Papan Input/Output Analog GE IS200VAICH1C

IS200VAICH1C ialah Papan Input/Output Analog yang direka oleh General Electric (GE) untuk Sistem Kawalan Mark VI™nya. Papan ini ialah versi awal dalam siri VAIC (termasuk semua versi sehingga dan termasuk VAICH1C), digunakan terutamanya untuk memproses pemerolehan dan output isyarat analog. Ia merupakan modul I/O yang amat diperlukan dalam sistem kawalan turbin gas dan turbin stim.

Papan IS200VAICH1C menerima 20 input analog dan mengawal 4 output analog. Ia berfungsi bersama dengan dua papan terminal TBAI, setiap satu menyediakan 10 input dan 2 output. Disambungkan melalui kabel ke papan pemproses VAIC yang terletak di rak VME, isyarat input dikondisikan, dimultiplekskan dan A/D ditukar. Mereka kemudiannya dipindahkan melalui satah belakang VME ke papan VCMI dan akhirnya ke pengawal. Untuk output, VAIC menukar nilai digital kepada arus analog, memacu beban luaran melalui papan terminal.

IS200VAICH1C menyokong aplikasi simplex dan triple modular redundant (TMR). Dalam konfigurasi TMR, isyarat input pada papan terminal disalurkan kepada tiga rak VME (R, S, T), setiap satu mengandungi VAIC. Output didorong menggunakan litar proprietari di mana ketiga-tiga VAIC menyumbang untuk mencipta arus yang dikehendaki. Jika satu papan gagal, baki dua papan terus menghasilkan arus keluaran yang betul.

Sebagai versi akhir VAIC generasi asal, IS200VAICH1C berbeza daripada versi berikutnya (seperti VAICH1D) terutamanya dalam keupayaan pemacu output: apabila memacu output 20 mA, ia menyokong rintangan beban maksimum 500 Ω (menggunakan 1000 kaki wayar #18). Ia memerlukan operasi dengan TBAIH1B atau versi terdahulu papan terminal dan juga serasi dengan semua semakan papan terminal DTAI.

Papan ini menggabungkan fungsi diagnostik yang komprehensif, termasuk semakan had input, pemantauan output, dan semakan status geganti, dengan petunjuk status melalui LED panel hadapan. Selain itu, perisian tegar VAIC menyepadukan algoritma pengesanan gerai pemampat turbin gas, memantau prekursor gerai dalam masa nyata pada kadar imbasan 200 Hz dan mencetuskan perlindungan penutupan dalam masa 30 ms.

---

II. Fungsi Utama

Fungsi utama IS200VAICH1C termasuk, tetapi tidak terhad kepada, yang berikut:

1. Pemerolehan Input Analog

Papan menerima 20 input analog melalui dua papan terminal TBAI. Jenis input boleh dipilih melalui pelompat pada papan terminal, menyokong:

• Input arus 4-20 mA

• ±1 mA input semasa

• Masukan voltan dc ±5 V

• Masukan voltan dc ±10 V

Litar input menampilkan penindasan hingar, termasuk penapis perkakasan dan penapis laluan rendah perisian boleh dikonfigurasikan untuk melindungi daripada lonjakan dan hingar frekuensi tinggi. 10 input pertama (melalui penyambung J3) mempunyai penapis perkakasan kutub tunggal dengan kekerapan pecah 500 rad/s. 10 input kedua (melalui penyambung J4) mempunyai penapis perkakasan dua kutub dengan frekuensi pecah 72 rad/s dan 500 rad/s.

2. Kawalan Output Analog

Papan menyediakan 4 output analog. Dua ditetapkan pada 4-20 mA, dan dua lagi boleh dikonfigurasikan untuk 4-20 mA atau 0-200 mA. Litar output juga menampilkan penindasan hingar dan menggunakan teknik pemacu berlebihan yang dipatenkan: dalam sistem TMR, setiap output didorong oleh tiga VAIC bersama-sama. Arus keluaran sebenar diukur dengan perintang siri, yang menyuap balik voltan kepada setiap VAIC. Output yang terhasil ialah nilai median bagi tiga arus. Jika papan gagal, outputnya terputus sambungan, dan dua papan yang tinggal terus menghasilkan output yang betul.

3. Pengesanan Gerai Pemampat

Perisian tegar VAIC termasuk fungsi pengesanan gerai pemampat turbin gas, mengimbas empat input analog pertama pada 200 Hz. Dua algoritma boleh dipilih tersedia:

• Algoritma Turbin Gas LM Kecil: Menggunakan dua transduser tekanan.

