IS400TCASH1A è un componente importante del PCAA (Core Analog I/O Pack) all'interno del sistema di controllo GE Mark VIe. Nello specifico appartiene alla tipologia della morsettiera TCAS. Come parte del modulo PCAA, questa morsettiera fornisce terminali cliente e instradamento dei segnali, trasmettendo in modo accurato e affidabile segnali analogici dai dispositivi di campo alle schede di elaborazione analogica BCAA e BCAB.
L'IS400TCASH1A svolge un ruolo fondamentale nei sistemi di controllo delle turbine a gas. Gestisce un gran numero di attività di ingresso/uscita di segnali analogici, inclusi segnali di termocoppia, segnali di loop di corrente da 4-20 mA, segnali di feedback e eccitazione LVDT (trasformatore differenziale variabile lineare), segnali di azionamento della servobobina, ingressi di frequenza degli impulsi e altro ancora. Questa morsettiera può essere applicata in sistemi simplex e TMR (Triple Modular Redundant), soddisfacendo i requisiti di affidabilità, disponibilità e sicurezza di varie applicazioni industriali.
Come parte del modulo PCAA, che è l'unità meno sostituibile (LRU), IS400TCASH1A collabora con la scheda principale BCAA, la scheda di interfaccia BCAB e la scheda del processore BPPx per formare il gruppo I/O analogico core PCAA completo. Il modulo riceve alimentazione di controllo a 28 V CC tramite il connettore P5 e fornisce alimentazione a 28 V CC tramite il connettore P4 alla morsettiera JGPA per la terminazione della schermatura del cavo di campo. Inoltre, IS400TCASH1A si collega alla morsettiera TCAT tramite due connettori del cavo a 68 pin (P1 e P2) per ottenere il fan-out del segnale, distribuendo un singolo segnale di campo a uno o tre moduli PCAA.
II. Caratteristiche e struttura dell'hardware
2.1 Struttura fisica e connettori
Come scheda terminale del modulo PCAA, IS400TCASH1A integra più interfacce di connettori per garantire connessioni stabili con dispositivi esterni e altre schede:
Connettore di alimentazione P5 : interfaccia di alimentazione a 3 pin per l'immissione di alimentazione a 28 V CC per alimentare l'intero modulo PCAA e la morsettiera. Si noti che il modulo riceve alimentazione direttamente dal connettore P5, non tramite il normale connettore di alimentazione sulla scheda del processore.
Connettore di uscita alimentazione P4 : fornisce alimentazione a 28 V CC alla morsettiera JGPA per la messa a terra della schermatura del cavo di campo.
Connettori P1 e P2 : entrambi sono connettori del cavo a 68 pin per il collegamento alla morsettiera TCAT. Questi due connettori supportano il fan-out del segnale, distribuendo i segnali dai dispositivi di campo a uno o tre moduli PCAA, consentendo configurazioni di sistema simplex o TMR.
Interfacce Ethernet ENET1 ed ENET2 : due connettori Ethernet RJ-45, che fungono rispettivamente da interfaccia di sistema primaria e da interfaccia di sistema ridondante/secondaria, per la connessione alla rete IONet, consentendo la comunicazione di dati tra il controller e il modulo.
Morsettiere a scatola stile Euro : IS400TCASH1A è dotato di 120 terminali a scatola stile Euro collegabili per il cablaggio del segnale dei dispositivi di campo. Questi terminali supportano vari tipi e sezioni trasversali di conduttori, facilitando l'installazione e la manutenzione sul campo.
