DS200SDCCG4A è una scheda di controllo azionamento progettata da General Electric (GE) Motors & Industrial Systems per i suoi sistemi di controllo serie DIRECT-O-MATIC 2000. Appartenente alla serie SDCC (Drive Control Card), questa scheda fa parte del gruppo G4 e rappresenta la revisione A. È sviluppata specificamente per le applicazioni di controllo delle turbine TC2000 e funge da componente principale per i sistemi di controllo della serie GE 2000 nel dominio del controllo delle turbine.
La funzione principale della scheda di controllo dell'azionamento DS200SDCCG4A è fornire il controllo primario per azionamenti e motori, elaborazione del segnale e interfacce I/O del cliente. La versione G4 è essenzialmente identica alla versione G1A, con le differenze principali che sono un'area di memorizzazione dei parametri EE più ampia e un firmware appositamente ottimizzato per le applicazioni su turbine. La scheda utilizza un'architettura a tre processori, tra cui un Drive Control Processor (DCP), un Motor Control Processor (MCP) e un Co-motor Processor (CMP), che gestiscono rispettivamente le interfacce utente e le funzioni a livello di sistema, la regolazione della corrente dell'anello interno e le funzioni specifiche del motore e le attività di elaborazione ad alta intensità matematica. Il software integrato è memorizzato in cinque chip di memoria: quattro EPROM (contenenti i dati di configurazione programmati in fabbrica) e una EEPROM (contenente parametri regolabili sul campo).
La scheda DS200SDCCG4A incarna la tecnologia avanzata di GE nel controllo delle turbine e presenta le seguenti caratteristiche:
Architettura a tre processori: integra tre microprocessori a 16 bit che gestiscono rispettivamente le funzioni di controllo, applicazione e I/O.
Memorizzazione estesa dei parametri EE: presenta una maggiore capacità di memorizzazione dei parametri rispetto alla versione G1A, in grado di accogliere i numerosi parametri di configurazione richiesti per le applicazioni di controllo della turbina.
Firmware specifico per la turbina: ottimizzato per le esigenze specifiche dei sistemi di controllo della turbina TC2000.
LED diagnostici integrati: 10 LED visualizzano i codici di errore in modalità BCD o binaria, facilitando la risoluzione dei problemi in loco.
Opzioni di ripristino multiple: supporta il ripristino tramite pulsante integrato, il ripristino del segnale esterno, il ripristino del software e la protezione del watchdog.
Ricche interfacce I/O: fornisce più interfacce analogiche, digitali, di frequenza e di comunicazione.
Questo prodotto è progettato specificamente per i sistemi di controllo delle turbine TC2000, adatti per apparecchiature rotanti critiche come turbine a gas e turbine a vapore. È ampiamente utilizzato nelle centrali elettriche, negli impianti petrolchimici, nella trasmissione del gas naturale e in altri settori industriali.
II. Funzioni chiave
1. Architettura di controllo a tre processori
La scheda DS200SDCCG4A contiene tre microprocessori a 16 bit che operano in coordinamento tramite dual-port RAM (DPR), una configurazione RAM a cui possono accedere indipendentemente e simultaneamente due microprocessori:
| del processore |
di posizione |
Descrizione della funzione |
| Processore di controllo dell'azionamento (DCP) |
U1 |
Microcontrollore 80C186 con numerose funzioni periferiche integrate, tra cui la decodifica degli indirizzi (per la selezione del chip), generatori di stati di attesa, un controller di interruzione, timer/contatori e un controller di accesso diretto alla memoria (DMA). Il software DCP è costituito da interfacce utente, circuiti di regolazione esterni (come velocità e posizione) e funzioni a livello di sistema. Nelle applicazioni con turbine, il DCP gestisce la logica fondamentale del controllo della turbina. |
| Processore di controllo motore (MCP) |
U21 |
Microcontroller 80C196 con I/O ad alta velocità, I/O digitale convenzionale, I/O analogico, timer/contatori e timer watchdog. Il software MCP è costituito da circuiti interni come regolatori di corrente e funzioni specifiche del motore/tecnologia. Nelle applicazioni su turbine, l'MCP esegue il controllo della servovalvola e la regolazione dell'attuatore. |
| Processore co-motore (CMP) |
U35 |
Processore di segnale digitale TMS320 C25 che esegue funzioni ad alta intensità matematica per algoritmi di controllo motore troppo complessi per l'MCP. Utilizzato solo in unità che richiedono capacità di elaborazione aggiuntive. Il CMP si interfaccia solo con la sua EPROM e la RAM a doppia porta MCP/CMP. |
2. Software e memoria integrati
La scheda DS200SDCCG4A memorizza il software in cinque chip di memoria:
EPROM (U11, U12, U22, U23): quattro EPROM contenenti dati di configurazione programmati in fabbrica, inclusi algoritmi e parametri specifici dell'applicazione di controllo della turbina.
