IS220PSVOH1B adalah modul I/O kontrol servo berkinerja tinggi yang termasuk dalam seri PSVO (Servo Control I/O Pack) dalam sistem kontrol GE (General Electric) Mark VIe. Modul ini dirancang khusus untuk menyediakan antarmuka kelistrikan dan fungsi kontrol yang presisi untuk katup servo di turbin gas, kompresor, dan mesin berputar industri lainnya. IS220PSVOH1B berkomunikasi dengan papan terminal servo TSVC melalui satu atau dua jaringan Ethernet I/O dan bekerja sama dengan rakitan driver servo WSVO yang berdekatan untuk mencapai kontrol loop tertutup dari dua loop posisi katup servo independen.
IS220PSVOH1B mengadopsi desain modular, menggabungkan papan prosesor I/O terdistribusi umum dan papan I/O fungsi servo khusus. Modul ini mendukung lima arus keluaran katup servo yang dapat dipilih mulai dari 10 mA hingga 120 mA, mengakomodasi katup servo dengan spesifikasi berbeda. Modul ini juga menyediakan sinyal eksitasi LVDT (Linear Variable Differential Transformer) dan dapat menerima hingga delapan sinyal umpan balik LVDT dan dua input denyut nadi dari pengukur aliran bahan bakar.
IS220PSVOH1B dapat diterapkan dalam sistem simpleks dan TMR (Triple Modular Redundant), memenuhi persyaratan keandalan dan ketersediaan tinggi untuk aplikasi kontrol industri. Modul ini terhubung langsung ke papan terminal TSVCH1A melalui konektor pin DC-62 dan mengakses jaringan IONet melalui antarmuka Ethernet RJ-45 untuk pertukaran data real-time dengan pengontrol.
II. Struktur dan Antarmuka Perangkat Keras
2.1 Dimensi Fisik dan Pemasangan
IS220PSVOH1B dirancang dengan teknologi pemasangan di permukaan yang ringkas. Dimensi fisiknya adalah sebagai berikut:
Parameter |
Nilai |
Tinggi |
8,26 cm (3,25 inci) |
Lebar |
4,19 cm (1,65 inci) |
Kedalaman |
12,1 cm (4,78 inci) |
Metode Pemasangan |
Plug-in langsung ke konektor papan terminal TSVCH1A, diamankan secara mekanis melalui sisipan berulir di samping port Ethernet dan braket pemasangan |
2.2 Konektor Utama
IS220PSVOH1B dilengkapi dengan konektor berikut:
Konektor DC‑62 pin : Terletak di bagian bawah modul, dipasangkan langsung dengan konektor yang sesuai pada papan terminal TSVC, membawa semua sinyal I/O termasuk sinyal LVDT, perintah arus servo, dan output eksitasi.
ENET1 (RJ‑45) : Antarmuka Ethernet sistem utama untuk koneksi ke jaringan IONet.
ENET2 (RJ‑45) : Antarmuka Ethernet sistem redundan/sekunder yang mendukung konfigurasi jaringan ganda untuk meningkatkan keandalan komunikasi.
Port inframerah : Terletak di panel depan tetapi tidak digunakan pada produk ini.
2.3 LED Status
Beberapa indikator LED di panel depan memberikan diagnostik visual, termasuk status daya, status tautan Ethernet, dan status kesehatan modul.
AKU AKU AKU. Deskripsi Fungsional
3.1 Fungsi Kontrol Servo
IS220PSVOH1B bekerja sama dengan rakitan driver servo WSVO. WSVO berisi catu daya yang mengubah input tegangan P28 menjadi ±15 V untuk rangkaian pengatur arus servo, dua pengatur arus servo yang beroperasi dari referensi arus yang disediakan oleh paket I/O, pilihan lima penguatan yang dapat dikonfigurasi, dan relai bunuh diri servo dan rangkaian driver keluaran eksitasi.
Di dalam modul, papan servo BSVO menggandakan 24 saluran analog menjadi konverter A/D 16-bit (laju pengambilan sampel 100 kHz, rentang ±10 V dc). A/D ini menangani sinyal pengatur arus servo, input LVDT, dan pemantauan catu daya. Referensi arus untuk regulator arus analog di WSVO dihasilkan di BSVO melalui konverter D/A 14-bit. Eksitasi LVDT menggunakan konverter digital‑ke‑analog yang menghasilkan gelombang sinus 3,2 kHz, yang disaring dan diteruskan ke WSVO.