2.2 Caratteristiche del cablaggio dei terminali
I terminali a scatola stile Euro dell'IS400TCASH1A supportano le seguenti specifiche dei conduttori:
Tipo di conduttore |
Sezione trasversale minima |
Sezione trasversale massima |
Conduttore solido |
0,2 mm² |
2,5mm² |
Conduttore a trefolo |
0,2 mm² |
2,5mm² |
Conduttore a trefolo con puntale e guaina in plastica |
0,25 mm² |
2,5mm² |
Conduttore flessibile con puntale senza guaina in plastica |
0,25 mm² |
2,0 mm² |
Specifica AWG |
24 AWG |
12 AWG |
2.3 Filosofia di progettazione del modulo
Il modulo PCAA (inclusa la morsettiera IS400TCASH1A) è costituito da quattro circuiti stampati separati in un unico gruppo fisico. Poiché è difficile isolare un guasto su una singola scheda, l'intero modulo è considerato l'unità meno sostituibile. Pertanto non è consentita la diagnosi sul campo o la sostituzione delle singole schede elettroniche all'interno del modulo. Se il modulo si guasta, è necessario sostituire l'intero modulo PCAA.
III. Tipi di segnale e allocazione I/O
La morsettiera IS400TCASH1A fornisce ampie funzionalità di accesso al segnale, coprendo vari tipi di segnali analogici richiesti per il controllo della turbina a gas. In base alla divisione dei segnali tra terminali PCAA e terminali TCAT, IS400TCASH1A è principalmente responsabile dei seguenti segnali:
3.1 Segnali del terminale PCAA (cablato direttamente a IS400TCASH1A)
Numero di segnali |
Tipo di segnale |
Viti per segnale |
25 |
Ingressi termocoppia |
2 |
10 |
Ingressi analogici 4-20 mA |
2 |
2 |
Ingressi analogici 4-20 mA o ±10 V |
2 |
2 |
Uscite analogiche 4-20 mA |
2 |
1 |
Uscita di alimentazione ±12 V |
2 |
6 |
Uscite di eccitazione LVDT |
2 |
6 |
Uscite del driver della servobobina |
2 |
3 |
Connessioni comuni |
1 |
2 |
Ingressi impulsivi TTL |
2 (con alimentazione) |
3.2 Segnali del terminale TCAT (collegati a IS400TCASH1A tramite TCAT)
Numero di segnali |
Tipo di segnale |
Viti per segnale |
12 |
Ingressi sismici ventilati |
2 |
24 |
Ingressi analogici 4-20 mA ventilati |
2 |
12 |
Potenza in uscita 24 V a 25 mA |
2 |
3 |
Votazioni uscite 4-20 mA |
2 |
12 |
Feedback LVDT smazzato |
2 |
2 |
Ingressi frequenza impulsi magnetici ventilati (servoflussometro) |
2 |
1 |
Ingresso relè servo suicidio |
2 |
V. Configurazione e funzionamento
4.1 Configurazione dell'ingresso analogico
IS400TCASH1A supporta interfacce per vari tipi di trasmettitori da 4-20 mA. Accanto a ciascun terminale di ingresso analogico è presente un ponticello per selezionare se il terminale di ritorno è messo a terra o flottante (la posizione predefinita è flottante/aperto). Per gli ingressi analogici 11 e 12, viene fornito un ponticello aggiuntivo per rimuovere il resistore di carico da 250 Ω, consentendo l'applicazione di ingresso di tensione di ±10 V CC.
La scheda JGPA associata fornisce dodici terminali di uscita da 24 V CC, uno per ciascun ingresso del trasmettitore da 4-20 mA.
4.2 Configurazione dell'uscita servo
L'IS400TCASH1A supporta sei uscite servo, ciascuna configurabile tramite ponticelli per la modalità TMR (servo a 3 bobine) o la modalità simplex (servo a 2 bobine). Le prime due uscite servo sono inoltre dotate di una funzione suicida esterna tramite i terminali SVRL1 e SVRL2. Quando un contatto esterno si chiude su questi terminali, l'uscita del servo è isolata dal controllo del regolatore digitale, fornendo una connessione diretta attraverso un resistore di limitazione della corrente (uscita fissa da 15 mA) per la risposta protettiva del controllo.
