IS220PSVOH1B ialah modul I/O kawalan servo berprestasi tinggi yang dimiliki oleh siri PSVO (Servo Control I/O Pack) dalam sistem kawalan GE (General Electric) Mark VIe. Modul ini direka khusus untuk menyediakan antara muka elektrik yang tepat dan fungsi kawalan untuk injap servo dalam turbin gas, pemampat, dan jentera berputar industri yang lain. IS220PSVOH1B berkomunikasi dengan papan terminal servo TSVC melalui satu atau dua rangkaian Ethernet I/O dan bekerjasama dengan pemasangan pemacu servo WSVO bersebelahan untuk mencapai kawalan gelung tertutup bagi dua gelung kedudukan injap servo bebas.
IS220PSVOH1B menggunakan reka bentuk modular, menggabungkan papan pemproses I/O teragih biasa dan papan I/O fungsi servo khusus. Modul ini menyokong lima arus keluaran injap servo yang boleh dipilih antara 10 mA hingga 120 mA, menampung injap servo dengan spesifikasi yang berbeza. Modul ini juga menyediakan isyarat pengujaan LVDT (Linear Variable Differential Transformer) dan boleh menerima sehingga lapan isyarat maklum balas LVDT dan dua input kadar nadi daripada meter aliran bahan api.
IS220PSVOH1B boleh digunakan dalam sistem simplex dan TMR (Triple Modular Redundant), memenuhi keperluan kebolehpercayaan tinggi dan ketersediaan tinggi bagi aplikasi kawalan industri. Modul bersambung terus ke papan terminal TSVCH1A melalui penyambung pin DC-62 dan mengakses rangkaian IONet melalui antara muka Ethernet RJ-45 untuk pertukaran data masa nyata dengan pengawal.
II. Struktur dan Antara Muka Perkakasan
2.1 Dimensi Fizikal dan Pemasangan
IS220PSVOH1B direka bentuk dengan teknologi pelekap permukaan padat. Dimensi fizikalnya adalah seperti berikut:
Parameter |
Nilai |
Ketinggian |
8.26 cm (3.25 inci) |
Lebar |
4.19 cm (1.65 inci) |
Kedalaman |
12.1 sm (4.78 inci) |
Kaedah Pemasangan |
Palam masuk terus ke penyambung papan terminal TSVCH1A, dicagar secara mekanikal melalui sisipan berulir di sebelah port Ethernet dan pendakap pelekap |
2.2 Penyambung Utama
IS220PSVOH1B dilengkapi dengan penyambung berikut:
Penyambung pin DC‑62 : Terletak di bahagian bawah modul, dipadankan terus dengan penyambung yang sepadan pada papan terminal TSVC, membawa semua isyarat I/O termasuk isyarat LVDT, arahan arus servo dan output pengujaan.
ENET1 (RJ‑45) : Antara muka Ethernet sistem utama untuk sambungan ke rangkaian IONet.
ENET2 (RJ‑45) : Antara muka Ethernet sistem berlebihan/sekunder yang menyokong konfigurasi dwi-rangkaian untuk kebolehpercayaan komunikasi yang lebih baik.
Port inframerah : Terletak pada panel hadapan tetapi tidak digunakan dalam produk ini.
2.3 LED Status
Penunjuk LED berbilang pada panel hadapan menyediakan diagnostik visual, termasuk status kuasa, status pautan Ethernet dan status kesihatan modul.
III. Penerangan Fungsional
3.1 Fungsi Kawalan Servo
IS220PSVOH1B berfungsi bersama-sama dengan pemasangan pemacu servo WSVO. WSVO mengandungi bekalan kuasa yang menukar input voltan P28 kepada ±15 V untuk litar pengatur arus servo, dua pengawal selia arus servo yang beroperasi daripada rujukan semasa yang disediakan oleh pek I/O, pilihan lima keuntungan boleh dikonfigurasikan, dan geganti bunuh diri servo dan litar pemacu output pengujaan.
Di dalam modul, papan servo BSVO memultipleks 24 saluran analog ke dalam penukar A/D 16-bit (kadar pensampelan 100 kHz, julat ±10 V dc). A/D ini mengendalikan isyarat pengatur arus servo, input LVDT dan pemantauan bekalan kuasa. Rujukan semasa untuk pengawal selia arus analog pada WSVO dijana pada BSVO oleh penukar D/A 14-bit. Pengujaan LVDT menggunakan penukar digital-ke-analog yang mengeluarkan gelombang sinus 3.2 kHz, yang ditapis dan dihantar ke WSVO.