3.2 Antarmuka LVDT
Modul ini mendukung hingga delapan input umpan balik LVDT untuk pengukuran posisi katup atau aktuator secara tepat. Setiap input LVDT memiliki fitur pemfilteran low-pass dan penolakan mode umum yang tinggi untuk memastikan sinyal posisi stabil bahkan di lingkungan elektromagnetik yang keras. Pengguna dapat melakukan kalibrasi otomatis setiap LVDT menggunakan perangkat lunak ToolboxST, mencatat nilai Vrms yang sesuai dengan posisi katup tertutup penuh dan terbuka penuh (MnLVDTx_Vrms dan MxLVDTx_Vrms), sehingga mengubah sinyal tegangan menjadi persentase posisi 0%–100%.
3.3 Input Denyut Nadi
IS220PSVOH1B menyediakan dua saluran input denyut nadi, dapat dikonfigurasi untuk:
Magnetik (pasif) : Cocok untuk pengukur aliran bahan bakar dan perangkat serupa. Rangkaian pengkondisi sinyal dioptimalkan untuk sensor pembagi aliran.
Sensor aktif TTL : Cocok untuk sensor keluaran aktif 5–27 V.
Input denyut nadi juga mendukung beberapa jenis aplikasi:
Tipe aliran : Digunakan untuk pengukuran aliran bahan bakar pembagi aliran.
Tipe kecepatan : Digunakan untuk pengukuran kecepatan turbin poros tunggal konvensional.
Tipe Kecepatan Tinggi : Memperluas rentang pengukuran kecepatan.
Kecepatan LM : Dirancang khusus untuk turbin seri LM.
Speed_HSNG : Digunakan untuk mengkompensasi jarak gigi yang tidak konsisten pada speed wheel. Mode ini memetakan jarak gigi untuk menghilangkan variasi kecepatan periodik, menyediakan bit status kunci pemetaan (HSNGn_Stat).
Jika penguncian tidak dapat dicapai karena variasi gigi-ke-gigi yang berlebihan, parameter Lock_Limit dapat disesuaikan dengan peningkatan 1% untuk memungkinkan lebih banyak variasi per putaran. Alasan penyesuaian mungkin mencakup: roda kecepatan bermagnet, roda kecepatan dua bagian, interferensi elektromagnetik eksternal, atau praktik pemasangan kabel/pelindung yang tidak tepat. Namun, meningkatkan Lock_Limit memungkinkan lebih banyak variasi kecepatan; akar permasalahannya harus diatasi bila memungkinkan.
3.4 Kalibrasi Katup Servo
IS220PSVOH1B mendukung uji gerak aktuator katup. Kinerja servo dapat diverifikasi dengan tiga cara:
Mode manual : Masukkan nilai yang diinginkan secara numerik dan pantau kinerja menggunakan perekam tren.
Posisi ramping (Verifikasi Posisi) – menerapkan ramp ke aktuator.
Arus langkah (Verifikasi Arus) – menerapkan input langkah ke aktuator.
Ketika papan terminal baru digunakan pada sistem, kalibrasi ulang loop servo IS220PSVOH1B diperlukan. Pengontrol menyimpan kode batang papan terminal dan membandingkannya dengan papan terminal saat ini selama waktu muat konfigurasi ulang. Setiap kali kalibrasi disimpan, nama barcode diperbarui ke papan saat ini.
Langkah-langkah kalibrasi (di ToolboxST):
Di Editor Komponen, pilih tab Perangkat Keras.
Pada Tree View, pilih modul IS220PSVOH1B yang diinginkan.
Pada Tampilan Ringkasan, pilih tab Variabel, lalu klik Lanjutkan/Offline.
Gulir ke CalibEnab1 atau CalibEnab2 dan klik dua kali untuk mengaktifkan kalibrasi (hanya regulator yang diaktifkan yang dapat dikalibrasi).
Beralih ke tab Regulators, pilih regulator yang diinginkan dari daftar drop-down, dan centang kotak Enable.
Klik tombol Kalibrasi untuk membuka dialog Kalibrasi Katup.