4.3 Servosistema di posizione LVDT
L'IS400TCASH1A riceve i segnali del lato secondario dai sensori LVDT tramite la morsettiera TCAT. Questi segnali vengono condizionati dalla scheda di acquisizione BCAA, convertiti in un segnale equivalente in corrente continua e letti dal processore tramite convertitori A/D. Il firmware PCAA può eseguire fino a sei servoregolatori digitali indipendenti, ciascun loop funziona con una frequenza di campionamento di 100 Hz. L'uscita del regolatore viene scritta su un convertitore D/A, che quindi fornisce il comando di corrente per il regolatore di corrente analogico.
4.4 Funzione di calibrazione
Quando si utilizza una nuova morsettiera su un sistema, è necessaria la calibrazione degli LVDT associati ai servi PSVO, PSVP, PCAA o PMVE (MVRA o MVRF). Il controllore salva il codice a barre della morsettiera e lo confronta con la morsettiera corrente durante il tempo di caricamento della riconfigurazione. Ogni volta che viene salvata una calibrazione, aggiorna il nome del codice a barre sulla scheda corrente.
V. Diagnostica e Allarmi
Come parte del modulo PCAA, IS400TCASH1A fornisce funzioni di autodiagnosi complete. Quando una diagnostica rileva un'anomalia, il sistema genera gli allarmi corrispondenti. Di seguito sono riportati gli allarmi comuni relativi all'IS400TCASH1A:
Codice allarme |
Descrizione |
Possibile causa |
Soluzione |
33-67 |
Termocoppia non sana |
L'ingresso in millivolt supera l'intervallo della termocoppia; tipo TC configurato errato; filo aperto; tensione vagante o rumore che causano un ingresso superiore a -63 mV |
Controllare il cablaggio e la schermatura sul campo; controllare TC per circuito aperto; misurare il segnale in millivolt; verificare che il tipo TC corrisponda alla configurazione |
68 |
Giunzione fredda non sana, utilizzo del backup |
Segnale locale del giunto freddo dalla morsettiera TCAS fuori range (normale: da -50 a 85°C) |
Se l'hardware rientra nell'intervallo di temperatura normale, possibile guasto del sensore di giunzione fredda; sostituire il modulo PCAA |
69-80 |
Ingresso analogico TCAS non integro |
Eccitazione al trasduttore errata o mancante; trasduttore difettoso; configurazione non corrispondente delle impostazioni dei ponticelli; ingresso fuori range; circuito aperto o in cortocircuito |
Controllare il cablaggio sul campo; controllare il dispositivo di campo; controllare il ponticello di selezione della terra; verificare l'ingresso entro l'intervallo 3,0-21,5 mA, ±5,25 V, ±10,5 V |
117-122 |
Eccitazione LVDT fallita |
Guasto a terra dell'eccitazione; problema di cablaggio sul campo o guasto del sensore LVDT; guasto hardware interno |
Controllare il cablaggio sul campo e la schermatura per l'eccitazione dell'LVDT; controllare il sensore LVDT; in caso di guasto hardware, sostituire il PCAA |
123-134 |
Tensione di eccitazione LVDT fuori range |
L'eccitazione effettiva dell'LVDT supera ±10% di ExcitMonCal; possibile guasto della morsettiera |
Misurare la tensione di eccitazione e confrontarla con i parametri di configurazione; controllare il sensore LVDT; ricalibrare il servo; sostituire l'PCAA |
135-146 |
Posizione LVDT fuori limite |
Problema di eccitazione dell'LVDT; trasduttore difettoso; circuito aperto o in corto; ingresso fuori range; non calibrato |
Controllare il cablaggio e l'eccitazione sul campo; controllare il sensore LVDT; tarare il servoregolatore; verificare i limiti MinVrms e MaxVrms; verificare che ExcitSelect corrisponda al cablaggio |
155-160 |
Servo disabilitato: errore di configurazione |
Ingresso posizione servo collegato a LVDT non utilizzato; flusso in ingresso a PR non utilizzato; ingresso di pressione su ingresso analogico non utilizzato; parametri di configurazione errati |