EEPROM (U9): una EEPROM contenente parametri regolabili sul campo. La versione G4 presenta un'area di memorizzazione dei parametri EE più ampia rispetto a G1A, in grado di contenere i numerosi parametri di configurazione richiesti per il controllo della turbina.
Nota importante: la scheda DS200SDCC (la versione senza chip di memoria) ha socket vuoti. Quando si ordina una scheda sostitutiva, specificare la scheda DS215SDCC per garantire che siano inclusi i cinque chip di memoria. Per la versione G4 è necessario utilizzare chip di memoria appositamente configurati per applicazioni su turbine.
3. Display diagnostico a LED
La scheda DS200SDCCG4A fornisce 10 LED diagnostici che visualizzano i codici di errore in modalità lampeggiante:
| dell'intervallo dei codici di errore |
Modalità di visualizzazione |
| 1-399 |
Modello BCD con frequenza di lampeggio lenta (i 2 LED più a sinistra codificano le cifre delle centinaia, i 4 LED successivi codificano le cifre delle decine, il LED più a destra codifica le cifre delle unità) |
| 400-1023 |
Schema binario con velocità di lampeggio più rapida (il LED più a sinistra è 2^9=512, il secondo LED è 2^8=256 e così via) |
| Nessun guasto o azionamento non funzionante |
Lampeggio sequenziale, due alla volta, dalle posizioni esterne verso l'interno al centro e indietro |
Questi stessi LED possono essere impostati tramite ponticello software per visualizzare anche grossolanamente le variabili dell'azionamento durante il funzionamento (come in modalità grafico a barre assoluto o con segno). Questa impostazione non inibisce la visualizzazione dei guasti tramite LED. Nelle applicazioni sulle turbine, questi LED possono essere utilizzati per una rapida diagnostica dello stato del sistema di protezione della turbina.
4. Ripristinare i circuiti
Il DS200SDCCG4A fornisce quattro metodi di ripristino, incluso un pulsante RESET:
| del metodo di ripristino |
Descrizione |
| Pulsante integrato |
Premere il pulsante RESET sull'SDCC. |
| Segnale esterno |
Applicare da +5 a +24 V CC ai punti di interfaccia del cliente sulle schede STBA o NTB/3TB (interfacciate con SDCC tramite 6PL). |
| Controllo del software |
SDCC genera un ripristino tramite il controllo software programmato. |
| Protezione del cane da guardia |
SDCC genera un ripristino tramite la protezione watchdog hardware interna automatica. |
Attenzione: un hard reset fa scattare il sistema; normalmente il sistema non dovrebbe essere ripristinato durante il funzionamento. Nelle applicazioni di controllo della turbina, le operazioni di ripristino devono essere eseguite con particolare attenzione per evitare di influenzare il normale funzionamento della turbina.
