L'IS200TRPAH2A è una scheda di viaggio primaria per turbina di derivazione aeronautica progettata da General Electric (GE) per il suo sistema di controllo Mark VIe™. Questa scheda è la versione della serie TRPA specifica per il valore nominale dei contatti di uscita di 125 V CC, utilizzata principalmente per i sistemi di protezione di emergenza nelle turbine a gas di derivazione aeronautica, fornendo protezione da sovravelocità, arresto di emergenza e funzioni di controllo dello scatto.
La scheda IS200TRPAH2A può funzionare con tre pacchetti I/O per formare un sistema di protezione Triple Modular Redundant (TMR). La scheda dispone di più canali di ingresso e uscita, inclusi ingressi di rilevamento della velocità, ingressi di rilevamento della tensione, ingresso di arresto di emergenza E-Stop e uscite di contatto di sgancio votate TMR. I ponticelli consentono una configurazione flessibile della distribuzione del segnale di ingresso della velocità per soddisfare i diversi requisiti del sistema.
Le caratteristiche principali dell'IS200TRPAH2A includono:
Dedicato per turbine aeroderivate: adatto per sistemi di protezione di emergenza in turbine a gas aeroderivate.
Supporto tripla ridondanza modulare (TMR): funziona con tre pacchetti I/O per ottenere un controllo della protezione altamente affidabile.
Contatti di uscita da 125 V CC: contatti di sgancio classificati a 125 V CC, adatti per tensioni di controllo industriale standard.
Ingressi di velocità multipli: supporta 12 pickup di velocità magnetici passivi o 6 pickup di velocità TTL attivi.
Ingressi di rilevamento della tensione: 4 circuiti di rilevamento della tensione isolati per il monitoraggio dello stato della tensione nella stringa di sgancio.
Ingresso arresto di emergenza E-Stop: 1 ingresso arresto di emergenza fail-safe, 24-125 V CC, con tempo di risposta hardware <5 ms.
Risposta rapida allo sgancio: tempo di risposta del circuito di arresto di emergenza <5 ms, più tempo di risposta del relè di sgancio <1 ms, con conseguente risposta complessiva estremamente rapida.
Rilevamento di cortocircuito: circuito di rilevamento di cortocircuito del contatto relè integrato per garantire l'affidabilità del viaggio.
Ingressi velocità configurabili: i ponticelli JP1 e JP2 consentono la selezione del metodo di distribuzione del segnale di ingresso velocità.
Identificazione del chip ID: i connettori sono dotati di chip ID di sola lettura che memorizzano le informazioni sulla scheda per la verifica da parte dei pacchetti I/O.
La scheda misura 33,0 cm di altezza x 17,8 cm di larghezza, utilizza la tecnologia di montaggio superficiale ed è adatta per l'installazione in quadri elettrici industriali.
II. Funzioni principali
Le funzioni principali di IS200TRPAH2A includono, ma non sono limitate a, quanto segue:
1. Ingresso segnale velocità
La scheda IS200TRPAH2A offre molteplici opzioni di configurazione dell'ingresso velocità:
12 Pickup magnetici passivi di velocità: 4 per sezione TMR (R, S, T) per misurare la velocità della turbina.
6 Pickup TTL Speed attivi: 2 per sezione TMR in alternativa.
I jumper JP1 e JP2 configurano la distribuzione dell'ingresso velocità:
La sensibilità dell'ingresso velocità dipende dalla frequenza: minimo 24 mV pp a 2 Hz, minimo 276 mV pp a 20 kHz. L'intervallo della frequenza del polso è compreso tra 2 Hz e 20 kHz con una precisione dello 0,05% della lettura.
2. Uscite del contatto di sgancio votato TMR
L'IS200TRPAH2A fornisce due uscite di contatto di sgancio votate TMR per il pilotaggio della bobina dell'interruttore principale. Ciascun contatto di viaggio è composto da 6 dispositivi indipendenti Forma A disposti secondo uno schema di votazione. Due controllori qualsiasi che votano per la chiusura stabiliranno un percorso di conduzione.
