GE IS220PSCAH1A PSCA सीरियल कम्युनिकेशन I/O पैक

IS220PSCAH1A मार्क VIe और मार्क VIeS वितरित नियंत्रण प्रणालियों के लिए जनरल इलेक्ट्रिक (GE) द्वारा डिज़ाइन किया गया एक महत्वपूर्ण इंटरफ़ेस घटक है, जिसे PSCA सीरियल कम्युनिकेशन I/O पैक के रूप में जाना जाता है। यह मॉड्यूल औद्योगिक स्वचालन और नियंत्रण प्रणालियों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो ऊपरी परत ईथरनेट नियंत्रण नेटवर्क और विभिन्न निचली परत धारावाहिक संचार उपकरणों के बीच एक प्रोटोकॉल रूपांतरण केंद्र और विद्युत इंटरफ़ेस पुल के रूप में कार्य करता है।

आधुनिक ईथरनेट-आधारित मार्क VIe IONet में पारंपरिक, व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सीरियल संचार प्रोटोकॉल (जैसे RS-232, RS-422, RS-485) को एकीकृत करके, PSCA मॉड्यूल पुराने और नए उपकरणों के बीच संगतता मुद्दों को प्रभावी ढंग से हल करता है, उपयोगकर्ता के निवेश की सुरक्षा करता है, और कई सीरियल उपकरणों के लिए एकीकृत डेटा अधिग्रहण और प्रबंधन को सक्षम बनाता है। यह विशेष रूप से औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, जिसमें स्मार्ट ट्रांसमीटर, वैरिएबल फ़्रीक्वेंसी ड्राइव, ड्राइव सिस्टम और मॉडबस या मालिकाना सीरियल प्रोटोकॉल का समर्थन करने वाले अन्य उपकरणों के साथ संचार की आवश्यकता होती है।

मॉडल नंबर IS220PSCAH1A विशेष रूप से इंगित करता है कि इसमें BPPB मॉडल प्रोसेसर बोर्ड शामिल है, जो मॉड्यूल के 'मस्तिष्क' के रूप में कार्य करता है, जो संचार प्रोटोकॉल निष्पादित करने, डेटा प्रबंधित करने और स्व-निदान करने के लिए जिम्मेदार है।

2. हार्डवेयर आर्किटेक्चर और भौतिक इंटरफेस

PSCA मॉड्यूल का हार्डवेयर डिज़ाइन अत्यधिक एकीकृत और मॉड्यूलर दृष्टिकोण को दर्शाता है, जिसमें मुख्य रूप से दो भाग शामिल हैं:

1. सामान्य प्रोसेसर बोर्ड (बीपीपीएक्स): यह सभी मार्क VIe वितरित I/O पैक के लिए सामान्य आधार है। IS220PSCAH1A में, यह विशेष रूप से BPPB प्रोसेसर बोर्ड है। यह नियंत्रण तर्क निष्पादित करता है, नेटवर्क संचार संभालता है, मॉड्यूल पावर का प्रबंधन करता है, और एम्बेडेड डायग्नोस्टिक फर्मवेयर चलाता है। यह प्रोसेसर बोर्ड मॉड्यूल और मार्क VIe नियंत्रक के बीच डेटा विनिमय के लिए मुख्य है।

2. समर्पित सीरियल संचार बोर्ड: यह पीएससीए मॉड्यूल का अनूठा हिस्सा है। यह बोर्ड छह स्वतंत्र सीरियल संचार चैनल ट्रांसीवर को एकीकृत करता है, प्रत्येक को अलग-अलग संचार मानकों के अनुकूल सॉफ्टवेयर के माध्यम से व्यक्तिगत रूप से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।

मॉड्यूल का भौतिक इंटरफ़ेस डिज़ाइन कॉम्पैक्ट और व्यावहारिक है, जिसमें मुख्य रूप से शामिल हैं:

• इनपुट इंटरफ़ेस:

• दोहरी RJ-45 ईथरनेट पोर्ट (ENET1 और ENET2): ये पोर्ट मॉड्यूल के लिए अनावश्यक या एकल नेटवर्क कनेक्शन प्रदान करते हैं। वे नियंत्रक के साथ डेटा विनिमय के लिए रीढ़ बनाते हुए, मार्क VIe IONet से जुड़ते हैं। मॉड्यूल अकेले किसी भी पोर्ट का उपयोग करके काम कर सकता है। यदि दोनों जुड़े हुए हैं, तो मानक अभ्यास ENET1 को प्राथमिक (आर) नियंत्रक नेटवर्क के साथ जोड़ना है, हालांकि मॉड्यूल स्वयं पोर्ट चयन के प्रति संवेदनशील नहीं है और उचित संचालन पर स्वचालित रूप से बातचीत करेगा।

• 3-पिन पावर इनपुट कनेक्टर: ऑपरेटिंग पावर की आपूर्ति करता है। एक प्रमुख विशेषता मॉड्यूल की अंतर्निहित सॉफ्ट-स्टार्ट क्षमता है, जो पावर-अप के दौरान इनरश करंट को नियंत्रित करती है, हॉट स्वैपिंग की अनुमति देती है, जिससे रखरखाव में काफी सुविधा होती है।

• आउटपुट इंटरफ़ेस:

• DC-62 पिन हाई-डेंसिटी कनेक्टर: पैक के नीचे स्थित, यह सीधे संबंधित SSCA सीरियल कम्युनिकेशन टर्मिनल बोर्ड में प्लग हो जाता है। यह कनेक्टर पैक और टर्मिनल बोर्ड के बीच सभी छह सीरियल चैनलों, पावर आउटपुट और पहचान संकेतों के लिए सिग्नल ले जाता है।

• मैकेनिकल फिक्सिंग और डायग्नोस्टिक्स:

• ईथरनेट पोर्ट से सटे थ्रेडेड आवेषण टर्मिनल बोर्ड प्रकार के लिए विशिष्ट माउंटिंग ब्रैकेट का उपयोग करके यांत्रिक सुरक्षा की अनुमति देते हैं, एक स्थिर कनेक्शन सुनिश्चित करते हैं और डीसी -62 पिन कनेक्टर पर समकोण बल को रोकते हैं।

• मॉड्यूल फेसप्लेट में बिजली की स्थिति, नेटवर्क गतिविधि, प्रोसेसर स्थिति और व्यक्तिगत चैनल संचार स्थिति के वास्तविक समय प्रदर्शन के लिए मल्टी-फंक्शन संकेतक एलईडी की सुविधा है, जो फील्ड इंजीनियरों के लिए सहज दृश्य निदान प्रदान करता है।

3. मुख्य कार्य और विस्तृत कार्य सिद्धांत

पीएससीए मॉड्यूल की कार्यक्षमता सरल सिग्नल रूपांतरण से परे है; यह जटिल, विन्यास योग्य संचार सेवाओं को लागू करता है। इसके कार्य सिद्धांतों को तीन पहलुओं से गहराई से समझा जा सकता है: डेटा प्रवाह, प्रोटोकॉल समर्थन और विशिष्ट सेवाएँ।

3.1 मल्टी-प्रोटोकॉल सीरियल संचार चैनल

यह पीएससीए मॉड्यूल का मुख्य कार्य है। इसके छह सीरियल चैनल स्वतंत्र संचार इकाइयां हैं, प्रत्येक लचीले ढंग से कॉन्फ़िगर करने योग्य हैं:

• समर्थित मानक:

• आरएस-232: 115.2 केबीपीएस की अधिकतम दर के साथ छोटी दूरी (अधिकतम 15 मीटर) के लिए एक सामान्य पॉइंट-टू-पॉइंट, पूर्ण-डुप्लेक्स मानक। पीसी, स्थानीय डिस्प्ले यूनिट आदि से कनेक्ट करने के लिए उपयुक्त।

• आरएस-422: एक विभेदक सिग्नलिंग मानक जो पॉइंट-टू-मल्टीपॉइंट संचार का समर्थन करता है, मजबूत शोर प्रतिरक्षा, 305 मीटर तक संचरण दूरी और 375 केबीपीएस की उच्च अधिकतम दर के साथ। लंबी दूरी और उच्च गति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श।

• आरएस-485 (केवल हाफ-डुप्लेक्स): एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला मल्टीपॉइंट संचार मानक, जो अंतर ट्रांसमिशन का भी उपयोग करता है, उत्कृष्ट शोर प्रतिरक्षा, 305 मीटर की दूरी और 115.2 केबीपीएस की दर प्रदान करता है। प्रत्येक आरएस-485 चैनल 8 ड्रॉप डिवाइस तक का समर्थन कर सकता है, प्रति पीएससीए बोर्ड पर अधिकतम 18 डिवाइस। छोटे डिवाइस नेटवर्क बनाने के लिए आदर्श।

