples et compensation de soudure froide
Chaque module PCAA comprend un capteur de température de soudure froide intégré pour la compensation de la jonction de référence du thermocouple. Si le capteur local tombe en panne, une valeur de sauvegarde (CIBackup) ou une valeur de soudure froide à distance fournie par le contrôleur (CJRemote) peut être configurée. Toutes les entrées de thermocouple sont dotées d'un circuit de polarisation de détection de fil ouvert : lorsqu'un thermocouple s'ouvre, le signal est polarisé à pleine échelle négative pour faciliter les diagnostics.
VI. Diagnostics et alarmes
Dans le cadre du module PCAA, l'IS400TCASH1ADC offre des capacités d'autodiagnostic complètes. Les alarmes suivantes sont typiques étroitement liées à ce bornier (basées sur les alarmes spécifiques à la PCAA dans le document ci-joint) :
Code d'alarme |
Description |
Cause possible |
Solution |
33 à 67 |
Thermocouple mauvais pour la santé |
L'entrée millivolt dépasse la plage ; mauvais type configuré ; fil ouvert; tension parasite |
Vérifiez le câblage et le blindage sur site ; mesurer le signal millivolt ; vérifier que le type TC correspond à la configuration |
68 |
Jonction froide malsaine, utilisant une sauvegarde |
Signal de soudure froide TCAS local hors plage (-50 à 85°C) |
Vérifiez la température ; si normal, panne possible du capteur de soudure froide – remplacer le module PCAA |
69‑80 |
Entrée analogique TCAS défectueuse |
Excitation incorrecte ou manquante de l'émetteur ; émetteur défectueux ; incompatibilité de configuration des cavaliers ; entrée hors de portée |
Vérifiez le câblage et l'appareil sur le terrain ; vérifiez le cavalier de masse ; vérifier l'entrée entre 3,0 et 21,5 mA, ±10,5 V |
81‑104 |
Entrée analogique TCAT défectueuse |
Comme ci-dessus, plus les câbles TCAT‑PCAA ne sont pas complètement insérés |
Vérifiez que les câbles sont tendus ; vérifier que les connexions P1/P2 sont sécurisées |
117‑122 |
L'excitation LVDT a échoué |
Défaut à la terre d'excitation ; défaillance du câblage sur site ou du capteur LVDT ; panne matérielle interne |
Vérifiez le câblage et le blindage de l'excitation LVDT ; vérifier le capteur LVDT ; en cas de panne matérielle, remplacez le PCAA |
123‑134 |
Tension d'excitation LVDT hors plage |
La tension d'excitation réelle s'écarte de >±10 % par rapport à ExcitMonCal |
Mesurer la tension d'excitation ; recalibrer le servo ; remplacer PCAA |
135‑146 |
Position LVDT hors limite |
Problème d'excitation LVDT ; défaillance du capteur ; non calibré ; MinVrms/MaxVrms mal réglé |
Vérifiez le câblage et le capteur LVDT ; recalibrer ; vérifier qu'ExcitSelect correspond à la source d'excitation |
155‑160 |
Servo désactivé : erreur de configuration |
Entrée position/débit/pression du régulateur connectée à un canal inutilisé |
Vérifiez les paramètres de configuration ; s'assurer que les entrées sont connectées aux capteurs activés |
161 à 166 |
Suicide de sortie servo actif |
Commentaires hors de portée ; erreur excessive entre le courant commandé et le retour |
Vérifier les connexions du capteur de position et l'intégrité mécanique ; vérifier la boucle de sortie du servo pour une ouverture ou un court-circuit |
217 |
Configuration TCAT et incompatibilité matérielle |
TCAT configuré dans ToolboxST mais non connecté ; TCAT connecté mais non configuré ; câbles échangés |
Vérifiez que la configuration correspond au matériel ; vérifiez que les câbles P1/P2 ne sont pas inversés ; resserrer les câbles et assurer la mise à la terre ; redémarrer pour effacer |
218 |
Incompatibilité de type du connecteur TCAT P1/P2 |
Les types de connexion (R/R, S/S, T/T) ne correspondent pas |
Vérifiez les connexions des câbles P1/P2 entre TCAT et TCAS pour garantir la cohérence des types. |
VII. Points clés d'installation et de fonctionnement
7.1 Étapes d'installation
Montez solidement le module PCAA (qui comprend le bornier IS400TCASH1ADC).
Connectez la connexion d'alimentation JGPA au connecteur P4 du PCAA.
Si vous utilisez TCAT, connectez le module PCAA au bornier TCAT à l'aide de deux câbles à 68 broches sur les connecteurs P1 et P2 (correspondant à PR1/PR2, PS1/PS2 ou PT1/PT2 sur TCAT). Serrez à la main uniquement les vis de montage du câble pour garantir une mise à la terre correcte du câble. Ne pas serrer peut empêcher le PCAA de lire l'ID électronique TCAT et dégrader 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 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 blindage JGPA. Dans la plupart des applications, ils sont mis à la terre via la tôle de montage. Si une mise à la terre indépendante du blindage est requise, 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 les paramètres PCAA et IS400TCASH1ADC si nécessaire.
7.2 Remarques importantes
Alimentation : Le module doit recevoir une alimentation 28 V DC directement du connecteur P5 ; ne l'alimentez pas via le connecteur d'alimentation de la carte processeur.
Retrait des câbles à 68 broches : lors du retrait des câbles, assurez-vous que les bornes hexagonales des connecteurs montés sur la carte ne tournent pas lors du retrait des vis moletées, pour éviter d'endommager les connecteurs.
Mise à la terre : Les câbles P1/P2 doivent être correctement mis à la terre ; sinon, la lecture de l'identification électronique et la précision du signal analogique pourraient être affectées.
Avertissement de configuration : Ne modifiez pas arbitrairement le paramètre ThermCplUnit dans ToolboxST, car cela modifie les unités techniques des signaux de thermocouple vus par le code d'application et peut affecter la logique de l'application et les affichages IHM.