Portate dei contatti (versione H2A):
Voltaggio nominale: 125 Vcc
Carico resistivo: 1 A CC
Carico induttivo (L/R = 7 ms, nessuna soppressione): 1 A CC
Carico induttivo (L/R = 100 ms, con soppressione): 1 A CC
Limitazione del morsetto di tensione attiva: tensione massima ≤200 V CC
Portata contatti: NEMA Classe F, operazioni minime: 100.000
Note importanti:
Le uscite dei contatti sono sensibili alla polarità. Cablare il circuito con attenzione per evitare di danneggiare i relè.
Non vi è alcuna soppressione del contatto o del solenoide. Gli utenti devono aggiungere la soppressione del solenoide esterno per evitare di danneggiare i relè e i relativi contatti.
3. Ingressi di rilevamento tensione
IS200TRPAH2A fornisce 4 ingressi per sensori di tensione isolati per uso generale. Questi possono essere utilizzati per monitorare qualsiasi punto del sistema di sgancio e fornire lo stato della tensione al controller del sistema. Le applicazioni tipiche includono il monitoraggio della tensione di alimentazione per le due stringhe di sgancio e il rilevamento della tensione del solenoide del dispositivo pilotato dai relè.
Specifiche dell'ingresso di rilevamento della tensione:
Tensione nominale in ingresso min/max: 16/140 V CC max pk
Corrente di dispersione massima: 3 mA
Ritardo di rilevamento massimo: 60 ms
Tensione di isolamento: isolata otticamente, 2500 V rms per un minuto
Valore nominale di picchi/sovratensioni: 1.000 V picco per 8,3 ms
4. Ingresso arresto di emergenza E-Stop
IS200TRPAH2A include una funzione di arresto di emergenza, costituita da un circuito di ingresso otticamente isolato progettato per un ingresso CC nell'intervallo da 24 a 125 V nominali. Quando energizzato, il circuito abilita l'alimentazione della bobina nei circuiti relè R, S e T attraverso percorsi hardware indipendenti.
Specifiche dell'ingresso arresto di emergenza:
Tensione in ingresso: 24-125 V CC ±10% (18/140 V picco Min/Max)
Carico massimo: 12 mA (5 mA tipico)
Ritardo massimo: 5 ms (<1 ms tipico)
Caratteristiche importanti:
Il tempo di risposta del circuito di arresto di emergenza è <5 ms. Sommato al tempo di risposta del relè di sgancio di <1 ms, ciò produce una risposta di arresto di emergenza molto rapida.
L'arresto di emergenza è monitorato dal pacchetto I/O, ma l'azione per rimuovere l'alimentazione della bobina del relè di sgancio è interamente nell'hardware del TRPA.
Il segnale di arresto di emergenza riportato in ToolboxST è bloccato dal firmware e necessita di un ripristino generale per cancellare tale stato.
L'arresto di emergenza deve essere collegato a una sorgente CC PULITA: batteria o CA rettificata filtrata (ondulazione <5%).
Per un corretto funzionamento è necessario che sugli ingressi TRP sia presente un minimo di 18 V CC. La corrente richiesta è stata mantenuta bassa per ridurre al minimo la caduta di tensione su cavi lunghi.
5. Rilevamento dei contatti in cortocircuito
Per preservare l'affidabilità di intervento, IS200TRPAH2A applica un circuito di rilevamento a ciascun set di relè. Quando ai relè viene comandato di aprirsi ed è presente tensione tra i relè, il circuito rileva se uno o più relè sono in corto. Questo segnale va al pacchetto I/O per creare un allarme. Il circuito di rilevamento utilizza i comandi relè provenienti da tutti e tre i pacchetti I/O per evitare false indicazioni se un pacchetto I/O vota per la chiusura mentre gli altri due votano per l'apertura.
6. Configurazione fanout ingresso velocità
I ponticelli JP1 e JP2 configurano se i 4 ingressi di velocità passivi dalla sezione R vengono distribuiti ai pacchetti I/O delle sezioni S e T:
Ponticelli non utilizzati (memorizzati in posizione STORE): ciascun set di 4 ingressi a impulsi va al proprio pacchetto I/O dedicato.