3.2 Antara Muka LVDT
Modul ini menyokong sehingga lapan input maklum balas LVDT untuk pengukuran kedudukan tepat injap atau penggerak. Setiap input LVDT menampilkan penapisan laluan rendah dan penolakan mod biasa yang tinggi untuk memastikan isyarat kedudukan stabil walaupun dalam persekitaran elektromagnet yang keras. Pengguna boleh melakukan penentukuran automatik setiap LVDT menggunakan perisian ToolboxST, merekodkan nilai Vrms yang sepadan dengan kedudukan injap tertutup dan terbuka sepenuhnya (MnLVDTx_Vrms dan MxLVDTx_Vrms), dengan itu menukar isyarat voltan kepada peratusan kedudukan 0%–100%.
3.3 Input Kadar Nadi
IS220PSVOH1B menyediakan dua saluran input kadar nadi, boleh dikonfigurasikan untuk:
Magnetik (pasif) : Sesuai untuk meter aliran bahan api dan peranti yang serupa. Litar penyaman isyarat dioptimumkan untuk penderia pembahagi aliran.
Penderia aktif TTL : Sesuai untuk penderia keluaran aktif 5–27 V.
Input kadar nadi juga menyokong beberapa jenis aplikasi:
Jenis aliran : Digunakan untuk pengukuran aliran bahan api pembahagi aliran.
Jenis kelajuan : Digunakan untuk pengukuran kelajuan turbin satu aci konvensional.
Jenis Kelajuan Tinggi : Memanjangkan julat ukuran kelajuan.
Kelajuan LM : Direka khusus untuk turbin siri LM.
Speed_HSNG : Digunakan untuk mengimbangi jarak gigi yang tidak konsisten pada roda kelajuan. Mod ini memetakan jarak gigi untuk mengalih keluar variasi kelajuan berkala, menyediakan bit status kunci pemetaan (HSNGn_Stat).
Jika kunci tidak dapat dicapai kerana variasi gigi-ke-gigi yang berlebihan, parameter Lock_Limit boleh dilaraskan dalam kenaikan 1% untuk membolehkan lebih banyak variasi setiap revolusi. Sebab pelarasan mungkin termasuk: roda kelajuan bermagnet, roda kelajuan dua keping, gangguan elektromagnet luaran, atau amalan pendawaian/pelindung yang tidak betul. Walau bagaimanapun, peningkatan Lock_Limit membolehkan lebih banyak variasi kelajuan; punca utama harus ditangani apabila boleh.
3.4 Penentukuran Injap Servo
IS220PSVOH1B menyokong ujian mengusap penggerak injap. Prestasi servo boleh disahkan dalam tiga cara:
Mod manual : Masukkan nilai yang diingini secara berangka dan pantau prestasi menggunakan perakam arah aliran.
Tanjakan kedudukan (Sahkan Kedudukan) – menggunakan tanjakan pada penggerak.
Arus langkah (Sahkan Arus) – menggunakan input langkah pada penggerak.
Apabila papan terminal baharu digunakan pada sistem, penentukuran semula gelung servo IS220PSVOH1B diperlukan. Pengawal menyimpan kod bar papan terminal dan membandingkannya dengan papan terminal semasa semasa masa pemuatan konfigurasi semula. Setiap kali penentukuran disimpan, nama kod bar dikemas kini ke papan semasa.
Langkah penentukuran (dalam ToolboxST):
Dalam Editor Komponen, pilih tab Perkakasan.
Dalam Pandangan Pokok, pilih modul IS220PSVOH1B yang dikehendaki.
Dalam Paparan Ringkasan, pilih tab Pembolehubah, kemudian klik Teruskan/Luar Talian.
Tatal ke CalibEnab1 atau CalibEnab2 dan klik dua kali untuk mendayakan penentukuran (hanya pengawal selia yang didayakan boleh ditentukur).
Beralih ke tab Pengawal Selia, pilih pengatur yang dikehendaki daripada senarai juntai bawah dan tandakan kotak Dayakan.
Klik butang Calibrate untuk membuka dialog Calibrate Valve.