• कॉन्फ़िगरेशन लचीलापन: प्रत्येक चैनल की भौतिक परत विशेषताओं को टूलबॉक्सएसटी इंजीनियरिंग सॉफ़्टवेयर के माध्यम से स्वतंत्र रूप से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जिसमें शामिल हैं:

• बॉड दर (300 से 115200 बीपीएस)

• डेटा बिट्स (7 या 8)

• स्टॉप बिट्स (1 या 2)

• समता (कोई नहीं, विषम, सम)

• स्टेशन के पते (मल्टी-ड्रॉप पहचान के लिए)

• कार्यान्वयन तंत्र: वास्तविक विद्युत विशेषताओं और समाप्ति को पीएससीए पैक पर नहीं, बल्कि इसके मिलान वाले एसएससीए टर्मिनल बोर्ड पर सेट किया जाता है। टर्मिनल बोर्ड पर जंपर्स चयनित संचार मोड (आरएस-232/422/485) के लिए आवश्यक टर्मिनेशन रेसिस्टर्स और लाइन कॉन्फ़िगरेशन को कॉन्फ़िगर करते हैं। PSCA पैक DC-62 पिन कनेक्टर के माध्यम से टर्मिनल बोर्ड को सिग्नल भेजता है, जो फिर फ़ील्ड सीरियल डिवाइस से कनेक्ट होता है।

3.2 डेटाफ्लो प्रोसेसिंग और नियंत्रक इंटरैक्शन

पीएससीए से नियंत्रक तक डेटा प्रवाह को दो अलग-अलग प्रकारों में नियंत्रित किया जाता है, जो इसकी पदानुक्रमित प्रसंस्करण क्षमता को दर्शाता है:

• निश्चित I/O:

• हनीवेल प्रेशर ट्रांसड्यूसर: आरएस-422 का उपयोग करें, जो पोर्ट 1 और 2 के लिए समर्पित है। प्रत्येक पोर्ट 6 ट्रांसड्यूसर तक का समर्थन करता है। प्रोटोकॉल में संचार चूक काउंटरों की तरह मजबूत दोष सहिष्णुता शामिल है। लगातार 4 चूक के बाद, मॉड्यूल इनपुट दबाव को एक सुरक्षित मान (1.0 पीएसआई) पर मजबूर करता है और एक डायग्नोस्टिक अलार्म उठाता है; लगातार 4 सफल संचार के बाद, यह दबाव हटाता है और अलार्म साफ़ करता है।

• कोल्मोर्गेन इलेक्ट्रिक ड्राइव: किसी भी तीन पोर्ट (लेकिन तीन से अधिक नहीं) का उपयोग कर सकता है, 19200 बॉड पर आरएस-422 पॉइंट-टू-पॉइंट संचार नियोजित करता है।

• प्रत्येक सिग्नल को नियंत्रक के सिग्नल स्थान में मैप किया जाता है और इसे सीधे नियंत्रण तर्क द्वारा उपयोग किया जा सकता है।

• प्रत्येक सिग्नल में एक व्यक्तिगत स्वास्थ्य बिट होता है जो वास्तविक समय में इसकी गुणवत्ता को दर्शाता है।

• कच्चे डेटा को इंजीनियरिंग इकाइयों में परिवर्तित करने के लिए ऑफसेट और गेन स्केलिंग का समर्थन करता है।

• इनमें से कई सिग्नल सिस्टम सीमा जांच के लिए कॉन्फ़िगर किए गए हैं, जो अलार्म या इंटरलॉक सुरक्षा को ट्रिगर करने में सक्षम हैं।

• परिभाषा: यह डेटा विशिष्ट, उच्च-प्रदर्शन वाले उपकरणों से जुड़ा है, जिसका दस्तावेज़ में स्पष्ट रूप से हनीवेल स्मार्ट प्रेशर ट्रांसड्यूसर और कोल्मोर्गेन इलेक्ट्रिक ड्राइव डेटा के रूप में उल्लेख किया गया है।