• Algoritma Turbin Gas Tugas Berat: Menggunakan tiga transduser tekanan.

Algoritma memantau tekanan nyahcas pemampat (PS3) dan kadar perubahannya (dPS3dt), membandingkannya dengan parameter gerai boleh dikonfigurasikan (pemalar KPS3) untuk menentukan sama ada gerai akan berlaku. Setelah dicetuskan, VAIC mengeluarkan isyarat perjalanan dalam masa 30 ms, menyebabkan pengawal menutup semua injap tutup bahan api (FSOV).

4. Penyaman Isyarat Input/Output

Semua saluran input dan output dilengkapi dengan litar penyaman isyarat, termasuk penapisan, penguatan dan pengasingan. Input menggunakan penukar A/D 16-bit dengan resolusi 14-bit, mencapai ketepatan pengukuran lebih baik daripada 0.1% skala penuh. Output menggunakan penukar D/A 12-bit dengan ketepatan 0.5%.

5. Diagnostik Kesalahan dan Ujian Kendiri

Papan ini mempunyai fungsi diagnostik yang komprehensif:

• Setiap input analog mempunyai semakan had perkakasan (paras tinggi/rendah pratetap tidak boleh dikonfigurasi berhampiran hujung julat pengendalian). Melebihi had ini menghentikan pengimbasan saluran itu dan menghasilkan penggera diagnostik komposit, L3DIAG_VAIC.

• Setiap input mempunyai semakan had sistem perisian boleh dikonfigurasikan, yang boleh digunakan untuk menjana penggera dan dikonfigurasikan sebagai selak atau tidak selak.

• Dalam sistem TMR, setiap isyarat input dipantau untuk sisihan daripada nilai median. Melebihi had pratetap menjana ralat, memberikan amaran awal tentang kemungkinan masalah saluran.

• Output D/A, arus keluaran, jumlah arus, geganti bunuh diri dan geganti skala 20/200 mA dipantau untuk kewajaran.

• Peranti ID pada papan terminal disoal siasat oleh VAIC. Ketidakpadanan menjana kerosakan ketidakserasian perkakasan.

6. Petunjuk Status

Panel hadapan mempunyai tiga penunjuk LED:

• RUN (Hijau): Berkelip semasa operasi biasa.

• GAGAL (Merah): Hidup stabil menunjukkan kegagalan papan.

• STATUS (Oren): Bercahaya stabil apabila keadaan penggera diagnostik wujud (biasanya dimatikan).

  
  

---

III. Aplikasi Sistem

1. Aplikasi dalam Sistem Kawalan Mark VI

IS200VAICH1C ialah papan pemprosesan I/O analog teras dalam sistem kawalan Mark VI, digunakan secara meluas dalam kawalan, perlindungan dan pemantauan proses turbin gas dan turbin stim. Peranannya dalam sistem termasuk:

• Pemerolehan Parameter Proses: Memperoleh isyarat analog daripada penderia yang mengukur suhu, tekanan, aliran, kelajuan, dsb., menukarkannya kepada nilai digital untuk digunakan oleh pengawal.

• Kawalan Penggerak: Mengeluarkan isyarat 4-20 mA atau 0-200 mA untuk memacu penentu kedudukan injap, injap servo, pemacu frekuensi berubah-ubah dan penggerak lain.

• Perlindungan Gerai: Memantau tekanan nyahcas pemampat dalam masa nyata, mengesan prekursor gerai dengan pantas dan mencetuskan penutupan kecemasan untuk melindungi jentera turbo.

• I/O Lewah: Dalam sistem TMR, menyediakan input dan output analog triple-redundant, memastikan operasi sistem tidak terjejas oleh kegagalan titik tunggal.

2. Konfigurasi Sistem Simplex dan TMR

Sistem Simplex: Menggunakan satu papan IS200VAICH1C dan dua papan terminal TBAI. Isyarat input disambungkan secara langsung, dan output didorong oleh VAIC tunggal.

Sistem TMR: Menggunakan tiga papan IS200VAICH1C (masing-masing terletak di rak R, S, T) dan dua papan terminal TBAI. Isyarat input dikipas secara selari pada papan terminal ke tiga rak. Output menggunakan lebihan pilihan median, dengan setiap VAIC menyumbang sebahagian daripada arus. Jumlah keluaran ialah median ketiga-tiganya. Jika satu papan gagal, dua yang selebihnya akan mengambil alih secara automatik.