Klik Mod Kalibrasi untuk memasuki mod penentukuran.
Klik Tamat Minimum (penggerak lejang ke hujung minimum), Betulkan Tamat Minimum (voltan baca), Tamat Maksimum (lejang ke hujung maksimum), Betulkan Tamat Maksimum (voltan baca).
Klik Kalibrasi untuk menggunakan nilai yang dikira, kemudian Simpan untuk menyimpannya dalam modul I/O dan konfigurasi ToolboxST semasa.
Perintah pengesahan (tiada keperluan urutan) termasuk: Kedudukan (langkah dan monitor), Semasa (langkah dan monitor), Manual (pergerakan manual, digunakan dengan butang Hantar), Hantar (hantar nilai setpoint), MATI (keluar mod pengesahan).
3.5 Jenis Algoritma Pengawal Selia
IS220PSVOH1B menyokong pelbagai jenis algoritma pengawal selia servo yang boleh dipilih melalui parameter Reg_Type:
Nilai Reg_Type |
Penerangan |
Tidak digunakan |
Tidak digunakan |
no_fbk |
Tiada pengawal selia maklum balas |
1_LV kedudukan |
Pengatur kedudukan LVDT tunggal |
1_Kadar Nadi |
Pengatur kadar nadi tunggal (aliran bahan api). |
2_LVpilotCyl |
Pengatur silinder pandu dwi LVDT (utama + juruterbang) |
2_LVposMAX |
Pengatur kedudukan menggunakan maksimum dua LVDT |
2_LVposMIN |
Kedudukan pengawal selia menggunakan minimum dua LVDT |
2_PIsRateMAX |
Pengatur aliran bahan api menggunakan maksimum dua kadar nadi |
3_LV_LMX |
Median tiga LVDT (untuk turbin LMX100) |
3_LVposMID |
Median tiga LVDT (untuk turbin gas tugas berat) |
4_LV_LM |
Pemilihan pasangan LVDT dwi nisbah-metrik (untuk LM1600/2500/6000) |
4_LV_LMX |
Pengatur empat-LVDT (LMX dilanjutkan) |
4_LVP/cylMAX |
Empat pengawal selia maksimum utama/juruterbang LVDT |
Setiap jenis pengawal selia mempunyai parameter konfigurasi khusus seperti keuntungan (RegGain), pincang nol (RegNullBias), had kedudukan (nilai MaxPOS/MinPOSvalue), dan nilai korespondensi voltan LVDT (MnLVDTx_Vrms/MxLVDTx_Vrms).
3.6 Fungsi Dither
Untuk mengelakkan injap servo daripada melekat disebabkan oleh operasi statik yang berpanjangan, IS220PSVOH1B menyediakan fungsi dither amplitud boleh laras. Pilihan frekuensi dither: 12.5 Hz, 25 Hz, 33.33 Hz, 50 Hz, 100 Hz atau Tidak Digunakan. Amplitud dither (DitherAmpl) dinyatakan dalam % arus, julat 0–10%. Nota: Apabila pengesanan gegelung terpendek didayakan, amplitud dither yang lebih besar daripada 2% tidak disyorkan kerana ia boleh mengganggu pengiraan rintangan gegelung. Jika amplitud dither adalah kritikal, lumpuhkan pengiraan rintangan gegelung.
3.7 Perlindungan Bunuh Diri
IS220PSVOH1B menyediakan pelbagai mekanisme perlindungan bunuh diri untuk keluaran servo untuk memastikan pemacuan injap servo yang selamat ke kedudukan selamat (biasanya tertutup) apabila berlaku kerosakan. Keadaan bunuh diri yang boleh dikonfigurasikan termasuk:
Bunuh diri semasa (EnablCurSuic) : Dicetuskan apabila ralat antara arus arahan dan arus maklum balas sebenar melebihi ambang Curr_Suicide yang ditetapkan (0–100%).
Bunuh diri maklum balas kedudukan (EnablFbkSuic) : Dicetuskan apabila maklum balas kedudukan melebihi julat (100% + Fdbk_Suicide).
Bunuh diri gegelung terbuka (OpenCoilSuic) : Dicetuskan apabila gegelung servo terbuka dikesan; gunakan OpenCoildiag untuk mendapatkan maklumat diagnostik khusus.