Klik Mode Kalibrasi untuk masuk ke mode kalibrasi.
Klik Minimum End (gerakan aktuator ke ujung minimum), Fix Minimum End (tegangan baca), Maximum End (guratan ke ujung maksimum), Fix Maximum End (tegangan baca).
Klik Kalibrasi untuk menggunakan nilai terhitung, lalu Simpan untuk menyimpannya dalam modul I/O dan konfigurasi ToolboxST saat ini.
Perintah verifikasi (tidak ada persyaratan urutan) meliputi: Posisi (langkah dan monitor), Saat Ini (langkah dan monitor), Manual (gerakan manual, digunakan dengan tombol Kirim), Kirim (kirim nilai setpoint), OFF (keluar dari mode verifikasi).
3.5 Jenis Algoritma Regulator
IS220PSVOH1B mendukung beberapa jenis algoritma regulator servo yang dapat dipilih melalui parameter Reg_Type:
Nilai Reg_Type |
Keterangan |
Tidak digunakan |
Tidak digunakan |
no_fbk |
Tidak ada pengatur umpan balik |
1_LVposisi |
Pengatur posisi LVDT tunggal |
1_PulseRate |
Pengatur laju pulsa tunggal (aliran bahan bakar). |
2_LVpilotCyl |
Regulator silinder pilot LVDT ganda (utama + pilot) |
2_LVposMAX |
Pengatur posisi menggunakan maksimal dua LVDT |
2_LVposMIN |
Pengatur posisi menggunakan minimal dua LVDT |
2_PIsRateMAX |
Pengatur aliran bahan bakar menggunakan maksimal dua denyut nadi |
3_LV_LMX |
Median tiga LVDT (untuk turbin LMX100) |
3_LVposMID |
Median tiga LVDT (untuk turbin gas tugas berat) |
4_LV_LM |
Pemilihan pasangan LVDT ganda rasio-metrik (untuk LM1600/2500/6000) |
4_LV_LMX |
Regulator empat‑LVDT (LMX diperpanjang) |
4_LVP/silmax |
Empat regulator maksimum utama/pilot LVDT |
Setiap jenis regulator memiliki parameter konfigurasi khusus seperti penguatan (RegGain), bias nol (RegNullBias), batas posisi (MaxPOSvalue/MinPOSvalue), dan nilai korespondensi tegangan LVDT (MnLVDTx_Vrms/MxLVDTx_Vrms).
3.6 Fungsi Gentar
Untuk mencegah katup servo lengket karena pengoperasian statis dalam waktu lama, IS220PSVOH1B menyediakan fungsi gentar amplitudo yang dapat disesuaikan. Pilihan frekuensi gentar: 12,5 Hz, 25 Hz, 33,33 Hz, 50 Hz, 100 Hz, atau Tidak Digunakan. Amplitudo gentar (DitherAmpl) ditentukan dalam % arus, kisaran 0–10%. Catatan: Jika deteksi koil korsleting diaktifkan, amplitudo gentar yang lebih besar dari 2% tidak disarankan karena dapat mengganggu penghitungan resistansi koil. Jika amplitudo gentar sangat penting, nonaktifkan penghitungan resistansi kumparan.
3.7 Perlindungan Bunuh Diri
IS220PSVOH1B menyediakan beberapa mekanisme perlindungan bunuh diri untuk keluaran servo guna memastikan penggerak katup servo yang aman ke posisi aman (biasanya tertutup) setelah mendeteksi kesalahan. Kondisi bunuh diri yang dapat dikonfigurasi meliputi:
Bunuh diri saat ini (EnablCurSuic) : Dipicu ketika kesalahan antara arus yang diperintahkan dan arus umpan balik aktual melebihi ambang batas Curr_Suicide yang ditetapkan (0–100%).
Bunuh diri umpan balik posisi (EnablFbkSuic) : Dipicu ketika umpan balik posisi melebihi rentang (100% + Fdbk_Suicide).
Bunuh diri kumparan terbuka (OpenCoilSuic) : Dipicu saat kumparan servo terbuka terdeteksi; gunakan OpenCoildiag untuk mendapatkan informasi diagnostik spesifik.
Bunuh diri kumparan pendek (ShrtCoilSuic) : Dipicu saat kumparan servo korsleting terdeteksi; gunakan ShrtCoildiag untuk detail diagnostik.