3. Senario Aplikasi Biasa

• Kawalan Turbin Gas: Kawalan ram pemandu masuk pemampat, kawalan bahan api, pemantauan suhu ekzos, perlindungan gerai.

• Kawalan Turbin Stim: Kawalan injap Gabenor, pemantauan tekanan/suhu stim.

• Pengujaan Penjana: Pemantauan voltan/arus pengujaan.

• Kawalan Proses Perindustrian: Pemerolehan dan kawalan tekanan, aliran, aras, dsb.

  
  

---

IV. Penerangan Antara Muka Terperinci

1. Antara Muka Papan Terminal

IS200VAICH1C bersambung kepada dua papan terminal TBAI melalui dua penyambung kabel 50-pin (J3 dan J4). Setiap papan terminal menyediakan 10 input dan 2 output. Pelompat pada papan terminal memilih jenis input (semasa/voltan) dan julat output (20/200 mA).

2. Antara Muka Satah Belakang

Papan berkomunikasi dengan papan VCMI dan kad lain melalui penyambung satah belakang VME, menghantar data input berdigit dan menerima arahan output. Pesawat belakang juga menyediakan kuasa 24 V dc untuk menjanakan pemancar luaran (melalui papan terminal).

3. Penunjuk Panel Hadapan

4. Antara Muka Fungsi Diagnostik

Maklumat diagnostik terperinci, termasuk status had setiap saluran input, nilai semasa output, status geganti dan sisihan TMR, boleh dibaca melalui perisian Toolbox.

---

V. Diagnostik dan Penyelenggaraan

1. Senarai Fungsi Diagnostik

2. Syor Penyelenggaraan

• Semak penggera diagnostik secara kerap melalui Kotak Alat dan atasi anomali dengan segera.

• Pastikan pelompat papan terminal sepadan dengan jenis sensor sebenar.

• Dalam sistem TMR, pantau status LED pada setiap papan dan gantikan papan yang rosak dengan segera.

• Beri perhatian kepada keserasian apabila menggantikan papan: VAICH1C mesti menggunakan TBAIH1B atau papan terminal yang lebih awal.

  
  

---

VI. Pengesanan Gerai Pemampat

1. Gambaran Keseluruhan Algoritma

Perisian tegar VAIC termasuk dua algoritma pengesanan gerai, mengimbas empat input pertama pada 200 Hz:

• Algoritma Turbin Gas LM Kecil: Menggunakan dua transduser tekanan (cth, PS3A, PS3B).

• Algoritma Turbin Gas Tugas Berat: Menggunakan tiga transduser tekanan (cth, PS3A, PS3B, PS3C).

Algoritma memantau tekanan nyahcas pemampat (PS3) dan kadar perubahannya (dPS3dt), membandingkannya dengan parameter gerai yang boleh dikonfigurasikan. Parameter termasuk:

2. Pencetusan dan Perlindungan

Apabila algoritma mengesan prekursor gerai, VAIC mengeluarkan isyarat perjalanan gerai pemampat (CompStall) dalam masa 30 ms. Isyarat ini dihantar kepada pengawal untuk mematikan semua injap tutup bahan api (FSOV), melaksanakan penutupan kecemasan. Sensitiviti pengesanan gerai boleh dilaraskan melalui parameter konfigurasi.

---

VII. Keserasian dan Konfigurasi

1. Keserasian Papan Terminal

IS200VAICH1C adalah milik VAIC generasi asal dan mesti digunakan dengan papan terminal berikut:

• TBAIH1B atau lebih awal (cth, TBAIH1A)

• DTAI sebarang semakan

Papan terminal tidak serasi: TBAIH1C dan lebih baru (ini direka bentuk untuk VAICH1D, menyokong beban yang lebih tinggi).

2. Kaedah Konfigurasi

• Jenis input dipilih melalui pelompat pada papan terminal.

• Julat output (20/200 mA) dipilih melalui pelompat papan terminal.

• Parameter pengesanan gerai, had sistem, had sisihan TMR, dsb., dikonfigurasikan melalui perisian Toolbox.

• Parameter penapis, daya penggera, dsb., juga dikonfigurasikan melalui perisian.

3. Pemadanan Perisian Tegar dan Perkakasan

Cip ID pada papan menyimpan jenis papan dan maklumat semakan, dibaca oleh sistem untuk memastikan keserasian perkakasan. Apabila menggantikan papan, sahkan nombor model sepadan dan kemas kini fail konfigurasi (tre file) agar sepadan dengan versi perisian tegar.

---