Bunuh diri gegelung pendek (ShrtCoilSuic) : Dicetuskan apabila pengesanan gegelung servo terpintas; gunakan ShrtCoildiag untuk butiran diagnostik.
Pengesanan litar terbuka dan pintas adalah berdasarkan pengiraan rintangan gegelung: selepas penentukuran, RcoilOpen = 2 × (Voltan Pematuhan Servo / Arus Servo), RcoilShort = 0.5 × (Voltan Pematuhan Servo / Arus Servo). Pengguna boleh menetapkan RopenTimeLim dan RShrtTimeLim (saat) sebagai kelewatan pengesahan kesalahan.
VI. Ringkasan Parameter Konfigurasi
IS220PSVOH1B dikonfigurasikan melalui perisian ToolboxST. Item konfigurasi utama termasuk:
4.1 Tab Servo
Parameter |
Penerangan |
Pilihan / Lalai |
Servo_MA_Out |
Penarafan arus servo nominal (mA) |
10, 20, 40, 80, 120 (lalai 10) |
EnablCurSuic |
Dayakan Bunuh Diri Semasa |
Dayakan/Lumpuhkan (lalai Lumpuhkan) |
EnablFbkSuic |
Dayakan Maklum Balas Kedudukan Bunuh Diri |
Dayakan/Lumpuhkan (lalai Lumpuhkan) |
EnblAutoGain |
Dayakan Auto Gain (untuk 4_LV_LM, 3_LVLMX, 4_LVLMX) |
Dayakan/Lumpuhkan (lalai Lumpuhkan) |
Gegelung_RS_Sahaja |
Konfigurasi servo 2 gegelung (tiada beban pada terminal S) |
Dayakan/Lumpuhkan (lalai Lumpuhkan) |
Curr_Bunuh Diri |
Ambang bunuh diri ralat semasa (%) |
0–100 (lalai 5) |
Fdbk_Bunuh Diri |
Maklum balas kedudukan margin bunuh diri (%) |
0–10 (lalai 5) |
OpenCoilSuic |
Dayakan bunuh diri gegelung terbuka |
Dayakan/Lumpuhkan (lalai Lumpuhkan) |
ShrtCoilSuic |
Dayakan bunuh diri gegelung pendek |
Dayakan/Lumpuhkan (lalai Lumpuhkan) |
PerhatianTBmAJmpPos |
Perlawanan kedudukan pelompat TSVC mA |
10/20/40/80/120 mA_A/120 mA_B (lalai 10) |
RopenTimeLim |
Kelewatan pengesanan litar terbuka (saat) |
0–100 (lalai 1) |
RShrtTimeLim |
Kelewatan pengesanan litar pintas (saat) |
0–100 (lalai 1) |
TMR_DiffLimit |
Had diagnostik perbezaan undi TMR (%) |
0–110 (lalai 25) |
4.2 Tab Kadar Nadi
Parameter |
Penerangan |
Pilihan / Lalai |
SysLim2Latch |
Dayakan selak Had Sistem 2 |
Selak/NotLatch (Selak lalai) |
SysLim2Type |
Hadkan jenis perbandingan |
≤ atau ≥ (lalai ≥) |
SysLimit2 |
Had atas kadar aliran |
0–20000 (lalai 0) |
TMR_DiffLimit |
Had perbezaan undi TMR (%) |
0–20000 (lalai 5) |
4.3 Tab Pengawal Selia
Parameter |
Penerangan |
Julat / Lalai |
Reg_Type |
Jenis algoritma pengawal selia |
Lihat senarai di atas (lalai Tidak Digunakan) |
Dither_Freq |
Kekerapan dither (Hz) |
12.5, 25, 33.33, 50, 100, Tidak Digunakan (lalai Tidak Digunakan) |
DitherAmpl |
Amplitud dither (% arus) |
0–10 (lalai 2) |
LVDT_Margin |
Margin diagnostik lebih julat LVDT (%) |
1–100 (lalai 2) |
RegGain |
Keuntungan gelung kedudukan (% semasa / unit Eng.) |
-200 hingga 200 (lalai 1) |
RegNullBias |
Pampasan pincang nol (% semasa) |
-100 hingga 100 (lalai 0) |
Nilai MaxPOS |
Kedudukan terbuka penuh (biasanya %) |
-15 hingga 150 (lalai 100) |
Nilai MinPOS |
Kedudukan pada tutup penuh (biasanya %) |
-15 hingga 150 (lalai 0) |
MnLVDT1_Vrms |
Voltan LVDT pada tertutup penuh (Vrms, simplex/TMR) |
0–7.1 (lalai 1 / 1,1,1) |
MxLVDT1_Vrms |
Voltan LVDT pada terbuka penuh (Vrms, simplex/TMR) |
0–7.1 (lalai 5 / 5,5,5) |
V. Diagnostik dan Penggera
IS220PSVOH1B menjalankan ujian diagnostik kendiri berikut:
Ujian kendiri kuasa: menyemak RAM, memori denyar, port Ethernet dan kebanyakan perkakasan papan pemproses.
