L'IS400TCASH1ADC è un componente importante del PCAA (Core Analog I/O Pack) all'interno del sistema di controllo GE Mark VIe, in particolare appartenente alla morsettiera della serie TCAS . In quanto interfaccia del segnale di campo del modulo PCAA, questa morsettiera fornisce terminali cliente e instradamento del segnale, trasmettendo in modo efficiente e affidabile vari segnali analogici da dispositivi di campo come turbine a gas e compressori - tra cui termocoppie, trasmettitori da 4-20 mA, LVDT (trasformatori differenziali variabili lineari), servoazionamenti e sensori di frequenza degli impulsi - alle schede di elaborazione analogica BCAA e BCAB all'interno del PCAA.
L'IS400TCASH1ADC può essere applicato in sistemi simplex e TMR (Triple Modular Redundant) , soddisfacendo i requisiti industriali di elevata disponibilità ed elevata sicurezza. Riceve alimentazione di controllo a 28 V CC tramite il connettore P5 e fornisce alimentazione a 28 V CC alla morsettiera JGPA tramite il connettore P4 per la terminazione della schermatura del cavo di campo. Allo stesso tempo, IS400TCASH1ADC 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.
Come parte del modulo PCAA – l'unità meno sostituibile (LRU) – IS400TCASH1ADC funziona insieme alla scheda principale BCAA, alla scheda di interfaccia BCAB e alla scheda del processore BPPx. Il modulo utilizza la tecnologia a montaggio superficiale, che offre una buona resistenza alle vibrazioni, alla temperatura e alle interferenze elettromagnetiche e funziona in ambienti industriali difficili da -30°C a 65°C.
II. Struttura hardware e interfacce
2.1 Dimensioni fisiche e montaggio
Le dimensioni fisiche dell'IS400TCASH1ADC sono coerenti con i moduli TCAS standard:
Altezza: 8,26 cm (3,25 pollici)
Larghezza: 4,19 cm (1,65 pollici)
Profondità: 12,1 cm (4,78 pollici)
Il modulo utilizza morsettiere a scatola collegabili in stile europeo per facilitare il cablaggio e la manutenzione sul campo. Durante l'installazione, il modulo PCAA viene montato saldamente in un armadio o su un pannello; l'IS400TCASH1ADC, come parte del PCAA, è fisso nel suo insieme e non necessita di essere rimosso separatamente.
2.2 Connettori principali
Connettore |
Tipo |
Descrizione |
P5 |
Connettore di alimentazione a 3 pin |
Fornisce alimentazione a 28 V CC per l'intero modulo PCAA e la morsettiera. Nota: l'alimentazione entra direttamente tramite questo connettore, non tramite il normale connettore di alimentazione sulla scheda del processore. |
P4 |
Connettore di uscita di alimentazione |
Fornisce alimentazione a 28 V CC alla morsettiera JGPA per la messa a terra della schermatura del cavo di campo. |
P1/P2 |
Connettori ad alta densità a 68 pin |
Collegare alla morsettiera TCAT per il fan-out del segnale (distribuzione di un segnale di campo a uno o tre moduli PCAA in simplex o TMR). |
ENET1 / ENET2 |
Interfacce Ethernet RJ‑45 |
Interfacce di rete IONet primarie e ridondanti per lo scambio di dati ad alta velocità con il controller. |
Terminali da 120 euro |
Terminali a scatola collegabili |
Per il cablaggio del segnale del dispositivo di campo; supportare fili pieni, fili intrecciati e fili con puntali. |