Ponticelli utilizzati (posizionati su coppie di pin): i 4 ingressi di velocità della sezione R sono distribuiti a ventaglio su tutti i pacchetti I/O. I terminali di ingresso della velocità delle sezioni S e T diventano non collegabili e non devono essere utilizzati.
III. Applicazioni di sistema
1. Applicazione nei sistemi di protezione di turbine aeroderivate
L'IS200TRPAH2A è la morsettiera centrale per i sistemi di protezione delle turbine a gas di derivazione aeronautica. Funzionando con tre pacchetti I/O (PTUR o YTUR), forma un sistema di protezione di emergenza a tripla ridondanza modulare (TMR). I suoi ruoli all'interno del sistema includono:
Protezione da sovravelocità: monitora la velocità della turbina tramite rilevatori di velocità e attiva uno scatto quando la velocità supera i setpoint.
Arresto di emergenza: riceve segnali di arresto di emergenza esterni tramite l'ingresso E-Stop, alimenta rapidamente i relè di sgancio.
Controllo di viaggio: aziona l'interruttore principale tramite uscite di contatto votate TMR per implementare l'arresto di emergenza.
Monitoraggio dello stato: monitora la tensione di alimentazione e la tensione del solenoide nella stringa di sgancio tramite ingressi di rilevamento della tensione.
Diagnosi dei guasti: monitora lo stato dei contatti del relè tramite circuiti di rilevamento dei cortocircuiti, identificando tempestivamente i guasti.
2. Differenze rispetto alla versione H1A
La differenza principale tra la versione IS200TRPAH2A e la versione H1A è la portata del contatto di uscita:
| Versione |
Tensione nominale contatto |
Corrente nominale contatto |
Tensione pinza |
| H1A |
24 V CC |
5 A CC (resistivo) |
≤60 Vcc |
| H2A |
125 V CC |
1 A CC (resistivo) |
≤200 Vcc |
La versione H2A è adatta per applicazioni industriali che richiedono una tensione di controllo di 125 V CC, mentre la versione H1A è per sistemi a 24 V CC.
3. Versioni certificate di sicurezza
Il documento menziona le versioni IS200TRPAS1A e IS200TRPAS2A, che sono certificate di sicurezza IEC 61508 per l'uso con YTUR. L'IS200TRPAH2A è una versione industriale standard, non menzionata come certificata di sicurezza, ma funzionalmente compatibile con le versioni di sicurezza.
4. Scenari applicativi tipici
Turbine a gas aeroderivate: protezione di emergenza per serie LM e altre turbine a gas aeroderivate.
Turbine a gas industriali: adatte per turbine a gas industriali che richiedono una tensione di controllo di 125 V CC.
Protezione del generatore: funge da interfaccia di sgancio per i sistemi di protezione principale del generatore.
Protezione del compressore: utilizzata per la protezione da velocità eccessiva e l'arresto di emergenza nei grandi compressori industriali.
IV. Descrizione dettagliata dell'interfaccia
1. Assegnazione della morsettiera
| Morsettiera |
Scopo |
Morsetti |
Descrizione |
| TB1 |
Ingressi velocità TTL, rilevamento tensione, arresto di emergenza, uscite relè |
24 |
Collega rilevatori di velocità attivi, ingressi di rilevamento tensione, ingresso arresto di emergenza e uscite del contatto di sgancio |
| TB2 |
Ingressi di velocità passivi |
24 |
Collega pickup di velocità magnetici passivi |
Ciascuna morsettiera può accettare fino a due cavi n. 12 AWG ed è collegabile per facilitare il cablaggio e la manutenzione in loco. Una striscia di terminazione schermata collegata alla terra del telaio si trova immediatamente a sinistra di ciascuna morsettiera.