III. Architettura hardware
1. Gruppi di carte
La scheda DS200SDCCG4A ha tre numeri di gruppo disponibili (le versioni G2 non sono mai state prodotte). La versione G4 è specificatamente progettata per applicazioni su turbine TC2000:
| di gruppo |
dell'applicazione |
Caratteristiche principali |
| DS200SDCCG1A_ |
Applicazioni di azionamento AC2000, DC2000, EX2000 |
Versione standard per applicazioni generali di azionamento ed eccitatrice |
| DS200SDCCG3A_ |
Azionamenti DC1000 |
Versione con funzionalità ridotte |
| DS200SDCCG4A_ |
Applicazioni della turbina TC2000 |
Come G1A ma con memoria dei parametri EE più grande e firmware ottimizzato per il controllo della turbina |
2. Connettori della scheda
Il DS200SDCCG4A si interfaccia con altre schede controller e segnali esterni tramite otto connettori (designati _PL):
| Scopo del connettore |
dell'interfaccia |
nelle applicazioni TC2000 |
| 1PL |
I/O tra l'alimentatore/scheda di interfaccia (DS200IMCP, DCI, SDCI o DCFB) e l'SDCC |
Collega i segnali di monitoraggio e protezione dell'alimentazione |
| 2PL |
Ingressi ±5, 15 e 24 V CC dall'alimentatore/scheda di interfaccia all'SDCC |
Fornisce l'alimentazione operativa alla scheda di controllo |
| 3PL |
Uscite SDCC sulla scheda di comunicazione LAN (DS215SLCC) |
Scambia dati con la scheda di comunicazione LAN |
| 6PL |
I/O tra la morsettiera dell'azionamento (531X305NTB) o la morsettiera dell'azionamento semplice (DS200STBA) e l'SDCC |
Collega segnali I/O esterni per il controllo della turbina |
| 7PL |
I/O tra la scheda processore di segnale (531X309SPC) o la scheda di elaborazione del segnale multibridge (DS200SPCB) e SDCC |
Elabora i segnali dell'encoder e del feedback di posizione |
| 8PL |
I/O tra la morsettiera dell'azionamento (531X305NTB) o la morsettiera dell'azionamento semplice (DS200STBA) e l'SDCC |
Collega gli ingressi digitali e i segnali dell'encoder |
| 9PL |
Non utilizzato |
— |
| 11PL |
Uscite SDCC in contatori |
Guida i display dei contatori |
3. Montaggio scheda ausiliaria
Il DS200SDCCG4A dispone di disposizioni di montaggio per altre schede e moduli ausiliari. Sull'SDCC possono essere montate le seguenti schede:
Scheda di comunicazione LAN DS215SLCC o 531X306LCC
Scheda processore di segnale 531X309SPC
Scheda di elaborazione del segnale multibridge DS200SPCB
Nelle applicazioni per turbine TC2000, è generalmente necessaria una scheda di comunicazione LAN per comunicare con altri componenti del sistema di controllo della turbina.
4. Punti di prova
Il DS200SDCCG4A fornisce più punti di test integrati per test e risoluzione dei problemi:
| punto di test |
Nome |
Descrizione |
| DCOM1/DCOM2 |
Riferimento comune |
Punto di riferimento comune da 0 volt |
| P5 |
Alimentazione +5 V |
Alimentazione regolata +5 V (±5%) |
| TP4 |
Flag di temporizzazione in primo piano DCP |
720 Hz |
| TP5 |
Flag di temporizzazione del blockware DCP |
720 Hz |
| TP6 |
Flag di temporizzazione dello sfondo lento DCP |
90 Hz |
| RTS |
Punto di prova per scopi generali |
Uscita punto di prova per uso generale da DCP |
| TP8 |
Corrente di fase |
Rappresentazione analogica della corrente del motore di fase A, con un offset cc nominale di +2,5 V |
| FCLK |
Uscita oscillatore |
Uscita oscillatore da 8 MHz 'Sono vivo' da MCP |
| NMI |
Prova della tavola |
Avvia il test della scheda (Test 13) quando momentaneamente collegato a +5 V. Solo per test della scheda. |
| DACS |
Selezione della scheda figlia D/A |
Selezione della scheda figlia del convertitore D/A diagnostico |
| N15 |
-Alimentazione 15 V |
Alimentazione regolata -15 V (±5%) |
| P15 |
Alimentazione +15 V |
Alimentazione regolata +15 V (±5%) |
| TP29 |
Frequenza della linea di ingresso |
Punto di test per la frequenza della linea di ingresso |
| TP37 |
Tensione CC |
Punto di test per tensione CC (non utilizzato su azionamenti CA) |
IV. Differenze chiave rispetto alla versione G1A
| Caratteristica |
Versione G1A |