Deteksi hubung singkat dan terbuka didasarkan pada perhitungan resistansi kumparan: setelah kalibrasi, RcoilOpen = 2 × (Tegangan Kepatuhan Servo / Arus Servo), RcoilShort = 0,5 × (Tegangan Kepatuhan Servo / Arus Servo). Pengguna dapat mengatur RopenTimeLim dan RShrtTimeLim (detik) sebagai penundaan konfirmasi kesalahan.
VI. Ringkasan Parameter Konfigurasi
IS220PSVOH1B dikonfigurasi melalui perangkat lunak ToolboxST. Item konfigurasi utama meliputi:
4.1 Tab Servo
Parameter |
Keterangan |
Opsi / Bawaan |
Servo_MA_Out |
Peringkat arus servo nominal (mA) |
10, 20, 40, 80, 120 (standar 10) |
AktifkanCurSuic |
Aktifkan Bunuh Diri Saat Ini |
Aktifkan/Nonaktifkan (Nonaktifkan secara default) |
AktifkanFbkSuic |
Aktifkan Bunuh Diri Umpan Balik Posisi |
Aktifkan/Nonaktifkan (Nonaktifkan secara default) |
EnblAutoGain |
Aktifkan Penguatan Otomatis (untuk 4_LV_LM, 3_LVLMX, 4_LVLMX) |
Aktifkan/Nonaktifkan (Nonaktifkan secara default) |
Kumparan_RS_Hanya |
Konfigurasi servo 2 koil (tanpa beban pada terminal S) |
Aktifkan/Nonaktifkan (Nonaktifkan secara default) |
Curr_Bunuh Diri |
Ambang batas kesalahan bunuh diri saat ini (%) |
0–100 (standar 5) |
Fdbk_Bunuh Diri |
Margin bunuh diri umpan balik posisi (%) |
0–10 (standar 5) |
OpenCoilSuic |
Aktifkan bunuh diri koil terbuka |
Aktifkan/Nonaktifkan (Nonaktifkan secara default) |
ShrtCoilSuic |
Aktifkan bunuh diri koil pendek |
Aktifkan/Nonaktifkan (Nonaktifkan secara default) |
PerhatianTBmAJmpPos |
Kecocokan posisi jumper TSVC mA |
10/20/40/80/120 mA_A/120 mA_B (standar 10) |
RopenTimeLim |
Penundaan deteksi sirkuit terbuka (detik) |
0–100 (standar 1) |
RShrtTimeLim |
Penundaan deteksi hubung singkat (detik) |
0–100 (standar 1) |
TMR_DiffLimit |
Batas diagnostik selisih suara TMR (%) |
0–110 (standar 25) |
4.2 Tab Denyut Nadi
Parameter |
Keterangan |
Opsi / Bawaan |
SysLim2Latch |
Kait Batas Sistem 2 diaktifkan |
Latch/NotLatch (Kait bawaan) |
SysLim2Type |
Batasi jenis perbandingan |
≤ atau ≥ (default ≥) |
SysLimit2 |
Batas atas laju aliran |
0–20000 (standar 0) |
TMR_DiffLimit |
Batas selisih suara TMR (%) |
0–20000 (standar 5) |
4.3 Tab Regulator
Parameter |
Keterangan |
Rentang / Default |
Reg_Type |
Jenis algoritma pengatur |
Lihat daftar di atas (default Tidak Digunakan) |
Dither_Freq |
Frekuensi gentar (Hz) |
12.5, 25, 33.33, 50, 100, Tidak Digunakan (default Tidak Digunakan) |
GentarAmpl |
Amplitudo gentar (% arus) |
0–10 (standar 2) |
LVDT_Margin |
Margin diagnostik jarak jauh LVDT (%) |
1–100 (standar 2) |
Dapatkan Reg |
Penguatan loop posisi (% arus / Unit Bahasa Inggris) |
-200 hingga 200 (default 1) |
RegNullBias |
Kompensasi bias nol (% arus) |
-100 hingga 100 (default 0) |
Nilai MaxPOS |
Posisi terbuka penuh (biasanya %) |
-15 hingga 150 (default 100) |
Nilai MinPOS |
Posisi tertutup penuh (biasanya %) |
-15 hingga 150 (default 0) |
MnLVDT1_Vrms |
Tegangan LVDT pada keadaan tertutup penuh (Vrms, simplex/TMR) |
0–7.1 (standar 1 / 1,1,1) |
MxLVDT1_Vrms |
Tegangan LVDT terbuka penuh (Vrms, simplex/TMR) |
0–7.1 (standar 5 / 5,5,5) |
V. Diagnostik dan Alarm
IS220PSVOH1B melakukan tes diagnostik mandiri berikut:
Uji mandiri penyalaan: memeriksa RAM, memori flash, port Ethernet, dan sebagian besar perangkat keras papan prosesor.