2.3 Specifiche di cablaggio dei terminali
I terminali Euro dell'IS400TCASH1ADC supportano i seguenti tipi di conduttori e sezioni trasversali:
Tipo di conduttore |
Sezione trasversale minima |
Sezione trasversale massima |
Conduttore solido |
0,2 mm² |
2,5 mm² |
Conduttore a trefolo |
0,2 mm² |
2,5 mm² |
Conduttore a trefolo con puntale e guaina in plastica |
0,25 mm² |
2,5 mm² |
Conduttore flessibile con puntale senza guaina in plastica |
0,25 mm² |
2,0 mm² |
Specifica AWG |
24 AWG |
12 AWG |
III. Tipi di segnale e allocazione I/O
IS400TCASH1ADC gestisce le principali attività di accesso al segnale sul lato terminale PCAA. Secondo la tabella di assegnazione dei segnali (Terminali PCAA) nel documento allegato, i segnali cablati direttamente su questa morsettiera includono:
3.1 Segnali cablati direttamente all'IS400TCASH1ADC
Numero di segnali |
Tipo di segnale |
Viti per segnale |
25 |
Ingressi termocoppia (supporta i tipi E, J, K, S, T) |
2 |
10 |
Ingressi analogici da 4‑20 mA |
2 |
2 |
Ingressi analogici configurabili da 4‑20 mA o ±10 V |
2 |
2 |
Uscite analogiche da 4‑20 mA |
2 |
1 |
Uscita alimentazione ±12 V CC (50 mA) |
2 |
6 |
Uscite di eccitazione LVDT (7 Vrms, 3,2 kHz, 60 mA) |
2 |
6 |
Uscite del driver della servobobina (±10 mA) |
2 |
3 |
Connessioni comuni (COM) |
1 |
2 |
Ingressi frequenza impulsi TTL (con alimentazione sensore) |
2 (compresa la potenza) |
3.2 Segnali generati tramite TCAT (partecipa anche IS400TCASH1ADC)
Numero di segnali |
Tipo di segnale |
Viti per segnale |
12 |
Ingressi sismici ventilati (sensori di velocità) |
2 |
24 |
Ingressi analogici da 4‑20 mA ventilati (da TCAT) |
2 |
12 |
Alimentazione in uscita 24 V (25 mA ciascuno, per trasmettitori) |
2 |
3 |
Uscite votanti da 4‑20 mA (per applicazioni TMR) |
2 |
12 |
Segnali di feedback LVDT smazzati |
2 |
2 |
Ingressi frequenza impulsi magnetici ventilati (servoflussometro) |
2 |
1 |
Ingresso relè servo suicidio (per le prime due uscite servo) |
2 |
IV. Specifiche sulla precisione del segnale
Tipo di segnale |
Precisione specificata (compresi tutti gli errori) |
Precisione tipica (a 25°C) |
Ingressi termocoppia |
±0,10% del fondo scala (da -13,8 a +45,5 mV) |
±0,06% |
Ingressi analogici da 4‑20 mA |
±0,25% |
±0,10% |
Ingressi analogici da 0‑10 V |
±0,50% |
±0,20% |
Ingressi impulsi/portata |
±0,05% della lettura |
— |
Ingressi sismici (±1,5 V picco) |
±2,00% |
±0,90% |
Ingressi LVDT (0‑7,07 Vrms) |
±1,00% |
±0,25% |
Ingressi monitor eccitazione LVDT |
±1,00% |
±0,55% |
Uscita di eccitazione LVDT |
7 Vrm ±5,00% |
±3,00% |
Uscita servo (±10 mA) |
±3,50% |
±0,70% |
Uscita analogica 4‑20 mA |
±0,75% |
±0,43% |
Uscita di alimentazione 24 V |
24 V CC ±0,5% (0‑25 mA) |
— |
V. Configurazione e funzionamento
Ciascun canale di ingresso analogico sull'IS400TCASH1ADC dispone di un ponticello (da JP1 a JP12) per selezionare se il terminale di ritorno è messo a terra (GND) o flottante (OPEN) . La posizione predefinita è APERTA. Per gli ingressi analogici 11 e 12, ponticelli aggiuntivi (JP13, JP14) selezionano tra MA (modalità 4‑20 mA con resistenza di carico da 250 Ω) e VOLT (modalità di tensione ±10 V, resistenza di carico rimossa).