2. Configurazione dei ponticelli
| del ponticello |
della funzione |
Descrizione dell'impostazione |
| JP1, JP2 |
Selezione fanout ingresso velocità |
Posizionato sopra coppie di pin: ventila i 4 ingressi di velocità passiva della sezione R ai pacchetti I/O delle sezioni S e T; Memorizzato: ciascun pacchetto I/O utilizza ingressi di velocità dedicati |
3. Assegnazioni dei pin del connettore
| pin |
Nome del segnale |
Descrizione |
| 1-2 |
VSEN1_A/B |
Ingresso rilevamento tensione 1 |
| 3-4 |
VSEN2_A/B |
Ingresso rilevamento tensione 2 |
| 5-6 |
VSEN3_A/B |
Ingresso rilevamento tensione 3 |
| 7-8 |
VSEN4_A/B |
Ingresso rilevamento tensione 4 |
| 9 |
K1DCN |
Relè di viaggio 1 negativo |
| 10 |
K1DCP |
Relè di viaggio 1 positivo |
| 13 |
K2DCN |
Relè di viaggio 2 negativo |
| 14 |
K2DCP |
Relè di viaggio 2 positivo |
| 15 |
E-TRP |
Ingresso arresto di emergenza |
| 16 |
E-TRPR |
Ritorno dell'arresto di emergenza |
| 17 |
P24O |
Uscita 24 V (per alimentazione arresto di emergenza) |
| 18 |
P24R |
Ritorno 24 V |
| 19-20 |
TTL2_T/TTL1_T |
Sezione T Ingressi velocità TTL |
| 21-22 |
TTL2_S/TTL1_S |
Sezione S Ingressi velocità TTL |
| 23-24 |
TTL2_R/TTL1_R |
Sezione R Ingressi velocità TTL |
| 25-26 |
PR1_TH/PR1_TL |
Ingresso velocità passiva sezione T 1 |
| 27-28 |
PR2_TH/PR2_TL |
Ingresso velocità passiva sezione T 2 |
| 29-30 |
PR3_TH/PR3_TL |
Ingresso velocità passiva sezione T 3 |
| 31-32 |
PR4_TH/PR4_TL |
Ingresso velocità passiva sezione T 4 |
| 33-34 |
PR1_SH/PR1_SL |
Sezione S Ingresso velocità passiva 1 |
| 35-36 |
PR2_SH/PR2_SL |
Sezione S Ingresso velocità passivo 2 |
| 37-38 |
PR3_SH/PR3_SL |
Sezione S Ingresso velocità passivo 3 |
| 39-40 |
PR4_SH/PR4_SL |
Sezione S Ingresso velocità passivo 4 |
| 41-42 |
PR1_DESTRO/PR1_RL |
Ingresso velocità passiva sezione R 1 |
| 43-44 |
PR2_RH/PR2_RL |
Ingresso velocità passiva sezione R 2 |
| 45-46 |
PR3_RH/PR3_RL |
Ingresso velocità passiva sezione R 3 |
| 47-48 |
PR4_RH/PR4_RL |
Ingresso velocità passiva sezione R 4 |
V. Principi di funzionamento
1. Progettazione del sistema
La scheda IS200TRPAH2A prevede due modalità di applicazione:
Utilizzato con TTUR: quando viene utilizzata una morsettiera TTUR per contenere tre pacchetti I/O, il TRPA può essere collegato utilizzando tre cavi con connettori DC-37 pin su ciascuna estremità. In questa modalità, il TRPA fornisce due uscite relè di sgancio con contatto votato, arresto di emergenza e quattro sensori di tensione. Gli ingressi di velocità TRPA non sono attivi e non devono essere collegati.
Pacchetti I/O montati direttamente: tre pacchetti I/O sono montati direttamente sul TRPA. In questa modalità, gli ingressi di velocità TRPA diventano percorsi attivi nel pacchetto I/O, consentendo una soluzione di sgancio primario a morsettiera singola. Il funzionamento simplex non è possibile.
2. Principio di funzionamento del relè di sgancio
I relè di sgancio sono realizzati utilizzando set di sei dispositivi individuali di Forma A disposti secondo uno schema di votazione. Due controllori qualsiasi che votano per la chiusura stabiliranno un percorso di conduzione attraverso il set. Per rilevare i relè in cortocircuito, a ciascun set di relè viene applicato un circuito di rilevamento. Quando ai relè viene comandato di aprirsi ed è presente tensione tra i relè, il circuito rileva se uno o più relè sono in corto. Questo segnale va al pacchetto I/O per creare un allarme.