Pemantauan berterusan bekalan kuasa dalaman.
Pemeriksaan ID Elektronik: mengesahkan bahawa papan terminal, papan pemerolehan dan set perkakasan papan pemproses sepadan, dan bahawa kod aplikasi dalam kilat adalah betul untuk perkakasan.
Setiap input analog mempunyai semakan had perkakasan berdasarkan pratetap (tidak boleh dikonfigurasikan) tahap tinggi dan rendah berhampiran julat pengendalian. Jika melebihi, isyarat logik ditetapkan dan input tidak lagi diimbas.
Setiap input juga mempunyai semakan had sistem berdasarkan tahap tinggi/rendah yang boleh dikonfigurasikan, yang boleh menjana penggera, mendayakan/melumpuhkan fungsi dan selak/tidak selak. RSTSYS menetapkan semula keadaan di luar had.
Perkakasan input analog termasuk voltan rujukan ketepatan dalam setiap imbasan; nilai yang diukur dibandingkan dengan nilai yang dijangkakan untuk mengesahkan kesihatan penukar A/D.
Arus keluaran analog dikesan pada papan terminal menggunakan perintang beban kecil; pek I/O menyelaraskan isyarat ini dan membandingkannya dengan arus arahan untuk mengesahkan kesihatan penukar D/A.
Geganti bunuh diri keluaran analog dipantau secara berterusan untuk persetujuan antara keadaan terperintah dan petunjuk maklum balas.
Maklumat diagnostik terperinci tersedia melalui aplikasi ToolboxST. Isyarat diagnostik boleh dilekatkan secara individu dan ditetapkan semula melalui isyarat RSTDIAG apabila ia kembali sihat.
VI. Nota Pemasangan
Pasang papan terminal TSVCH1A dengan selamat.
Palamkan satu (simplex) atau tiga (TMR) modul IS220PSVOH1B terus ke penyambung papan terminal.
Lindungi modul secara mekanikal menggunakan sisipan berulir di sebelah port Ethernet dan kurungan pelekap khusus papan terminal. Laraskan kedudukan pendakap supaya tiada daya sudut tegak dikenakan pada penyambung pin DC-62.
Palamkan pemasangan pemacu servo WSVO ke dalam penyambung J2 48‑pin dan kencangkan dengan empat skru.
Palamkan satu atau dua kabel Ethernet bergantung pada konfigurasi sistem. Apabila sambungan IONet tunggal digunakan, modul berfungsi pada kedua-dua port. Jika sambungan dwi digunakan, amalan standard adalah untuk menyambungkan ENET1 ke rangkaian yang dikaitkan dengan pengawal R.
Guna kuasa pada pek I/O dan pemacu menggunakan suis kuasa pada TSVC. Gunakan SW3 untuk R, SW2 untuk S, dan SW1 untuk T, dan periksa lampu penunjuk. Untuk aplikasi simplex yang menggunakan TSVC JDI/JD2 (geganti K1), sahkan bahawa SW1 HIDUP dan LED DS1 hijau menyala; jika tidak, relay override trip K1 tidak akan memberikan perlindungan yang dimaksudkan.
Gunakan aplikasi ToolboxST untuk mengkonfigurasi pek I/O seperti yang diperlukan. Nota: Jika konfigurasi yang dimuat turun mengandungi pek I/O dengan ID modul yang berbeza daripada konfigurasi yang sedang dijalankan, perisian tegar yang salah mungkin dipasang pada beberapa pek I/O. Dalam kes itu, pastikan pengawal menjalankan konfigurasi baharu, mulakan semula keseluruhan sistem, dan kemudian mulakan semula Wizard Muat Turun ToolboxST.