La scheda JGPA associata fornisce dodici terminali di uscita da 24 V CC, ciascuno in grado di alimentare un trasmettitore a due fili da 4‑20 mA.
5.2 Configurazione dell'uscita servo
Ciascuna delle sei uscite servo può essere configurata tramite ponticelli (da JP15 a JP20) come:
Le prime due uscite servo (Servo 1 e Servo 2) forniscono inoltre una funzione suicida esterna tramite i terminali 107 e 108 (SVRL1, SVRL2). Quando un contatto esterno si chiude su questi terminali, il circuito del servoazionamento viene disconnesso dal regolatore digitale e la valvola viene forzata a chiudersi attraverso un resistore di limitazione della corrente (uscita fissa da 15 mA) per una risposta protettiva.
5.3 Servosistema di posizione LVDT
IS400TCASH1ADC riceve segnali sul lato secondario dai sensori LVDT tramite la morsettiera TCAT. Questi segnali vengono condizionati dalla scheda di acquisizione BCAA, convertiti in tensione continua e letti dal processore tramite convertitori A/D. Il firmware PCAA può eseguire fino a sei servoregolatori digitali indipendenti, ciascuno funzionante a 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.
La calibrazione dell'LVDT viene eseguita utilizzando il software ToolboxST: l'utente guida la valvola nelle posizioni completamente chiusa e completamente aperta e il software registra automaticamente i valori Vrms corrispondenti (MinVrms / MaxVrms). I valori calibrati vengono utilizzati per convertire Vrms in tempo reale in una percentuale di posizione compresa tra 0% e 100%.
5.4 Termocoppie e compensazione del giunto freddo
Ogni modulo PCAA include un sensore di temperatura della giunzione fredda integrato per la compensazione della giunzione di riferimento della termocoppia. Se il sensore locale si guasta, valore di backup (CIBackup) o un valore di giunzione fredda remota fornito dal controller (CJRemote) . è possibile configurare un Tutti gli ingressi della termocoppia sono dotati di un circuito di polarizzazione di rilevamento del filo aperto: quando una termocoppia si apre, il segnale viene polarizzato sul fondo scala negativo per una facile diagnostica.
VI. Diagnostica e Allarmi
Come parte del modulo PCAA, IS400TCASH1ADC fornisce funzionalità di autodiagnosi complete. Di seguito sono riportati gli allarmi tipici strettamente correlati a questa morsettiera (basati sugli allarmi specifici PCAA nel documento allegato):
Codice allarme |
Descrizione |
Possibile causa |
Soluzione |
33‑67 |
Termocoppia non sana |
L'ingresso in millivolt supera l'intervallo; tipo errato configurato; filo aperto; tensione vagante |
Controllare il cablaggio e la schermatura sul campo; misurare il segnale in millivolt; verificare che il tipo TC corrisponda alla configurazione |
68 |
Giunto freddo non integro, utilizzo del backup |
Segnale di giunzione fredda TCAS locale fuori range (da -50 a 85°C) |
Controllare la temperatura; se normale, possibile guasto del sensore della giunzione fredda: sostituire il modulo PCAA |
69‑80 |
Ingresso analogico TCAS non funzionante |
Eccitazione al trasmettitore errata o mancante; trasmettitore difettoso; mancata corrispondenza della configurazione dei jumper; ingresso fuori portata |
Controllare il cablaggio e il dispositivo sul campo; controllare il ponticello di terra; verificare l'ingresso entro 3,0‑21,5 mA, ±10,5 V |
81‑104 |
Ingresso analogico TCAT non funzionante |
Come sopra, più i cavi TCAT‑PCAA non completamente inseriti |
Verificare che i cavi siano tesi; verificare che le connessioni P1/P2 siano sicure |
117‑122 |
L'eccitazione dell'LVDT è fallita |
