Contrôleur UCEC GE IS420UCECH1B

L'IS420UCECH1B est un composant clé du système de contrôle Mark* VIe de GE. Il s'agit d'une variante spécifique du module UCEC, qui intègre un contrôleur UCSCH1x hautes performances avec une carte d'extension E/S à 7 ports dans une seule unité de contrôle puissante. Conçu pour les applications d'automatisation industrielle complexes nécessitant de nombreuses connexions d'E/S, telles que les systèmes de contrôle d'excitation, le contrôle d'éoliennes et le contrôle de turbines à gaz/vapeur, il offre une fiabilité exceptionnelle, une capacité de traitement en temps réel et une configuration réseau flexible.

Le module IS420UCECH1B est pris en charge à partir de ControlST V07.03 et est spécifiquement conçu pour les applications de contrôle d'excitation.

Composition et architecture du matériel

Le module IS420UCECH1B se compose de deux composants matériels principaux :

1. Contrôleur UCSCH1x :

• Dispose d'un processeur quadricœur AMD série G fonctionnant à 1,2 GHz, offrant une puissante capacité de calcul en temps réel.

• Équipé de 4 Go de SDRAM DDR3-1333 pour un accès aux données à haut débit.

• Fonctionne sur le système d'exploitation en temps réel (RTOS) QNX Neutrino, adapté aux environnements industriels à haute fiabilité.

2. Carte d'extension E/S à sept ports :

• Fournit 7 ports Ethernet RJ-45 supplémentaires pour connecter des modules d'E/S distribués.

• Prend en charge les protocoles de communication tels que IONet (réseau I/O), PROFINET, EtherCAT ou High-Speed ​​Serial Link (HSSL).

• Combiné avec les 3 ports d'E/S natifs du contrôleur, cela offre jusqu'à 10 interfaces réseau d'E/S, améliorant considérablement la connectivité du système.

L'IS420UCECH1B présente une conception modulaire, sans ventilateur et sans batterie, offrant une bonne résistance aux vibrations, à la poussière et aux interférences, ce qui le rend adapté aux environnements industriels difficiles.

Principales caractéristiques et fonctionnalités

1. Traitement multicœur hautes performances

• Le processeur quad-core prend en charge le traitement parallèle de plusieurs tâches de contrôle, garantissant un fonctionnement stable même à des fréquences de balayage élevées (par exemple 10 ms).

• Prend en charge les configurations Simplex, double redondance et triple redondance modulaire (TMR) pour répondre à diverses exigences de fiabilité.

2. Interfaces de communication flexibles

• IONet : Un réseau Ethernet privé dédié aux commandes Mark, garantissant une communication synchronisée à haut débit entre les modules d'E/S et le contrôleur.

• Protocoles PROFINET ou EtherCAT en option pour une intégration plus facile avec des appareils tiers.

• HSSL prend en charge la communication synchrone point à point pour les modules d'E/S ayant des exigences élevées en temps réel.

3. Prise en charge de l'agent de terrain intégré (EFA)

• Comprend un agent de terrain intégré pour une connectivité sécurisée à la plate-forme cloud Predix, permettant le téléchargement de données, l'informatique de pointe et la surveillance à distance.

• Fournit des capacités d’hébergement d’applications Web locales pour une analyse de données et des diagnostics personnalisés.

4. Prise en charge des réseaux virtuels et des machines virtuelles

• Basé sur la technologie d'hyperviseur, il prend en charge l'exécution de plusieurs machines virtuelles (VM) sur une seule plate-forme matérielle (par exemple, la VM de contrôle Mark VIe et la VM EFA).

• L'échange de données entre les machines virtuelles s'effectue via un réseau virtuel interne, éliminant ainsi le besoin d'un commutateur physique externe et améliorant l'intégration et la sécurité du système.

5. Synchronisation du temps de haute précision

• Utilise le protocole IEEE 1588 (PTP) pour synchroniser les horloges entre le contrôleur et les modules d'E/S avec une précision de ±100 microsecondes.

• Assure la cohérence temporelle pour l’acquisition des données et les sorties de contrôle, essentielles au contrôle des processus à grande vitesse.

Principe opérationnel et flux de données

En tant que cœur du système de contrôle, l'IS420UCECH1B fonctionne comme suit :

1. Démarrage et initialisation du système :

• À la mise sous tension, le contrôleur charge le micrologiciel et l'application stockés dans la mémoire Flash.

• Détecte les modules d'E/S connectés via les interfaces IONet et effectue une configuration automatique (si la reconfiguration automatique est activée).

2. Acquisition et traitement des données :

• Les modules d'E/S transmettent les données des capteurs de terrain et des actionneurs à l'UCECH1B via IONet.

• Le contrôleur exécute des calculs en temps réel basés sur une logique de contrôle prédéfinie (par exemple, boucles PID, séquençage, verrouillages de protection).

3. Sortie de contrôle et communication :

• Les résultats des calculs sont envoyés via IONet aux modules de sortie appropriés pour piloter les actionneurs.

• Simultanément, le contrôleur échange des données avec des IHM, des historiens ou d'autres systèmes de contrôle via l'Unit Data Highway (UDH).

4. Redondance et tolérance aux pannes :

• Dans les configurations redondantes, plusieurs contrôleurs UCECH1B partagent toutes les données d'E/S via IONet, garantissant ainsi une commutation transparente en cas de panne d'un contrôleur.

5. Collaboration cloud :

• La VM EFA est responsable du chiffrement et de la transmission des données clés à la plate-forme cloud Predix, prenant en charge la surveillance à distance, la maintenance prédictive et l'analyse du Big Data.

Résumé des spécifications techniques

Applications typiques

• Systèmes de contrôle d'excitation : pour la régulation de tension et la compensation de puissance réactive des générateurs synchrones.

• Systèmes de contrôle d'éolienne : contrôleur principal ou contrôle de pas, prenant en charge plusieurs capteurs et actionneurs.

• Contrôle des turbines à gaz/vapeur : gestion des fonctions critiques telles que les vannes de carburant, les aubes directrices d'admission et l'allumage.

• Centrales électriques à cycle combiné (CCPP) : agissant comme un contrôleur d'équilibre de la centrale (BOP) pour coordonner les systèmes auxiliaires.

• Contrôle des processus industriels : convient aux stations de contrôle distribuées dans des industries telles que la chimie, le traitement de l'eau et l'exploitation minière.