Pemantauan berkelanjutan terhadap pasokan listrik internal.
Pemeriksaan ID Elektronik: memverifikasi bahwa papan terminal, papan akuisisi, dan set perangkat keras papan prosesor cocok, dan bahwa kode aplikasi dalam flash sudah benar untuk perangkat keras tersebut.
Setiap input analog memiliki pemeriksaan batas perangkat keras berdasarkan level tinggi dan rendah yang telah ditetapkan (tidak dapat dikonfigurasi) di dekat rentang pengoperasian. Jika terlampaui, sinyal logika diatur dan input tidak lagi dipindai.
Setiap input juga memiliki pemeriksaan batas sistem berdasarkan level tinggi/rendah yang dapat dikonfigurasi, yang dapat menghasilkan alarm, mengaktifkan/menonaktifkan fungsi, dan mengunci/tidak mengunci. RSTSYS menyetel ulang kondisi di luar batas.
Perangkat keras input analog mencakup tegangan referensi presisi di setiap pemindaian; nilai terukur dibandingkan dengan nilai yang diharapkan untuk memastikan kesehatan konverter A/D.
Arus keluaran analog dirasakan pada papan terminal menggunakan resistor beban kecil; paket I/O mengkondisikan sinyal ini dan membandingkannya dengan arus yang diperintahkan untuk memastikan kesehatan konverter D/A.
Relai bunuh diri keluaran analog terus dipantau untuk kesesuaian antara status yang diperintahkan dan indikasi umpan balik.
Informasi diagnostik terperinci tersedia melalui aplikasi ToolboxST. Sinyal diagnostik dapat dipasang secara individual dan diatur ulang melalui sinyal RSTDIAG ketika sinyal kembali sehat.
VI. Catatan Instalasi
Pasang papan terminal TSVCH1A dengan aman.
Pasang satu modul (simpleks) atau tiga (TMR) IS220PSVOH1B langsung ke konektor papan terminal.
Kencangkan modul secara mekanis menggunakan sisipan berulir di samping port Ethernet dan braket pemasangan khusus papan terminal. Sesuaikan posisi braket sehingga tidak ada gaya sudut kanan yang diterapkan pada konektor pin DC‑62.
Colokkan rakitan driver servo WSVO ke konektor J2 48-pin dan kencangkan dengan keempat sekrup.
Hubungkan satu atau dua kabel Ethernet tergantung pada konfigurasi sistem. Ketika koneksi IONet tunggal digunakan, modul bekerja melalui salah satu port. Jika koneksi ganda digunakan, praktik standarnya adalah menyambungkan ENET1 ke jaringan yang terkait dengan pengontrol R.
Terapkan daya ke paket I/O dan driver menggunakan sakelar daya di TSVC. Gunakan SW3 untuk R, SW2 untuk S, dan SW1 untuk T, dan periksa lampu indikator. Untuk aplikasi simpleks yang menggunakan TSVC JDI/JD2 (relai K1), pastikan SW1 AKTIF dan LED DS1 hijau menyala; jika tidak, relai pengabaian trip K1 tidak akan memberikan perlindungan yang diharapkan.
Gunakan aplikasi ToolboxST untuk mengonfigurasi paket I/O seperlunya. Catatan: Jika konfigurasi yang diunduh berisi paket I/O dengan ID modul berbeda dari konfigurasi yang sedang berjalan, firmware yang salah mungkin diinstal pada beberapa paket I/O. Dalam hal ini, pastikan pengontrol menjalankan konfigurasi baru, mulai ulang seluruh sistem, lalu mulai ulang Wizard Unduhan ToolboxST.