• प्रोसेसिंग तंत्र: फिक्स्ड I/O को सर्वोच्च प्राथमिकता वाली प्रोसेसिंग प्राप्त होती है। पारंपरिक I/O के समान, डेटा को हर फ्रेम में पूरी तरह से संसाधित किया जाता है। इसका मतलब यह है:

• संचार विशेषताएँ:

• मोडबस I/O (द्वितीय श्रेणी I/O):

• डेटा सुसंगतता: सुसंगतता की गारंटी केवल सिग्नल स्तर पर होती है, डिवाइस या बोर्ड स्तर पर नहीं। इसका मतलब यह है कि एक ही डिवाइस से सिग्नल एक ही ट्रांसफर में एक साथ सैंपल नहीं लिए जा सकते हैं।

• स्वास्थ्य निगरानी: स्वास्थ्य बिट्स को अलग-अलग बिंदुओं को सौंपा गया है। किसी सिग्नल को अस्वस्थ घोषित करने से पहले लगातार तीन टाइम-आउट की आवश्यकता होती है। उस सिग्नल के लिए लगातार चौथा टाइम-आउट होने के बाद इनपुट मान साफ़ हो जाता है।

• कोई सिस्टम सीमा जाँच नहीं: बैच प्रोसेसिंग और गैर-वास्तविक समय प्रकृति के कारण, इन सिग्नलों पर सिस्टम सीमा जाँच नहीं की जाती है।

• परिभाषा: यह डेटा मोडबस प्रोटोकॉल के माध्यम से जुड़े विभिन्न स्लेव उपकरणों से आता है। संभावित रूप से बड़ी डेटा मात्रा के कारण, इसे हर फ़्रेम पर पूरी तरह से संसाधित नहीं किया जा सकता है।

• प्रसंस्करण तंत्र: मॉडबस डेटा को 'द्वितीय श्रेणी I/O' के रूप में वर्गीकृत किया गया है। मॉड्यूल कई सिग्नलों को पैकेज करता है और उन्हें कम अद्यतन दर (कॉन्फ़िगर करने योग्य: 0.5, 1, 2, या 4 हर्ट्ज) पर IONet पर एक विशेष सेवा के माध्यम से थोक में मार्क VIe नियंत्रक में स्थानांतरित करता है।

3.3 सीरियल मोडबस मास्टर सेवा

पीएससीए मॉड्यूल सभी छह सीरियल पोर्ट पर मोडबस मास्टर के रूप में संचालन का समर्थन करता है। इसका मतलब यह है कि यह डेटा का अनुरोध करने (पढ़ने) या भेजने (लिखने) के लिए सीरियल नेटवर्क पर मोडबस स्लेव उपकरणों को सक्रिय रूप से सर्वेक्षण कर सकता है।

• विन्यास योग्य पैरामीटर (पोर्ट स्तर): बुनियादी सीरियल पैरामीटर (बॉड दर, आदि) के अलावा, इसमें शामिल हैं:

• स्टेशन पता सूची.

• प्रति डिवाइस टाइम-आउट (मिलीसेकंड)।

• 32-बिट डेटा वर्ड ऑर्डरिंग (जैसे, एलएसडब्ल्यू या एमएसडब्ल्यू पहले), फ्लोट्स या लंबे पूर्णांकों को संभालने के लिए महत्वपूर्ण।

• डिवाइस प्रतिक्रिया विलंब समय.

• कॉन्फ़िगर करने योग्य पैरामीटर (सिग्नल स्तर): टूलबॉक्सएसटी में, प्रत्येक मॉडबस डेटा बिंदु के लिए:

• सिग्नल प्रकार (उदाहरण के लिए, कॉइल, इनपुट रजिस्टर, होल्डिंग रजिस्टर)।

• संख्या रजिस्टर।

• पढ़ने/लिखने की पहुंच.