Guasto a terra dell'eccitazione; cablaggio sul campo o guasto del sensore LVDT; guasto hardware interno |
Controllare il cablaggio e la schermatura di eccitazione dell'LVDT; controllare il sensore LVDT; in caso di guasto hardware, sostituire il PCAA |
123‑134 |
Tensione di eccitazione LVDT fuori range |
La tensione di eccitazione effettiva si discosta di >±10% da ExcitMonCal |
Misurare la tensione di eccitazione; ricalibrare il servo; sostituire l'PCAA |
135‑146 |
Posizione LVDT fuori limite |
Problema di eccitazione dell'LVDT; guasto del sensore; non calibrato; MinVrms/MaxVrms impostati in modo errato |
Controllare il cablaggio e il sensore LVDT; ricalibrare; verificare che ExcitSelect corrisponda alla fonte di eccitazione |
155‑160 |
Servo disabilitato: errore di configurazione |
Ingresso posizione/flusso/pressione del regolatore collegato a un canale non utilizzato |
Controllare i parametri di configurazione; assicurarsi che gli ingressi siano collegati ai sensori abilitati |
161‑166 |
Suicidio dell'uscita servo attivo |
Feedback fuori range; errore eccessivo tra corrente comandata e feedback |
Controllare le connessioni del sensore di posizione e l'integrità meccanica; controllare se il 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 connesso ma non configurato; cavi scambiati |
Verificare che la configurazione corrisponda all'hardware; verificare che i cavi P1/P2 non siano invertiti; serrare nuovamente i cavi e garantire la messa a terra; spegnere e riaccendere per cancellare |
218 |
Tipo non corrispondente del connettore TCAT P1/P2 |
I tipi di connessione (R/R, S/S, T/T) non corrispondono |
Controllare i collegamenti dei cavi P1/P2 tra TCAT e TCAS per garantire la coerenza del tipo |
VII. Punti chiave di installazione e funzionamento
7.1 Passaggi di installazione
Montare saldamente il modulo PCAA (che include la morsettiera IS400TCASH1ADC).
Collegare la connessione di alimentazione JGPA al connettore P4 sul PCAA.
Se si utilizza TCAT, collegare il modulo PCAA alla morsettiera TCAT utilizzando due cavi a 68 pin sui connettori P1 e P2 (corrispondenti a PR1/PR2, PS1/PS2 o PT1/PT2 su TCAT). Stringere a mano solo le viti di montaggio del cavo per garantire la corretta messa a terra del cavo. Il mancato serraggio potrebbe impedire al PCAA di leggere l'ID elettronico TCAT e 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 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 schermati JGPA. Nella maggior parte delle applicazioni, la messa a terra avviene tramite la lamiera di montaggio. Se è necessaria una messa a terra della schermatura indipendente, fornire un filo 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 i parametri PCAA e IS400TCASH1ADC secondo necessità.
7.2 Note importanti
Alimentazione : Il modulo deve ricevere alimentazione a 28 Vcc direttamente dal connettore P5; non alimentarlo tramite il connettore di alimentazione della scheda processore.
Rimozione del cavo a 68 pin : quando si rimuovono i cavi, assicurarsi che i terminali esagonali nei connettori montati su scheda non ruotino mentre si allentano le viti a testa zigrinata, per evitare di danneggiare i connettori.
Messa a terra : i cavi P1/P2 devono essere adeguatamente messi a terra; in caso contrario, la lettura dell'ID elettronico e la precisione del segnale analogico potrebbero essere influenzate.
Avviso di configurazione : non modificare arbitrariamente il parametro ThermCplUnit in ToolboxST, poiché ciò modifica le unità ingegneristiche dei segnali della termocoppia visti dal codice dell'applicazione e potrebbe influenzare la logica dell'applicazione e le visualizzazioni HMI.