Controllare e correggere i parametri di configurazione; verificare gli ingressi del regolatore collegati ai sensori abilitati; utilizzare la diagnostica avanzata di ToolboxST per l'elenco degli errori |
161-166 |
Suicidio dell'uscita servo attivo |
Feedback fuori range; mancata corrispondenza del feedback corrente con il comando; collegamenti di ingresso errati |
Controlla la configurazione; verificare gli ingressi collegati ai sensori utilizzati; verificare i collegamenti dei sensori di posizione e l'integrità meccanica; controllare se il cablaggio del circuito di uscita del servo è aperto o in corto |
217 |
Configurazione TCAT e mancata corrispondenza hardware |
TCAT configurato in ToolboxST ma non connesso; TCAT non configurato ma connesso |
Verificare che la selezione del TCAT di ToolboxST corrisponda all'hardware effettivo; verificare che i cavi P1 e P2 non siano invertiti; assicurarsi che i cavi siano serrati e che le morsettiere siano messe a terra; eseguire il ripristino dallo spegnimento |
218 |
Tipi di connettori P1 e P2 TCAT non corrispondenti |
I tipi di connessione P1 e P2 (R/R, S/S, T/T) non corrispondono |
Controllare la configurazione di ToolboxST e le connessioni dei cavi P1/P2 tra TCAS e TCAT per garantire la corrispondenza del tipo |
VI. Punti chiave di installazione e funzionamento
6.1 Passaggi di installazione
Montare saldamente il modulo PCAA.
Collegare la connessione di alimentazione JGPA al connettore P4 sul PCAA.
Collegare il modulo PCAA a una morsettiera TCAT associata opzionale utilizzando due cavi a 68 pin sui connettori P1 e P2. Stringere con le dita solo le viti di montaggio del cavo nel PCAA e nel TCAT per garantire una corretta messa a terra del cavo. Il mancato fissaggio dei cavi potrebbe comportare l'incapacità della PCAA di leggere l'ID elettronico sul TCAT e potrebbe ridurre la qualità del segnale.
Collegare uno o due cavi Ethernet a seconda della configurazione del sistema. Quando viene utilizzata una singola connessione IONet, il modulo funziona correttamente su entrambe le porte. Se si utilizzano connessioni doppie, la pratica standard è connettere ENET1 alla rete associata al controller R.
Controllare la messa a terra dei terminali del cavo schermato JGPA. Nella maggior parte delle applicazioni, i terminali di terra schermati JGPA sono collegati elettricamente alla lamiera su cui è montata la scheda. In alcune applicazioni che richiedono una messa a terra della schermatura indipendente, fornire un cavo di terra adeguato tra uno o più terminali JGPA e il potenziale di messa a terra della schermatura richiesto.
Alimentare il modulo tramite il connettore P5 e controllare le spie di alimentazione e di stato Ethernet.
Utilizzare l'applicazione ToolboxST per configurare il PCAA secondo necessità.
6.2 Note importanti
Nota sull'alimentazione : il modulo funziona tramite una fonte di alimentazione applicata direttamente al connettore P5 del modulo, non tramite il normale connettore di alimentazione situato sulla scheda del processore.
Nota sulla rimozione dei cavi : quando si rimuovono i cavi a 68 pin, assicurarsi che i montanti esagonali nei connettori montati su scheda non ruotino quando si allentano le viti a testa zigrinata dei cavi.
Messa a terra Nota : i cavi a 68 pin devono essere adeguatamente messi a terra; in caso contrario, la lettura dell'ID elettronico e la qualità del segnale potrebbero risentirne.
Nota sulla configurazione : non modificare arbitrariamente il parametro ThermCplUnit in ToolboxST, poiché ciò influisce sulle unità ingegneristiche viste dal codice dell'applicazione e potrebbe influenzare i dispositivi esterni come HMI e Historian.