• स्थानांतरण दर (0.5, 1, 2, 4 हर्ट्ज)।

• स्केलिंग: कच्चा न्यूनतम/अधिकतम, इंजीनियरिंग न्यूनतम/अधिकतम।

• समर्थित फ़ंक्शन कोड: रीड कॉइल्स (01), रीड इनपुट रजिस्टर्स (04), राइट सिंगल रजिस्टर (06), राइट मल्टीपल रजिस्टर्स (16), आदि जैसे सामान्य मोडबस ऑपरेशंस को कवर करता है।

• दोष सहनशीलता: मॉड्यूल समय-समय पर (प्रत्येक 10 सेकंड) एक गैर-प्रतिक्रिया देने वाले दास के साथ संचार को फिर से स्थापित करने का प्रयास करता है।

3.4 ईथरनेट मोडबस मास्टर सेवा

सीरियल मोडबस के अलावा, पीएससीए मॉड्यूल विशेष रूप से ईथरनेट मोडबस टीसीपी/आईपी मास्टर सेवा के लिए अपने दो ईथरनेट पोर्ट में से एक का उपयोग कर सकता है। यह फ़ंक्शन सिम्प्लेक्स नेटवर्क टोपोलॉजी पर उपयोग के लिए प्रतिबंधित है।

• नेटवर्क कॉन्फ़िगरेशन: मोडबस टीसीपी आईपी पता आईओनेट सबनेट रेंज के बाहर होना चाहिए। सभी ईथरनेट मोडबस स्टेशन टूलबॉक्सएसटी में 'पोर्ट 7' के माध्यम से कॉन्फ़िगर किए गए हैं।

• स्केल और प्रदर्शन: एक एकल पीएससीए मॉड्यूल 18 ईथरनेट मोडबस स्टेशनों का समर्थन कर सकता है। प्रति स्टेशन सीपीयू लोड अनुरोधित रजिस्टरों की संख्या और अद्यतन दर के आधार पर भिन्न होता है। जब कई स्टेशन और/या बड़े डेटा वॉल्यूम शामिल हों तो सिस्टम परीक्षण के दौरान डेटा थ्रूपुट को मान्य किया जाना चाहिए।

• संचार तंत्र: ओपन मोडबस/टीसीपी विनिर्देश का पालन करता है। मॉड्यूल एक पुनः प्रयास तंत्र को नियोजित करता है: यदि प्रतिक्रिया का समय समाप्त हो जाता है (डिफ़ॉल्ट 1s), तो यह 6 बार तक रिसेप्शन का पुनः प्रयास करता है, जिसके परिणामस्वरूप एकल टाइमआउट सेटिंग का कुल प्रभावी टाइमआउट 6 गुना होता है। लगातार तीन 'कोई प्रतिक्रिया नहीं' घटनाओं के बाद, मॉड्यूल कनेक्शन बंद कर देता है और समय-समय पर इसे फिर से स्थापित करने का प्रयास करता है।

3.5 व्यापक सिग्नल प्रोसेसिंग

फिक्स्ड I/O और Modbus I/O दोनों के लिए, PSCA मॉड्यूल और टूलबॉक्सST एप्लिकेशन इंजीनियरिंग इकाइयों से/तक सभी I/O सिग्नलों की टाइप कास्टिंग और स्केलिंग का समर्थन करते हैं। यह कच्चे डिवाइस डेटा को नियंत्रण तर्क द्वारा आसानी से उपयोग करने योग्य सार्थक इंजीनियरिंग मूल्यों में परिवर्तित करने की अनुमति देता है।

4. निदान एवं रखरखाव

पीएससीए मॉड्यूल में सिस्टम की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए व्यापक स्व-निदान की सुविधा है:

• पावर-अप स्व-परीक्षण: इसमें रैम, फ्लैश मेमोरी, ईथरनेट पोर्ट और अधिकांश प्रोसेसर बोर्ड हार्डवेयर की जांच शामिल है।

• सतत निगरानी: सही संचालन के लिए आंतरिक बिजली आपूर्ति की निगरानी करता है।

• हार्डवेयर/सॉफ्टवेयर सत्यापन: हार्डवेयर सेट मिलान के लिए टर्मिनल बोर्ड, अधिग्रहण बोर्ड और प्रोसेसर बोर्ड से इलेक्ट्रॉनिक आईडी की जांच करता है, और एप्लिकेशन कोड संगतता की पुष्टि करता है।

• उन्नत डायग्नोस्टिक्स: एनालॉग इनपुट कॉन्फ़िगर करने योग्य सिस्टम सीमा जांच का समर्थन करते हैं। के माध्यम से व्यक्तिगत रूप से लैच और रीसेट किया जा सकता है । RESET_DIA सिग्नल स्वस्थ होने पर सभी डायग्नोस्टिक सिग्नलों को त्वरित समस्या निवारण के लिए टूलबॉक्सएसटी में विस्तृत निदान उपलब्ध हैं।