3. Principio di funzionamento dell'arresto di emergenza
La funzione di arresto di emergenza è costituita da un circuito di ingresso optoisolato. Quando energizzato, il circuito abilita l'alimentazione della bobina nei circuiti relè R, S e T attraverso percorsi hardware indipendenti. L'arresto di emergenza è monitorato dal pacchetto I/O, ma l'azione per rimuovere l'alimentazione della bobina del relè di sgancio è interamente nell'hardware del TRPA, garantendo una risposta estremamente rapida e un'elevata affidabilità.
Note importanti:
Il segnale di arresto di emergenza riportato in ToolboxST è bloccato dal firmware e necessita di un ripristino generale per cancellare tale stato. Vero indica un circuito di arresto di emergenza completato. Falso indica una perdita dell'arresto di emergenza dall'ultimo ripristino generale, non lo stato attuale del circuito dell'arresto di emergenza.
Se l'utente non necessita o non utilizza un arresto di emergenza, ponticellare la fonte di alimentazione TRP locale (P240 e P24R) ai rispettivi ingressi TRP sulla morsettiera.
VI. Diagnostica e configurazione
1. Funzioni diagnostiche
IS200TRPAH2A esegue i seguenti test diagnostici tramite i pacchetti I/O:
| dell'elemento diagnostico |
Descrizione |
| Feedback del rilevatore di contatto in cortocircuito |
Controlla il feedback dal rilevatore di contatto in corto; viene creato un allarme se c'è un problema con il segnale di controllo. |
| Feedback ingresso arresto di emergenza |
Controlla il segnale di ingresso dell'arresto di emergenza; se c'è un problema viene creato un guasto. |
| Controllo del ponticello della ventola della presa di velocità |
Controlla la posizione dei ponticelli del ventilatore della presa di velocità; viene creato un allarme se c'è una mancata corrispondenza tra intenzione e posizione effettiva. |
| Allarme diagnostico composito |
Se uno qualsiasi dei segnali di cui sopra non funziona correttamente, si verifica un allarme diagnostico composito. |
| Verifica del chip identificativo |
Controlla la corrispondenza dell'ID del connettore; una mancata corrispondenza crea un errore di incompatibilità hardware. |
I segnali diagnostici possono essere bloccati individualmente e ripristinati con il segnale RESET_DIA dopo il ritorno alla normalità.
2. Metodo di configurazione
La configurazione dell'IS200TRPAH2A viene eseguita principalmente tramite i ponticelli JP1 e JP2 per selezionare il metodo di fanout dell'ingresso velocità. Altre configurazioni vengono completate tramite i pacchetti I/O e il software ToolboxST.
VII. Installazione e manutenzione
1. Precauzioni per l'installazione
Applicazione a 240 V CA Avvertenza: nelle applicazioni a 240 V CA, non collegare inavvertitamente le tensioni a 240 V CA e CC. La tensione di picco supererà la classificazione Transorb, provocando un guasto.
Applicazioni a 120 V CA: nelle applicazioni a 120 V CA, la classificazione Transorb può sopportare la tensione di picco senza causare guasti.
Cablaggio dell'arresto di emergenza: l'arresto di emergenza deve essere collegato a una sorgente CC pulita. Utilizzare un cavo a doppino intrecciato ed evitare di utilizzare il cablaggio CA.
Polarità dell'uscita del contatto: le uscite del contatto sono sensibili alla polarità. Cablare il circuito con attenzione per evitare di danneggiare i relè.
2. Raccomandazioni per la manutenzione
Ispezione periodica: verificare che le morsettiere siano collegate saldamente e che i cavi non siano allentati.
Pulizia: pulire regolarmente la tavola per evitare l'accumulo di polvere.
Protezione ESD: indossare una cinghia di messa a terra quando si maneggia la scheda e conservarla in borse antistatiche.
Gestione delle parti di ricambio: mantiene una scheda TRPAH2A di riserva per ridurre i tempi di inattività in caso di guasto.