Versione G4A |
| Applicazione primaria |
Sistemi di azionamento ed eccitatrice AC2000, DC2000, EX2000 |
Sistema di controllo della turbina TC2000 |
| Memorizzazione dei parametri EE |
Capacità standard |
Capacità estesa |
| Firmware |
Firmware generale dell'azionamento/eccitatore |
Firmware specifico per il controllo della turbina TC2000 |
| Configurazione dei parametri |
Parametri di azionamento/eccitatrice |
Parametri di controllo della turbina (impostazioni di velocità eccessiva, protezione della temperatura, ecc.) |
| Focus funzionale |
Controllo motore, regolazione della velocità, regolazione della corrente |
Protezione della turbina, controllo del carburante, monitoraggio della velocità eccessiva |
| Ponticelli software |
Alcuni ponticelli per la configurazione delle funzioni del drive |
Alcuni ponticelli per la configurazione delle funzioni specifiche della turbina |
V. Configurazione e impostazioni
1. Configurazione dei ponticelli hardware
L'SDCC include vari ponticelli hardware configurabili, la maggior parte dei quali sono impostati in fabbrica. La versione G4 ha essenzialmente le stesse impostazioni dei ponticelli della versione G1A, ma con configurazioni su misura per i requisiti dell'applicazione della turbina:
| del ponticello nelle applicazioni TC2000 |
della funzione |
della posizione predefinita |
Descrizione |
| JP1 |
Protezione da scrittura EEPROM |
2.3 (scrittura abilitata) |
1.2 = scrittura inibita (modalità sicura). L'abilitazione alla scrittura è consigliata nelle applicazioni con turbine per consentire la modifica dei parametri. |
| JP7 |
Guadagno VCO di feedback |
1.2 (guadagno normale) |
2,3 = aumento guadagno 6:1; selezionare in base al tipo di segnale di feedback della turbina. |
| JP8 |
Circuito valore assoluto VCO di feedback |
1.2 (modalità bipolare) |
2.3 = modalità assoluta per applicazioni tachimetro AC. |
| JP15 |
Abilitazione cristallo DCP |
1.2 (abilitato) |
Deve rimanere abilitato per garantire il corretto funzionamento del DCP. |
| JP16 |
Modalità programma FLASH |
1.2 (modalità di lettura normale) |
2.3 = Modalità riprogrammazione FLASH; utilizzato solo durante gli aggiornamenti del firmware. |
| JP22 |
Abilitazione cristallo MCP |
1.2 (abilitato) |
Deve rimanere abilitato per garantire il corretto funzionamento dell'MCP. |
| JP23 |
Sorgente del segnale del canale DCP DMA |
1.2 (da feedback analogico NTB/3TB) |
2.3 = da ingresso marker encoder; selezionare in base al tipo di segnale di feedback della turbina. |
| JP33 |
Abilitazione del cristallo CMP |
1.2 (abilitato) |
Deve rimanere abilitato per garantire il corretto funzionamento del CMP. |
2. Configurazione dei ponticelli
| ponticello |
del |
G4A |
Descrizione della posizione |
| WJ1 |
Mappare MET3 D/A su DAC1 |
0 (ponticello omesso) |
Caratteristica SDCCG1 |
| WJ2 |
Mappare MET4 D/A su DAC2 |
0 (ponticello omesso) |
Caratteristica SDCCG1 |
| WJ3 |
Riferimento di fondo scala da 10 V per uscite D/A |
0 (ponticello omesso) |
SDCCG1 utilizza il riferimento interno da D/A a 12 bit |
| WJ4 |
Identificare il gruppo di carte nel firmware |
0 (ponticello omesso, identifica G1) |
Il firmware utilizza questo ponticello per identificare il gruppo di schede |
| WJ5 |
Configurare la dimensione dell'array di celle logiche |
1.2 (ponticello installato) |
SDCCG1 utilizza il dispositivo 3064 |
| WJ7-WJ10 |
Configura la dimensione della EEPROM |
Come da tabella 2 |
Configurazione specifica per tutte le applicazioni di azionamento presenti |
3. Strumenti di configurazione software
Qualsiasi modifica, download o sostituzione del software sull'SDCC richiede l'uso di uno dei seguenti strumenti:
ST2000: un set di strumenti software basato su DOS per la configurazione delle apparecchiature di controllo GE DIRECT-O-MATIC® 2000.
GE Control System Toolbox: un set di strumenti software basato su Windows per la configurazione delle apparecchiature di controllo GE DIRECT-O-MATIC® 2000.
LynxOS Drive Configurator: un insieme di strumenti software progettati per essere eseguiti su un personal computer funzionante con il sistema operativo LynxOS.
Per le applicazioni con turbina TC2000 si consiglia di fare riferimento anche ai manuali di configurazione specifici del TC2000.
VI. Installazione e manutenzione
1. Passaggi di installazione
Spegnimento: spegnere l'unità, attendere alcuni minuti affinché i condensatori dell'alimentatore si scarichino ed eseguire il test per verificare che non sia presente alimentazione.
Apri lo sportello dell'armadio: accede all'area del cablaggio stampato.
Scollegare i cavi: scollegare con attenzione tutti i cavi; verificare che i cavi siano etichettati per semplificare la riconnessione.
Rimuovere le schede ausiliarie: se sono montate delle schede ausiliarie, rimuovere le viti di montaggio e togliere le schede ausiliarie.
Rilascio dei bottoni a pressione: spingere indietro i bottoni a pressione in plastica per rimuovere la vecchia scheda.
Sposta gli stalli: trasferisce gli stalli dalla vecchia carta alla nuova carta.
Configura nuova scheda: imposta tutti i componenti configurabili sulla nuova scheda nelle stesse posizioni della scheda da sostituire.
Installa nuova scheda: installa la nuova scheda SDCC, assicurandoti che tutti i ganci scattino in posizione.
Ricollegare i cavi: ricollegare tutti i cavi come etichettato, assicurandosi che siano posizionati correttamente su entrambe le estremità.
Installare le schede ausiliarie: reinstallare eventuali schede ausiliarie e collegare i cavi.
Installare il modulo programmatore: se applicabile, collegare la tastiera al connettore KPPL e far scattare il coperchio in posizione.
2. Sostituzione/Inserimento del software
Quando si sostituisce un SDCC:
Trasferire le quattro EPROM (U11, U12, U22, U23) dalla vecchia scheda alla nuova scheda.
Trasferire la EEPROM (U9) dalla vecchia scheda alla nuova scheda.
Se i sintomi del guasto persistono, installare nuove EPROM e una EEPROM vuota (fornita con la nuova scheda se è una DS215SDCC) e programmare la EEPROM utilizzando gli strumenti software.
Nota importante: poiché la versione G4 dispone di una memoria di parametri EE più ampia, quando si aggiorna da una versione G1A, è necessario utilizzare una EEPROM configurata specificamente per la versione G4.
3. Raccomandazioni per la manutenzione
Precauzioni ESD: indossare sempre una fascetta di messa a terra quando si maneggiano le schede. Conservare le tavole in sacchetti antistatici.
Ispezione periodica: controllare che i connettori non siano allentati e che i bottoni a pressione in plastica siano fissati saldamente.
Backup dei parametri: eseguire regolarmente il backup dei parametri di controllo della turbina memorizzati nella EEPROM per evitare perdite accidentali.
Gestione delle parti di ricambio: si consiglia di conservare almeno una scheda SDCC identica in loco come riserva per ridurre al minimo i tempi di fermo.
Aggiornamenti del firmware: durante l'aggiornamento del firmware, seguire rigorosamente le procedure ufficiali GE per evitare interruzioni di corrente durante il processo.
VII. Applicazioni
La scheda di controllo azionamento DS200SDCCG4A è specificatamente progettata per le seguenti applicazioni industriali:
Sistema di controllo della turbina TC2000: come componente di controllo principale del sistema TC2000, fornisce funzioni di controllo complete per turbine a gas e turbine a vapore.
Controllo della turbina a gas: esegue il controllo del carburante, il controllo della velocità, il monitoraggio della temperatura, il monitoraggio della combustione e altre funzioni di controllo della turbina.
Controllo della turbina a vapore: esegue la regolazione della velocità della turbina, la protezione e il controllo del carico.
Sistemi di protezione del generatore: si interfaccia con i dispositivi di protezione del generatore per la regolazione della tensione e della potenza reattiva.
Centrali elettriche a ciclo combinato: coordina il funzionamento delle turbine a gas e delle turbine a vapore in configurazioni multialbero o monoalbero.
Azionamenti per turbine industriali: fornisce funzioni di controllo nei sistemi di azionamento delle turbine per compressori, pompe e altre apparecchiature industriali.
